ИНДИКАТОРНЫЙ ПЛОСКИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ВЕЩЕСТВ (ВАРИАНТЫ)
INDICATOR FLAT ELEMENT FOR CHEMICAL DETECTION OF SUBSTANCES (VERSIONS)

Заявляемое техническое решение относится к области химической промышленности, а именно к индикаторным устройствам, используемым при колориметрическом анализе воздуха на наличие веществ.
Известны индикаторные устройства (индикаторные элементы, индикаторные бумаги, индикаторные трубки и т.п.) для качественного и/или количественного определения содержания веществ в объектах окружающей среды (1-13).
Аналогами заявляемого технического решения являются индикаторные бумаги и индикаторные элементы (5, 7, 8).
Индикаторный плоский элемент ИПЭ (13) предназначен для контроля вредных веществ, а именно нервно-паралитических газов. ИПЭ представляет собой пластиковую полоску. Одна половина пластиковой полоски содержит два бумажных диска, один из которых импрегнирован (пропитан) раствором фермента, а другой - субстратом розового цвета, к другой половине пластиковой полоски прикреплена ампула, содержащая реагент. Ампула с реагентом находится в трубке, которая помогает раствору реагента стекать на бумажный диск, импрегнированный раствором фермента. Каждый ИПЭ хранится в индивидуальной водонепроницаемой упаковке.
Из сопоставления признаков аналога с существенными признаками заявляемого решения следует, что они имеют слои пористой основы, пропитанные индикаторными веществами и скрепленные друг с другом.
Недостатком таких элементов являются:
- неравномерное смачивание раствором реагента бумажного носителя при разбивании ампулы;
- низкая достоверность результата анализа, вызванная необходимостью сгибания вручную пластиковой полоски для соединения бумажных дисков;
- снижено удобство использования, а именно вскрытием ампулы, смачиванием бумажного диска, сжатием пластиковой полоски и удержанием ее в определенном положении, которые выполняются вручную.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа заявляемого технического решения, является индикаторный плоский элемент (12), содержащий полимерный контейнер, состоящий из двух деталей, неразъемно-соединенных (например, спаянных, сплавленных или склеенных) вместе по наружному краю и образующих между собой полость, в которой расположены:
- индикаторный билет (первичный химический преобразователь);
- фильтрующая подложка, расположенная параллельно индикаторному билету, и по меньшей мере, одна герметичная емкость, представляющая собой ампулу или запаянный пакет из комбинированного металлизированного материала, содержащая индикаторный раствор и, необязательно, воду и/или буферный раствор;
- индикаторный билет изготовлен из нетканого полимерного материала, имеющего высокую сорбционную способность;
- на противоположных сторонах полимерного контейнера в каждой детали выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для доступа воздуха;
- отверстие (отверстия) в одной из указанных деталей перекрыто индикаторным билетом, а отверстие (отверстия) в другой детали перекрыто фильтрующей подложкой;
- герметичная емкость (герметичные емкости) расположена (расположены) между индикаторным билетом и фильтрующей подложкой.
Из сопоставления признаков прототипа с существенными признаками заявляемого решения видно, что оба они имеют слой полимерного пористого материала со структурой ультратонких волокон и фильтрующий материал.
Недостатками прототипа являются:
- смещение верхней плоской детали при сварке, что снижает технологичность сборки и использования элемента,
- снижение жесткости конструкции.
Техническим результатом разработки заявляемого технического решения являются:
- повышение технологичности изготовления и сборки элемента;
- повышение жесткости конструкции элемента;
- повышение эргономичности использования элемента;
- повышение надежности определения веществ.
Поставленная цель достигается следующим образом.
Индикаторный плоский элемент (ИПЭ) для химического обнаружения веществ, содержащий две детали, имеющие, по меньшей мере, одно отверстие для доступа воздуха, неразъемно-соединенные по наружному краю, и образующие между собой полость, в которой расположены: первичный химический преобразователь, фильтрующий материал, при этом обе детали выполнены формованными, с донными технологическими отверстиями, соосно-вставленные друг в друга таким образом, что внутренняя поверхность дна первой формованной детали расположена параллельно наружной поверхности дна второй формованной детали, образуя полость для первичного химического преобразователя.
ИПЭ выполнен из двух формованных деталей с донными технологическими отверстиями, соосно-вставленных друг в друга таким образом, что внутренняя поверхность дна первой формованной детали расположена параллельно внутренней поверхности дна второй формованной детали, образуя при этом полость для ампул с индикаторными растворами и первичного химического преобразователя.
