CN109115760B - 一种基于氯金酸显色反应的尿糖含量快速检测试剂盒及检测方法 - Google Patents

一种基于氯金酸显色反应的尿糖含量快速检测试剂盒及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于氯金酸显色反应的尿糖含量快速检测试剂盒及检测方法，该试剂盒包括氯金酸试剂瓶和尿糖浓度比色卡，还可包含尿糖浓度精确定量卡，本发明以尿液中葡萄糖为还原剂，还原四氯金酸，根据葡萄糖浓度不同生成纳米金溶液显色不同，采用紫外可见分光光度计检测纳米金溶液在520nm附近的吸收峰波长，通过纳米金溶液显色范围、吸光度峰值所在波长与尿液中葡萄糖浓度的相关性，快速定性、定量检测尿液中葡萄糖含量，检测灵敏度可达0.01mM。

Description

一种基于氯金酸显色反应的尿糖含量快速检测试剂盒及检测 方法
技术领域
本发明属于尿糖的检测技术领域，具体涉及一种基于金离子在氧化还原反应过程中显色的尿糖快速检测试剂盒，以及采用该试剂盒一次快速完成定性、定量检测尿糖含量的方法。
背景技术
糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖则是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损，或两者兼有引起。糖尿病是长期存在的高血糖，导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍，是目前已知并发症最多的一种疾病。
目前糖尿病的诊断和监测主要是通过血糖和尿糖浓度检测，其中血糖检测一般采用到医院进行抽血化验或家用血糖仪自测，上述两种方法均需要患者忍受扎针的痛苦，特别是确诊糖尿病患者需要每天监测尿糖，给病患身心都带来额外负担；尿糖检测目前常用的方法包括斑氏尿糖定性检测法、尿糖试纸法等为代表的通过比色对尿液中葡萄糖含量进行半定量分析。由于各不同个体对颜色的感受能力的差异，以比色为手段的检测方法存在较强的主观性，特别是对于临界值附近颜色的判定可靠度较低，导致尿糖值处在临界值附近的病患需要在家中或医院进行复检，造成病患乃至医疗***的时间和经济成本的增加。
纳米金颗粒，又名胶体金。目前，通过化学药剂合成方法，已有多种具有不同尺寸(1.0-50nm)的纳米金颗粒被制备出来，根据纳米金颗粒大小不同，其溶液依次呈现不同程度的蓝色、紫色、***、桃红色以及酒红色，并且可通过紫外可见分光光度计在520nm附近检测到相应峰值吸光度，其峰值吸光度对应的波长与纳米金颗粒粒径成线性关系。
葡萄糖(glucose)是一种有机化合物，分子式C6H12O6，是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，它是一种多羟基醛，具有还原性，可作为合成纳米金颗粒的还原剂。葡萄糖溶液与金离子反应生成不同粒径的纳米金颗粒，葡萄糖浓度与纳米金颗粒大小具有线性关系，并且依颗粒大小其溶液显不同颜色。
基于以上特点，现有尿糖检测方法大多通过显色反应加比色卡读数，如CN102749327A通过液体化学试剂与尿糖反应显色判断大致尿糖浓度，灵敏度为1mM；CN104535753A通过试纸与尿糖反应显色并结合比色板判断尿糖浓度，灵敏度为0.5mM。尚未有采用尿糖还原金离子显色反应，通过比色定性测定尿糖浓度，亦未有采用尿糖浓度与纳米金颗粒尺寸相关性曲线拟合公式精确检测尿糖浓度的相关研究结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于氯金酸显色反应的尿糖快速检测试剂盒，以及采用该试剂盒定性、定量检测尿糖含量的方法。采用该试剂盒和检测方法，拓展了氯金酸制备纳米金显色反应的应用领域；同时，有效提高了尿糖定性及定量检测的效率。
