一种便携式测定消毒液浓度的装置

技术领域

本发明涉及液体浓度测定领域，具体而言，涉及一种便携式测定消毒液浓度的装置。

背景技术

84消毒液是一种广泛应用于杀灭细菌和病毒、预防疾病并抑制传播的产品。由于其消毒效果理想、价格低廉、使用方便，具有广谱、高效的杀菌特点而深受大家的欢迎。市面上有品牌繁多的用于家庭日常生活的84消毒液，是中国众多日化企业投入生产的主要产品类型。其使用场所从最开始的医院迅速扩展到学校、幼儿园、宾馆、写字楼、车站等公共场所和居民家庭。其消毒对象也从手术器械、温度计扩展到餐具、桌椅、马桶等。84消毒液为保证居民健康、防止疾病传播、切断交叉污染发挥了巨大的作用。但也84消毒液如果使用不当可能产生严重的后果。近几年新闻上就曾报道过错误使用84消毒液后身体不适送医的事件。自2020年发生新冠疫情以来，消毒液被大量使用。然而消毒液，如84消毒液浓度过高或过低都不能达到令人满意的效果。

84消毒液是一种以次氯酸钠为主的高效消毒剂，主要成分为次氯酸钠(NaClO)。为无色或淡黄色液体，有效氯含量因不同厂家产品略有差异，通常为5.5％～6.5％。一般市售84消毒液有效氯含量≥5％，相当于50000mg/L，使用时需稀释配置成200mg/L、500mg/L、1000mg/L的浓度。

目前检测84消毒配制液的方法仅有试纸和比色管法。试纸法是将消毒液配制好之后，将试纸浸于消毒液中，片刻取出，半分钟内在自然光下与标准色块比较，读出溶液所含有效成分含量。比色管法同样是将84消毒液配制好之后，用吸管吸出滴于白瓷盘中，在吸蓝墨水滴加于其中，直至出现稳定的蓝绿色位置，消耗蓝墨水的滴数即为消毒液中有效氯的百分含量。可以看出，无论是试纸法还是比色管法都是半定量实验，而且更重要的是，如果配制的消毒液浓度不合适，会造成大量浪费。

因此，亟需一种可以准确定量准确测定84消毒液浓度的装置。

发明内容

针对上述需求，本发明提供了一种便携式测定消毒液浓度的装置。

本发明的另一目的是提供了化合物用于测定消毒液浓度的用途。

本发明的目的是通过下列方法实现的：

一种便携式测定消毒液浓度的装置，其包括：吸入式探针1、壳体2、中央微处理器3、直流电源4、LCD显示屏5、储存器6、电化学传感模块7、数模-模数转换模块8、信号感测-放大模块9和电流/电压转换模块10。

其中，中央微处理器3与LCD显示屏5、储存器6、电化学传感模块7、数模-模数转换模块8、信号感测-放大模块9分别相连；吸入式探针1与电化学传感模块7连接；电化学传感模块7与信号感测-放大模块9连接，信号感测-放大模块9与电流/电压转换模块10相连接；直流电源4与电流/电压转换模块10相连接；电化学传感模块7中含有激发光源和荧光化合物。

其中，电流/电压转换模块10将电化学传感模块7的输出电流换成电压，数模-模数转换模块8电压转换成数字量后传输给中央微处理器3。

任选地，电化学传感模块7含有与氯离子发生反应的化合物，优选地，所述化合物具有如下式I所示的结构：

六甲氧基喹啉是对氯离子特异性识别的基团，在氯离子的碰撞下N-乙氨基-6-甲氧基喹啉荧光猝灭，在酸性条件下，N-乙氨基-6-甲氧基喹啉上的氨基质子化，增强了对氯离子的吸引作用，从而使得该探针对氯离子有较强的识别作用。

所述式I化合物荧光吸收最大波长为350nm处，最强荧光发射在454nm处。本发明用于各种实际水样氯离子含量测定，并且可以检测各种水样中氯离子的含量，最低检测限为8.19μMol。该探针响应速度快，对于保障人体健康产生积极的作用。光学性质稳定，储存时间长，操作简单，特异性好，灵敏度高，对氯离子响应迅速。

进一步优选地，所述化合物具有如下式II或III所示的结构：

荧光探针技术因其拥有灵敏度高、检测下限低等优点已经成为一种常用的化学分析方法。对于氯离子的检测，常规的方法是化学滴定和其他电化学的方法，它们都要用到汞离子、银离子等重金属离子因此成本较高、毒性较大且操作较为复杂。聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission，AIE)领域是一个崭新的研究方向(Tang B，etal.Chem.Commun.2001，1740；Chem.Commun.2009，4332)。具有AIE性能的有机小分子不同于其它芳香类的荧光分子，它们在溶液中往往不具备发光能力，但在聚集态时，如粉末、纳米颗粒、纯薄膜时却能发射较强荧光。近十年来，一系列新型的具有AIE性能的有机小分子被合成、报道出来。现如今AIE分子不但可以被用来制作有机电致发光器件，还可以利用它们在形成聚集态前后发光性能的变化来设计具有特殊功能的化学传感器或生物探针(TangB，et al.J.Phys.Chem.B，2007，111，11817；Chem.-Eur.J.2008，14，6428)。9-亚环庚三烯基芴是富瓦烯类化合物的衍生物，它由平面性的9-亚芴基和非平面性的1-亚环庚三烯基组成。近几年，吕萍等(Lu P，et al.Org.Lett.2005，7，87；Org.Lett.2005，7，3669)报道了2，7-二芳基-9-亚环庚三烯基芴类化合物可以用作pH荧光传感器。新近的研究成果表明此类化合物在四氢呋喃体系中铜离子存在下能专一地、快速地对氯离子产生响应，在体系中形成聚集的纳米颗粒并表现出独特的聚集诱导发光的性能。利用2，7-二芳基-9-亚环庚三烯基芴类化合物的这种聚集诱导发光现象就可以完成对氯离子的荧光检测。

