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红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器及其制备方法和在检测甲巯咪唑中的应用

摘要

本发明提供红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器的制备方法,步骤如下:将硝酸银溶液加热至60‑90℃,调整pH至8‑14,搅拌下一次性快速加入红芪多糖溶液进行反应,直至溶液由透明转变为橙黄色,停止加热进行冷却,得到红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器。应用该红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器制备的注射器纸基比色检测甲巯咪唑装置能够用于定量检测甲巯咪唑。该检测装置成本低廉,操作简便,灵敏度高,特异性强,成功地运用于人和动物血清、人和动物尿液等样本中甲巯咪唑的裸眼比色检测中,在现实场景中,只需通过裸眼观察或通过运用智能手机和电脑软件就可实现对比色检测结果的定量分析,或者使用比色卡对甲巯咪唑浓度进行估计。

著录项

  • 公开/公告号CN114813596A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-07-29

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 兰州大学;

    申请/专利号CN202210419865.6

  • 发明设计人 赵良功;陈心悦;季佳慧;封士兰;

    申请日2022-04-21

  • 分类号G01N21/31;G01N21/78;

  • 代理机构北京兴智翔达知识产权代理有限公司;

  • 代理人张玉梅

  • 地址 730000 甘肃省兰州市城关区天水南路222号

  • 入库时间 2023-06-19 16:08:01

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-07-29

    公开

    发明专利申请公布

说明书

技术领域

本发明涉及红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器及其制备方法和在检测甲巯咪唑中的应用。

背景技术

甲巯咪唑(Thiamazole)也叫他巴唑,是一种治疗甲状腺功能亢进症的常用药物,甲状腺功能亢进症是当今人类内分泌系统疾病中的第二常见病。值得注意的是在该药物治疗过程中,由于甲巯咪唑的治疗窗口较窄,甲巯咪唑血药浓度过高时可能会导致患者出现恶心、头晕、腹泻甚至肾炎、红斑狼疮综合征和血小板减少等症状,因此在整个治疗过程中进行治疗药物浓度的监测尤为关键。为了监测甲巯咪唑的准确浓度,快速、灵敏的检测方法有着很高的现实意义。

已有报道的检测甲巯咪唑的方法包括分光光度法、液相色谱串联质谱法(LC-MS)和酶联免疫分析技术(EMIT)等,这些方法有着令人满意的检测灵敏度。却不可避免地存在耗时、操作复杂以及依赖昂贵的仪器或设备等缺陷。这些共同的缺点阻碍了它们在现实监测中的使用。

因此,需要建立一种操作简便、检出限低、灵敏度高、选择性好的方法达到在现实场景中准确检测甲巯咪唑的目的。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题,本发明基于红芪多糖功能化银纳米粒子对甲巯咪唑的特异性识别引起团聚的特性,提供了红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器及其制备方法,以及以红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器、注射器和滤纸构建的注射器纸基检测甲巯咪唑的检测装置。该检测装置能够简便、快捷、灵敏、实时、定量检测甲巯咪唑。

本发明的原理如下:

红芪多糖修饰的银纳米粒子(HPS-AgNPs)表面带有多糖具有的丰富的羟基、羰基基团,因此表面带有负电荷,分散的HPS-AgNPs呈现橙黄色,粒径在5-15nm,能够全部通过孔径为0.22μm的醋酸纤维素滤纸而几乎没有颜色残留,目标配体甲巯咪唑具有叔氨基和伯氨基,在溶液中带有正电性,会与带负电的纳米粒子互相吸引,导致纳米粒子之间的距离缩短而聚集。聚集后纳米粒子的平均粒径大幅度增加,无法通过检测滤纸垫片-醋酸纤维素滤纸而被截留,使滤纸片呈现出一定的颜色,颜色随着甲巯咪唑浓度的增加而加深,因此可以通过观察和测定滤纸检测区域的颜色深浅来推断样品中甲巯咪唑的浓度。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