针对上述目的，本发明所采用的尿糖快速检测试剂盒包括氯金酸试剂瓶和尿糖浓度比色卡；其中，所述的氯金酸试剂瓶是装有2～5mL氯金酸显色液的一次性加盖密封玻璃瓶，氯金酸显色液是将0.5mM氯金酸水溶液用0.2M氢氧化钠水溶液调节pH值7～9配制而成；所述的尿糖浓度比色卡由色块A、色块B、色块C、色块D、色块E、色块F、色块G、色块H、色块I组成，其中色块A和色块B下标注有≥12mM，对应尿糖浓度≥12mM；色块B和色块C下方标注有11-10mM，对应尿糖浓度为10～11mM；色块D和色块E下方标注有9-8mM，对应尿糖浓度8～9mM；色块F和色块G下方标注有7-6mM，对应尿糖浓度6～7mM；色块G和色块H下方标注有5-4mM，对应尿糖浓度4～5mM；色块H和色块I下方标注有≤3mM，对应尿糖浓度≤3mM。
上述的尿糖浓度比色卡的制作方法如下：
1、将葡萄糖干粉用正常人尿液溶解，制备成100mM葡萄糖尿液原液，然后将其用正常人尿液分别稀释至1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12mM，再依次用去离子水稀释20倍，制成尿糖标准液。
2、按照尿糖标准液与氯金酸显色液的体积比为1:15，将尿糖标准液经过沸水浴预热后加入沸水浴预热的氯金酸试剂瓶中，并迅速搅拌5～10秒钟后继续保持沸水浴加热反应5～6分钟，得到纳米金溶液；根据不同浓度尿糖标准液对应的纳米金溶液的颜色，制作成尿糖浓度比色卡。
上述一次性加盖密封玻璃瓶的容量为8mL、高70～80mm、直径10～15mm，为螺口石英玻璃材质，瓶盖为耐热塑料材质内部加装耐热防漏垫片。
为了进一步精确检测尿糖含量，上述试剂盒还可包括尿糖浓度精确定量卡，该精确定量卡上写有公式：Y＝3E+44X-15.95(该公式中E为科学计数法符号，E+n代表10的n次方，该公式表达式也可以为：
Figure BDA0001787925780000031
)，该公式由下述方法得到：取上述步骤2中反应后的纳米金溶液1.5～2mL滴入石英比色皿中，采用紫外可见分光光度计检测其在500～600nm范围内的峰值吸光度所对应的波长，绘制峰值吸光度所对应的波长与葡萄糖浓度的相关性曲线，即得公式Y＝3E+44X-15.95，其中X代表纳米金溶液在500～600nm范围内的峰值吸光度所对应的波长，Y代表待检测尿液中的葡萄糖浓度。
采用上述的试剂盒快速检测尿糖含量的方法为：将待检测尿液用去离子水稀释20倍，得到待检测尿液稀释液；将待检测尿液稀释液用沸水浴预热后，按照待检测尿液稀释液与氯金酸显色液的体积比为1:15，将预热后的待检测尿液稀释液加入沸水浴预热的氯金酸试剂瓶中，并迅速搅拌5～10秒钟后继续保持沸水浴加热反应5～6分钟，使尿液中的葡萄糖与氯金酸发生氧化还原显色反应，反应完成后将所得纳米金溶液的颜色与尿糖浓度比色卡进行对比，判断葡萄糖浓度范围。
判断葡萄糖浓度范围后，取纳米金溶液1.5～2mL滴入石英比色皿中，采用紫外可见分光光度计检测其在500～600nm范围内的峰值吸光度所对应的波长，根据尿糖浓度精确定量卡上的公式Y＝3E+44X-15.95，对待检测尿液中的葡萄糖浓度进行定量计算。
本发明的有益效果如下：
1、本发明以尿液中葡萄糖还原四氯金酸，根据纳米金溶液显色不同，可对比比色卡快速定性测定尿糖含量，步骤简单，反应速度快。氯金酸试剂瓶在遮光阴暗处保存，可存放半年。
