本發(fā)明屬于銅離子快速定量檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢測(cè)銅離子濃度的熒光紙基器件及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

銅是生物體中基本的微量元素之一，在不同的生理過(guò)程中如線粒體的呼吸、鐵的吸收以及大量酶的氧化還原過(guò)程中作為催化輔助因子起著重要作用。但生物體內(nèi)攝入過(guò)量的銅也會(huì)產(chǎn)生毒性，從而引起wilson’s，menkes和alzheimer’s等神經(jīng)性疾病。由于人類長(zhǎng)期大量的過(guò)渡使用，銅已經(jīng)成為環(huán)境中的一種重要污染物，因此，檢測(cè)銅離子對(duì)環(huán)境和生命過(guò)程活動(dòng)具有非常重要的意義。

銅是生物體中基本的微量元素之一，在不同的生理過(guò)程中如線粒體的呼吸、鐵的吸收以及大量酶的氧化還原過(guò)程中作為催化輔助因子起著重要作用。但生物體內(nèi)攝入過(guò)量的銅也會(huì)產(chǎn)生毒性，從而引起wilson’s，menkes和alzheimer’s等神經(jīng)性疾病。由于人類長(zhǎng)期大量的過(guò)渡使用，銅已經(jīng)成為環(huán)境中的一種重要污染物，因此，檢測(cè)銅離子對(duì)環(huán)境和生命過(guò)程活動(dòng)具有非常重要的意義。

綜上所述，制備熒光紙基器件作為檢測(cè)銅離子濃度尤為重要，因此，迫切需要研制開發(fā)具有靈敏、快速、特異性好等優(yōu)點(diǎn)的銅離子檢測(cè)紙基技術(shù)。

申請(qǐng)?zhí)?01410352771.7的中國(guó)專利《一種銅離子光譜探針及其制備方法和應(yīng)用》公開了一種銅離子光譜探針的結(jié)構(gòu)式用于檢測(cè)銅離子濃度方便準(zhǔn)確、靈敏度高，但是檢測(cè)時(shí)溶液需要現(xiàn)配，外出檢測(cè)攜帶不便，并且不能直接讀出銅離子濃度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種檢測(cè)銅離子濃度的熒光紙基器件及其制備方法與應(yīng)用，該紙基器件能快速、定量、高靈敏地檢測(cè)銅離子的濃度，攜帶方便，無(wú)污染，且制備方法簡(jiǎn)單，適合產(chǎn)業(yè)化。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種檢測(cè)銅離子濃度的熒光紙基器件，在親水性紙基上打印檢測(cè)區(qū)域，所述檢測(cè)區(qū)域上設(shè)有探針層，所述探針層的材料為探針1溶液或探針2溶液。

作為改進(jìn)的是，所述檢測(cè)區(qū)域形狀為內(nèi)徑為1.2mm的圓形；所述探針層的容積為2μl。

作為改進(jìn)的是，所述探針1溶液或探針2溶液的制備方法：稱取探針1溶液或探針2溶解于0.5ml的二甲基亞砜中配置成1-10mm的溶液，震蕩至完全溶解，備用。

上述檢測(cè)銅離子濃度的熒光紙基器件的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，制備紙基檢測(cè)區(qū)域

選取親水性紙基，用打印技術(shù)將打印介質(zhì)打印在親水性紙基上形成檢測(cè)區(qū)域后，在150℃-180℃加熱至打印介質(zhì)融化穿透紙基形成疏水結(jié)構(gòu)作為紙基基底備用；

步驟2，配制銅離子標(biāo)準(zhǔn)溶液

用水配制0-100μm不同濃度的銅離子溶液；

步驟3，繪制銅離子標(biāo)準(zhǔn)曲線

選取紙基基底，在檢測(cè)區(qū)域加入同體積同濃度的探針1

或探針2溶液，干燥后，分別加入同體積的不同濃度銅離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，20-37℃下反應(yīng)1-2h后干燥處理，然后用460nm激光光源激發(fā)，再在黑暗條件下記錄熒光圖像，并用軟件讀取熒光強(qiáng)度f(wàn)，以檢測(cè)物的濃度為橫坐標(biāo)，熒光強(qiáng)度f(wàn)x作為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；

