汞测量的制作方法-j9九游会真人

汞测量
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2021年4月19日提交的名称为“汞测量”的美国专利申请序列号17/233,942的优先权，该美国专利申请的内容通过引用结合于此。


背景技术：

3.本技术总体上涉及测量含水样品或液体样品中的汞，并且更具体地涉及使用硫代氨基甲酸酯系指示剂的汞测量。
4.确保水质在多种行业比如制药和其他制造领域中至关重要。另外，确保水质对于依赖水生存的人类、动物和植物的健康和幸福来说至关重要。通常测量的一种元素是汞。水中的过多游离汞可能对人类或动物有害，并且被调控以保持低于规定或所需的水平。因此，检测水或其他液体溶液中的汞的存在和浓度是至关重要的。


技术实现要素：

5.概括地说，一个实施方案提供了一种用于测量溶液中的汞的方法，所述方法包括：制备硫代氨基甲酸酯系指示剂；将所述硫代氨基甲酸酯系指示剂引入到溶液中，其中所述溶液含有一定量的汞，并且所述引入造成所述溶液的荧光变化；和通过测量荧光强度的变化来测量所述溶液中的汞的量。
6.另一个实施方案提供了一种测量溶液中的汞的装置，所述装置包括：处理器；和存储器，所述存储器存储所述处理器可执行的用于以下各项的指令：制备硫代氨基甲酸酯系指示剂；将所述硫代氨基甲酸酯系指示剂引入到溶液中，其中所述溶液含有一定量的汞，并且所述引入造成所述溶液的荧光变化；和通过测量荧光强度的变化来测量所述溶液中的汞的量。
7.另一个实施方案提供了一种用于测量溶液中的汞的方法，所述方法包括：制备硫代氨基甲酸酯系指示剂，其中所述硫代氨基甲酸酯系指示剂包括伞形酮(umbelliferone)衍生物，所述伞形酮衍生物包含香豆素类荧光团；将所述硫代氨基甲酸酯系指示剂引入到水样品中，其中所述溶液含有一定量的汞，并且所述引入造成所述溶液的荧光变化；和通过测量荧光强度的变化来测量所述溶液中的汞的量，其中所述荧光强度与所述溶液中的汞的浓度相关。
8.前述内容是概述，因此可以包含对细节的简化、概括和省略；因此，本领域技术人员将会理解，此概述仅是举例说明性的，并且不打算以任何方式进行限制。
9.为了更好地理解实施方案以及它们的其他和另外的特征和优点，以下描述结合附图进行。在所附权利要求中将会指明本发明的范围。
附图说明
10.图1示出了一种示例性汞测量系统的流程图。
11.图2示出了一种用于检测汞的示例性硫代氨基甲酸酯系指示剂的化学方程式。
12.图3示出了一种使用硫代氨基甲酸酯系指示剂的示例性汞浓度的示例性发射光谱变化。
13.图4示出了一种使用硫代氨基甲酸酯系指示剂的示例性荧光强度。
14.图5示出了计算机电路系统的一个实例。
具体实施方式
15.将会容易理解，除了所描述的示例性实施方案以外，在本文附图中概括描述和举例说明的实施方案的组成部分可以以各种不同配置来布置和设计。因此，以下对附图中所示的示例性实施方案的更详细描述并不打算限制所述实施方案的范围，而仅代表示例性实施方案。
16.在本说明书全文中提及“一个实施方案(one embodiment)”或“一个实施方案(an embodiment)”(等)意指关于该实施方案描述的特定的特征、结构或特性被包括在至少一个实施方案中。因此，在本说明书全文的各个位置处出现短语“在一个实施方案中(one embodiment)”或“在一种实施方案(an embodiment)中”等不必都指相同的实施方案。
17.此外，所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案中以任何合适的方式组合。在以下描述中，提供许多具体细节以给出对实施方案的全面理解。但是，相关领域技术人员将会认识到，可以在缺少一个或多个具体细节的情况下，或利用其他方法、组成部分、材料等等来实施各种实施方案。在其他情况下，没有示出或详细描述众所周知的结构、材料或操作。以下描述仅用于举例说明，并且仅说明了某些示例性实施方案。
18.水中的汞测量的常规方法可能具有一些限制。例如，汞测量可以用于确定水质。高的汞浓度可能对动物、人类和/或植物有害。因此，作为另一个实例，用户或实体可能希望水体中的汞低于特定的阈值，因此，用户可以测量汞以确定汞的量是否低于所述阈值。