本发明提供红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器的制备方法,步骤如下:将硝酸银溶液加热至60-90℃,调整pH至8-14,搅拌下一次性快速加入红芪多糖溶液进行反应,直至溶液由透明转变为橙黄色,停止加热进行冷却,得到红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器。

作为优选,红芪多糖溶液的浓度为1g/L时,硝酸银溶液与红芪多糖溶液的体积比为 20ml:(50-200)μl;优选体积比为20ml:(75-150)μL;和/或

所述硝酸银溶液的浓度为0.1-0.5mM,优选为0.2-0.3mM;和/或

所述加热温度为70-80℃;和/或

所述pH值调整到9-13。

当硝酸银溶液与红芪多糖溶液的体积比低于20ml:50μL时,无法合成得到产物。

作为优选,所述合成过程中硝酸银的浓度为0.25mM,反应体系的温度加热到70℃,pH为10,加入红芪多糖剂量100μL;或

所述合成过程中硝酸银的浓度为0.25mM,反应体系的温度加热到80℃,pH为10,加入红芪多糖剂量100μL;或

所述合成过程中硝酸银的浓度为0.25mM,反应体系的温度加热到80℃,pH为12,加入红芪多糖剂量100μL。

作为优选,所述红芪多糖的提取方法为:将红芪多糖脱脂后,先用复合酶酶解,再进行超声提取;所述复合酶的添加量为红芪质量的1.0%,酶解温度为45℃,酶解时间为1h;所述复合酶由纤维素酶和木瓜蛋白酶组成,两者的质量比为2:1;所述超声温度 60℃,超声功率40W,超声时间30min,超声处理1次。

本发明还提供一种红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器,其是应用上述的方法制备得到的。

本发明还提供注射器纸基比色检测甲巯咪唑装置,所述装置由上述的一种红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器,注射器和滤纸组成;所述滤纸的孔径为0.22μm;作为优选,所述装置还包括过滤器支架。

本发明还提供一种红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器在制备检测甲巯咪唑的产品中的应用;所述检测不以疾病的诊断和治疗为目的。

作为优选,红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器在制备检测人血清和尿液,动物血清和尿液中甲巯咪唑的产品中的应用。

本发明还提供注射器纸基比色检测装置检测甲巯咪唑标准曲线的建立方法,所述检测不以疾病的诊断和治疗为目的,将上述的一种红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器吸入到注射器中,然后吸入系列已知浓度的甲巯咪唑溶液,混匀后静置到反应完全,以1mL/min的速度缓慢将注射器中的混合溶液推出,使混合溶液全部通过孔径为0.22μL的滤纸,将滤纸自然晾干,测定滤纸检测区域的灰度值,以甲巯咪唑浓度作为横坐标,以系列标准样品与空白样品滤纸片检测区域的灰度值比值为纵坐标建立标准曲线;所述系列已知浓度的甲巯咪唑溶液在混合溶液中的浓度范围为0.1-10μL。

本发明还提供一种检测待测样品中甲巯咪唑的方法,所述检测不以疾病的诊断和治疗为目的,将上述的一种红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器吸入到注射器中,然后吸入待测样品,混匀后静置到反应完全,以1mL/min的速度缓慢将注射器中的混合溶液推出,使混合溶液全部通过孔径为0.22μL的滤纸,将滤纸自然晾干,测定滤纸检测区域的灰度值,计算待测样品与空白样品滤纸片检测区域的灰度值比值,代入标准曲线方程,计算待测样品中甲巯咪唑的浓度。

本发明还提供系列浓度甲巯咪唑比色卡,将上述的一种红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器吸入到注射器中,然后吸入系列已知浓度的甲巯咪唑溶液,混匀后静置到反应完全,以1mL/min的速度缓慢将注射器中的混合溶液推出,使混合溶液全部通过孔径为0.22μL的滤纸,将滤纸自然晾干,得到系列浓度甲巯咪唑比色卡。