2、当需要精确检测尿糖含量时，采用紫外可见分光光度计，通过纳米金溶液峰值吸光度所在波长与尿液中葡萄糖浓度的相关性拟合公式，准确计算尿液中葡萄糖含量，灵敏度为0.01mM。
3、本发明通过一次化学显色反应，完成定性、定量两种尿糖含量检测，有效提高了尿糖检测效率。
附图说明
图1是实施例1中尿糖浓度比色卡的照片。
图2是实施例1中不同浓度尿糖标准液对应的纳米金溶液的紫外可见分光光度计在450～700nm范围内吸光度检测结果图。
图3是实施例1中不同浓度尿糖标准液对应的纳米金溶液的峰值吸光度对应波长与尿糖浓度相关性曲线、拟合曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1
本实施例的尿糖含量快速检测试剂盒由氯金酸试剂瓶、尿糖浓度比色卡、尿糖浓度精确定量卡组成。
氯金酸试剂瓶是装有3mL氯金酸显色液的一次性加盖密封玻璃瓶，氯金酸显色液是将0.5mM氯金酸水溶液用0.2M氢氧化钠水溶液调节pH值8配制而成，一次性加盖密封玻璃瓶的容量为8mL、高75mm、直径12mm，为螺口石英玻璃材质，瓶盖为耐热塑料材质内部加装耐热防漏垫片。
尿糖浓度比色卡如图1所示，由色块A、色块B、色块C、色块D、色块E、色块F、色块G、色块H、色块I组成，其中色块A和色块B下标注有≥12mM，对应尿糖浓度≥12mM；色块B和色块C下方标注有11-10mM，对应尿糖浓度为10～11mM；色块D和色块E下方标注有9-8mM，对应尿糖浓度8～9mM；色块F和色块G下方标注有7-6mM，对应尿糖浓度6～7mM；色块G和色块H下方标注有5-4mM，对应尿糖浓度4～5mM；色块H和色块I下方标注有≤3mM，对应尿糖浓度≤3mM。该尿糖浓度比色卡由下述方法制作而成：
1、称取0.18g葡萄糖干粉，用10mL正常人尿液溶解，制备成100mM的葡萄糖尿液原液，然后将其用正常人尿液分别稀释至1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12mM，再依次用去离子水稀释20倍，制成尿糖标准液。
2、将尿糖标准液经过沸水浴预热5分钟后，取200μL加入沸水浴预热5分钟的氯金酸试剂瓶中，并迅速搅拌5秒钟后继续保持沸水浴加热反应6分钟直至溶液颜色保持稳定时结束反应，混合物颜色变由黄色转变为无色、蓝色或红色，表明纳米金溶液已经制成；根据不同浓度尿糖标准液对应的纳米金溶液的颜色，制作成尿糖浓度比色卡，如图1所示。
尿糖浓度精确定量卡上写有公式：Y＝3E+44X-15.95，该公式根据下述方法得到：
取上述步骤2中反应后的纳米金溶液各1.5mL，分别滴入干净的石英比色皿中，采用紫外可见分光光度计依次检测其在波长450～700nm范围内的吸光度(见图2)，绘制在500～600nm范围内的峰值吸光度所对应的波长与葡萄糖浓度的相关性曲线(见图3)，即得公式Y＝3E+44X-15.95，R2＝0.9822，其中X代表纳米金溶液在500～600nm范围内的峰值吸光度所对应的波长，Y代表待检测尿液中的葡萄糖浓度。由图3可见，该拟合公式与相关性曲线具有较高吻合度。
实施例2
采用实施例1的试剂盒快速检测尿糖含量的方法如下：
将待检测尿液用去离子水稀释20倍，得到待检测尿液稀释液；将待检测尿液稀释液用沸水浴预热后，取200μL加入沸水浴预热5分钟的氯金酸试剂瓶中，并迅速搅拌5秒钟后继续保持沸水浴加热反应6分钟，使尿液中的葡萄糖与氯金酸发生氧化还原显色反应，反应完成后将所得纳米金溶液的颜色与尿糖浓度比色卡进行对比，判断葡萄糖浓度范围。
