一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備及方法
【專利摘要】本發明涉及一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，包括依次連接的定時溫控器（1），鉛檢測試劑盒（2），重金屬鉛檢測儀（3），待測樣品在定時溫控器中培育后，與檢測試劑混合后發生反應產生信號變化，重金屬鉛檢測儀在恒定溫度下監控該信號變化，并將檢測數據發送至內置信息處理裝置，該信息處理裝置對檢測數據進行分析，獲得樣品鉛含量。本發明還涉及一種實時恒溫定量快速檢測鉛的方法；啟動檢測設備，將石英微量比色皿（7）放入檢測設備；將待測樣品置于定時溫控器（1）孔槽內，37攝氏度恒溫培育5分鐘；用進樣器（6）吸取樣品液，將進樣器末端與內置鉛檢測試劑（4）的試劑反應管（5）連接，將樣品通過試劑反應管（5）注入石英微量比色皿（7）中，開始測試，實時準確顯示檢測結果。本發明可解決野外現場快速檢測重金屬鉛含量的問題。
【專利說明】一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物【技術領域】，具體涉及一種可用于重金屬鉛的現場快速檢測設備。【背景技術】
[0002]鉛是一種對人體內的許多系統都有毒性的重金屬，一般認為血鉛的相對安全標準不應超過10-14μ g/dl，但近年來，隨著我國工業化、城市化進程的加速發展，鉛污染問題也越來越嚴重。目前，鉛污染已成為人類健康的無情殺手，而且鉛污染首當其沖的受害者是兒童。目前鉛污染已受到人們的關注，國家有關部門已經開始采取了相應的措施。出于安全考慮，對地下水、地表水、工業廢水、土壤、汽油、食品中重金屬鉛含量進行實時實地監控已成為迫切需要。但目前現有的技術，仍然只能依賴于實驗室大型設備如原子吸收、ICP-MS等對重金屬鉛進行檢測，所用設備不僅價格昂貴，且無法在實際現場對樣品中的金屬鉛進行快速檢測，從而實時實地監控鉛含量。
[0003]本發明運用重金屬酶催化與非天然氨基酸熒光特異標記技術原理，提供了一種可現場定量檢測重金屬鉛含量的檢測設備及方法。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了解決野外現場快速檢測重金屬鉛含量的問題，而提出的一種實時恒溫定量快速檢測重金屬鉛的設備與方法。
[0005]本發明采用以下技術方案，一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，包括依次連接的定時溫控器，鉛檢測試劑盒，重金屬鉛檢測儀，待測樣品與檢測試劑混合后，發生反應，產生信號變化，重金屬鉛檢測儀監控該信號變化，并將檢測數據發送至設備內置的信息處理裝置，該信息處理裝置對檢測數據進行分析，獲得樣品鉛含量；
[0006]所述的鉛檢測試劑盒包括鉛檢測試劑，試劑反應管，進樣器，石英微量比色皿；
[0007]所述的鉛檢測試劑包含一種特異底物及一種熒光基團，該熒光基團連接在該特異底物上，形成熒光標記特異底物，樣品中的鉛在該鉛檢測試劑作用時，熒光基團被釋放，弓丨起信號變化；
[0008]所述的重金屬鉛檢測儀包括依次連接的光源，第一單色器，比色池，第二單色器，檢測器；
[0009]所述的單色器由入射狹縫、準光裝置，色散元件，聚光裝置，出射狹縫組成，準光裝置和聚光裝置為透鏡，色散元件為棱鏡或光柵；
[0010]所述的重金屬鉛檢測儀還包括自動溫控裝置，用于控制反應體系溫度，還包括LED顯示屏，用于顯示檢測數據，重金屬鉛檢測儀還包括USB接口。
[0011]本發明的目的還通過以下技術方案實現，一種實時恒溫定量快速檢測鉛的方法，包括以下步驟:
[0012]S1、將待測樣品置于定時溫控器孔槽內，37攝氏度恒溫培育5分鐘，對待測樣品進行恒溫預處理；[0013]S2、啟動重金屬鉛檢測儀，將石英微量比色皿放入檢測設備，用進樣器吸取樣品液；
[0014]S3、將進樣器末端與內置鉛檢測試劑的試劑反應管連接，樣品流經試劑反應管，注入到石英微量比色皿中；
