检测试纸、制造方法及检测方法与流程

本发明涉及酚类化合物的检测，特别涉及检测试纸、制造方法及水中酚类化合物的检测方法。

背景技术：

我国酚类化合物污染十分严重，及时准确测定环境中酚类化合物的浓度是预防、控制和治理酚类化合物污染的基础和前提。

国家标准方法中酚类的检测方法有：

1.分光光度法，分光光度法中所形成的络合物在水溶液中很不稳定，同时所用试剂为有机溶剂，存在二次回收的问题；

2.溴化容量法，灵敏度低，仅适合高浓度酚类废水的测定；

3.色谱法；虽然灵敏度高，但成本高，且需要对水样中的酚类化合物进行预处理，过程繁琐费时。

另外，环境污水样品复杂，采用以上几种方法检测时，存在共存有机物的干扰问题。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种检测灵敏度高、检测快速、可重复使用的、实现了酚类化合物检测的肉眼可见的检测试纸。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种检测试纸，所述检测试纸包括亲水性纳米纤维膜；所述检测试纸进一步包括：

酶，所述酶固定在所述亲水性纳米纤维膜上；所述酶适于与检测对象发生特异性反应；

亚甲基蓝，所述亚甲基蓝吸附在所述亲水性纳米纤维膜的孔隙中。

本发明的目的还在于提供了上述检测试纸的制造方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

上述检测试纸的制造方法，所述检测试纸的制造方法包括以下步骤：

(a1)将酶固定在亲水性纳米纤维膜上，所述酶适于与检测对象发生特异性反应；

(a2)将固化酶的亲水性纳米纤维膜侵入亚甲基蓝溶液中，亚甲基蓝吸附在所述纳米纤维膜的孔隙中；

(a3)去除纳米纤维膜上的游离亚甲基蓝。

本发明的目的还在于提供了水中酚类化合物的检测方法，实现了快速、准确、肉眼可辨的检测，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

水中酚类化合物的检测方法，所述水中酚类化合物的检测方法为：

将上述的检测用试纸浸入水中，水中的酚类化合物与试纸上的酶发生催化氧化反应，生成苯醌；

苯醌与试纸上的亚甲基蓝发生显色反应，亚甲基蓝显蓝色。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.静电纺丝过程操作简单，漆酶和纳米纤维膜原料来源广泛，成本低廉，弥补了传统检测方法成本高的缺点；

2.漆酶对酚类化合物的催化氧化反应具有较高的选择性，克服了复杂污水样品中共存污染物的干扰，省去了污水样品萃取净化的前处理过程；

3.纳米纤维膜的纳米尺度使其具有比表面积大、孔隙率高、活性位点多的特性，可以高效、大量地固定漆酶，明显提高其检测灵敏度；

4.漆酶通过化学键合的过程固定在纳米纤维膜上，具有一定的机械强度，不易脱落，使其具有重复利用性，克服了游离酶难回收、易受环境条件影响而失活的缺陷；

5.纳米纤维膜表面交联漆酶，使纳米纤维膜对靶向污染物具有高特异性，克服了传统物理吸附的低选择性；

6.通过在固定化漆酶的纳米纤维膜加入专属显色剂，实现肉眼检测污水中酚类化合物含量。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本发明实施例1的检测试纸的制造方法的流程图。

