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邻苯二甲醛消毒液浓度快速检测试纸研究
- 分类:学术中心
- 作者:汪 欣,彭 磊,于 萍,罗运柏
- 来源:
- 发布时间:2022-10-25
- 访问量:62199
【概要描述】摘要 目的 为检测邻苯二甲醛( OPA) 消毒液中浓度是否满足使用要求,制备一种快速检测试纸。方法 采用对
比试纸颜色的方法,对影响试纸显色反应的多种因素进行研究。结果 制备试纸的母液中 Na2 SO3、甘氨酸、
KH2PO4 和亚甲基蓝的浓度分别为 8、80、40 和 0. 04 g /L,且检测时间为 2 min 时效果最佳; KH2PO4 的加入能极大地
提高显色速率; 将试纸染成蓝色基底更有利于对颜色的识别。结论 制备的试纸对单方 OPA 产品有较好的检测效
果,且试纸稳定性、重现性良好。该方法操作简单,快速可行。
邻苯二甲醛消毒液浓度快速检测试纸研究
【概要描述】摘要 目的 为检测邻苯二甲醛( OPA) 消毒液中浓度是否满足使用要求,制备一种快速检测试纸。方法 采用对
比试纸颜色的方法,对影响试纸显色反应的多种因素进行研究。结果 制备试纸的母液中 Na2 SO3、甘氨酸、
KH2PO4 和亚甲基蓝的浓度分别为 8、80、40 和 0. 04 g /L,且检测时间为 2 min 时效果最佳; KH2PO4 的加入能极大地
提高显色速率; 将试纸染成蓝色基底更有利于对颜色的识别。结论 制备的试纸对单方 OPA 产品有较好的检测效
果,且试纸稳定性、重现性良好。该方法操作简单,快速可行。
- 分类:学术中心
- 作者:汪 欣,彭 磊,于 萍,罗运柏
- 来源:
- 发布时间:2022-10-25
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邻苯二甲醛(OPA)作为一种新型医用高效消毒液〔1〕具有诸多优点,如杀菌能力强、使用浓度低和作用时间短等〔2,3〕。然而,OPA挥发性强会导致其多次使用后浓度降低,杀菌效果变弱。为保证杀菌效果,应维持OPA浓度在0.3%以上,并对其进行经常性检测。传统的检测方法如分光光度法〔4〕和色谱法等〔5〕都有一定的局限性〔6〕,例如,需要相应的仪器和操作技能等,不适用于普通医务人员在使用过程中快速、简单确定浓度。试纸法是一种基于反应产物颜色深浅不同的化学比色法,与比色卡对比后可进行半定量检测,能够满足医用快速检测时的要求。1材料与方法1.1材料EL204分析天平;DF-101S磁力搅拌器;XMTD-8222真空干燥箱;中速定性滤纸;亚硫酸钠、甘氨酸、磷酸二氢钾和亚甲基蓝均为分析纯;邻苯二甲醛(98%);邻苯二甲醛消毒剂(0.5%~0.6%),以上材料均为国内市售产品。1.2原理利用甘氨酸与OPA反应后生成的产物黄色深浅不同(醛类能和氨基酸或胺反应生成亚胺类物质-希夫碱〔7〕,通常具有一定的颜色)来判断其浓度,反应式〔8〕如图1。此外,OPA可以与亚硫酸盐反应生成无色化合物,如与Na2SO3反应,反应式如图2所示。该反应快速且不可逆。在同时存在甘氨酸和Na2SO3的混合溶液中,OPA先与Na2SO3反应,再与·1020·ChineseJournalofDisinfection2017;34(11)甘氨酸反应。将二者按一定比例配成溶液并制得试纸,用于检测OPA溶液。当OPA浓度较低时,Na2SO3过量,OPA不与甘氨酸反应,试纸上无颜色变化;当OPA浓度较高时,OPA过量,其与甘氨酸反应,试纸显示相应颜色。通过有无颜色或颜色深浅即可快速判断OPA的浓度。本试验向制备试纸的母液中添加了适量的KH2PO4,使母液成为稳定的缓冲体系,极大地促进了甘氨酸与OPA的显色反应。1.3方法1.3.1试纸预处理取中速定性滤纸在无水乙醇中浸泡2h后烘干,再将其裁剪成1cm×1cm规格,备用。1.3.2比色卡制备配制母液,其中,Na2SO3、甘氨酸、KH2PO4和亚甲基蓝的浓度分别为8、80、40和0.04g/L。将滤纸浸入母液中10min后取出,置于水平玻璃板上50℃下1h烘干,备用。