加載硅酸鋅微球的功能化纖維素膜及用于檢測單寧酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于檢測單寧酸的功能化纖維素濾紙膜試紙及其用于檢測單寧酸的方法，屬于分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]單寧酸是一種天然的酚類化合物，在多種植物的葉、莖、樹皮和果殼中含量豐富。水果、茶葉、啤酒和中草藥中單寧酸的含量，不僅影響它們的口味，而且也是評價其質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。此外，單寧酸具有抗氧化，抗突變，抗癌和抗毒素等活性，可用于治療燒傷、腹瀉和中毒等。
[0004]目前，檢測單寧酸的方法主要有分光光度法(酒石酸亞鐵法、福林酚法等)、滴定法(絡(luò)合滴定法、氧化還原滴定等)、高效液相色譜法和流動注射分析法。酒石酸亞鐵法和福林酚法所用到的試劑極不穩(wěn)定并且反應(yīng)時間過長，滴定法干擾因素較多準(zhǔn)確度不高而高效液相色譜和流動注射分析則需要大型且昂貴的設(shè)備和專業(yè)的操作人員，樣品前處理時間長，操作復(fù)雜，且檢測成本高。上述這些方法都難以實現(xiàn)實時在線的快速準(zhǔn)確檢測。所以有必要找到一種新的檢測方法來解決這些問題。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種新型加載硅酸鋅微球的功能化纖維素濾紙膜試紙，以解決單寧酸檢測操作復(fù)雜和檢測成本高的問題。
[0007]本發(fā)明還提供將其加載硅酸鋅微球的功能化纖維素濾紙膜試紙用于檢測單寧酸的方法，以實現(xiàn)實時在線的快速檢測，并且檢測結(jié)果準(zhǔn)確。
[0008]實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種加載硅酸鋅微球的功能化纖維素濾紙膜試紙，其特征在于，用纖維素濾紙作為吸附基層，其上附硅酸鋅微球的殼聚糖分散液。
[0009]進(jìn)一步，所述硅酸鋅微球的殼聚糖分散液的制作方法，包括如下步驟:
1)準(zhǔn)確稱量0.0022g干燥后的空心微球，分散在10mL質(zhì)量份數(shù)3%的殼聚糖溶液中；
2)加入1uL醋酸溶液，超聲分散8-10分鐘，即得0.1mM分散均勻的硅酸鋅微球分散液。
[0010]所述加載硅酸鋅微球的功能化纖維素濾紙膜試紙的制作方法，包括如下步驟:
1)取中性定性濾紙置于無水乙醇中浸泡大約3~4h，置于烘箱中35-55°C烘干3_10min；
2)將上述烘干的濾紙浸泡于鈦溶液中于震蕩搖床中中速震蕩20-40分鐘，取出濾紙片在潔凈紙巾上擦拭使酞酸丁酯在濾紙片分布均勻，置于烘箱中35-55°C烘干5-10min ;重復(fù)操作此步驟兩次； 所述鈦溶液為無水乙醇、酞酸丁酯、冰醋酸按體積比10:3:1混合均勻而得；
3)將上述處理的濾紙片浸泡在去離子水中，置于120-160°C烘箱中水解3-6h，水解完成后置于烘箱中35-55°C烘干5-10min，得到T12覆膜的濾紙片；
4)將十六烷基三甲基氧硅烷:去離子水:無水乙醇按照3:10:87的比例混合均勻，將步驟3)水解得到的1102覆膜濾紙片浸泡在其中9-12min，再用25%的醋酸浸潤4_8min，置于烘箱中60-90°C反應(yīng)4-7h，此時十六烷基三甲基氧硅烷通過化學(xué)鍵作用連接到試紙片上，試紙片呈現(xiàn)疏水狀態(tài)；
5)將上述試紙用自制掩膜遮蓋，置于紫外燈下照射80-120min，此時得到分布著均一大小親水區(qū)的試紙片，其中自制掩膜制作方法如下:
取5*10cm的塑料板，用記號筆標(biāo)記將其分成50個l*lcm的正方形，然后用打孔器在每個正方形的正中心打孔，孔的直徑大小為5mm，紫外照射后中心圓孔區(qū)域?qū)?yīng)的紙片位置變成親水區(qū)域，而其他被掩蓋的區(qū)域仍然是疏水的；
6)配置5mM的硫氰酸鐵溶液10mL，往里滴加硅酸鋅微球的殼聚糖溶液l_2mL，混合均勻得到接近無色的A溶液；每次取1uL該A溶液滴在親水區(qū)，放在40°C烘箱下使其干燥均勻，即得功能化纖維素濾紙膜試紙。
[0011]進(jìn)一步，所述硅酸鋅微球的殼聚糖溶液采用如下方法制得:
(1)取ImL0.2mol/L的硝酸鋅溶液加入到30mL乙醇和3mLPEG (聚乙二醇)200的混合液中，接著在磁力攪拌情況下加入ImL 0.2mol/L的硅酸鈉溶液，得到白色沉淀物；
(2)連續(xù)攪拌10分鐘后，將0.1mL的4mol/L的氫氧化鈉加入到該混合物中，再攪拌15分鐘；