本发明还提供一种检测待测样品中甲巯咪唑的方法,所述检测不以疾病的诊断和治疗为目的,包括以下步骤:

(1)将上述的一种红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器吸入到注射器中,然后吸入系列已知浓度的甲巯咪唑溶液,混匀后静置到反应完全,以1mL/min的速度缓慢将注射器中的混合溶液推出,使混合溶液全部通过孔径为0.22μL的滤纸,将滤纸自然晾干,得到系列浓度甲巯咪唑比色卡;

(2)将上述的一种红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器吸入到注射器中,然后吸入待测样品,混匀后静置到反应完全,以1mL/min的速度缓慢将注射器中的混合溶液推出,使混合溶液全部通过孔径为0.22μL的滤纸,将滤纸自然晾干,通过裸眼观察比色卡对比滤纸颜色得到甲巯咪唑浓度范围。

本发明以硝酸银作为银前驱体,红芪药材中提取的红芪多糖为还原剂、稳定剂和修饰剂合成银纳米粒子,在加热搅拌、一定的pH值条件下,得到稳定分散,粒径5-15nm 的水溶性红芪多糖功能化银纳米粒子(HPS-AgNPs)比色传感器。HPS-AgNPs溶液中加入甲巯咪唑目标物时会发生聚集,纳米粒子粒径大幅度增加。在此基础上,本发明利用 HPS-AgNPs作为比色传感的底物与注射器、过滤器支架和醋酸纤维素滤纸一起构建了甲巯咪唑注射器纸基比色检测装置。实验结果表明HPS-AgNPs对甲巯咪唑有灵敏、高选择的比色检测的能力。相应的,注射器纸基比色检测装置对甲巯咪唑也有良好的检测性能,通过该装置检测甲巯咪唑的标准曲线计算为y=1+0.17851x,检测限低至24.6nM。利用此设备和智能手机以及软件结合可以实现对甲巯咪唑的定性定量。该检测装置成本低廉,操作简便,灵敏度高,特异性强,成功地运用于人和动物血清、人和动物尿液等复杂样本中甲巯咪唑的裸眼比色检测中,在现实场景中,只需通过裸眼观察或通过运用智能手机和电脑软件就可实现对比色检测结果的定量分析,或者使用比色卡对甲巯咪唑浓度进行估计。该传感器具有便于携带、灵敏度高、选择性强、稳定性好等优点,成功被运用到了人和动物血清、人和动物尿液等复杂样本甲巯咪唑的检测,具有广阔的前景和很高的市场价值。上述对样本中甲巯咪唑的检测并不以疾病的诊断和治疗为目的,比如用于科研分析。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1为注射器纸基比色检测装置示意图。

图2为不同红芪多糖(1g/L)投入量(50、100、150、250、500、1000、2000μL) 合成的HPS-AgNPs的照片以及紫外吸收光谱图。

图3为混合溶液中不同浓度(0.1、1、4、6、7.5、10、25、50、75μM)甲巯咪唑存在时HPS-AgNPs的照片以及紫外吸收光谱图。

图4为本发明的注射器纸基比色检测装置用于检测不同浓度甲巯咪唑结果照片以及标准曲线。

图5为注射器纸基比色检测装置根据检测结果制作的甲巯咪唑浓度比色卡。

图6为注射器纸基比色检测装置用于人血清样品(A)和尿液样品(B)中甲巯咪唑检测结果照片和标准曲线。

图7为注射器纸基比色检测装置用于大鼠血清样品(A)和尿液样品(B)中甲巯咪唑检测结果照片和标准曲线。

图8为不同物质(甲巯咪唑、氨苄青霉素、克拉霉素、红霉素、对乙酰氨基酚、淀粉、葡萄糖、果糖、蔗糖酶、麦芽糖、山梨醇、乳糖,100μM)存在时HPS-AgNPs的照片、紫外光谱图和401nm波长处吸光度比较柱状图。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料,如无特殊说明,均为市售。

