什么是指示卡

指示卡是通过颜色改变等肉眼可察觉的前后差异现象，直观地判断环境或条件发生变化与否的有效手段。

无论出于何种目的的指示卡，其主观的判断标准即是受到环境或者一定的介质条件下，其颜色能发生变化，或者荧光等肉眼能直观判断前后差异的现象。其一，有些金属盐特别是过渡金属或其络合物在一定的外界条件变化下，会发生颜色的改变。其二，指示剂作为化学试剂中典型的颜色变化类别，除了常见的用于理化实验外，在指示卡的应用也是举足轻重的。按照其特征，可分为酸碱指示剂、氧化还原指示剂、金属指示剂、吸附指示剂等。

指示剂分类

酸碱指示剂：甲基紫、甲酚红、百里酚蓝、茜素黄R、甲基黄、溴酚蓝、甲基橙、溴甲酚绿、甲基红、溴百里酚蓝、中性红、酚红、酚酞、百里酚酞、靛胭脂红等。

氧化还原指示剂：二苯胺、二苯胺磺酸钠、亚甲基蓝、中性红、喹啉黄、淀粉、孔雀绿、劳氏紫、邻二氮菲-亚铁、酸性绿、专利蓝Ⅴ等。

络合指示剂：铬黑T、二甲酚橙、茜素、酸性铬紫B、甲基百里酚蓝、溴酚红、铝试剂、钙试剂、偶氮胂Ⅲ等。

吸附指示剂：荧光黄、二氯(P)荧光黄、曙红、溴酚蓝、溴甲酚绿、二甲酚橙、罗丹明、品红、刚果红、茜素红S、偶氮氯膦Ⅲ、甲基红、二苯胺、邻二甲氧基联苯胺、酸性玫瑰红等。

荧光指示剂：曙红、水杨酸、2-萘胺、1-萘胺、奎宁、2-羟基-3-萘甲酸、喹啉、2-萘酚、香豆素等。

根据指示剂的作用机理，可以用于指示湿度、氧气、环氧乙烷、甲醛等，应用比较广泛的有湿度指示卡、氧气指示剂、医用指示卡。

湿度指示卡

大部分的电子设备容易因为湿气而导致产品损坏，因此需要采用防潮包装对产品进行保护，而湿度显示卡就能便捷经济地检测湿度是否在受控范围内。湿度卡上的颜色显示结果就可以作为监察包装内湿度合格的依据，也能间接反映干燥剂的吸潮效果。

湿度卡分有钴和无钴两类：

有钴湿度卡可分为有钴有卤湿度卡和有钴无卤湿度卡。其中，有钴有卤湿度卡的原理就是根据氯化钴或者溴化钴吸水后产生物质的颜色变化的原理，且是可逆变化的，湿度超过对应的湿度值，颜色从蓝色变到红色，反之则从红色变回蓝色，只是从红色变回蓝色需要更长的时间。而有钴无卤湿度卡则是利用了非卤配体与钴进行配位实现干燥与吸湿状态下颜色的变化。

然而2004年欧盟环保法规(2004/73/EC)已将氯化钴列为二类致癌物质，对含钴类湿度指示卡进行限制，所有出口到欧盟国家的产品必须符合该法规要求。

目前无钴湿度卡已具备一定规模，主要有两大类：

一种是借助无钴的其他金属化合物，主要以无机铜盐作为有效成分，例如氯化铜、硫酸铜等，再添加一些吸湿盐，例如氯化镁、氯化钙等均具有很好的吸湿效果，然而配方中还是会存在一定量的卤素元素，且成色较为单一。

另一种则是新型的环保湿度卡，无钴无卤或者少卤，其主要是借助了有机指示剂的变色机理实现湿度指示，也可以选择性地采用硫酸盐作为吸湿盐，从而降低卤素含量。根据不同的变色需求，不同的响应时间，可进行相应的配置，得到不同的效果以及不同的产品规格。例如：从亮黄色吸湿变成绿色，棕褐色吸湿变成灰色等。此类环保湿度卡可选择的颜色范围广，变色时间可控，将是替代传统指示剂的良好选择。然而，相对而言，其配方较为复杂，工艺较为严苛，研发进展缓慢。

氧气指示剂

氧气指示剂，即具有指示氧气存在与否的作用。常用于检验无氧环境，例如微生物的厌氧培养、食品的无氧储存等。其机理主要是通过氧化还原反应实现其在有氧与无氧状态下的颜色不同，从而对环境中氧气与否进行检测。根据用途需求的不同，可以制成水剂、纸剂、片剂等不同呈现形式。

其大致的配方体系如下：

变色剂：氧指示剂的核心成分，与氧气发生氧化反应，在有氧和无氧条件下呈现不同的颜色。目前常见的为亚甲基蓝、刃天青等。

还原剂：氧指示剂通常为可逆反应，因此需要添加还原剂，将氧化态的变色剂还原成还原态。还原剂通常为糖类物质，例如葡萄糖、麦芽糖等，其碱性状态下还原性强，因此常需额外添加pH调节剂，例如碱金属或者碱土金属的氢氧化物等。

显色剂：根据显色需求，显色剂可以选择性添加，取决于氧化还原反应过程的颜色变化。当变色剂的还原态或者氧化态为无色，或者颜色变化不易区分的时候，需要添加显色剂。选取显色剂的原则是仅做指示颜色作用，而不参与反应。根据不同的变色，选择适宜的显色剂，例如玫瑰红、百里酚蓝等。

载体：水剂的载体通常为水或者制备成凝胶；纸剂的载体通常是将配置好的溶液滴在一定的基材上，例如纸张；片剂的载体通常采用赋形剂，包含填料(无机物为主)、粘结剂(生物胶或者树脂等)、润滑剂(硬脂酸、硅胶等)等。

医用指示卡

医疗器械往往需要采用灭菌手段，目前的灭菌方式主要有压力蒸汽灭菌、环氧乙烷灭菌、甲醛蒸汽灭菌、低温等离子灭菌和辐照灭菌等等，这些过程同样需要指示卡的存在。通过化学指示胶带指示物品是否经过了灭菌过程；各种B-D试纸检测预真空灭菌器冷空气排出效果和饱和蒸汽的穿透效果以及漏气情况；环氧乙烷灭菌指示卡、甲醛浓度指示卡等灭菌过程单一参数的化学指示卡；时间-温度等多参数的化学指示卡。这些医用化学指示卡，大部分是采用酸碱指示剂作为变色剂。

目前指示卡的种类繁多，成分复杂，随着经济的持续发展，每年关于各类指示卡的专利申请愈来愈多，后续还会有更多更广的新型指示卡加入，是未来发展的一大趋势。

对于指示卡前期的研发工作，微谱分析可以协助企业缩短研发周期，提高其产品质量，提升工作效率，加快产品投放市场速度，从而提高产品的竞争能力。

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