CN117783103B - 一种高灵敏度钙定性检测试纸条及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高灵敏度钙定性检测试纸条及其制作方法，属于分析化学领域。本发明的高灵敏度钙定性检测试纸条，含有上下盖卡壳以及中间的钙检测试纸条，下盖卡壳作为试纸条的支持结构，上盖卡壳中有一圆形视窗位于钙检测试纸条上方，用于样本的滴加和结果的观察；中间的钙检测试纸条先后经过溶液A和溶液B浸渍获得；A溶液的组成：0.1‑1％显色剂，1～2g/L EGTA，0.5～1％分散剂，0.1‑0.5％固色剂，0.05～0.1％Tween 80，其余为水；B溶液的组成：0.5‑2％增稠剂，0.1‑1％成膜剂，20％乙醇，其余为水；该试纸条显色均匀，测试含钙元素样本时变色灰区窄，可直观凭肉眼观察，判断方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种高灵敏度钙定性检测试纸条及其制作方法，属于分析化学领域。
背景技术
钙是人体的重要营养元素，儿童、成人尿钙可间接反应人体的钙营养状况，及时测量了解尿钙情况有助于及时补钙，减少因缺钙导致的抽搐、乏力、骨质疏松等疾病。另外，乳钙含量低则会导致幼儿缺钙，严重缺钙时会引发骨骼发育不良，佝偻病等疾病，定期了解母乳钙能间接了解幼儿钙摄入情况，并及时处理减少幼儿因缺钙导致的疾病。
目前现有技术中常用的钙检测方法有分光光度法、络合滴定法、原子吸收法等，而这些方法通常操作比较复杂，还需要专门的仪器设备和专业人员操作，检测成本高，难以实现居家检测。而目前能够实现尿钙检测的干化学试纸条多为单色显色原理，随着钙离子浓度的升高，颜色由浅到深变化，不同测试者判断差异较大，无法在判断值附近进行明显的风险提示。
如中国专利CN1570635A公开的尿钙生化检测液，提供了一种液体尿钙的自我检测方法，但该方法结果判读区分度差，通过乳白色沉淀、白色微量沉淀、白色浑浊、浅浑、显微浑、微浑、痕迹来判断钙浓度的充分与否。
再如CN106770251B、CN110672598B、CN106770251A通过将邻甲络合酚酞、偶氮砷Ⅲ两种钙离子络合剂与掩蔽剂、表面活性剂等组合制备成指示液，将试纸浸润后晾干制备成钙离子检测的干化学试纸；但这类试纸的指示剂在遇到不同浓度的钙元素后只能梯度变色，在医学决定水平的钙离子变化不明显，需要对照试纸标准色卡进行判读，由于个人之间的对颜色的敏感程度不同，致使结果判读不够准确，不同人肉眼判读会有差异，准确度不高。
中国专利CN105181689B中公开的钙离子检测试纸浸渍了铬黑T、掩蔽剂、表面活性剂等试剂制备出了红蓝变色的尿液钙离子检测干化学试纸；CN104764738B使用了间氯偶氮安替比林作为显色剂制作了一款红蓝变色层析试纸，具体公开的内容显示间氯偶氮安替比林与纤维素的结合力较强，遇水后不易复溶释放，但实际使用过程中发现，该类显色剂与纤维素的结合力仍然较弱，浸渍烘干后，遇水复溶显色剂仍然会释放，导致显色不均，不能满足实际应用需求。同时该显色剂为化学合成产物，保存条件苛刻，需要避光、隔绝氧气、低温保存，这些特性导致其难以通过商业化采购的方式获得，难以应用于实际生产。
无论是CN105181689B中的原位干化学显色，还是CN104764738B中的层析方式显色都会产生加样后颜色被冲散及显色过程不均匀的现象，使得定性检测试剂的灰区变大等问题。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供了一种高灵敏度钙定性检测试纸条及其制作方法，本发明的钙定性检测试纸条显色均匀，对于不同显色剂通用性高，可以明显减小干化学定性检测试纸的变色灰区。
本发明的目的是提供一种高灵敏度钙定性检测试纸条，所述高灵敏度钙定性检测试纸条含有上下盖卡壳以及中间的钙检测试纸条，下盖卡壳作为试纸条的支持结构，上盖卡壳中有一圆形视窗位于钙检测试纸条上方，用于样本的滴加和结果的观察；所述中间的钙检测试纸条先后经过溶液A和溶液B浸渍获得；
其中A溶液的组成：0.1-1％显色剂，1～2g/L EGTA，0.5～1％分散剂，0.1-0.5％固色剂，0.05～0.1％Tween 80，其余为水；
B溶液的组成：0.5-2％增稠剂，0.1-1％成膜剂，20％乙醇，其余为水。