材料/试剂:硝酸银(AgNO

红芪多糖可以使用现有技术中的常用红芪多糖的提取方法进行制备。优选参考专利 CN201810560882.5,“一种红芪多糖修饰方法及修饰的红芪多糖的应用”中实施例1的方法进行制备,制备方法为:

(1)红芪药材,洗净后,粉碎过80目筛,用3倍量的乙酸乙酯和85%乙醇各脱脂1次,0.5h/次,干燥。

(2)称取脱脂的红芪干粉1.0g,加入10mL自来水,再加柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液调节pH=5,用复合酶进行酶解,复合酶的添加量为红芪质量的1.0%,酶解温度为45℃,酶解时间为1h,酶解后不需要灭活;复合酶由纤维素酶和木瓜蛋白酶组成,两者的质量比为2:1。

(3)经复合酶酶解后,进行超声,超声温度60℃,超声功率40W,超声时间30 min,超声处理1次,离心,滤液浓缩至滤液体积的1/3,加乙醇使乙醇体积浓度达到 70%,4℃静置过夜,离心得沉淀,沉淀真空冷冻干燥,得红芪多糖。多糖得率为16%,多糖含量为95%。

应用上述方法得到的红芪多糖得率和多糖含量均较高。当然,除上述方法,红芪多糖也可以通过传统热水浸提法进行提取,提取步骤为:

传统热水浸提法:取1.0g脱脂药粉,加入10mL自来水,60℃温浸3次,每次1h,滤过,合并滤液,滤液浓缩至滤液体积的1/3,加乙醇使乙醇体积浓度为70%,4℃静置过夜,离心得沉淀,沉淀真空冷冻干燥,即得热水浸提的红芪多糖。多糖得率为6%,多糖含量为80%。

一、本发明的红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器(HPS-AgNPs比色传感器)的制备如下:

将20mL硝酸银溶液加入到200mL的圆底烧瓶中,用磁力搅拌加热套搅拌并加热至60-90℃,向溶液中加入氢氧化钠溶液调整溶液pH至8-14,在磁力搅拌下一次性快速向混合溶液中加入50-200μL红芪多糖溶液(1g/L),恒温加热搅拌1h后,溶液颜色由透明逐渐转变为橙黄色,停止加热并室温静置待产物溶液冷却,得到橙黄色溶液,即为HPS- AgNPs比色传感器。将所得的溶液倒入三角瓶或烧杯,放置在4℃冰箱中进行保存备用。

其中,硝酸银溶液浓度为0.1mM到0.5mM,优选在0.2-0.3mM范围内。

银前驱体的剂量是纳米粒子合成过程中的关键参数,对获得的纳米粒子的粒径和形貌有重要影响。为了优化反应物剂量,保持反应体系的温度为70℃,pH为10,加入红芪多糖剂量100μL,对使用不同浓度AgNO

反应体系的加热温度为60-90℃,优选加热温度为70-80℃。

反应温度是影响实验速率的重要因素,保持其他实验条件不变,硝酸银的浓度为0.25mM,pH为10,加入红芪多糖剂量100μL,对不同温度条件下的反应情况和产物 HPS-AgNPs进行了比较,发现当温度低于50℃时,反应混合物的颜色在一个小时内几乎没有发生变化,意味着50℃以下无法促进纳米粒子的合成。当温度高于60℃时,反应混合溶液的颜色变化速度加快,在数分钟内就变为橙黄色,但是温度高于90℃会导致反应过于剧烈,水分挥发造成产物浓缩颜色过深,80℃条件下产生的纳米粒子产物颜色粒径最为合适,因此60℃-90℃为较佳反应温度,选择70℃-80℃为最适反应温度。

