一种金属离子的可视化检测方法、检测器件和喷水打印方法技术

本发明专利技术属于化学传感技术领域，具体涉及一种金属离子(特别是多种金属离子)的可视化检测方法、检测器件和喷水打印方法。本发明专利技术提供一种金属离子的可视化检测方法包括图形化显示荧光材料对金属离子的颜色响应，基于该图形化显示识别、区分金属离子。本方法根据荧光材料在与不同金属离子相互作用后不同的颜色响应，通过提取响应结果并绘制不同金属离子的雷达图，通过可视化雷达图可以更直观地识别、区分不同金属离子。这种方法为色盲患者提供了检测颜色变化和获取化学传感技术的机会，相比传统的比色检测方法更加优越及人性化。本发明专利技术还提供一种金属离子的可视化检测器件，所述器件采用上述可视化检测方法检测金属离子。采用上述可视化检测方法检测金属离子。采用上述可视化检测方法检测金属离子。

【技术实现步骤摘要】
一种金属离子的可视化检测方法、检测器件和喷水打印方法


[0001]本专利技术属于化学传感
，具体涉及一种金属离子(特别是多种金属离子)的可视化检测方法、检测器件和一种喷水打印方法。

技术介绍

[0002]金属离子不仅是化工原料的重要组成部分，同时也参与众多生物化学过程，甚至决定着许多生物大分子的结构与功能，因而人对金属离子的代谢异常或与重金属离子过度接触会引发诸多疾病。因此实现金属离子的定性和定量检测与监测，对于环境保护、食品安全乃至相关疾病的及时防治均至关重要。
[0003]传统检测方法如电感耦合等离子体质谱法，原子吸收光谱法等尽管可以高特异性高灵敏度检测金属离子，但因为检测成本高、操作繁琐、设备复杂、检测耗时及需要专业技术人员操作而受到很大的限制。
[0004]相比之下，近年来发展起来的基于化学传感的比色或荧光探针具有简便、快捷、便携、不依赖仪器设备等优势，在金属离子检测方面取得了长足进展，但对于色盲或色弱人群适用性不强，且具有多元金属离子识别检测能力的比色或荧光探针仍然相对较少。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的不足，本专利技术提供一种检测方法和器件，其可实现金属离子的可视化检测，特别是可以实现多种金属离子的可视化检测，是一种简便、快捷的金属离子检测方法。本专利技术还提供一种打印方法。
[0006]具体的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种金属离子的可视化检测方法，具体的，所述方法特别适用于多种金属离子的可视化检测；所述方法包括：图形化显示荧光材料对金属离子的颜色响应，基于该图形化显示识别、区分金属离子。
[0008]其中，所述图形化显示包括通过颜色系统处理所述颜色响应。
[0009]其中，所述颜色响应包括荧光材料对所述金属离子产生的颜色变化和/或荧光变化。
[0010]其中，所述荧光材料包括基体材料和键合于所述基体材料上的荧光基团，所述荧光基团对所述金属离子具有配位能力。
[0011]其中，所述方法包括：获取荧光材料对金属离子的颜色响应后的彩色图形，通过颜色系统提取所述彩色图形的颜色特征值，基于颜色特征值识别、区分金属离子。
[0012]其中，将所述彩色图形的颜色特征值绘制成雷达图，根据所述雷达图的形状区分金属离子。
[0013]其中，所述颜色系统选自RGB
‑
CMYK颜色系统。
[0014]其中，所述颜色特征值包括R、G、B、C、M、Y、K值。
[0015]其中，所述方法包括：获取对金属离子颜色响应后的荧光材料溶液的彩色图形，通
过颜色系统处理所述彩色图形，识别、区分金属离子。
[0016]其中，所述荧光材料溶液是指所述荧光材料溶于有机溶剂的溶液。
[0017]其中，所述荧光材料溶液的浓度为0.1mg.mL
‑1‑
10g.mL
‑1。
[0018]其中，所述方法包括：获取对金属离子颜色响应后的荧光纸的彩色图形，通过RGB
‑
CMYK颜色系统处理所述彩色图形，识别、区分金属离子。
[0019]其中，所述荧光纸含有所述荧光材料。
[0020]一种金属离子的可视化检测器件，所述器件采用上述的金属离子的可视化检测方法检测金属离子；所述器件包括图形化显示部件和识别部件；所述图形化显示部件用于图形化显示荧光材料对金属离子的颜色响应；所述识别部件用于基于该图形化显示识别、区分金属离子。
[0021]其中，所述图形化显示部件包括图形获取单元和颜色系统单元。
[0022]其中，所述图形获取单元包括彩色图形拍摄模块。
[0023]其中，所述颜色系统单元包括颜色系统，通过颜色系统处理所述颜色响应后的彩色图形，提取彩色图形的颜色特征值。
[0024]其中，所述识别部件包括数据处理系统；所述数据处理系统将所述彩色图形的颜色特征值绘制成雷达图，根据所述雷达图的形状识别、区分金属离子。
[0025]其中，所述图形化显示部件还包括荧光材料对金属离子的颜色响应单元。