[0015]S4、移開試劑反應管和進樣器，蓋上樣品測試杯的蓋子；
[0016]S5、按下開始鍵開始測試，樣品與鉛檢測試劑作用，發生信號變化，2分鐘內，顯示檢測結果，記錄數據，檢測完成；
[0017]所述的鉛檢測試劑包含一種特異底物及一種熒光基團，該熒光基團連接在該特異底物上，形成熒光標記特異底物，鉛檢測試劑還包含一種穩定劑，樣品中的鉛在該鉛檢測試劑作用時，熒光基團被釋放，引起信號變化；
[0018]所述的進樣器在樣品管中吸取樣品量為0.5ml。
[0019]本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:
[0020]1.本發明通過重金屬酶催化技術原理，設計能對重金屬特異識別的底物。
[0021]2.本發明采用了先進的熒光標記技術，保證了檢測結果的靈敏性、準確性。當樣品中有很微量的鉛時，即會發生催化反應，設備即可檢出熒光信號的變化。
[0022]3.檢測設備內置的信息處理裝置實時采集檢測到的數據，并進行數據分析處理，結果可通過設備自帶的顯示屏直接顯示，現場即可得到準確的檢測結果。此外，設備自動存儲數據，并可通過USB接口隨時將數據導出。
[0023]4.本發明運用一種內置的自動溫控裝置，可以精確控制反應體系的溫度在37攝氏度下進行，以避免溫度不一致對反應體系的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
[0025]圖1為實時恒溫定量快速檢測鉛的設備結構示意圖；
[0026]圖2為鉛檢測試劑盒結構示意圖；
[0027]圖3為重金屬鉛檢測儀結構示意圖；
[0028]圖4為單色器結構示意圖。
[0029]圖中附圖標記表示為:
[0030]1、鉛檢測試劑盒2、重金屬鉛檢測儀3、信息處理裝置4、鉛檢測試劑5、進樣器6、樣品管7、石英微量比色皿8、光源9、單色器10、比色池11、單色器12、檢測器13、入射狹縫
14、準光裝置15、色散元件16、聚光裝置17、出射狹縫
【具體實施方式】
[0031]參見附圖1 一 4，該實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，包括依次連接的定時溫控器(I )，鉛檢測試劑盒(2)，重金屬鉛檢測儀(3)，鉛檢測試劑盒包括鉛檢測試劑4，試劑反應管5，進樣器6，石英微量比色皿7 ;重金屬鉛檢測儀2包括依次連接的光源8，第一單色器9，比色池10，第二單色器11，檢測器12 ;單色器由入射狹縫13、準光裝置14，色散元件15，聚光裝置16，出射狹縫17組成。[0032]待測樣品置于定時溫控器孔槽內，37攝氏度恒溫培育5分鐘，對待測樣品進行恒溫預處理，啟動重金屬鉛檢測儀，將石英微量比色皿放入檢測設備，進行預熱，用進樣器吸取樣品液，將進樣器末端與內置鉛檢測試劑的試劑反應管連接，樣品流經試劑反應管，注入到石英微量比色皿中。由于鉛檢測試劑4中包含一種特異底物及一種熒光基團，該熒光基團連接在該特異底物上，形成熒光標記特異底物，樣品中的鉛在該鉛檢測試劑作用時，熒光基團被釋放，從而引起信號變化。待測樣品與檢測試劑混合后發生反應，產生熒光信號變化，由重金屬鉛檢測儀進行監控，光源由入射狹縫13進入，經準光裝置14即透鏡轉為平行光，通過色散元件15即棱鏡或光柵將復合光分解，再通過聚焦裝置16即透鏡將分離的單色光聚焦至出射狹縫17出射，比較熒光變化，并將檢測數據發送至信息處理裝置，信息處理裝置分析熒光信號變化數據，在顯示屏顯示樣品的鉛含量。
[0033]設備檢測對象:
[0034]可以直接用于準確測量飲用水以及存在許多干擾物質的天然地表水或地下水樣品，也可用于分析復雜的基體、海水、污水以及固體樣品如巖石、土樣、生物等樣品。
[0035]設備技術性能如下:
[0036]1、檢測下限:0.5ng/ml.[0037]2、測鉛量程:0-200ng/ml,對于更高濃度的樣品可適當稀釋。
[0038]3、樣品量:0.1-0.5ml 樣品