На одной из формованных деталей ИПЭ дополнительно выполнена кольцевая складка. ИПЭ выполнен из трех формованных деталей с донными технологическими отверстиями и вставленных так, что наружная поверхность дна третьей формованной детали и внутренняя поверхность дна второй формованной детали образуют полость для размещения ампул с индикаторными растворами.
Дополнительно введенная третья деталь выполнена монолитно формованной. Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие фосфорорганических соединений, в частности эфиров фосфорной кислоты, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, содержащим фермент из класса гидролаз карбоновых кислот и нанесен силиказоль, ампулы содержат субстрат-индикаторную систему, включающую раствор субстрата (α-тионафтилацетата), раствор индикатора (4,4'-бис(1-гидрокси-3,6-дисульфо-8-хлор-2-нафтилазо)-дифенилдисульфид динатриевая соль, раствор димексида и дисульфофталоцианида кобальта.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие фосгена, дифосгена, в котором
первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя 4-(п-нитробензил)пиридин, фенилбензиламин, макрагол, силиказоль.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие азотистого иприта, в котором
первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя 4,4-бис(диэтиламино)бензофенон, бис-(2-цианэтил)овый эфир, силиказоль,
ампулы содержат раствор сулемы, макрогола в этиловом спирте.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие серного иприта, в котором
первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя 4,4-бис(диэтиламино)бензофенон, бис-(2-цианэтил)овый эфир, силиказоль,
ампулы содержат раствор сулемы, макрогола в этиловом спирте, глицерин.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие аммиака, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль, хлороводородную кислоту, 3',3'',5',5''-тетрабромфенолсульфофталеин.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие Би-Зет, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль,
ампулы содержат раствор олеума.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие люизита, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль,
ампулы содержат растворы п-диметиламинокоричного альдегида, 1,5-дифенилкарбогидразида в пропилкарбиноле и в 2-пропаноне.
Индикаторный плоский элемент, что для контроля окружающей среды на наличие Си-Ар, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль,
ампулы содержат растворы гидроксиламина гидрохлорида, п-диметиламинокоричного альдегида и димексида в дистиллированной воде и в 2-пропаноне.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие хлорацетофенона, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль,
ампулы содержат растворы 1,3 динитробензола, натрия гидрата окиси в этиловом спирте и в дистиллированной воде.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие синильной кислоты, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль,
ампулы содержат растворы ацетата меди, бензидина дигидрохлорида в дистиллированной воде.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие Си-Эс, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль,
ампулы содержат растворы п-диметиламинокоричного альдегида, 2-аминоэтанола, димексида в 1,3-диметилбензоле и в этиловом спирте.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие хлора, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль, крахмал растворимый, калий йодистый и бикарбонат натрия.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие адамсита, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль,
ампулы содержат раствор 2,4,2',4',2'',4''-гексаметокситрифенилкарбинола в пропилкарбиноле.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие гептила, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль, п-нитробензальдегид, 2-гидроксибензойную кислоту и димексид.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие оксидов азота, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль, 2-метиланилин.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие самина, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль,
ампулы содержат раствор 3,3',5,5'-тетрабром-м-крезолсульфофталеина, паравинной кислоты, глицерин в пропилкарбиноле и в 2-пропаноне.
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие хлорпикрина, в котором первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль,
ампулы содержат раствор тиоцианата, тригидроксибензола и пиридина в карбиноле.
На чертежах представлены:
Фиг.1 - общий вид индикаторного плоского элемента, где
1, 2 - формованные детали,
3 - отверстия,
4 - первичный химический преобразователь,
5 - полость.
Фиг.2 - общий вид индикаторного плоского элемента, где
1, 2 - формованные детали,
3 - отверстия,
4 - первичный химический преобразователь,
5 - полость,
6 - ампулы.
Фиг.3 - общий вид индикаторного плоского элемента, где
1, 2 - формованные детали,
3 - отверстия,
4 - первичный химический преобразователь,
5 - полость,
6 - ампулы,
7 - кольцевая складка.
Фиг.4 - общий вид индикаторного плоского элемента, где
1, 2 - формованные детали,
3 - отверстия,
4 - первичный химический преобразователь,
5 - полость,
6 - ампулы,
7 - кольцевая складка,
8 - монолитно формованная деталь,
9 - фильтрующий материал.
