[00711784]高毒性有机污染物的便携式荧光监测技术
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技术详细介绍
一、所属领域
环境科学与工程、仪器分析
二、技术或产品名称
高毒性有机污染物的便携式荧光监测技术
三、技术水平
国内领先
四、技术简介
环境中高毒性有机污染物通过各种途径进入环境水体，对环境、生物体系和人类健康造成危害。目前，对环境水体中苯、苯酚、苯胺、硝基苯、多环芳烃等高毒性有机污染物的测定主要是离线测定方式，处理步骤复杂、检测时间长，易造成采样误差。现有军用便携式快速检测高毒性有机污染物的设备只是半定量分析，且未在环保部门普及。本项目拟开发环境水体中苯、苯酚、苯胺、硝基苯、苯并芘等高毒性有机污染物的便携式监测仪器，以特异性荧光试剂标记不同污染物，用高灵敏荧光检测技术，现场、快速检测痕量高毒性有机污染物。具体来说，采用新型深紫外发光二极管（LED）为光源，充分利用 LED 光源小体积、低功耗、长寿命的优点；基于光电二极管， 自主研制低噪音、低漂移的光电放大电路探测；将光机电集成一体化，研制出小型、高灵敏、长寿命原位水中高毒性有机污染物荧光检测仪，并将其在山东省内重点流域示范应用。
五、创新点及性能指标
创新点：（1）高灵敏高选择性荧光试剂，解决环境水体中目标高毒有机污染物的标记难题。（2）便携式高灵敏荧光分析仪，与荧光试剂配合，解决环境水体中目标高毒有机污染物的现场快速定量分析。
性能指标：（1）对目标化合物的方法检出限达到地表水环境质量限值规
定的分析要求，在保证分析结果精密度和准确度的前提下，检测线性范围能满足检测要求；（2）分析装置能耗、重量和体积适于便携式操作。建立的有机物检测装置可利用锂电池供电，仪器重量不大于 10Kg，能够方便携带和实地测量；（3）对于苯、苯酚、苯胺、硝基苯仪器检出限在 0。1μg/L，检测范围达 0。5~200 μg/L，对于多环芳烃苯并芘的检出限在 0。03 μg/L，检测范围达0。05~20 μg/L，分析周期小于 5 min。仪器工作环境温度： ℃，抗电磁干扰（有国标等级），仪器试剂更换周期不低于 6 个月，故障间隔时间不小于
7000 小时。
预计投资 300-500 万元。用于荧光探针的设计合成，高毒性有机物荧光分析方法研究，仪器设计及整体装配及示范应用，荧光检测器关键部件研发和调试，仪器小试、中试产生的相关费用。
原位荧光传感器的高端产品都被国外占据，如加拿大 Aijay 公司、美国Tuner 公司、美国 HACA 公司、德国 TriOS 公司等。目前国内相关产品主要为中低端产品，与国外产品相比，其灵敏度相对较低，市场竞争力弱。本项目采用国际先进的新型长寿命、深紫外 LED 光源研制出微型化、高灵敏的原位荧光传感器，性能直接瞄准国际最高水平。项目研制成功后将打破国外的技术垄断和领先，在市场上冲击进口产品，拉低进口仪器价格，普惠国内广大用户。
另外，本项目从一开始设计就针对大规模应用和产业化，结束后将具有很好的市场前景，研究成果首先用于山东省重点流域的示范应用，与青岛市众瑞科学仪器公司合作走向产业化，形成产品，将提高国产荧光传感器的市场竞争力，推动我省精密分析仪器装备行业的经济发展。
环境科学与工程、仪器分析
二、技术或产品名称
高毒性有机污染物的便携式荧光监测技术
三、技术水平
国内领先
四、技术简介
环境中高毒性有机污染物通过各种途径进入环境水体，对环境、生物体系和人类健康造成危害。目前，对环境水体中苯、苯酚、苯胺、硝基苯、多环芳烃等高毒性有机污染物的测定主要是离线测定方式，处理步骤复杂、检测时间长，易造成采样误差。现有军用便携式快速检测高毒性有机污染物的设备只是半定量分析，且未在环保部门普及。本项目拟开发环境水体中苯、苯酚、苯胺、硝基苯、苯并芘等高毒性有机污染物的便携式监测仪器，以特异性荧光试剂标记不同污染物，用高灵敏荧光检测技术，现场、快速检测痕量高毒性有机污染物。具体来说，采用新型深紫外发光二极管（LED）为光源，充分利用 LED 光源小体积、低功耗、长寿命的优点；基于光电二极管， 自主研制低噪音、低漂移的光电放大电路探测；将光机电集成一体化，研制出小型、高灵敏、长寿命原位水中高毒性有机污染物荧光检测仪，并将其在山东省内重点流域示范应用。
五、创新点及性能指标
创新点：（1）高灵敏高选择性荧光试剂，解决环境水体中目标高毒有机污染物的标记难题。（2）便携式高灵敏荧光分析仪，与荧光试剂配合，解决环境水体中目标高毒有机污染物的现场快速定量分析。
性能指标：（1）对目标化合物的方法检出限达到地表水环境质量限值规
定的分析要求，在保证分析结果精密度和准确度的前提下，检测线性范围能满足检测要求；（2）分析装置能耗、重量和体积适于便携式操作。建立的有机物检测装置可利用锂电池供电，仪器重量不大于 10Kg，能够方便携带和实地测量；（3）对于苯、苯酚、苯胺、硝基苯仪器检出限在 0。1μg/L，检测范围达 0。5~200 μg/L，对于多环芳烃苯并芘的检出限在 0。03 μg/L，检测范围达0。05~20 μg/L，分析周期小于 5 min。仪器工作环境温度： ℃，抗电磁干扰（有国标等级），仪器试剂更换周期不低于 6 个月，故障间隔时间不小于
7000 小时。
六、知识产权情况
国别 | 专利号 | 类别 | 专利名称 | 专利权人 | 许可方式 |
中国 |
CN200910248450.1 |
发明专利 | 一种多光路光纤荧光传感器 | 中国科学院大连化学物理研究所 |
已授权 |
中国 |
CN201010522943.2 |
发明专利 | 一种增强型氧荧光敏感膜及其制备方法 |
中国科学院大连化学物理研究所 |
已授权 |
中国 |
CN201110393217.X |
发明专利 | 一种紧贴式激发光路的发光二极管诱导荧光检测器 |
中国科学院大连化学物理研究所 |
已授权 |
预计投资 300-500 万元。用于荧光探针的设计合成，高毒性有机物荧光分析方法研究，仪器设计及整体装配及示范应用，荧光检测器关键部件研发和调试，仪器小试、中试产生的相关费用。
原位荧光传感器的高端产品都被国外占据，如加拿大 Aijay 公司、美国Tuner 公司、美国 HACA 公司、德国 TriOS 公司等。目前国内相关产品主要为中低端产品，与国外产品相比，其灵敏度相对较低，市场竞争力弱。本项目采用国际先进的新型长寿命、深紫外 LED 光源研制出微型化、高灵敏的原位荧光传感器，性能直接瞄准国际最高水平。项目研制成功后将打破国外的技术垄断和领先，在市场上冲击进口产品，拉低进口仪器价格，普惠国内广大用户。
另外，本项目从一开始设计就针对大规模应用和产业化，结束后将具有很好的市场前景，研究成果首先用于山东省重点流域的示范应用，与青岛市众瑞科学仪器公司合作走向产业化，形成产品，将提高国产荧光传感器的市场竞争力，推动我省精密分析仪器装备行业的经济发展。
图 1 研究技术流程图
图 2 荧光传感器工作原理图