在一种实施方式中，中间的钙检测试纸条的具体制备工艺：试纸条先在溶液A中浸泡，然后取出干燥；再将干燥后的试纸条完全浸入溶液B中5～10s，即刻取出，放入恒温干燥箱中干燥过夜，取出试纸条；使用斩切机将试纸分割，组装，即获得高灵敏度钙定性检测试纸条；
在一种实施方式中，所述溶液A浸泡时间为8～10min。
在一种实施方式中，所述干燥是：将从A溶液取出后的试纸放入恒温干燥箱中50～60℃干燥2～6h。
在一种实施方式中，所述恒温干燥箱中干燥过夜的温度为30～40℃。
在一种实施方式中，所述显色剂为铬蓝黑R或间氯偶氮安替比林。
在一种实施方式中，当显色剂为铬蓝黑R时，可以在样本溶液中钙浓度小于等于140mg/L时显示均匀的蓝色，当样本溶液中钙浓度大于等于180mg/L，结果显示均匀的红色，即结果观察到红色表示不缺钙，观察蓝色提示有缺钙风险；当显色剂为间氯偶氮安替比林时：在样本溶液中钙浓度小于等于140mg/L时显示均匀的红色，当样本溶液中钙浓度大于等于180mg/L，结果显示均匀的蓝色，即观察到红色提示有缺钙风险，蓝色表示不缺钙。
在一种实施方式中，所述分散剂为氧化胺或月桂二甲基氧化胺。
在一种实施方式中，所述固色剂为二烯丙基二甲基氯化铵、二甲胺、十六烷基氯化吡啶中的一种或多种。
在一种实施方式中，所述增稠剂为PEG、海藻酸钠中的一种或两种组合。
在一种实施方式中，所述PEG分子量为6000或8000。
在一种实施方式中，所述成膜剂为明胶、邻苯二甲酸二甲酯中的一种或两种组合。
在一种实施方式中，当显色剂为铬蓝黑R时，A溶液的组成：0.1％显色剂，1.8g/L螯合剂，0.5～1％分散剂，0.1～0.5％固色剂，0.05％Tween 80，其余为水；B溶液的组成：0.5～2％增稠剂，0.1～1％成膜剂，20％乙醇，其余为水。
在一种实施方式中，A溶液的组成：0.1％显色剂，1.8g/L螯合剂，1％分散剂，0.1％固色剂，0.05％Tween 80，其余为水；B溶液的组成：0.5％增稠剂，0.1％成膜剂，20％乙醇，其余为水。
在一种实施方式中，A溶液的组成：0.1％铬蓝黑R，1.8g/L EGTA，1％月桂二甲基氧化胺，0.1％二烯丙基二甲基氯化铵，0.05％Tween 80，其余为水；B溶液的组成：0.5％PEG，0.1％邻苯二甲酸二甲酯，20％乙醇，其余为水。
在一种实施方式中，当显色剂为间氯偶氮安替比林时，A溶液的组成：0.1％显色剂，1.8g/L螯合剂，0.5％分散剂，0.5％固色剂，0.05％Tween 80，其余为水；B溶液的组成：0.5～2％增稠剂，0.1～1％成膜剂，20％乙醇，其余为水。
在一种实施方式中，A溶液的组成：0.1％间氯偶氮安替比林，1.8g/L EGTA，0.5％氧化胺，0.5％二甲胺，0.05％Tween 80，其余为水；B溶液的组成：1％PEG，0.5％邻苯二甲酸二甲酯，20％乙醇，其余为水。
在一种实施方式中，所述上下盖卡壳的材质为高密度聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯中的一种或多种。
本发明的另一目的是提供一种上述所述高灵敏度钙定性检测试纸条的制作方法，所述制作方法包括如下步骤：
(1)将塑料卡壳分为上下层；上层一端带圆形滴样孔，下层相对应的一端设置有卡槽，用于固定该检测试纸条；
(2)将钙检测试纸条剪切成合适大小，固定于下层卡壳的卡槽内，然后将上层塑料卡壳与下层卡壳组装形成高灵敏度钙定性检测试纸条。
在一种实施方式中，步骤(1)所述圆形滴样孔的直径为6～10mm。
本发明的有益效果：
(1)本发明高灵敏度钙定性检测试纸条采用的显色剂为阴阳性颜色有差异的碱性钙离子络合剂，该类显色剂灵敏度高，可以在小于2mg/L的钙元素存在的情况下结合钙后变色明显，显色清晰，该类原料大部分可以采购易得，可以用于实际生产。
(2)本发明高灵敏度钙定性检测试纸条中的试纸条浸渍的浸渍液A中配有固色剂和分散剂，在固定的比例下可以将显色剂固定在滤纸等基材上，经样品润湿后不会出现液体冲击显色剂而分布不均，最终显色均匀；浸渍液B中增稠剂与成膜剂的组合，可以实现普通滤纸上再次覆盖一层疏松的膜结构，帮助样本快速分散和润湿基材，配合固色剂的作用使样本均匀分布于试纸块同时快速浸透反应试纸，并均匀显色。通过以上两种浸渍液处理过后的试纸显色均匀，测试含钙元素样本时变色灰区窄，可直观凭肉眼观察，判断方便。