反应体系的pH值为8-14,优选pH值调整到9-13。

在HPS-AgNPs的合成过程中,反应溶液的pH值对反应的进行和产物的形貌特征有着很大的影响。保持其他实验条件不变,反应体系的温度为80℃,硝酸银的浓度为 0.25mM,加入红芪多糖剂量100μL,在2-14的pH范围内研究了酸碱度对合成的影响。当pH值处在2~6范围内时,经过1h反应后混合溶液颜色几乎没有变化,在紫外光谱中没有出现特征吸收峰,HPS-AgNPs的合成不适合在酸性条件下进行。在pH值范围8-14 的碱性条件下,反应溶液的颜色数分钟内逐渐变为橙黄色。随碱性增加溶液的紫外吸收峰出现一定程度的红移。可以看出,碱性条件更适于HPS-AgNPs的合成,并且随着碱性程度增加纳米粒子的粒径小幅度增大,pH为12时产生的纳米粒子产物性质最佳。原因可能是在碱性条件下,AgNO

以下为本申请的几个最佳优选例,在下述条件下,能够获得较高浓度,纳米粒子溶液颜色和粒径适中且均匀的HPS-AgNPs:

优选合成过程中硝酸银的浓度为0.25mM,反应体系的温度加热到70℃,pH为10,加入红芪多糖剂量100μL。

优选合成过程中硝酸银的浓度为0.25mM,反应体系的温度加热到80℃,pH为10,加入红芪多糖剂量100μL。

优选合成过程中硝酸银的浓度为0.25mM,反应体系的温度加热到80℃,pH为12,加入红芪多糖剂量100μL。

实施例1

一、本发明的红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器(HPS-AgNPs比色传感器)的制备如下:

将20ml 0.25mM硝酸银溶液加入到200mL的圆底烧瓶中,用磁力搅拌加热套搅拌并加热至70℃,向溶液中加入氢氧化钠溶液调整溶液pH至12,在磁力搅拌下一次性快速向混合溶液中加入100μL红芪多糖溶液(1g/L),加热搅拌1h后,溶液颜色由透明逐渐转变为橙黄色,停止加热并室温静置待产物溶液冷却,得到橙黄色溶液,即为HPS- AgNPs比色传感器。将所得的溶液倒入三角瓶或烧杯,放置在4℃冰箱中进行保存备用。

二、注射器纸基检测装置的构建:

材料/试剂:步骤一制备的HPS-AgNPs比色传感器;孔径为0.22μm的醋酸纤维素滤纸购于上海兴亚材料有限公司;2.5mL注射器购于江苏治宇医疗器材有限公司;过滤器支架购于睿星实验器材有限公司。

构建方法:如图1所示,用于检测甲巯咪唑的装置由3个部分组成:一个2.5mL注射器、一个可重复使用的过滤器支架和一张圆形醋酸纤维素滤纸。将制备好的HPS- AgNPs溶液(450μL)作为比色底物吸入到2.5mL注射器中,将整片的醋酸纤维素滤纸裁剪成直径10mm的圆形,将圆形滤纸片置入到过滤器支架中,用垫圈固定拧紧,最后将置入滤纸片的过滤器与注射器针头连接。

图1为注射器纸基比色检测装置示意图。

三、不同红芪多糖投入量得到的产物在比色检测设备的适配性

由于红芪多糖投入量会影响合成的HPS-AgNPs产物的粒径和形貌等特性,粒径较小的纳米粒子才能够通过0.22μm孔径的滤纸,不留下痕迹,对实验不产生影响,因此需要考察不同红芪多糖投入量得到的产物在比色检测设备的适配性。

材料/试剂:按照步骤一的HPS-AgNPs比色传感器的合成方法,在保持其他条件不变的情况下,改变红芪多糖(1g/L)的投入量(50、100、150、250、500、1000、 2000μL),得到不同的HPS-AgNPs比色传感器。

方法:用注射器吸入450μL不同红芪多糖投入量合成的HPS-AgNPs溶液,再吸入 50μL的空白样品,将针头连接过滤器,以1mL/min的速度缓慢将注射器中的液体推出,全部通过过滤器中的滤纸片,将滤纸片取出晾干,用裸眼对滤纸片颜色进行观察。