[0039]4、防水性能:防水性能良好
[0040]實施例1:檢測某工業廢水鉛含量
[0041]樣品前處理:
[0042]取50毫升水樣,經過濾后,稀釋100倍,調節pH約為5。
[0043]測定步驟:
[0044]啟動實時定量熒光重金屬鉛快速檢測儀，將石英微量比色皿插入到儀器中，進行預熱。用進樣器吸取0.5毫升樣品液，將進樣器插入到試劑反應管上，通過試劑反應管注射到石英微量比色皿中，快速移開進樣器，并蓋上樣品室的蓋子，按下開始鍵開始測試，樣品開始檢測后，I分鐘之內會顯示以PPb為單位的測試結果，記錄檢測結果，測試完成后，將石英微量比色皿拿開。
[0045]結果:通過實時恒溫定量快速檢測鉛的設備和方法檢出該廢水中鉛含量為150ppb，ICP-MS檢測結果為145ppb。本發明實時定量熒光重金屬鉛快速檢測方法與ICP-MS
檢測結果基本一致。
[0046]實施例2:現場檢測某地區自來水鉛含量
[0047]測定步驟:
[0048]啟動實時定量熒光重金屬鉛快速檢測儀，將石英微量比色皿插入到儀器中，進行預熱。用進樣器吸取0.5毫升自來水樣品，將進樣器插入到試劑反應管上，通過試劑反應管注射到石英微量比色皿中，快速移開進樣器，并蓋上樣品室的蓋子，按下開始鍵開始測試，樣品開始檢測后，I分鐘之內會顯示以PPb為單位的測試結果，記錄檢測結果，測試完成后，將石英微量比色皿拿開。
[0049]結果:該自來水樣品，通過實時恒溫定量快速檢測鉛的設備和方法未檢出鉛。ICP-MS檢測鉛含量為0，鉛檢測試劑檢測結果與ICP-MS檢測結果一致。[0050]本發明運用合成生物學蛋白或DNA特異位點標記技術、酶催化動力學，結合光電檢測技術及自動控制模塊化分析系統，實時定量檢測鉛含量，保證了體系的穩定性、靈敏性與特異性，實現了準確檢測。可應用于重金屬、毒素等化學殘留物、致病微生物耐藥性篩查等快速檢測。還可以幫助企業實時監控原材料、環境、成品的理化殘留物、微生物污染狀況，及時發現潛在污染情況，降低風險，可提高企業資金運轉率，促進生產量的擴大，特別是對于短效期宜腐爛的產品，快速放貨可加速整個物流鏈，控制并降低企業質量安全風險。
[0051]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，其特征在于，包括依次連接的定時溫控器(1)，鉛檢測試劑盒(2)，重金屬鉛檢測儀(3)，待測樣品在定時溫控器中培育后，與檢測試劑混合后發生反應產生信號變化，重金屬鉛檢測儀在恒定溫度下監控該信號變化，并將檢測數據發送至內置信息處理裝置，該信息處理裝置對檢測數據進行分析，獲得樣品鉛含量。
2.根據權利要求1所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，其特征在于，包含一種定時溫控器(I)。
3.根據權利要求2所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，其特征在于，包含的定時溫控器(I)，可以精確控制樣品的溫度為37攝氏度。
4.根據權利要求3所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，其特征在于，包含一種鉛檢測試劑盒(2 )，試劑盒包含一種鉛檢測試劑(4 )，置于試劑反應管(5 )中。
5.根據權利要求4所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，其特征在于，權利4中所述的的檢測試劑(4)中含有特殊的非天然氨基酸熒光標記底物，當樣品中不含有鉛時，不發出熒光信號，當樣品中的鉛與該底物發生作用時，熒光基團被釋放，引起信號變化。
6.根據權利要求2— 5之一所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，其特征在于，所述的鉛檢測試劑盒還包括進樣器(6 )，石英微量比色皿(7 )。