19.目前用于汞测量的方法、系统和试剂盒可能是繁琐的，并且需要许多步骤。多个步骤可能将误差引入到汞测量中。因此，汞测量可能需要预浓缩步骤。常规方法可能不准确，或者无法检测或测量在非常低范围内的汞。所需要的是一种无需多个步骤和/或预浓缩样品的测量汞的方法。
20.因此，一个实施方案提供了在环境条件下试剂稳定性得到改进的用于测量在超低范围(ulr)浓度下的汞的系统和方法。水中的汞的量可以低于200ppb(parts per billion)、50ppb、20ppb、5ppb、2ppb或1ppb。因此，在一个实施方案中，所述方法可以检测在低于200ppb的浓度内的汞，并且可以得到对低至或低于50ppb、20ppb、10ppb、5ppb、2ppb或1ppb的汞的准确浓度测量。在一个实施方案中，所述方法可以使用荧光测定法。给出荧光信号的指示剂可以是硫代氨基甲酸酯衍生物。硫代氨基甲酸酯衍生物可以是香豆素类荧光团。硫代氨基甲酸酯系指示剂可以是伞形酮或4-甲基伞形酮硫代氨基甲酸酯。在一个实施方案中，荧光强度可以与汞的测量和检测相关。在一个实施方案中，可以调整溶液的ph以活化报告的分子(reporter molecule)或指示剂分子。
21.将通过参照附图最好地理解所举例说明的示例性实施方案。以下描述仅用于举例说明，并且仅说明了某些示例性实施方案。
22.参照图1，示出了用于检测溶液中的汞的示例性系统和方法。在一个实施方案中，可以制备硫代氨基甲酸酯系指示剂。可以将硫代氨基甲酸酯系指示剂引入到含有汞的溶液
中。在一个实施方案中，在汞的存在下的硫代氨基甲酸酯系指示剂可以造成硫代氨基甲酸酯系指示剂的荧光强度的变化。荧光强度的变化可以与溶液中的汞的浓度相关。
23.在101处，在一个实施方案中，可以制备硫代氨基甲酸酯系指示剂。硫代氨基甲酸酯可以是香豆素类荧光团的硫代氨基甲酸酯衍生物。在一个实施方案中，硫代氨基甲酸酯系指示剂可以是伞形酮或4-甲基伞形酮硫代氨基甲酸酯。参照图2，示出了硫代氨基甲酸酯系指示剂的一种示例性反应。在一个实施方案中，硫代氨基甲酸酯系指示剂可以检测在低于200ppb的超低范围内的汞。硫代氨基甲酸酯系指示剂可以在长的储存期内保持稳定。例如，4个月的储存可以不降低对溶液中的汞的准确测定。
24.在102处，在一个实施方案中，可以将硫代氨基甲酸酯系指示剂引入到溶液中。溶液可以含有一定量的汞。溶液可以是含水样品，其可以包括来自自然水体、容纳槽、加工槽、管道等的样品。溶液可以处于连续流动状态，是静置体积的液体，或者是其任意组合。在一个实施方案中，可以将溶液引入到硫代氨基甲酸酯系指示剂(例如，测量装置的测试室)中。在一个实施方案中，测量装置可以是手持装置。手持装置可以具有诸如较低的成本、便携性、现场使用等优点。备选地，测量装置可以是较大的台式装置。将溶液引入到测量装置中可以包括由使用者手动地或使用机械手段(例如，重力流、泵、压力、流体流等)将溶液放入或引入测试室中。例如，可以使用泵将汞测试用的水样品引入到测量室或测试室中。在一个实施方案中，阀门等可以控制溶液到或从一个或多个腔室(如果存在的话)的流入和流出。
25.另外地或备选地，测量装置可以存在于或被引入到一定体积的溶液中。然后将测量装置暴露于该一定体积的溶液，测量装置在此可以进行测量。系统可以是其中自动混合和测量溶液和/试剂的流过系统。如本文中更详细讨论的，一旦样品与测量系统接触，系统就可以测量样品中的汞或汞的量。在一个实施方案中，测量装置可以包括其中可以执行一个或多个方法步骤的一个或多个腔室。
26.在一个实施方案中，水或含水样品中的汞的测量可以使用硫代氨基甲酸酯系指示剂。硫代氨基甲酸酯系指示剂可以包含伞形酮和/或4-甲基伞形酮。处于 2氧化态的汞对硫具有强亲和性，并且与含硫化合物高效地结合。在一个实施方案中，hg
2
可以从该分子中夺取(rip off)硫并且生成硫化汞(hgs)。
27.在一个实施方案中，7-羟基香豆素及其取代衍生物具有高荧光性。在一个实施方案中，当羟基正在使用n,n-二甲基硫代氨基甲酰基团进行保护时，该分子变得非常弱荧光性至非荧光性。在一个实施方案中，在指示剂与水中的hg
2
反应后，导致形成荧光强度增大的报告的分子。(参见图2)。
28.在一个实施方案中，溶液的ph可以保持在5至7的ph。在一个实施方案中，溶液的ph可以保持在大约6.0的ph。例如，可以将ph调整或滴定至大约6.0的ph。硫代氨基甲酸酯系指示剂中的硫代氨基甲酸酯的浓度可以是1至10μm，优选地4