(3)將混合物密封在反應(yīng)釜中190°C下水熱反應(yīng)12小時；所獲得的沉淀物離心并用去離子水洗滌三次，乙醇洗滌一次除去剩余的離子和聚乙二醇，得到硅酸鋅微球；
(4)將上述硅酸鋅微球在70°C下干燥，準(zhǔn)確稱量0.0022g的空心微球，分散在10mL質(zhì)量份數(shù)3%的殼聚糖溶液中，最后加入1uL醋酸溶液，超聲分散8-10分鐘即得0.1mM分散均勻的硅酸鋅微球分散液；其中，硅酸鋅微球與殼聚糖溶液的質(zhì)量配比為0.0022%。
[0012]一種檢測單寧酸的方法，包括以下步驟:
1)將待測茶葉粉碎過篩置于40°C烘箱中烘15-20h，以去除水分；取0.1g加入到10ml沸水中，100°C下恒溫水浴20-30min，抽濾定容至500ml ；
2)取1uL步驟I)得到的待測滴處理液，加到功能化纖維素濾紙膜試紙的中心圓區(qū)域進(jìn)行檢測；根據(jù)顏色深淺不僅可以通過裸眼直接判斷單寧酸在不同茶葉中的含量高低，并且可以對照圖5的試紙條顏色以及標(biāo)準(zhǔn)曲線圖定量分析其中的單寧酸含量。
[0013]進(jìn)一步，還包括以下步驟:
1)在上述功能化纖維素濾紙膜試紙的親水區(qū)域滴加不同濃度的待測單寧酸溶液，于40°C烘箱中干燥lOmin，取出；
2)分析反應(yīng)前后的顏色變化，提取其RGB值，與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行對比，進(jìn)行定量分析。
[0014]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:
本方法用于茶葉中單寧酸的快速檢測，成本低廉，根據(jù)所檢測的單寧酸濃度不同，發(fā)生不同的顏色變化，做到可視化檢測，利用水熱法合成的硅酸鋅微球?qū)θ齼r鐵離子吸附效果顯著，避免硫氰酸鐵顏色對實驗顯色的干擾，檢測限低，不需要大型儀器，樣品不需要前處理，操作簡單，穩(wěn)定性好。具體優(yōu)點如下:
(1)應(yīng)用常見的材料和簡單的工藝制備一種低成本的單寧酸檢測膜；
(2)利用水熱法合成娃酸鋅微球，將硫氰酸鐵溶液本身的血紅色變?yōu)闊o色；
(3)利用微球的吸附作用，排除硫氰酸鐵溶液本身的顏色干擾，保證結(jié)果的準(zhǔn)確性；
(4)無需對檢測樣進(jìn)行前處理，直接對單寧酸進(jìn)行快速檢測；
(5)實現(xiàn)對單寧酸的可視化檢測；
(6)實現(xiàn)對低濃度單寧酸的檢測，保證較高的靈敏度。
[0015]
【附圖說明】
[0016]圖1為硅酸鋅微球的掃描電鏡圖(a)和透射電鏡圖(b)。
[0017]圖2為單寧酸檢測芯片實物照片。
[0018]圖3為單寧酸檢測標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0019]圖4為硅酸鋅微球?qū)Σ煌瑵舛菷e (SCN) 3的吸附效果顏色顯示。
[0020]圖 5 為水溶液中 0.5 μΜ、0.75 μΜ、1 μΜ、2.5 μΜ、5 μΜ、7.5 μ Μ、10 μ Μ、25 μ Μ、50 μ Μ、75 μ Μ、100 μ M不同濃度的單寧酸檢測效果圖。
[0021]
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0023]一、硅酸鋅微球的合成(水熱合成法)，具體步驟包括:
1.取ImL 0.2mol/L的硝酸鋅溶液加入到30mL乙醇和3mLPEG (聚乙二醇)200的混合液中，接著在磁力攪拌情況下加入ImL 0.2mol/L的硅酸鈉溶液，得到白色沉淀物。
[0024]2.連續(xù)攪拌10分鐘后，將0.1mL的4mol/L的氫氧化鈉加入到該混合物中，再攪拌15分鐘。
[0025]3.將混合物密封在反應(yīng)釜中190°C下水熱反應(yīng)12小時；所獲得的沉淀物離心并用去離子水洗滌三次，乙醇洗滌一次除去剩余的離子和聚乙二醇，得到硅酸鋅微球。
[0026]4.將上述硅酸鋅微球在70 °C下干燥并分散在3%殼聚糖溶液中，備用；其中，硅酸鋅微球與殼聚糖溶液的質(zhì)量配比為0.0022%。
[0027]參見圖1為硅酸鋅微球的掃描電鏡圖(a)和透射電鏡圖(b)。
[0028]二、功能化纖維素濾紙膜制作過程:
1)取中性定性濾紙置于無水乙醇中浸泡大約3~4h，置于烘箱中35-55°C烘干3_10min；
2)將上述烘干的濾紙浸泡于鈦溶液中于震蕩搖床中中速震蕩20-40分鐘，取出濾紙片在潔凈紙巾上擦拭使酞酸丁酯在濾紙片分布均勻，置于烘箱中35-55°C烘干5-10min ;重復(fù)操作此步驟兩次；
所述鈦溶液為無水乙醇、酞酸丁酯、冰醋酸按體積比10:3:1混合均勻而得；
3)將上述處理的濾紙片浸泡在去離子水中，置于120-160°C烘箱中水解3