本发明所述的式I、II和III的化合物可用于测定消毒液浓度。

附图说明

图1是本发明便携式测定消毒液浓度的装置的结构示意图。

实施例

下面通过实施例对本发明作进一步说明。应该理解的是，本发明实施例所述方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。

实施例1：荧光化合物的获得

可以根据现有技术中已知的方法获得式I化合物：

称取2-溴乙氨氢溴酸盐2.05g和六甲氧基喹啉1.59g加入到带有回流冷凝管装置50mL的圆底烧瓶中，再往圆底烧瓶加入2mL乙醇和10mL乙腈，将混合溶液在油浴加热至80摄氏度回流，TLC检测反应直至原料六甲氧基喹啉不再反应为止。反应结束后，减压旋蒸去除溶剂乙醇和乙腈，然后将粗产物等量的放入两个10mL离心管中，各加入6mL乙醇，10000r离心清洗十分钟，直至TLC检测上清液中不含有原料六甲氧基喹啉为止，将乙醇清洗过后的产物放入60摄氏度的真空干燥箱中烘干，得到纯净的产物N-乙氨基-6-甲氧基喹啉。

式I化合物测定氯离子的机理如下：

实施例2：荧光化合物的获得

可以根据现有技术中已知的方法获得式II和III化合物：

在氮气保护下，以摩尔比为1∶2.2∶14的比例加入100mg(0.24mmol)2，7-二溴-9-亚环庚三烯基芴、106mg(0.53mmol)2-联苯硼酸、0.47g(3.4mmol)碳酸钾，再以体积比为1∶1∶1的比例加入甲苯(8ml)、乙醇(8ml)、水(8ml)的混合溶剂，并加入催化量的四(三苯基膦)钯，加热回流，反应6小时，冷却，用二氯甲烷萃取反应液，合并有机层，用饱和食盐水洗涤，有机相经硫酸镁干燥，过滤，蒸去溶剂，柱层析分离得到2，7-二(联苯-2-基)-9-亚环庚三烯基芴。

在氮气保护下，以摩尔比为1∶3∶14的比例加入100mg(0.24mmol)2，7-二溴-9-亚环庚三烯基芴、144mg(0.73mmol)4-联苯硼酸、0.47g(3.4mmol)碳酸钾，再以体积比为2∶2∶1的比例加入甲苯(10ml)、乙醇(10ml)、水(5ml)的混合溶剂，并加入催化量的四(三苯基膦)钯，加热回流，反应12小时，冷却，用二氯甲烷萃取反应液，合并有机层，用饱和食盐水洗涤，有机相经硫酸镁干燥，过滤，蒸去溶剂，柱层析分离得到2，7-二(联苯-4-基)-9-亚环庚三烯基芴100mg，产率74％。

实施例3：本发明便携式测定消毒液浓度的装置

在配制84消毒液时，可先将吸入式探针1插入待配制消毒液中，然后启动主机，在未检测时，LCD显示屏5显示零，当开始检测时，随着浓度的不断变化，LCD显示屏5在显示数字浓度的同时，背景可以不同颜色变化。所选用吸入式探针1，采用超耐磨、耐酸碱的特氟隆，优选选自PVDF、ETFE、PFA中的一种。电流/电压转换模块10具有采集、处理信号功能，同时可以差分电压输出。信号感测-放大模块9将检测到的信号，传递、放大，将电流信号转换成电压信号，将电流值、荧光强度与氯离子的含量的函数关系转换为电压值与氯离子的含量的函数关系。

装置带有储存器6，储存器6与中央微处理器3相连接，其具有创建、写入、保持数据文件的功能。通过此模块可以实现实时监测并自动记录氯离子的含量数据。通过监测仪键盘选择数据记录间隔时间。装置可根据使用者的选择自动将数据记录到存储卡中，形成TXT格式数据文件。通过电脑可查看数据文件并进行处理。

中央微处理器3与LCD显示屏5、储存器6、电化学传感模块7、数模-模数转换模块8、信号感测-放大模块9分别相连；吸入式探针1与电化学传感模块7连接；电化学传感模块7与信号感测-放大模块9连接，信号感测-放大模块9与电流/电压转换模块10相连接；直流电源4与电流/电压转换模块10相连接；电化学传感模块7中含有激发光源和荧光化合物。

测定时，中央微处理器3驱动数模-模数转换模块8，利用直流电源输出电压，在电压下电化学传感模块7可以达到最大的测定灵敏度。然后，吸入的84待配制液体在电化学传感模块7与预存的荧光化合物(可以荧光化合物溶液或涂层的方式预存)发生反应，这时电化学传感模块7的电极会产生电流，电流/电压转换模块10把这个电流转换成电压输出给数模-模数转换模块8。中央微处理器3会通过采集数模-模数转换模块8的数字量的变化来判断氯离子有效浓度，并通过LCD显示屏5显示出来。