–
6μm。在一个实施方案中，可以加入缓冲剂。在一个实施方案中，可以加入磷酸盐缓冲剂。在一个实施方案中，增加缓冲剂的量可能降低荧光强度。可以将盐水加入到溶液中。盐水可能不影响荧光强度。
29.在103处，在一个实施方案中，系统和方法可以确定是否可以测量汞浓度或汞的量。在一个实施方案中，水溶液中的汞的存在可以造成硫代氨基甲酸酯系指示剂的荧光强度增大。在一个实施方案中，硫代氨基甲酸酯衍生物可以对汞具有选择性，并且在水性环境中与汞反应，从而释放荧光活性分子。硫代氨基甲酸酯系指示剂的此荧光强度增大以及剂
量响应曲线的实例在图3和图4中示出。因此，含有汞的溶液的荧光强度可以与水溶液中的汞的浓度相关。可以产生关于各种汞浓度、不同的硫代氨基甲酸酯系指示剂、不同的可能影响吸收或荧光值的条件(例如，温度、样品含量、浊度、粘度、测量设备、含水样品室等)等的荧光曲线。
30.在一个实施方案中，汞的大致检测范围为0
–
200ppb。参照图3，示出了通过改变水中的汞浓度或量导致的发射光谱变化。反应混合物在325nm波长处被激发，并且从400nm到550nm监测发射。图3示出了当hg
2
的浓度从0ppb到200ppb改变时的发生光谱变化。在提高水中的hg
2
的浓度时观察到荧光强度增大。
31.参照图4，在一个实施方案中，示出了水中的汞检测的校准曲线。剂量响应曲线或校准曲线可以通过将在450nm波长(λex＝325nm)下的发生强度相对于hg
2
的理论浓度作图来产生。对于0
–
200ppb浓度范围的汞观察到线性响应。
32.备选地或另外地，汞浓度测量可以以用户设定的周期性间隔或装置中的预编程频率进行。通过装置的汞测量允许在测量过程中在参与的人非常少的情况下具有实时数据。可能需要以未指定的时间间隔对荧光测定室进行清洁。可以将编程的校准曲线输入到装置中。
33.腔室、容器、皿(cell)、腔室等可以容纳有含水样品、至少一种硫代氨基甲酸酯系指示剂和相关的试剂比如缓冲剂和/或添加剂。装置可以包含容纳有必需试剂的一个或多个试剂瓶。一个或多个瓶子中容纳的试剂可以进行泵给料或重力给料。可以计量试剂的流动以确保向测量皿的适当体积递送。含水样品可以通过加压入口、容器等进行给料。可以通过泵给料或重量给料将含水样品引入测量室中。采样装置可以与含水流串联或并联。装置可以具有确保含水样品、硫代氨基甲酸酯系指示剂和相关试剂的适当混合的系统。
34.荧光强度或汞浓度可以是设备上的显示、打印、存储、音频、触觉反馈等形式的输出结果。备选地或另外地，可以将输出结果通过有线、无线、光纤、近场通信等送到另一个设备。一个实施方案可以使用警报来警告在可接受水平之外的测量结果或浓度。一个实施方案可以使用系统关闭水输出，或分流来自具有不可接受的分析物水平的来源的水。例如，分析物测量装置可以使用与电动阀连接的继电器等。
35.在105处，在一个实施方案中，如果不能确定汞的浓度，则系统可以继续测量汞。另外地或备选地，系统可以输出警报，记录事件等。
36.在104处，如果可以确定汞的浓度或量，则系统可以提供汞浓度的测量结果。系统可以连接至通信网络。系统可以向用户或网络发出警报。无论是否确定了汞测量结果，都可以进行此警报。警报可以是声音、视觉、数据、将数据存储到存储器设备、通过连接的系统或无线系统发送输出、打印输出等形式。系统可以记录信息，比如测量位置、校正动作、地理位置、时间、日期、测量循环的数量等。警报或日志可以自动化，这意味着系统可以自动输出是否需要校正。系统也可以具有相关的警报、界限或预定阈值。例如，如果汞浓度达到阈值。警报或日志可以被实时分析，存储用于之后的使用，或者它们的任意组合。
37.因此，本文所述的各实施方案代表对常规汞测量技术的技术改进。利用本文所述的技术，一个实施方案可以使用硫代氨基甲酸酯系指示剂来测量溶液中的汞。这样的技术提供更快速且更准确的用于测量含水样品或水样品中的汞的方法。
38.尽管在信息处理设备中可以使用各种其他的电路、电路系统或部件，但是关于根
