用于检测异噻唑啉酮的方法和装置制造方法及图纸

用于定量测定溶液中异噻唑啉酮化合物的存在情况的方法，所述方法包括将溶液的pH控制在约3至约10的范围内；将已知量的已调节pH的溶液与已知量的芳族硫醇盐阴离子混合；定量测定所得混合溶液的颜色强度；和将颜色强度与异噻唑啉酮化合物的量相关联。所述方法可在自动化系统，包括利用光学传感器装置的系统中使用。

【技术实现步骤摘要】
用于检测异噻唑啉酮的方法和装置
技术介绍
异噻唑啉酮(isothiazolone,ITA)化合物通常在多种水性和非-水性系统(包括冷却塔水、金属加工液(metalworkingfluid)、去离子水和个人护理产品)中被用作杀生物剂和防腐剂。金属加工液(MWF)用于润滑和冷却正在加工的工件。所述液体包括无水油以及意欲用水稀释的液体(包括可溶性油、半合成液体和合成液体)。水性MWF可支持微生物的生长、引入污染物(例如细胞和细胞组分)连同相关的副产物(例如内毒素、外毒素和真菌毒素)。添加的用于减少微生物生长的基于ITA的杀生物剂具有其自身的危害性，特别是皮炎(皮疹)。有必要根据需要测定杀生物剂的浓度，从而使冷却塔、金属加工液和其它水性系统的操作人员能够在关于杀生物剂添加到其系统的时间和需求的实践中作出经济的决策。浓度测定在实地和在实验室内均需快速而精确地进行，且不需要复杂的设备，例如HPLC，并用最少的样品制备物。此外，将有利的是，使浓度测定可自动化进行以使分析者的培训减至最少并启用自动反馈回路(即自动化的测量和剂量)。已尝试开发在实地应用中使用的用于测定水性系统中异噻唑啉酮浓度的快速、可靠和灵敏的方法。这些技术一直不尽如人意，这是因为完成分析所需的时间长度和对水性系统中通常存在的添加剂和离子杂质所造成的阳性和阴性干扰的灵敏度，以及因为在测量低浓度的异噻唑啉酮时难以获得高灵敏度。通常向再循环的冷却塔水中加入各种添加剂以防止或抑制硬性离子的沉淀、分散水垢和抵抗腐蚀。例如，冷却塔水中通常存在聚丙烯酸盐、磷酸盐、膦酸盐、铁、锌、锡和其它金属，以及悬浮的颗粒材料，例如粘土和淤泥。美国专利号5,094,957描述了用于测定异噻唑啉酮浓度的比色测定。然而，该测定需要数小时用于显色，且在该时间段内达不到最小值。因此，仍需要一种可在小于20分钟内实施、用最少的样品制备物且适于自动化的用于测定ITA浓度的方法。
技术实现思路
因此，在一方面，本专利技术涉及用于定量测定溶液中异噻唑啉酮化合物的存在情况的方法。所述方法包括将溶液的pH控制在约3至约10的范围内，将已知量的已调节pH的溶液与已知量的芳族硫醇盐(thioate)阴离子混合，定量测定所得混合溶液的颜色强度，并将该颜色强度与异噻唑啉酮化合物的量相关联。在另一方面，本专利技术涉及用于定量测定溶液中异噻唑啉酮化合物的存在情况的自动化系统。在又一方面，本专利技术涉及用于定量测定溶液中异噻唑啉酮的存在情况的传感器装置。所述传感器装置包括基底(substrate)以及包含芳族硫醇盐试剂或阴离子的水凝胶传感薄膜(hydrogelsensorfilm)。附图说明参照附图阅读下面的详述时将能更好地理解本专利技术的这些以及其它特征、方面和优势，在整个附图中相似的符号表示相似部分，其中：图1为比较本专利技术方法的一个实施例与美国5,094,957的测定的图示。具体实施方式可使用本专利技术的方法进行检测的异噻唑啉酮包括取代的和未被取代的3-异噻唑啉酮及其混合物。实例包括5-氯-2-甲基-3-异噻唑啉酮(CMI)和2-甲基-3-异噻唑啉酮(MI)。命名为KATHON®(可获自Dow(Rohm&Haas))的CMI和MI的3/1混合物被广泛用作杀生物剂。水性系统中存在的一些异噻唑啉酮可为络合镁或钙盐的形式。在本专利技术的上下文中，术语“异噻唑啉酮化合物”意指一种或多种取代的或未被取代的3-异噻唑啉酮化合物或络合物。即，除ITA化合物和络合物的混合物外，该术语还包含单一的ITA化合物。可使用本专利技术的方法进行分析的溶液包括基于水的金属加工液(例如合成的、半合成的液体和可溶性油)、冷却塔水和其它经受工业用水处理的水。所述方法可用于测定溶液中ITA的存在情况，以及定量测定大于0ppm至小于约100ppm，特别是大于0ppm至小于约30ppm，更特别是大于0ppm至小于约5ppm范围内的异噻唑啉酮化合物的浓度。所述方法可自动化进行，且可方便地并入工业用水处理系统，包括用于处理金属加工液的系统。可在本专利技术的方法或测定中使用的芳族硫醇盐阴离子为与ITA混合时颜色改变的有色物质。所述芳族硫醇盐阴离子包括硫代硝基苯甲酸盐、硫代吡啶盐和硫代烟酸盐。特别地，可使用5-硫代-2-硝基苯甲酸盐、2-硫代吡啶盐、4-硫代吡啶盐和6-硫代烟酸盐。