透明纸基紫外-可见光吸收测定装置及纸基分析方法与流程

本发明涉及透明纸基紫外-可见光吸收测定装置及纸基分析方法，具体涉及在透明上，利用蛋白质和胆固醇以物质发生反应后吸光度的不同同时检测蛋白质和胆固醇的纸基分析装置及方法，属于纸基分析检测技术领域。

背景技术：

纸基分析装置因其廉价、消耗试剂少、环境友好、生物相容性好等优点而得到广泛应用，不需要任何仪器的在纸基上进行的比色检测深受研究者的喜爱，但是由于在色谱纸、滤纸、办公用纸等不透明纸基上进行比色检测时，纸基的比色分析待测物的定量通常需要使用智能手机或平板扫描仪来测量从纸质设备表面反射的光的强度，这种检测方法实现了实时响应和高便携性。然而，使用比色法进行定量并不总是很容易，并且需要高浓度的有色产品，检测限通常很高。因此，使用透明纸基的比色方法的检测、检测紫外-可见光吸收光谱的定量检测、以及制备多层透明纸基分析装置实现多种物质的定量检测尤为重要。

由纳米纤维素组成的透明纳米纸是一种很有前途的检测装置基板，具有透明度高、成本低、生物相容性好、降解性和表面光滑的特点。一系列含有触摸屏的柔性电子器件包括有机发光二极管（oled）、薄膜晶体管（tft）等已成功组装在透明纸上。透明纸基设备可以通过喷墨印刷、蜡印刷、柔版印刷和丝网印刷生产。用比色检测的方法来检测乳酸、尿酸、蛋白质和胆固醇的实例已成功报道在纸基设备上。但是在多层透明纸上通过吸收光谱法对生物流体中某些物质进行同时定量的检测还比较少。

紫外-可见吸收光谱法是指在光的作用下，通过测定物质产生的发射光、吸收光或散射光的波长来进行分析的方法。在光谱分析中，依据物质对光的选择性吸收而建立起来的吸收方法称为吸光光度法。吸光光度法因其操作简单而广泛应用于物质的定性和定量测试中。

蛋白质和胆固醇的水平在人体中升高可能导致一些疾病，包括肝脏或肾脏疾病，以及心脏病。

技术实现要素：

本发明的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，解决上述技术问题，提出透明纸基紫外-可见光吸收测定装置及纸基分析方法，本发明的透明纸基检测方法为血清中蛋白质和胆固醇的定量检测提供了一种方便、快捷、有效的方法，可以在体外诊断、环境监测等方面找到更多应用。

本发明要解决的技术问题包括：第一，研发透明纸基分析装置价格低廉，解决了检测费用昂贵的问题；第二，研发的透明纸基分析方法可同时检测两种物质。

本发明采用如下技术方案：透明纸基紫外-可见光吸收测定装置，其特征在于，包括蛋白质检测层a、胆固醇检测层b、样品、紫外-可见分光光度计，所述蛋白质检测层a与所述胆固醇检测层b分别设置于所述紫外-可见分光光度计的输出端，所述样品分别被加入到所述蛋白质检测层a和所述胆固醇检测层b干燥后堆叠，然后通过所述紫外-可见分光光度计射出光束到所述样品上实现对蛋白质和胆固醇的同时检测。

本发明还提出透明纸基紫外-可见光吸收测定装置的纸基分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤ss1：制备透明纸基；

步骤ss2：制备透明纸检测装置；

步骤ss3：采用紫外-可见光吸收法测定蛋白质和胆固醇。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss1具体包括：

步骤ss11：制备纤维素溶解液；

步骤ss12：制备纤维素溶液；

步骤ss13：将所述步骤ss12所制备的纤维素溶液倾倒到玻璃板上，形成一层均匀的薄膜，然后将其置于5w%的硫酸溶液中固化形成凝胶，使用蒸馏水彻底浸泡，然后使用胶带固定，室温干燥后制成透明纸基。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss11具体包括：将氢氧化钠、尿素和水按照质量比为7:12:81的质量比例配成溶液，放入-12℃的冰箱中备用。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss12具体包括：将棉短绒加入所述步骤ss11所制备的纤维素溶解液溶液中，使用机械搅拌，搅拌时间为15min，搅拌速度3000rpm，之后8000rpm搅拌速度下将溶液离心除气泡备用。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss2中的所述制备透明纸检测装置具体包括：

步骤ss21：将pdms和硅氧烷弹性体固化剂以质量比为10:1混合，室温抽真空半小时除去气泡备用；

步骤ss22：设计图案，使用丝网印刷机将步骤ss21所述的溶液印刷在所述透明纸基上，使用真空干燥箱，在80℃烘烤12小时，用以固化形成透明纸基分析装置，检测区最终的孔直径为5mm，常温储存备用。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss3具体包括：