据本文所述的各实施方案中任一个的用于汞测量的仪器，图5中示出了一个实例。设备电路系统10’可以包括基于芯片设计创建(a chip design found)的测量系统，例如，特定的计算平台(例如，移动计算、桌面计算等)。将软件和一个或多个处理器组合在单个芯片11’中。本领域中众所周知的是，处理器包括内部运算单元、寄存器、高速缓冲存储器、总线、i/o端口等。内部总线等取决于不同的供应商，但是基本上所有外围设备(12’)都可以连接至单个芯片11’。电路系统10’将处理器、存储器控制和i/o控制器集线器都组合到单个芯片11’中。另外，此类型的系统10’一般不使用sata或pci或lpc。例如，公用接口包括sdio和i2c。
39.存在一个或多个电源管理芯片13’，例如，电池管理单元(bmu)，其管理例如通过可充电电池14’(其可以通过连接至电源(未示出)再充电)供应的功率。在至少一种设计中，使用单个芯片比如11’提供类似bios的功能和dram存储器。
40.系统10’典型地包括用于连接各个网络比如无线电通信网络和无线互联网设备(例如，接入点)的wwan收发器15’和wlan收发器16’中的一个或多个。另外，通常包括设备12’，例如，发射和接收天线、振荡器、pll等。系统10’包括用于数据输入和显示/渲染的输入/输出设备17’(例如，用户可容易接近的远离单光束系统定位的计算位置)。系统10’典型地还包括各种存储器设备，例如闪存18’和sdram 19’。
41.由前述内容可以理解的是，一个或多个系统或设备的电子部件可以包括但不限于：至少一个处理单元、存储器和连接各个元件(包括存储器或一个或多个处理器)的通信总线或通信装置。系统或设备可以包括或访问各种设备可读介质。系统存储器可以包括易失性和/或非易失性存储器(比如只读存储器(rom)和/或随机存取存储器(ram))形式的设备可读存储介质。举例来说但并非限制，系统存储器还可以包括操作系统、应用程序、其他程序模块和程序数据。所公开的系统在一个实施方案中可以用于进行对含水样品中的汞的测量。
42.本领域技术人员将会理解，各方面可以作为系统、方法或设备程序产品来实施。因此，各方面可以采取完全硬件实施方案或包括软件的实施方案的形式，其在本文中可以都统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，各方面可以采取设备程序产品的形式，所述设备程序产品被体现在一个或多个其中包含设备可读程序代码的设备可读介质中。
43.应注意，本文所述的各种功能可以使用存储在设备可读存储介质(比如非信号存储设备)上的指令来实施，其中指令由处理器执行。在本文的情况下，存储设备不是信号，并且“非暂态”包括除了信号介质以外的所有介质。
44.用于进行操作的程序代码可以以一种或多种编程语言的任意组合编写。程序代码可以完全在单个设备上、部分地在单个设备上、作为独立的软件包、部分地在单个设备上并且部分地在另一个设备上或完全在其他设备上执行。在一些情况下，设备可以通过任何类型的连接或网络(包括局域网(lan)或广域网(wan))进行连接，或者可以通过其他设备(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)、通过无线连接(例如，近场通信)或通过硬线连接(比如通过usb连接)进行连接。
45.在本文中参照附图描述了示例性实施方案，所述附图示出了根据各个示例性实施方案的示例性的方法、设备和产品。要理解的是，动作和功能可以至少部分地通过程序指令来实施。可以将这些程序指令提供至设备(例如手持测量装置)的处理器或其他可编程数据处理设备以生产机器，使得通过设备的处理器执行的指令实施指定的功能/动作。
46.应注意，本文中提供的值应解释为包括通过使用术语“约”表示的等效值。等效值对于本领域普通技术人员来说将会是明显的，但是至少包括通过对最后有效数位进行普通四舍五入得到的值。
47.已经提供本公开用于举例说明和描述，但不打算将其作为穷举或限制性的。很多改变和变化对于本领域普通技术人员来说将会是明显的。选择并且描述示例性实施方案以解释原理和实际应用，并且使得本领域普通技术人员能够理解具有适合于预期的特定用途的多种改变的多个实施方案的公开内容。
48.因此，尽管本文中已经参照附图描述了举例说明的示例性实施方案，但是应理解，此描述不是限制性的，并且在不背离本公开的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以在其中实现各种其他变化和改变。