结果:从图2可以看出,在红芪多糖投入量在50μL或100μL时,滤纸片上没有颜色残留,几乎保持原来的纯白色。当红芪多糖投入量大于等于150μL时,滤纸片上呈现出橙色到深棕色,表明有大量的银纳米粒子残留在滤纸片上,较深的颜色会对检测实验产生很大的干扰,因此100μL以下的红芪多糖投入量较为合适。

图2为不同红芪多糖(1g/L)投入量(50、100、150、250、500、1000、2000μL) 合成的HPS-AgNPs的照片以及紫外吸收光谱图。

四、HPS-AgNPs对不同浓度甲巯咪唑的响应情况

为了证实HPS-AgNPs检测甲巯咪唑的能力,需要对HPS-AgNPs对不同浓度甲巯咪唑的响应情况进行考察。

材料/试剂:HPS-AgNPs;甲巯咪唑购买于上海西格玛奥德里奇试剂有限公司。

方法:取10个安瓿瓶,向每个安瓿瓶中加入450μL的步骤一制备的HPS-AgNPs,然后分别加入不同浓度(1、10、40、60、75、100、250、500、750μM),50μL的甲巯咪唑水溶液,得到混合溶液,将混合溶液涡旋混匀后静置1min到颜色不再发生变化,用紫外分光光度计对样品溶液进行检测。

结果:从图3中看出,混合溶液中甲巯咪唑的浓度范围为0-10μM时,颜色逐渐由橙黄色转变为棕色,颜色深度随着甲巯咪唑浓度增高而加深。当混合溶液中甲巯咪唑的浓度高于10μM时,溶液的颜色保持深棕色不再发生变化,表明已经达到了检测最大限度。从紫外分光光谱结果可以看出,加入空白样品的HPS-AgNPs特征吸收峰出现在波长 401nm左右,401nm处的吸光强度随着甲巯咪唑浓度的增加而逐渐降低,峰形由尖锐变得圆滑,这是由于甲巯咪唑目标物的加入引起了HPS-AgNPs团聚引起其粒径、形貌以及吸光特性改变所致。甲巯咪浓度大于10μM后HPS-AgNPs吸收强度不再随着浓度改变而变化。说明HPS-AgNPs在401nm处的吸光度与样品溶液中甲巯咪唑的浓度(0.1-10μM) 呈现出相关性。

图3为混合溶液中不同浓度(0.1、1、4、6、7.5、10、25、50、75μM)甲巯咪唑存在时HPS-AgNPs的照片以及紫外吸收光谱图。

五、注射器纸基比色检测装置检测甲巯咪唑标准曲线的建立

材料/试剂:注射器纸基比色传感器;HPS-AgNPs;甲巯咪唑购于上海源叶生物科技有限公司;人血清、尿液样本采集自中国兰州大学药学院的健康志愿者,动物血清、尿液样本采自健康大鼠。

方法:按照步骤一的HPS-AgNPs比色传感器的合成方法,用注射器分别吸入450μL的步骤一制备的HPS-AgNPs,再分别吸入50μL浓度为0、1、10、40、60、75、100μM 的甲巯咪唑样品溶液,振摇混匀后静置1min到反应进行完全,然后将针头与植入了醋酸纤维素滤纸的过滤器连接,以1mL/min的速度缓慢将注射器中的液体推出,使样品溶液全部通过过滤器中的滤纸片,用镊子将滤纸片从过滤器取出并自然晾干,用裸眼对滤纸片颜色进行观察,后用智能手机或相机拍照并将结果图片用专业的图像处理软件ImageJ 进行处理,得到滤纸检测区域的灰度值,建立检测样品灰度值与空白样灰度值比值与甲巯咪唑浓度的标准曲线,通过测量滤纸检测区域灰度强度来量化检测区域的颜色深度。根据实验结果建立滤纸比色区域颜色与甲巯咪唑浓度比色卡。