具体实施方式

图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

本发明实施例的一种检测试纸，所述检测试纸包括：

亲水性纳米纤维膜；

酶，所述酶固定在所述亲水性纳米纤维膜上；所述酶适于与检测对象发生特异性反应；

亚甲基蓝，所述亚甲基蓝吸附在所述亲水性纳米纤维膜的孔隙中。

为了将酶固定在所述亲水性纳米纤维膜上，进一步地，所述酶通过交联法固定在所述亲水性纳米纤维膜上。

为了将所述检测试纸应用在酚类化合物的检测，进一步地，所述酶是漆酶，所述检测对象是酚类化合物。

图1示意性地给出了本发明实施例的检测试纸的制造方法的流程图，如图1所示，上述检测试纸的制造方法包括以下步骤：

(a1)将酶固定在亲水性纳米纤维膜上，所述酶适于与检测对象发生特异性反应；

(a2)将固化酶的亲水性纳米纤维膜侵入亚甲基蓝溶液中，亚甲基蓝吸附在所述纳米纤维膜的孔隙中；

(a3)去除纳米纤维膜上的游离亚甲基蓝。

为了便于保存上述检测试纸，进一步地，所述检测试纸的制造方法进一步包括以下步骤：

(a4)冷冻干燥纳米纤维膜，干燥时间12～36h，温度为-30℃～-40℃，压力为5～15pa。

为了将酶固定在亲水性纳米纤维膜上，进一步地，步骤(a1)中，所述酶的固化方式为：

亲水性纳米纤维膜与质量浓度2％～10％的戊二醛的质量比为3:1～10:1，20℃～30℃下震荡反应10～24h，将纳米纤维膜活化；

之后与ph为3.00～5.00，浓度为0.2～1.5mg/ml的漆酶溶液混合，20℃～30℃下震荡反应10～24h，缓冲溶液冲洗3～5次，冻干。

为了使亚甲基蓝吸附在纳米纤维膜的孔隙中，进一步地，步骤(a2)中，纳米纤维膜与无色亚甲基蓝的质量比为3:1～10:1，浸泡时间为3～5min。

为了获得所述亲水性纳米纤维膜，进一步地，亲水性纳米纤维膜的获取方式为：

纳米纤维膜与改性剂的质量配比为1:0.5～1:3.5，所述改性剂为氢氧化钠和乙醇复配溶液，质量配比为1:20～1:50，改性条件为水浴温度50℃～90℃，反应时间为0.5～2h。

为了低成本地获得纳米纤维膜，进一步地，纳米纤维膜的获取方式为：

有机可溶聚合物或熔融聚合物在电场下通过静电纺丝技术制得；

聚合物是聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯中的至少一种，聚合物溶液浓度为0.5～15wt％；

所述静电纺丝的要求为：电场电压为12～22kv，注射器针头内径为0.40～2.00mm，助推速度为0.5～2.5ml/h，喷射距离为5～15cm。

本发明实施例的水中酚类化合物的检测方法，所述水中酚类化合物的检测方法为：

将上述的检测用试纸浸入水中，水中的酚类化合物与试纸上的酶发生催化氧化反应，生成苯醌；

苯醌与试纸上的亚甲基蓝发生显色反应，亚甲基蓝显蓝色。

实施例2：

根据本发明实施例1的检测试纸在污水中酚类化合物检测中的应用例。

在该应用例中，检测试纸的制造方法包括以下步骤：

(a0)获得纳米纤维膜，获取方式为：

有机可溶聚合物或熔融聚合物在电场下通过静电纺丝技术制得；

聚合物是聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯中的至少一种，聚合物溶液浓度为0.5～15wt％；

所述静电纺丝的要求为：电场电压为12～22kv，如12、18、22kv；注射器针头内径为0.40～2.00mm，如0.40、1.50、2.00mm；助推速度为0.5～2.5ml/h，如0.5、1.9、2.5ml/h；喷射距离为5～15cm，如5、10、15cm；

上述制得的纳米纤维膜与改性剂的质量配比为1:0.5～1:3.5，所述改性剂为氢氧化钠和乙醇复配溶液，质量配比为1:20～1:50，改性条件为水浴温度50℃～90℃，反应时间为0.5～2h，从而获得亲水性纳米纤维膜；

(a1)通过交联法将漆酶固定在亲水性纳米纤维膜上，所述酶适于与污水中酚类化合物发生催化氧化反应；所述漆酶的固化方式为：

亲水性纳米纤维膜与质量浓度2％～10％的戊二醛的质量比为3:1～10:1，20℃～30℃下震荡反应10～24h，将纳米纤维膜活化；

之后与ph为3.00～5.00，浓度为0.2～1.5mg/ml的漆酶溶液混合，20℃～30℃下震荡反应10～24h，缓冲溶液冲洗3～5次，冻干；

(a2)将固化酶的亲水性纳米纤维膜侵入亚甲基蓝溶液中，纳米纤维膜与无色亚甲基蓝的质量比为3:1～10:1，浸泡时间为3～5min，亚甲基蓝吸附在所述纳米纤维膜的孔隙中；

(a3)去除纳米纤维膜上的游离亚甲基蓝；

(a4)冷冻干燥纳米纤维膜，干燥时间12～36h，温度为-30℃～-40℃，压力为5～15pa。

本发明实施例的水中酚类化合物的检测方法，所述水中酚类化合物的检测方法为：

建立无色亚甲蓝显色程度与酚类化合物标样浓度的数学模型，得到标准比色卡；

将上述的检测用试纸浸入污水中，水中的酚类化合物与试纸上的酶发生催化氧化反应(漆酶对40多种酚类化合物具有高效且专一的催化氧化作用)，生成定量且稳定的苯醌；

苯醌与试纸上的无色亚甲基蓝发生专属的显色反应，亚甲基蓝显蓝色；

将试纸与标准比色卡对比，可以快速计算得到污水样品中酚类化合物的浓度。