Сущность изобретения заключается в следующем
Индикаторный плоский элемент по Фиг.1 выполнен из двух формованных деталей 1, 2 с донными технологическими отверстиями 3, соосно-вставленных друг в друга так, что внутренняя поверхность дна первой формованной детали расположена параллельно наружной поверхности дна второй формованной детали, образуя полость, в которой размещен первичный химический преобразователь 4.
Индикаторный плоский элемент по Фиг.2 выполнен из двух формованных деталей 1, 2 с донными технологическими отверстиями 3, соосно-вставленных друг в друга так, что внутренняя поверхность дна первой формованной детали расположена параллельно внутренней поверхности дна второй формованной детали, образуя при этом полость 5 для ампул 6 с индикаторными растворами и первичного химического преобразователя 4.
Индикаторный плоский элемент по Фиг.3 выполнен из двух формованных деталей 1, 2 с донными технологическими отверстиями 3, соосно-вставленных друг в друга так, что внутренняя поверхность дна первой формованной детали расположена параллельно внутренней поверхности дна второй формованной детали, образуя при этом полость 5 для ампул 6 с индикаторными растворами и первичного химического преобразователя 4. На одной из формованных деталей 2 дополнительно выполнена кольцевая складка 7.
Индикаторный плоский элемент по Фиг.4 выполнен из трех формованных деталей 1, 2 с донными технологическими отверстиями 3, соосно-вставленных друг в друга так, что внутренняя поверхность дна первой формованной детали 1 расположена параллельно наружной поверхности дна второй формованной детали 2, образует полость 5 для размещения первичного химического преобразователя 4, а наружная поверхность дна третьей формованной детали 8 и внутренняя поверхность дна второй формованной детали 2 образуют полость 5 для размещения ампул 6 с индикаторными растворами и фильтрующего материала 9.
Третья деталь 8 выполнена монолитно формованной
Примеры применения ИПЭ
Пример 1
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие фосфорорганических соединений
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.,4, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, содержащим. фермент из класса гидролаз карбоновых кислот, и нанесен силиказоль.
Ампулы содержат субстрат-индикаторную систему, включающую раствор субстрата (α-тионафтилацетата), раствор индикатора (4,4'-бис(1-гидрокси-3,6-дисульфо-8-хлор-2-нафтилазо)-дифенилдисульфид динатриевая соль, раствор димексида и дисульфофталоцианида кобальта.
Пример 2
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие фосгена, дифосгена
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.1, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя 4-(п-нитробензил)пиридин, фенилбензиламин, макрагол, силиказоль.
Пример 3
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие азотистого иприта
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.4, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя 4,4-бис(диэтиламино)бензофенон, бис-(2-цианэтил)овый эфир, силиказоль.
Ампулы содержат раствор сулемы, макрогола в этиловом спирте.
Пример 4
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие серного иприта
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.4, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя 4,4-бис(диэтиламино)бензофенон, бис-(2-цианэтил)овый эфир, силиказоль.
Ампулы содержат раствор сулемы, макрогола в этиловом спирте, глицерин.
Пример 5
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие аммиака
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.1, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль, хлороводородную кислоту, 3',3'',5',5''-тетрабромфенолсульфофталеин.
Пример 6
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие Би-Зет
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.4, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль.
Ампулы содержат раствор олеума.
Пример 7
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие люизита
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.4, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль.
Ампулы содержат растворы п-диметиламинокоричного альдегида, 1,5-дифенилкарбогидразида в пропилкарбиноле и в 2-пропаноне.
Пример 8
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие Си-Ар
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.4, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль.
Ампулы содержат растворы гидроксиламина гидрохлорида, п-диметиламинокоричного альдегида и димексида в дистиллированной воде и в 2-пропаноне.
Пример 9
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие хлорацетофенона
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.4, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль.
Ампулы содержат растворы 1,3 динитробензола, натрия гидрата окиси в этиловом спирте и в дистиллированной воде.
Пример 10
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие синильной кислоты
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.4, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль.
Ампулы содержат растворы ацетата меди, бензидина дигидрохлорида в дистиллированной воде.
Пример 11
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие Си-Эс
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.4, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль.