用试纸分别测定质量浓度为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%的OPA溶液,显色2min时,用相机拍摄此时试纸颜色后制成比色卡。本试验为数据化对比试纸上的显色效果,引入潘通色卡。根据反应产物的颜色选择最合适的系列色,色号为607U-613U,如图3。通过对比显色试纸对应的色号,选择最佳原料配比。2结果2.1影响因素试验结果2.1.1显色剂的影响本试验通过甘氨酸与过量的OPA反应呈现深浅不同的黄色,进而判断OPA的浓度,故甘氨酸的用量对检测有一定的影响。分别配制甘氨酸浓度为20、60、80、100和160g/L的母液,制备滤纸并检测,在2min时对比潘通色卡并记录色号,结果见表1。由表1可知,当甘氨酸浓度≤60g/L和OPA测试浓度为0.1%时,试纸变成黄色,与测0.2%的OPA溶液时色差较小,较难辨别。当甘氨酸浓度高于80g/L时,不同浓度甘氨酸母液所制试纸在检测同一种OPA溶液时,颜色相同。如OPA浓度为0.3%时,显色色号均为608;OPA浓度为0.4%时,色号几乎均为610。这说明在一定范围内,甘氨酸浓度的增加不影响显色效果。因此,从快速检测和经济的角度,选择甘氨酸浓度为80g/L。2.1.2显色促进剂的影响为了提高试纸的显色速率,用KH2PO4作为显色促进剂。分别配KH2PO4浓度为0、40和100g/L的母液,制备试纸,检测浓度为0.3%的OPA溶液,记录2min时显色结果,如图4所示。图4中a、b和c分别对应KH2PO4浓度为0、40和100g/L时的显色效果。如图4a所示,不加KH2PO4时,因反应较慢,滤纸呈无色;而加入KH2PO4之后,如图4b和c,反应速率加快,试纸变黄,说明KH2PO4起到了促进显色的作用。由图4可见,KH2PO4浓度越高颜色越深,促进作用越明显。但是图4c中试纸表面出现不均匀的色块,表明局部反应过快。因此,在保证显色较快的同时,使显色更为均匀,需要选择合适的用量。分别配制KH2PO4浓度为0、20、40、60和100g/L的母液,制备滤纸并检测。在2min时,对比潘通色卡,记录每种试纸色号,结果如表2所示。由表2可见,KH2PO4浓度为20g/L时,测试浓度为0.3%和0.4%的OPA溶液时色号均为607,无法区分;KH2PO4浓度为60g/L时,测试浓度为0.2%和0.3%的OPA溶液色号为607和608,色差较小,不易区分。而当KH2PO4浓度为40g/L时,在0.2%、0.3%和0.4%对应的色号分别为<607、608和610,色差较大,容易区分。故KH2PO4浓度低,显色太慢;浓度过高,显色不均匀。因此,KH2PO4浓度为40g/L对反应最有利。2.1.3Na2SO3的影响Na2SO3的作用是消耗一定量的OPA。为得到其最佳用量,分别配制Na2SO3浓度为4、6、8、10、12g/L的母液,制得试纸并检测不同浓度OPA溶液。由试验结果可知,Na2SO3含量较低时,较低浓度的OPA即可使试纸变色,无法判断OPA的实际浓度;而当Na2SO3浓度达到10g/L时,显色时间较长,且用于检测较高浓度OPA的试纸也不显色。通过对比,Na2SO3的浓度为8g/L既能满足对色阶的要求,也能满足快速检测的要求。2.1.4母液pH的影响母液的pH对于Na2SO3的存在状态及显色程度都有较大的影响。在合适的pH下,反应进行较快,且产物稳定〔7〕。分别用KH2PO4和K2HPO4配制pH为2~8的缓冲溶液,在相同条件下配制母液并制得试纸,检测浓度为0.3%的OPA溶液,在2min时记录检测结果,如图5所示。图5不同pH母液制得试纸的显色结果由图5可以看出,当pH≥7时,试纸上几乎呈白色(无颜色变化)。这是因为在中性或碱性环境中,反应生成的希夫碱极不稳定,难以存在。当pH<4时,颜色较深,这是由于过量H+的存在,Na2SO3不能稳定存在,OPA直接与甘氨酸反应。只有当pH为4~6时,试纸的显色效果较好。因此,母液的pH应控制在4~6。2.1.5显色时间的影响化学反应是一个连续的过程,随着时间的延长,产物增多,颜色加深,色阶差异减小,不利于对浓度的有效判断。而且时间过长,不满足快速检测的要求,需要选择合适的时间点作为判断浓度的依据。用试纸检测OPA溶液,每隔1min对比潘通色卡,记录色号,结果如表3所示。