可使用Ellman试剂5,5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸盐)以在S-S键裂解时产生5-硫代-2-硝基苯甲酸盐(TNB)阴离子。可通过将芳族硫醇盐试剂与亲核试剂(包括碱性化合物例如NaOH和亲核化合物例如苯基硫醇钠)反应形成TNB阴离子。在一些实施方案中，将待分析溶液的pH控制在约3至约9的范围内，特别是约4至约9。在低于约3的pH时，与异噻唑啉酮混合时芳族硫醇盐阴离子的吸收值可能不足以定量测定变化。在大于约9的pH时，颜色变化的时间显著大于所期需的20分钟，且吸光度可不达到恒定值。例如，在一些实施方案中，用于分析金属加工液的pH为约8。所述硫醇盐阴离子可在碱性溶液中存在或形成，所述碱性溶液具有约0.03N至0.6N更特别是约0.03N至0.1N浓度范围内的氢氧离子。在许多实施方案中，为了使分析系统的稳定性达到最大，对芳族硫醇盐阴离子溶液或样品溶液或二者进行缓冲是合乎需要的。样品溶液可先进行缓冲，然后与芳族硫醇盐阴离子溶液混合。例如，分析去离子水中的ITA时，用0.1N的磷酸盐缓冲液(pH约7特别是7.3)进行缓冲是合乎需要的。颜色强度可通过目测检查或通过使用分光光度计装置在约275nm至约510nm范围内，特别是约400nm处测量溶液的吸光度来测定。TNB阴离子的最大吸光度为约412nm；术语“约400nm”包括412nm。其它芳族硫醇盐可具有不同的最大吸收。对于本专利技术的方法，颜色强度可在短至五分钟的时间后进行测定。更通常地，所述时间可为小于约20分钟。如果需要，也可使用更长的时间。例如，对于在pH8.2下分析的MWF，颜色变化在约20分钟后完成。在一个具体的实施方案中，本专利技术的方法包括将溶液的pH控制在约3至约9的范围内，将已知量的pH经控制的溶液与已知量的硫代硝基苯甲酸盐阴离子混合，在小于约20分钟的时间后测量所得溶液在约400nm处的吸光度，并将溶液的吸光度与异噻唑啉酮化合物的量相关联。本专利技术的方法可用许多方式实现自动化。特别地，可使用光学传感器装置实施所述方法。因此，在一个实施方案中，本专利技术的方法包括在约400nm处测量传感器装置的水凝胶传感薄膜的吸光度，使薄膜与已知量的溶液接触，在约400nm处测量所得薄膜的吸光度，并将薄膜吸光度的变化与溶液中异噻唑啉酮的量相关联。所述水凝胶传感薄膜包含芳族硫醇盐阴离子或可反应产生芳族硫醇盐阴离子的芳族硫醇盐试剂。在一些实施方案中，可使用包括基底和传感元件的传感器，所述传感元件包含如美国7,651,663所描述的传感基质(sensingmatrix)。本专利技术的传感器装置包括基底和水凝胶传感薄膜，所述水凝胶传感薄膜包含芳族硫醇盐阴离子或试剂，特别是5,5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸盐)或由其衍生的芳族硫醇盐阴离子。美国7,170,609、美国7,456,968、美国7,524,455、美国7,651,663、美国7,807,473和美国7,977,660公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于定量测定溶液中异噻唑啉酮化合物的存在情况的方法，所述方法包括：将溶液的pH控制在约3至约10的范围内；将已知量的已调节pH的溶液与已知量的芳族硫醇盐阴离子混合；定量测定所得混合溶液的颜色强度；和将颜色强度与异噻唑啉酮化合物的量相关联。

【技术特征摘要】
2011.08.26 US 13/218,5001.用于定量测定溶液中异噻唑啉酮化合物的存在情况的方法，所述方法包括：将溶液的pH控制在3至10的范围内；将已知量的已调节pH的溶液与已知量的芳族硫醇盐阴离子混合，其中所述芳族硫醇盐阴离子存在于碱性溶液中，所述碱性溶液包含浓度在0.03N至0.6N范围内的氢氧离子；定量测定所得混合溶液的颜色强度，其中颜色强度在20分钟内测定；和将颜色强度与异噻唑啉酮化合物的量相关联。2.权利要求1的方法，其中颜色强度在5分钟内测定。3.权利要求1的方法，其中将所述溶液的pH控制在4至9的范围内。4.权利要求1的方法，其中所述芳族硫醇盐阴离子衍生自5，5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸盐)。5.权利要求1的方法，其中所述溶液中异噻唑啉酮化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ蒙克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：