مستشعر فلوري للمعادن الثقيلة في المياه
العنوان الرسمي للبراءة
طريقة للكشف عن أيونات المعادن الثقيلة باستخدام مستشعرات كيميائية
العنوان الإنجليزي: Method of heavy metal ion detection using chemosensors
الاختراع
الاختراع
المشكلة
قد يتطلب رصد أيونات المعادن الثقيلة في المياه أجهزة مختبرية مكلفة، بينما قد تواجه المستشعرات الفلورية العضوية تحديات الاستقرار أو تداخل مكونات العينة أو الانتقائية أو الإنتاج القابل للتوسع.
أهميتها
يمكن لكاشف فلوري لأيونات المعادن في العينات المائية أن يدعم إجراءات فحص أبسط، لكن الانتقائية والمعايرة وحدود الكشف وتأثيرات الوسط واستقرار الكاشف والأداء الميداني يجب التحقق منها مستقلاً.
النهج
تلامس الطريقة عينة مائية بملح البوتاسيوم لمركب 5-(3,4,5-ثلاثي ميثوكسي بنزيليدين) ثيازوليدين-2,4-ديون، فتكوّن معقداً مع أيون المعدن الثقيل المستهدف، ثم تقيس الانبعاث الفلوري الناتج.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مختبرات جودة المياه، وفرق الرصد البيئي، ومشغلي الصرف الصناعي، ومطوري المستشعرات والكواشف، ومجموعات الكيمياء التحليلية الأكاديمية، ومصنعي منصات الاختبار الميداني.
القيمة المحتملة
تجمع البراءة ملح بوتاسيوم محدداً من الثيازوليدينديون ومساراً موصوفاً لتحضيره وقراءة فلورية وفئات الأيونات المستهدفة وظروف الحموضة ونطاقات انبعاث مرتبطة بالتركيز في طريقة استشعار واحدة.
الخلفية
الخلفية
يمكن لمخلفات التعدين والتصريف الصناعي ورشاحة المدافن والزراعة والجريان الحضري إدخال معادن ثقيلة إلى المياه، مما يجعل الرصد المنتظم مهماً. وتشمل التقنيات المعروفة الكروماتوغرافيا والتحليل الطيفي الذري وICP-MS والكيمياء الكهربائية والرحلان والأقطاب الانتقائية للأيونات، لكنها قد تحتاج معدات مكلفة أو تحليلاً مركزياً. وتوفر المستشعرات الكيميائية الفلورية العضوية آلية قراءة مختلفة عبر ارتباط المعدن بمواقع الكبريت أو الأكسجين أو النيتروجين، مع بقاء الاستقرار وتداخل الوسط والانتقائية والإنتاج مخاوف عملية.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
كاشف الاستشعار هو ملح البوتاسيوم لمركب 5-(3,4,5-ثلاثي ميثوكسي بنزيليدين) ثيازوليدين-2,4-ديون. ويُلامس بعينة مائية ذات pH من 1 إلى 10 تحتوي ما لا يقل عن 0.1 ميكرومولار من أيون مدرج مثل Pb أو Cd أو Cu أو Zn أو Hg أو Ni، ثم يقاس التألق بعد تكوين المعقد. ويُحضّر الملح بتفاعل حمض كلورو الأسيتيك والثيويوريا، ثم التكاثف مع بنزالدهيد ثلاثي الاستبدال والتفاعل مع هيدروكسيد البوتاسيوم.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- فحص محتمل للرصاص أو الكادميوم في العينات المائية.
- دراسات مختبرية محتملة لاستجابة النحاس أو الزنك أو الزئبق أو النيكل.
- منصة كاشف محتملة لإجراءات رصد الصرف الصناعي.
- دمج محتمل في أنظمة استشعار بصرية بعد التحقق.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يستخدم قراءة فلورية بعد تكوين معقد معدني.
- يحدد ستة أنواع مستهدفة من أيونات المعادن الثقيلة.
- يفصح عن مسار تحضير ملح الاستشعار.
- يحدد ظروف الحموضة والتركيز والطول الموجي والانبعاث.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
منشور براءة اختراع يتضمن تحضيراً موصوفاً للمستشعر وطريقة فلورية؛ لم يثبت التحقق المستقل أو التسويق التجاري.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد تهم الكيمياء مطوري كواشف اختبار المياه وأجهزة التألق ومنظومات الرصد البيئي. ويتطلب تحويلها إلى منتج معايرة معماة، ودراسة حدي الكشف والقياس الكمي، وانتقائية كل أيون، واختبارات الأيونات المختلطة والمياه الطبيعية، ونقاء الكاشف وعمره التخزيني، وزمن الاستجابة، والدمج البصري المحمول، وضبط الجودة، ومناولة الكواشف الخطرة، والمقارنة المرجعية، والقبول التنظيمي للادعاء المقصود.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- G01N33/18فحص المواد أو تحليلها بتحديد خواصها الكيميائية أو الفيزيائية
- C07D277/34المركبات الحلقية غير المتجانسة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- C07D277/34المركبات الحلقية غير المتجانسة
- G01N21/64فحص المواد أو تحليلها بتحديد خواصها الكيميائية أو الفيزيائية
- G01N21/77فحص المواد أو تحليلها بتحديد خواصها الكيميائية أو الفيزيائية
- G01N33/1813فحص المواد أو تحليلها بتحديد خواصها الكيميائية أو الفيزيائية
- G01N2021/7786فحص المواد أو تحليلها بتحديد خواصها الكيميائية أو الفيزيائية
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولهاني ناصر عبدالحميد
- مخترعفيصل خويشان لافي القثامي
- مخترعحسين الكاشف
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- مستشعر كيميائي
- أيونات المعادن الثقيلة
- تألق
- ثيازوليدينديون
- كشف الرصاص
- كشف الكادميوم
- عينة مائية
- ملح البوتاسيوم
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.