附图说明
图1为本发明制备的高灵敏度钙定性检测试纸条的实物图；
图2为本发明实施例1以及实施例3-2和对比例3制备的试纸条未剪切前的显色均匀度实物图；
图3为本发明实施例1～3的试纸条在180mg/L钙标准品条件下的显色均匀度实物图；
图4为对比例1～5的试纸条在180mg/L钙标准品条件下的显色实物图；
图5为本发明实施例1、实施例3-2以及对比例2、5和6在140-180mg/L钙浓度范围内的显色图；
图6为本发明实施例1以及对比例1～3制备的钙测试纸条组装成的层析试纸在水湿润条件下的显色图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
本发明涉及的试纸条基材为植物纤维，厚度0.7mm。
实施例1
一种高灵敏度钙定性检测试纸条的制作方法，具体包括如下步骤：
检测试纸条含有上下盖卡壳以及中间的钙检测试纸条，下盖作为试纸条的支持结构(聚苯乙烯材质)，上盖中有一圆形视窗位于钙检测试纸条上方，用于样本的滴加和结果的观察；
其中，钙检测试纸条制备工艺：试纸制备需要先在溶液A(基材浸渍液)中浸泡8min，然后放入恒温干燥箱中55℃干燥4h；其中A溶液的组成为：质量分数为0.1％铬蓝黑R、1.8g/L EGTA、质量分数为1％分散剂月桂二甲基氧化胺、质量分数为0.05％ Tween 80、质量分数为0.1％固色剂二烯丙基二甲基氯化铵，其余为去离子水；再将干燥后的试纸完全浸入溶液B(基材覆膜液)中10s，即刻取出，放入恒温干燥箱中37℃干燥过夜；其中B溶液的组成为：质量分数为0.5％增稠剂PEG6000、质量分数为0.1％成膜剂邻苯二甲酸二甲酯、质量分数为20％乙醇，其余为去离子水；取出试纸条，使用斩切机将试纸切割成10mm*10mm的试纸片，组装好，即获得高灵敏度钙定性检测试纸条，如图1所示。
实施例2
与实施例1的区别仅在于，按照如下表1调整A溶液和B溶液的各物质含量，其它参数和条件均与实施例1相同。
表1.A溶液和B溶液的各物质含量
实施例3
与实施例2中方案2～4的区别仅在于，将铬蓝黑R替换成了间氯偶氮安替比林，具体如表2所示；溶液A中的固色剂更换为二甲胺，分散剂更换为氧化胺，其它参数和条件均和方案2～4相同。
表2.A溶液和B溶液的各物质含量
对比例1
与实施例1的区别仅在于，省去溶液A中的二烯丙基二甲基氯化胺；其它参数和条件均与实施例1相同。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，将溶液A中的二烯丙基二甲基氯化胺替换成十六烷基三甲基溴化铵；其它参数和条件均与实施例1相同。
对比例3
与实施例1的区别仅在于，溶液A中的固色剂更换为二甲胺，分散剂更换为氧化胺；其它参数和条件均与实施例1相同。
对比例4
与实施例1的区别仅在于，省去溶液B中的邻苯二甲酸二甲酯；其它参数和条件均与实施例1相同。
对比例5
与实施例1的区别仅在于，将溶液B中的邻苯二甲酸二甲酯替换成聚乙烯醇；其它参数和条件均与实施例1相同。
对比例6
一种钙定性检测试纸条的制作方法，具体包括如下步骤：
从厚度为0.2mm的白色聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片上切下尺寸为长度70mm×宽度5mm的细长片，制成支持体；浸入4mL N-环己基-3-氨基丙磺酸(CAPS)、N-甲基-D-葡糖胺(MEG)、邻甲酚肽络合酮和8-羟基喹啉的混合缓冲液；然后，在40℃下干燥20分钟，使水分完全蒸发，制成膜状试剂层；使用丙烯酸类胶粘剂将该成膜试剂层胶粘在支持体上，即获得钙定性检测试纸条；
其中，混合缓冲液如下制备：将0.89g CAPS和3.12g MEG溶解在蒸馏水中，并加入4moL/L NaOH溶液，使37℃下的pH达到10.5，加入144mg的邻甲酚酞络合酮以及144mg的8-羟基喹啉，定容至25ml。
结果测定
1、实施例1和实施例3-2以及对比例3制备的试纸条过程中，滤纸在未剪切之前的实物图，如图2所示，从图2中可知，实施例1和3-2浸泡烘干的试纸相对平整，颜色均匀；对比例3制备的试纸表面粗糙，颜色不均匀。
2.将实施例以及对比例制备的试纸条用于180mg/L的钙标准液定性检测，显色均匀度对应结果如表3和图3所示：