判断葡萄糖浓度范围后，取反应完后所得纳米金溶液1.5mL滴入石英比色皿中，采用紫外可见分光光度计检测其在波长450～700nm范围内的吸光度，获得在500～600nm范围内的峰值吸光度所对应的波长，根据尿糖浓度精确定量卡上的公式Y＝3E+44X-15.95，对待检测尿液中的葡萄糖浓度进行定量计算。

Claims (3)

1.一种基于氯金酸显色反应的尿糖含量快速检测试剂盒，其特征在于：该试剂盒包括氯金酸试剂瓶和尿糖浓度比色卡；其中，所述的氯金酸试剂瓶是装有2～5 mL氯金酸显色液的一次性加盖密封玻璃瓶，氯金酸显色液是将0.5 mM氯金酸水溶液用0.2 M氢氧化钠水溶液调节pH值7～9配制而成；所述的尿糖浓度比色卡由色块A、色块B、色块C、色块D、色块E、色块F、色块G、色块H、色块I组成，其中色块A和色块B下标注有≥12 mM，对应尿糖浓度≥12mM；色块B和色块C下方标注有11-10 mM，对应尿糖浓度为10～11 mM；色块D和色块E下方标注有9-8 mM，对应尿糖浓度8～9 mM；色块F和色块G下方标注有7-6 mM，对应尿糖浓度6～7mM；色块G和色块H下方标注有5-4 mM，对应尿糖浓度4～5 mM；色块H和色块I下方标注有≤3mM，对应尿糖浓度≤3 mM；
所述的尿糖浓度比色卡的制作方法如下：
（1）将葡萄糖干粉用正常人尿液溶解，制备成100 mM葡萄糖尿液原液，然后将其用正常人尿液分别稀释至1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12mM，再依次用去离子水稀释20倍，制成尿糖标准液；
（2）按照尿糖标准液与氯金酸显色液的体积比为1:15，将尿糖标准液经过沸水浴预热后加入沸水浴预热的氯金酸试剂瓶中，并迅速搅拌5～10秒钟后继续保持沸水浴加热反应5～6分钟，得到纳米金溶液；根据不同浓度尿糖标准液对应的纳米金溶液的颜色，制作成尿糖浓度比色卡；
所述试剂盒还包括尿糖浓度精确定量卡，该精确定量卡上写有公式：Y=3×1044X-15.95；所述尿糖浓度精确定量卡上的公式由下述方法得到：取上述步骤（2）中反应后的纳米金溶液1.5～2 mL滴入石英比色皿中，采用紫外可见分光光度计检测其在500～600 nm范围内的峰值吸光度所对应的波长，绘制峰值吸光度所对应的波长与葡萄糖浓度的相关性曲线，即得公式Y=3×1044X-15.95，其中X代表纳米金溶液在500～600 nm范围内的峰值吸光度所对应的波长，Y代表待检测尿液中的葡萄糖浓度。
2.根据权利要求1所述的尿糖含量快速检测试剂盒，其特征在于：所述一次性加盖密封玻璃瓶的容量为8 mL、高70～80 mm、直径10～15 mm，为螺口石英玻璃材质，瓶盖为耐热塑料材质内部加装耐热防漏垫片。
3.一种采用权利要求1或2所述的试剂盒进行尿糖含量的非疾病诊断目的的检测的方法，其特征在于：将待检测尿液用去离子水稀释20倍，得到待检测尿液稀释液；将待检测尿液稀释液用沸水浴预热后，按照待检测尿液稀释液与氯金酸显色液的体积比为1:15，将预热后的待检测尿液稀释液加入沸水浴预热的氯金酸试剂瓶中，并迅速搅拌5～10秒钟后继续保持沸水浴加热反应5～6分钟，使尿液中的葡萄糖与氯金酸发生氧化还原显色反应，反应完成后将所得纳米金溶液的颜色与尿糖浓度比色卡进行对比，判断葡萄糖浓度范围；判断葡萄糖浓度范围后，取纳米金溶液1.5～2 mL滴入石英比色皿中，采用紫外可见分光光度计检测其在500～600 nm范围内的峰值吸光度所对应的波长，根据尿糖浓度精确定量卡上的公式Y=3×1044X-15.95，对待检测尿液中的葡萄糖浓度进行定量计算。
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