[0026]其中，所述颜色响应单元中含有荧光材料。
[0027]其中，所述荧光材料以薄膜、涂层、纤维、凝胶、溶液或荧光纸的至少一种形式设于所述颜色响应单元内。
[0028]上述方法或器件的应用，用于计算机科学、生物成像或化学传感领域。
[0029]其中，所述计算机科学包括便携式设备。
[0030]其中，所述化学传感包括荧光探针，用于食品安全监督、水质监测、农药残留检测、有毒物质检测或废水检测。
[0031]一种喷水打印方法，所述方法包括：
[0032]准备含有荧光材料的荧光基材；
[0033]准备含有金属离子的水溶液；
[0034]在所述荧光基材上打印所述含有所述金属离子的水溶液，得到打印文字或图案。
[0035]其中，所述荧光基材上的文字或图案是可被擦去的，其擦去后所述荧光基材可再次用于打印。
[0036]本专利技术的有益效果是：
[0037]1.本专利技术提供一种金属离子的可视化检测方法，所述检测方法是根据所述荧光材料在与不同金属离子相互作用后的颜色及荧光变化的差异而实现的。本专利技术提供了一种新的基于RGB
‑
CMYK颜色系统的金属离子的可视化检测方法，由于RGB
‑
CMYK颜色系统是已被广泛地应用于便携式设备中的客观和统一的指标，因此，便携式设备(例如，智能手机)可以代替人眼充当数字眼睛来观察和记录化学传感器中的颜色变化，进一步以未经培训的用户易于理解的可视化形式翻译和呈现分析结果。通过提取响应结果的深层信息并绘制相应金属离子的RGB
‑
CMYK图，可以更直观地分辨各种金属离子。在检测过程中，同时具有颜色和荧光变化的双通道信号输出，通过对比对于不同金属离子的颜色响应的可视化雷达图案，可区
分Ag
+
、Fe
2+
、Co
2+
、Fe
3+
、Zn
2+
、Cd
2+
、Al
3+
等多种金属离子。通过图形化显示本专利技术提供的荧光材料和金属离子之间的颜色响应(颜色变化或荧光变化)，可以容易地识别和区分不同的金属离子(例如Ag
+
、Fe
2+
、Co
2+
、Fe
3+
、Zn
2+
、Cd
2+
和Al
3+
)，而不依赖于肉眼的颜色敏感性。这种方法为色盲患者提供了检测颜色变化和获取化学传感技术的机会。相比传统的比色视觉方法更加优越及人性化。
[0038]2.本专利技术还提供一种多元金属离子的可视化检测方法，所述检测方法是根据所述荧光材料在与不同金属离子相互作用后的颜色及荧光变化的差异而实现的。通过对比不同金属离子的颜色响应，可区分多种金属离子。通过观测这种荧光材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属离子的可视化检测方法，其特征在于，所述方法包括：图形化显示荧光材料对金属离子的颜色响应，基于该图形化显示识别、区分金属离子。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图形化显示包括通过颜色系统处理所述颜色响应；优选地，所述颜色响应包括荧光材料对所述金属离子产生的颜色变化和/或荧光变化；优选地，所述荧光材料包括基体材料和键合于所述基体材料上的荧光基团，所述荧光基团对所述金属离子具有配位能力；优选地，所述基体材料选自多糖、多糖衍生物中的至少一种；还优选地，所述基体材料选自淀粉、葡聚糖、壳聚糖、甲壳素、海藻酸、纤维素和纤维素衍生物中的至少一种；优选地，所述方法适用于多种金属离子的可视化检测。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括：获取荧光材料对金属离子的颜色响应后的彩色图形，通过颜色系统提取所述彩色图形的颜色特征值，基于颜色特征值识别、区分金属离子；优选地，将所述彩色图形的颜色特征值绘制成雷达图，根据所述雷达图的形状区分金属离子；优选地，所述颜色系统选自RGB
‑
CMYK颜色系统；优选地，所述颜色特征值包括R、G、B、C、M、Y、K值。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：获取对金属离子颜色响应后的荧光材料溶液的彩色图形，通过颜色系统处理所述彩色图形，识别、区分金属离子；优选地，所述荧光材料溶液是指所述荧光材料溶于有机溶剂的溶液；优选地，所述荧光材料溶液的浓度为0.1mg.mL
‑1‑
10g.mL
‑1。5.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：获取对金属离子颜色响应后的荧光纸的彩色图形，通过RGB
‑
CMYK颜色系统处理所述彩色...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，刘宗喜，田卫国，许展，张晓程，余坚，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：