表3不同时间下测定OPA的显色色号OPA(%/wt)不同时间(min)的色号123450.1000<607<6070.2<607<6076076086080.36076086096106110.46086106116126120.5609611611612612由表3可见,以测定0.3%的OPA溶液试纸为例,随着时间的延长,色号由607变化至611,说明试纸上累积产物增多,颜色变深。1min时,随着OPA浓度增加,试纸色号是连续的,而相邻色号之间颜色区别小,较难辨别;2min之后,测定0.4%和0.5%的OPA溶液的试纸色号均为611或612,无色差,无法判断浓度。因此,结合对浓度的有效判断及快速检测的要求,选择2min为检测时间。2.1.6染色剂的影响基于试纸颜色来判断OPA浓度,颜色越深,浓度越高。但是人眼判断时,黄色深浅相近,难以区分,测定值可能偏离真实值。故给试纸添加底色,更有利于判断颜色变化,减少实际检测的误差。分别配制不添加和添加亚甲基蓝的两种母液并制得试纸,分别测OPA溶液,记录2min时试纸的颜色变化效果,结果如图6所示。图6未染色和亚甲基蓝染色的试纸显色效果图6-a是未染色试纸的测试效果,对比潘通色卡可以看出,未染色试纸在测定浓度为0.2%、0.3%和0.4%的OPA溶液时(消毒液有效杀菌浓度最低为0.3%),色号分别为<607、608和610,色号相差小,即色差较小,若以此色阶制得比色卡,在·1022·ChineseJournalofDisinfection2017;34(11)实际检测时较难区分未知溶液OPA的浓度。图6-b是亚甲基蓝染色试纸的测试效果,同样在潘通色卡中找出对应色号,分别为2225、2254和2282,相邻检测浓度之间色号相差大,是蓝-黄绿-绿的变色过程,容易被人眼区分。因此,向母液中加入一定量的亚甲基蓝,将其染成蓝色的基底,丰富了试纸的变色范围,有利于检测中对浓度的有效判断。2.2试纸稳定性试验结果将上述最适宜的条件用于OPA检测试纸的制备,并将制备的试纸置于室温下密封保存3个月。取出试纸并用于检测不同浓度的OPA溶液,在2min时记录试纸的显色效果,如图7所示。图7保存3个月后试纸显色效果试纸保存3个月后,其在2min时显色效果与新制的试纸(见图6b)并无明显差异,说明在密封保存的条件下,试纸的稳定性良好,符合OPA检测的要求。此外,在相同的条件下多次重复制备试纸,并将其用于检测OPA溶液,得到结果相同,无显著差异,说明该试纸的重现性较好。3讨论邻苯二甲醛消毒液主要用于医院的内窥镜等器械的消毒灭菌。为保证杀菌效果,在使用之前需检测其是否达到有效浓度(0.3%以上)。本研究制备了一种检测试纸以快速判断浓度。该方法主要通过OPA与甘氨酸反应生成的亚胺类物质在试纸上显色,根据颜色深浅来判断浓度。在制备试纸时,需将原纸浸泡在母液中。本研究对母液中显色剂和显色促进剂用量、母液pH、染色剂和显色时间等影响因素进行探讨,为制备灵敏、可靠的检测试纸提供参考依据。研究结果显示,当以甘氨酸作为显色剂时,其浓度选择80g/L为宜;以KH2PO4作为显色促进剂可加速显色反应,缩短显色时间,其浓度选择40g/L为宜;母液的pH对产物的稳定性有重要影响,直接决定试纸的显色效果,应控制在4~6;选择合适的时间点作为读取浓度的依据十分重要,时间太短,则相邻OPA浓度之间色差小,较难区分,而时间太长,则不符合快速检测的需求,故将显色时间定为2min;以亚甲基蓝作为染色剂,将试纸染成蓝色的基底,可丰富试纸的变色范围,有利于检测中对浓度的有效判断,其浓度以0.04g/L为宜。为验证制备试纸的稳定性,将其置于室温下密封保存3个月后检测OPA溶液。结果显示其与新制的试纸无明显差异,说明在密封保存的条件下,试纸的稳定性良好。本研究针对OPA消毒液的快速检测问题,制备了一种试纸。当OPA浓度低于0.3%时,试纸表面为蓝色或浅蓝;当OPA浓度高于0.3%时,试纸表面呈黄绿色或绿色,能快速有效区分OPA浓度。在实际应用中,针对不同的OPA消毒液,需将试纸与其系列标准浓度反应后得到比色卡,再应用到该消毒液的实际检测中。
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