表3.实施例1～3以及对比例制备的试纸条的样本显色均匀度
由表3和图3结果可知，实施例1与实施例2-1至2-4显色都相对均匀，其中实施例1显色均匀度最高；实施例3-1至3-3显色都相对均匀，其中实施例3-2显色均匀度最高。
3.将对比例1～5制备的试纸条用于180mg/L的钙标准液定性检测，显色均匀度对应结果如图4所示：
结果可知，对比例1-5加样后，测试180mg/L的钙标准液，显色不均匀，无法准确分辨阴阳性。
4.将实施例1和实施例3-2、对比例2、对比例5及对比例6制备的试纸定性测定140mg/L、160mg/L、180mg/L和200mg/L钙标准品，显色结果如图5所示：
由图5结果可知，实施例1以及实施例3-2在140-180mg/L钙浓度范围内变色明显，可以清晰分辨低于140mg/L的样本以及高于180mg/L的样本。而已有的钙定性试纸对比例6不同浓度的钙显示颜色较为接近，无法分辨140mg/L以及180mg/L的样本。对比例2以及对比例5的试纸不能区分140-180mg/L钙标准液。
5、将实施例1和对比例1～3制备的钙检测试纸条组装成层析试纸，在一端加入水溶液，液体会在毛细作用情况下润湿钙检测试纸，并在吸水纸的作用下持续被吸收完全，固色剂固定颜色效果如图6所示：
由图6结果可知，实施例1在水溶液润湿试纸后，显色剂并未析出并吸附到另一端的吸水纸上。而对比例1～3分别有不同程度的显色剂析出并随液体流动至吸水纸端，使得吸水纸呈不同程度的红色。
以上所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明权利要求书所界定的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高灵敏度钙定性检测试纸条，其特征在于，所述高灵敏度钙定性检测试纸条含有上下盖卡壳以及中间的钙检测试纸条，下盖卡壳作为试纸条的支持结构，上盖卡壳中有一圆形视窗位于钙检测试纸条上方，用于样本的滴加和结果的观察；所述中间的钙检测试纸条先后经过溶液A和溶液B浸渍获得；其中：
A溶液的组成：质量分数为0.1％铬蓝黑R、1.8g/L EGTA、质量分数为1％分散剂月桂二甲基氧化胺、质量分数为0.05％Tween 80、质量分数为0.1％固色剂二烯丙基二甲基氯化铵，其余为去离子水；
B溶液的组成：质量分数为0.5％增稠剂PEG6000、质量分数为0.1％成膜剂邻苯二甲酸二甲酯、质量分数为20％乙醇，其余为去离子水；
或者，
A溶液的组成：质量分数为0.1％间氯偶氮安替比林、1.8g/L EGTA、质量分数为0.5％分散剂氧化胺、质量分数为0.05％Tween 80、质量分数为0.5％固色剂二甲胺，其余为去离子水；
B溶液的组成：质量分数为1％增稠剂PEG6000、质量分数为0.5％成膜剂邻苯二甲酸二甲酯、质量分数为20％乙醇，其余为去离子水。
2.根据权利要求1所述的高灵敏度钙定性检测试纸条，其特征在于，
当显色剂为铬蓝黑R时，在样本溶液中钙浓度小于等于140mg/L时显示均匀的蓝色，当样本溶液中钙浓度大于等于180mg/L，显示均匀的红色，即结果观察到红色表示不缺钙，观察蓝色提示有缺钙风险；
当显色剂为间氯偶氮安替比林时：在样本溶液中钙浓度小于等于140mg/L时显示均匀的红色，当样本溶液中钙浓度大于等于180mg/L，结果显示均匀的蓝色，即观察到红色提示有缺钙风险，观察到蓝色表示不缺钙。
3.根据权利要求1所述的高灵敏度钙定性检测试纸条，其特征在于，所述中间的钙检测试纸条的具体制备工艺：试纸条先在溶液A中浸泡，然后取出干燥；再将干燥后的试纸条完全浸入溶液B中5～10s，即刻取出，放入恒温干燥箱中干燥过夜，取出试纸条；使用斩切机将试纸分割，组装，即获得高灵敏度钙定性检测试纸条。
4.权利要求1～3任一所述的高灵敏度钙定性检测试纸条的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：
(1)将塑料卡壳分为上下层；上层一端带圆形滴样孔，下层相对应的一端设置有卡槽，用于固定该检测试纸条；
(2)将钙检测试纸条剪切成合适大小，固定于下层卡壳的卡槽内，然后将上层塑料卡壳与下层卡壳组装形成高灵敏度钙定性检测试纸条。
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