结果:如图4所示,分别以甲巯咪唑浓度作为横坐标,以检测样品与空白样品滤纸片检测区域的灰度值比值为纵坐标建立标准曲线。由图可以看出,在样品溶液中甲巯咪唑浓度为0.1μM-10μM范围内呈现线性关系,拟合线性方程为y=1+0.17851x,相关系数 R

图4为本发明的注射器纸基比色检测装置用于检测不同浓度甲巯咪唑结果照片以及标准曲线。

图5是根据实验结果建立的甲巯咪唑浓度比色卡,在现实场景中,实验者可以通过比色卡对比滤纸颜色得到甲巯咪唑浓度范围,或先通过智能手机或相机和ImageJ软件建立标准曲线,以得到更加精确的甲巯咪唑浓度数值。

图5为注射器纸基比色检测装置根据检测结果制作的甲巯咪唑浓度比色卡。

六、实际样品检测

人血清样本和人尿液样本采集自中国兰州大学药学院的健康志愿者,动物血清样本和动物尿液样本采集自大鼠。将各种样本进行前处理:尿样样本加入适量乙腈溶液,离心脱蛋白,稀释至10倍。血液样本经过数小时静置分离血清。向0.5mL血清样品中加入 5%(v:v)高氯酸溶液进行脱蛋白,8000r/min离心10min后,收集上清液,加入一定体积的NaOH(0.1M)调整样品至中性。使用前将经过预处理的血清溶液稀释至5倍并用 0.22μm滤膜过滤。

取经过前处理后的人血清、人尿液样品、大鼠血清、大鼠尿液样品加入不同浓度的甲巯咪唑,使用上述方法进行检测。

结果:从图6可以看出,以甲巯咪唑浓度作为横坐标,检测样品与空白样品滤纸片检测区域的灰度值比值为纵坐标建立标准曲线,对于人血清样本的检测,由图可以看出,在甲巯咪唑浓度为0.1μM-10μM范围内呈现线性关系,符合线性回归方程: y=1+0.27942x,R

图6为注射器纸基比色检测装置用于人血清样品(A)和尿液样品(B)中甲巯咪唑检测结果照片和标准曲线。

图7为注射器纸基比色检测装置用于大鼠血清样品(A)和尿液样品(B)中甲巯咪唑检测结果照片和标准曲线。

七、实验体系的验证:

材料/试剂:注射器纸基比色检测装置;HPS-AgNPs;甲巯咪唑、氨苄青霉素、克拉霉素、红霉素、对乙酰氨基酚购于上海源叶生物科技有限公司;淀粉、葡萄糖、果糖、蔗糖酶、麦芽糖、山梨醇、乳糖购于天津百世化工有限公司。

选择性实验

取12个安瓿瓶,向每个瓶中加入450μL的HPS-AgNPs,然后分别加入50μL生物样品中可能存在的药物,生物小分子等干扰物质(氨苄青霉素、克拉霉素、红霉素、对乙酰氨基酚、淀粉、葡萄糖、果糖、蔗糖酶、麦芽糖、山梨醇、乳糖,100μM),以及 50μL浓度为10μM甲巯咪唑,振摇混匀,静置1min进行检测,测定其在300nm-800nm 波长下的紫外吸收。计算上述检测样品在401nm处的吸光度值与空白对照的差值,建立柱状图进行比较。

结果:如图8所示,只有在甲巯咪唑存在时,HPS-AgNPs产生了裸眼可明显观察到的颜色和光谱图形状变化,与空白样品在401nm波长处的吸光度差值远远大于其他样品,说明这些物质并不会对检测甲巯咪唑的实验结果产生干扰。

图8为不同物质(甲巯咪唑、氨苄青霉素、克拉霉素、红霉素、对乙酰氨基酚、淀粉、葡萄糖、果糖、蔗糖酶、麦芽糖、山梨醇、乳糖,100μM)存在时HPS-AgNPs的照片、紫外光谱图和401nm波长处吸光度比较柱状图。