7.根據權利要求1一 6之一所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，其特征在于，所述的重金屬鉛檢測儀(3)包括依次連接的光源(8)，第一單色器(9)，比色池(11)，第二單色器(10)，檢測器(12)，自動溫控裝置(18)。
8.根據權利要求7所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，其特征在于，所述的單色器由入射狹縫(13)、準光裝置(14)，色散元件(15)，聚光裝置(16)，出射狹縫(17)組成。
9.根據權利要求8所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，其特征在于，所述的準光裝置和聚光裝置為透鏡。
10.根據權利要求9所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，其特征在于，所述的色散元件為棱鏡或光柵。
11.根據權利要求8— 10之一所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，其特征在于，所述的重金屬鉛檢測儀還包括LED顯示屏，用于顯示檢測數據。
12.根據權利要求7所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，其特征在于，所述的重金屬鉛檢測儀還包括一種內置的自動溫控裝置(18)，可以精確控制反應體系的溫度在37攝氏度下進行。
13.根據權利要求12所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的設備，其特征在于，所述的重金屬鉛檢測儀還包括USB接口。
14.一種實時恒溫定量快速檢測鉛的方法，其特征在于，包括以下步驟:S1、將待測樣品置于定時溫控器(I)孔槽內，37攝氏度恒溫培育5分鐘，對待測樣品進行恒溫預處理； S2、啟動重金屬鉛檢測儀，將石英微量比色皿(7)放入檢測設備，預熱到37攝氏度； S3、用進樣器(6)吸取樣品液，將進樣器末端與內置鉛檢測試劑(4)的試劑反應管(5)連接，樣品流經試劑反應管(5)，注入到石英微量比色皿(7)中； S4、移開試劑反應管(5)和進樣器(6)，蓋上樣品測試杯的蓋子；S5、按下開始鍵開始測試，樣品與檢測試劑(4)作用，發生信號變化，2分鐘內，顯示檢測結果，檢測完成。
15.根據權利要求14所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的方法，其特征在于，所述的待測樣品的預處理為30度恒溫5分鐘，以保障反應在同一溫度下進行。
16.根據權利要求15所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的方法，其特征在于，所述的鉛檢測試劑(4)包含一種特異底物及一種非天然氨基酸熒光基團，該熒光基團連接在該特異底物上，形成非天然氨基酸熒光標記底物。
17.根據權利要求16所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的方法，其特征在于，所述的鉛檢測試劑(4)還包含一種穩定劑，保障反應體系的穩定性。
18.根據權利要求17所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的方法，其特征在于，底物熒光基團被淬滅，當樣品中的鉛與該鉛檢測試劑作用時，熒光基團被釋放，引起信號變化。
19.根據權利要求14一 18之一所述的一種實時恒溫定量快速檢測鉛的方法，其特征在于，所述的進樣器 (5)在樣品管中吸取樣品量為0.5ml。
【文檔編號】G01N21/64GK103852456SQ201310291702
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年7月11日 優先權日:2013年7月11日
【發明者】周娟作, 陸藝, 王江云, 金京華 申請人:北京安生綠源科技有限公司