步驟4，待測(cè)樣品中銅離子濃度的測(cè)定

在紙基基底的檢測(cè)區(qū)域中加入同體積同濃度的探針1或探針2溶液，干燥后，加入同體積的待測(cè)樣品，反應(yīng)后干燥處理，然后用460nm激光光源激發(fā)，再在黑暗條件下記錄熒光圖像，并用軟件的讀取熒光強(qiáng)度f(wàn)0，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線得到待測(cè)液中的銅離子濃度。

作為改進(jìn)的是，步驟1中所述親水性紙基為纖維素濾紙、打印紙或硝酸纖維素膜；打印介質(zhì)為疏水性油墨、石蠟、光刻膠或烷基烯酮二聚體。

作為改進(jìn)的是，步驟3中在檢測(cè)區(qū)域加入探針1的濃度為5mm。

作為改進(jìn)的是，步驟4中待測(cè)樣品為肝癌細(xì)胞液、尿液或唾液。

上述檢測(cè)銅離子濃度的熒光紙基器件在銅離子檢測(cè)上的應(yīng)用。

作為改進(jìn)的是，上述檢測(cè)銅離子濃度的熒光紙基器件在銅離子檢測(cè)上的最低檢測(cè)限位1ppm。

本發(fā)明原理為將熒光探針和銅離子特異性識(shí)別功能結(jié)合在紙基上，實(shí)現(xiàn)用紙基定量檢測(cè)銅離子濃度的檢測(cè)。將反應(yīng)完的紙基檢測(cè)裝置置于檢測(cè)儀器中用手機(jī)拍攝熒光圖片，熒光強(qiáng)度顏色與銅離子濃度存在相關(guān)性，本發(fā)明利用此原理實(shí)現(xiàn)銅離子的定量檢測(cè)。

有益效果

1.本發(fā)明紙基器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制備，操作方便，可批量生產(chǎn)待用；

2.本發(fā)明利用熒光探針材料與銅離子特異性結(jié)合，可直接在復(fù)雜體液樣品中進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)熒光強(qiáng)度，利用手機(jī)作為信號(hào)收集裝置，直接獲得銅離子濃度，無(wú)需對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行預(yù)處理，靈敏度高，檢測(cè)下限可達(dá)1ppm。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明檢測(cè)原理圖；

圖2為探針1與銅離子反應(yīng)的熒光光譜圖；

圖3為探針2與銅離子反應(yīng)的熒光光譜圖；

圖4為低濃度探針1與銅離子反應(yīng)熒光光譜圖；

圖5是的探針1與銅離子反應(yīng)的sem圖片；

圖6為探針1與銅離子反應(yīng)的共聚焦成像圖；

圖7為實(shí)施例1的熒光紙基器件，其中1-親水性紙基，2-檢測(cè)區(qū)域，3-探針層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案。

實(shí)施例1

一種檢測(cè)銅離子濃度的熒光紙基器件，在纖維素濾紙上用蠟打印1.2mm的圓形檢測(cè)區(qū)域，所述檢測(cè)區(qū)域上設(shè)有溶劑為2μl探針層，所述探針層材料為探針1溶液。

所述探針1溶液的制備方法為：稱量0.00246g探針1溶質(zhì)加入到1ml的離心管中，加入1ml的二甲基亞砜，配置成5mm的溶液。

上述檢測(cè)銅離子濃度的熒光紙基器件的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，制備紙基檢測(cè)區(qū)域

選取親水性紙基用打印技術(shù)將打印介質(zhì)打印在親水性紙基上形成檢測(cè)區(qū)域后，180℃烘7min得紙基基底備用，所述打印介質(zhì)為蠟；

步驟2，配制銅離子標(biāo)準(zhǔn)溶液

用水配制0-100μm不同濃度的硝酸銅溶液；

步驟3，繪制銅離子標(biāo)準(zhǔn)曲線

選取紙基基底，在檢測(cè)區(qū)域加入同體積同濃度的探針1

干燥后，分別加入同體積的不同濃度銅離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，20-37℃下反應(yīng)1-2h后干燥處理，然后用460nm激光光源激發(fā)，再在黑暗條件下記錄熒光圖像，并用軟件的讀取熒光強(qiáng)度f(wàn)，以檢測(cè)物的濃度為橫坐標(biāo)，熒光強(qiáng)度f(wàn)x作為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線y＝-7471.4x+80120；