Ампулы содержат растворы п-диметиламинокоричного альдегида, 2-аминоэтанола, димексида в 1,3-диметилбензоле и в этиловом спирте.
Пример 12
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие хлора
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.1, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль, крахмал растворимый, калий йодистый и бикарбонат натрия.
Пример 13
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие адамсита
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.4, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль.
Ампулы содержат раствор 2,4,2',4',2'',4''-гексаметокситрифенилкарбинола в пропилкарбиноле.
Пример 14
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие гептила
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.1, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль, п-нитробензальдегид, 2-гидроксибензойную кислоту и димексид.
Пример 15
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие оксидов азота
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.1, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль, 2-метиланилин.
Пример 16
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие самина
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.4, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль.
Ампулы содержат раствор 3,3',5,5'-тетрабром-м-крезолсульфофталеина, паравинной кислоты, глицерины в пропилкарбиноле и в 2-пропаноне.
Пример 17
Индикаторный плоский элемент для контроля окружающей среды на наличие хлорпикрина.
ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в п.4, причем первичный химический преобразователь импрегнирован индикаторным раствором, включающим в себя силиказоль.
Ампулы содержат раствор тиоцианата, тригидроксибензола и пиридина в карбиноле.
Технический результат разработанного решения достигается тем, что:
- детали, составляющие конструкцию, выполняют формовкой, что повышает технологичность производства и сборки,
- варианты выполнения конструкции позволяют в полости индикаторного элемента использовать первичные химические преобразователи и/или ампулы;
- введенная дополнительная кольцевая складка в конструкции формованных деталей индикаторного элемента позволяет осуществлять центровку и фиксацию деталей при сварке, повышая жесткость конструкции,
- введенная дополнительно третья деталь выполнена монолитной, что повышает жесткость конструкции и эргономичность использования ИПЭ.
Заявляемое техническое решение разработано и исследовано на базе ЗАО «НПФ «СЕРВЭК» Санкт-Петербург, Россия.
Индикационные свойства элементов исследовались в сходных условиях с использованием стандартного вспомогательного оборудования (насоса).
Литература
1. Патент РФ №2149398, G01N 31/22. «Индикаторная трубка для контроля вредных веществ с фермент-тормозящим действием», опубл. 20.05.2000.
2. Патент РФ №2057807, C12N 9/18, C12Q 1/44. «Способ получения карбоксилэстеразы, матрица для обнаружения фосфорорганических соединений и биохимический способ количественного определения фосфорорганических соединений», опубл. 10.04.1996.
3. Заявка на изобретение №93053366, G01N 21/78. «Способ количественного определения химических загрязнителей воздуха с использованием индикаторных трубок», опубл. 10.05.1996.
4. Патент РФ №2286559, G01N 21/78. «Индикаторная трубка для контроля вредных веществ и способ экспресс-анализа воздуха», опубл. 27.10.2006.
5. Патент РФ №1709824, G01N 33/48, G01N 33/18. «Способ изготовления индикаторной бумаги для определения фосфорорганических пестицидов», опубл. 20.10.1995.
6. Патент РФ №2376597, G01N 31/22. «Индикаторная трубка для определения меркаптанов в воздухе», опубл. 20.12.2009.
7. Патент РФ №2267779, G01N 31/22, G01N 33/22. «Индикаторный элемент», опубл. 10.01.2006.
8. Патент РФ №2265836, G01N 31/22. «Реагентная индикаторная бумага для определения железа (II)», опубл. 10.12.2005.
9. Патент РФ №2110789, G01N 21/78, G01N 31/22. «Индикаторная трубка», опубл. 10.05.1998.
10. Патент РФ №2327157, G01N 21/78, G01N 31/22, G01N 33/22. «Индикаторное средство для определения ферроцена в бензине», опубл. 20.06.2008.
11. Патент РФ №2298794, G01N 33/52. «Индикаторное устройство (варианты), система для измерения концентрации», опубл. 27.03.2004.
12. Патент РФ №2364863, G01N 31/00. «Индикаторный плоский элемент для контроля вредных веществ, набор, содержащий индикаторный плоский элемент, комплект и способ для экспресс-анализа воздуха», опубл. 20.08.2009.
13. Brietich N., Waters M., Browen G., Tracy V. Wordwide Chemical Detection Equipment Handbook. Defense Technical Information Center, Fort Belvoir, VA, 1995. Chapt. 8,1 Chemical Agent Detectors, pp.157-60.