实施例2

本发明的红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器(HPS-AgNPs比色传感器)的制备如下:

将20ml 0.25mM硝酸银溶液加入到200mL的圆底烧瓶中,用磁力搅拌加热套搅拌并加热至70℃,向溶液中加入氢氧化钠溶液调整溶液pH至10,在磁力搅拌下一次性快速向混合溶液中加入100μL红芪多糖溶液(1g/L),加热搅拌1h后,溶液颜色由透明逐渐转变为橙黄色,停止加热并室温静置待产物溶液冷却,得到橙黄色溶液,即为HPS- AgNPs比色传感器。将所得的溶液倒入三角瓶或烧杯,放置在4℃冰箱中进行保存备用。

实施例3

本发明与实施例2的不同之处在于:反应体系的温度加热到80℃,其余步骤与参数均与实施例2相同。

实施例4

本发明与实施例2的不同之处在于:反应体系的温度加热到80℃,pH为12,其余步骤与参数均与实施例2相同。

实施例5

本发明的红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器(HPS-AgNPs比色传感器)的制备如下:

将20ml 0.1mM硝酸银溶液加入到200mL的圆底烧瓶中,用磁力搅拌加热套搅拌并加热至60℃,向溶液中加入氢氧化钠溶液调整溶液pH至9,在磁力搅拌下一次性快速向混合溶液中加入100μL红芪多糖溶液(1g/L),加热搅拌1h后,溶液颜色由透明逐渐转变为橙黄色,停止加热并室温静置待产物溶液冷却,得到橙黄色溶液,即为HPS-AgNPs 比色传感器。将所得的溶液倒入三角瓶或烧杯,放置在4℃冰箱中进行保存备用。

实施例6

本发明的红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器(HPS-AgNPs比色传感器)的制备如下:

将20ml 0.5mM硝酸银溶液加入到200mL的圆底烧瓶中,用磁力搅拌加热套搅拌并加热至90℃,向溶液中加入氢氧化钠溶液调整溶液pH至14,在磁力搅拌下一次性快速向混合溶液中加入50μL红芪多糖溶液(1g/L),加热搅拌1h后,溶液颜色由透明逐渐转变为橙黄色,停止加热并室温静置待产物溶液冷却,得到橙黄色溶液,即为HPS-AgNPs 比色传感器。将所得的溶液倒入三角瓶或烧杯,放置在4℃冰箱中进行保存备用。

实施例7

本发明的红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器(HPS-AgNPs比色传感器)的制备如下:

将20ml 0.2mM硝酸银溶液加入到200mL的圆底烧瓶中,用磁力搅拌加热套搅拌并加热至80℃,向溶液中加入氢氧化钠溶液调整溶液pH至11,在磁力搅拌下一次性快速向混合溶液中加入60μL红芪多糖溶液(1g/L),加热搅拌1h后,溶液颜色由透明逐渐转变为橙黄色,停止加热并室温静置待产物溶液冷却,得到橙黄色溶液,即为HPS-AgNPs 比色传感器。将所得的溶液倒入三角瓶或烧杯,放置在4℃冰箱中进行保存备用。

实施例8

本发明的红芪多糖功能化银纳米粒子比色传感器(HPS-AgNPs比色传感器)的制备如下:

将20ml 0.3mM硝酸银溶液加入到200mL的圆底烧瓶中,用磁力搅拌加热套搅拌并加热至70℃,向溶液中加入氢氧化钠溶液调整溶液pH至13,在磁力搅拌下一次性快速向混合溶液中加入50μL红芪多糖溶液(1g/L),加热搅拌1h后,溶液颜色由透明逐渐转变为橙黄色,停止加热并室温静置待产物溶液冷却,得到橙黄色溶液,即为HPS-AgNPs 比色传感器。将所得的溶液倒入三角瓶或烧杯,放置在4℃冰箱中进行保存备用。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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