步驟4，肝癌細(xì)胞液中銅離子濃度的測(cè)定

在紙基基底的檢測(cè)區(qū)域中加入同體積同濃度的探針1，干燥后，加入同體積的待測(cè)樣品，反應(yīng)后干燥處理，然后用460nm激光光源激發(fā)，再在黑暗條件下記錄熒光圖像，并用軟件的讀取熒光強(qiáng)度f(wàn)0，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線得到待測(cè)液中的銅離子濃度為0.142μm，與其用icp檢測(cè)銅離子濃度檢測(cè)準(zhǔn)確度在83％。圖2中(a)是探針1和銅離子在離心管里的反應(yīng)，由圖可看出，該探針是隨著銅離子濃度的增強(qiáng)而增強(qiáng)。

圖(b)是探針1和銅離子在紙基上的反應(yīng)，由圖可看出，該探針隨著銅濃度濃度增強(qiáng)而增強(qiáng)，且可在1ppm仍然有熒光的體現(xiàn)。

圖(c)是紙基上的銅離子濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

圖5中(a)紙基表面sem；(b)紙基表面加探針1的sem；(c)紙基表面探針與銅離子反應(yīng)的表面sem；(d)紙基表面探針與銅離子反應(yīng)的表面sem。由此圖我們可以看到銅離子與探針以及紙基結(jié)構(gòu)的反應(yīng)微結(jié)構(gòu)。

圖6中是紙基表面的探針1和銅離子反應(yīng)的共聚焦熒光圖，圖a-2(黑場(chǎng)圖a-1)至g-2(黑場(chǎng)圖g-1)是隨著銅離子濃度梯度的熒光強(qiáng)度顯示圖，由該圖也可得出，探針1可檢測(cè)銅離子為1ppm的溶液。

實(shí)施例2

除步驟3中選用探針2為探針層的材料，其余同實(shí)施例1。該實(shí)施例得出標(biāo)準(zhǔn)曲線y＝-9108.8x+83979。使用肝癌細(xì)胞檢測(cè)后銅離子濃度不穩(wěn)定，且在較低濃度情況下，檢測(cè)不出來(lái)。

圖3中(a)是探針2和銅離子在離心管里的反應(yīng)，由圖可看出，該探針是隨著銅離子濃度的增強(qiáng)而增強(qiáng)。

圖(b)是探針1和銅離子在紙基上的反應(yīng)，由圖可看出，該探針隨著銅濃度濃度增強(qiáng)而增強(qiáng)，在1ppm沒有顏色的反應(yīng)。

圖(c)是紙基上的銅離子濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

比較實(shí)施例1和2的結(jié)果，數(shù)據(jù)結(jié)果顯示探針1的標(biāo)準(zhǔn)曲線比探針2好，且探針1比探針2的檢測(cè)限度更低，因此優(yōu)選探針1為檢測(cè)層的材料。

實(shí)施例3

除步驟3中探針1溶液的濃度改為1mm和10mm時(shí)，檢測(cè)銅離子的準(zhǔn)確率比實(shí)施例1有所下降，且當(dāng)探針1溶液的濃度為0.5mm時(shí)，從圖4中可以看出在銅離子濃度為10μm已經(jīng)無(wú)法檢測(cè)銅離子的濃度。比較實(shí)施例1和3的結(jié)果，得出優(yōu)選探針1的濃度為5mm。

實(shí)施例4

申請(qǐng)?zhí)?01410352771.7的中國(guó)專利《一種銅離子光譜探針及其制備方法和應(yīng)用》中的探針替代實(shí)施例1中的探針1，制備熒光紙基器件，從試驗(yàn)中可知，本申請(qǐng)中探針1擁有烷氧長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)更易與紙基結(jié)構(gòu)結(jié)合，更適合制備成品紙基器件，長(zhǎng)期存放不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題。

以上所述，僅為本申請(qǐng)較佳的具體實(shí)施方式，但本申請(qǐng)的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本申請(qǐng)揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本申請(qǐng)的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。