步骤ss31：蛋白质检测溶液的配制；

步骤ss32：胆固醇检测溶液的配制；

步骤ss33：使用紫外-可见分光光度计检测。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss31具体包括：将ph为1.8的125mm柠檬酸盐缓冲液与用95％乙醇和5％水溶解的9mm的四溴苯酚蓝tbpb溶液以体积比10:1的比例中混合，4℃储存备用。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss32具体包括：将胆固醇酯酶ce（14.1u）、胆固醇氧化酶co（10mg/ml）、4-氨基安替比林4-app（10mm）、辣根过氧化物酶hrp（1mg/ml）和n-乙基-n-（2-羟基-3-磺丙基）-3-甲氧基苯胺钠盐二水合物ados（1mm）以体积比1:1:1:1:1混合，放入4℃储存备用。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss33具体包括：将所述步骤ss31的蛋白质检测溶液和所述步骤ss32的胆固醇检测溶液分别加入到蛋白质检测层a和胆固醇检测层b，之后分别加入样品，常温干燥，堆叠，使用紫外-可见分光光度计检测蛋白质和胆固醇的吸收光谱。

本发明所达到的有益效果：第一，本发明的透明纸基分析装置和纸基分析方法可以实现对蛋白质和胆固醇的同时检测，并且对蛋白质和胆固醇的检测都具有高灵敏度和良好的选择性，其检测限分别为0.09mm和0.075μm；第二，本发明采用的透明纸是一种可降解的理想材料，用其代替传统的塑料、玻璃等材料减轻了环境压力，价格低廉，环保，后处理简单，彻底解决了研发透明纸基分析装置价格低廉，解决检测费用昂贵的问题以及研发的透明纸基分析方法可同时检测两种物质的技术需求。

附图说明

图1是本发明的使用紫外-可见光吸收测定的示意图。

图2是本发明在透明纸基分析装置检测蛋白质的示意图。

图3是本发明在透明纸基分析装置检测胆固醇的示意图，图中标记的含义：bsa为柠檬酸盐缓冲液；tetrabromophenolblue为四溴酚蓝（tbpb）；4-app=4-aminoantipyrine，即4-氨基安替比林；ce=cholesterolesterase，即胆固醇酯酶；co=cholesteroloxidase，即胆固醇氧化酶；cho=colesterol，即甾醇；hrp=horseradishperoxidase，即辣根过氧化物酶；ados=n-ethyl-n-（2-hydroxy-3-sulfopropyl）-3-methoxyaniline，sodiumsalt，dihydrate，即n-乙基-n-（2-羟基-3-磺丙基）-3-甲氧基苯胺，钠盐，二水合物；quinoneimine为奎宁亚胺。

图4是本发明检测蛋白质和胆固醇的效果图。

图中标记的含义：1-蛋白质检测层a，2-胆固醇检测层b，3-紫外-可见分光光度计，4-样品，5-光束，6-吊件一，7-吊件二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

名词解释：5w%的硫酸溶液是指质量比为5%的硫酸溶液；rpm代表转/分钟；mm代表mmol/l，即毫摩尔每升；u为酶活性单位，即1min内能转化1μmol底物的酶量称为1酶单位(u)。

本发明提出透明纸基紫外-可见光吸收测定装置，包括蛋白质检测层a1、胆固醇检测层b2、样品4、紫外-可见分光光度计3，所述蛋白质检测层a与所述胆固醇检测层b分别设置于所述紫外-可见分光光度计的输出端，所述样品分别被加入到所述蛋白质检测层a和所述胆固醇检测层b干燥后堆叠，然后通过所述紫外-可见分光光度计射出光束5到所述样品上实现对蛋白质和胆固醇的同时检测。

作为一种较佳的实施例，根据需要在蛋白质检测层a上设置吊件一6，在胆固醇检测层2上设置吊件二7，用于调整光束5与蛋白质检测层a、胆固醇检测层2的距离和倾斜角度。

本发明还提出透明纸基紫外-可见光吸收测定装置的纸基分析方法，包括如下步骤：

步骤ss1：制备透明纸基；

步骤ss2：制备透明纸检测装置；

步骤ss3：采用紫外-可见光吸收法测定蛋白质和胆固醇。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss1具体包括：

步骤ss11：制备纤维素溶解液；

步骤ss12：制备纤维素溶液；

步骤ss13：将所述步骤ss12所制备的纤维素溶液倾倒到玻璃板上，形成一层均匀的薄膜，然后将其置于5w%的硫酸溶液中固化形成凝胶，使用蒸馏水彻底浸泡，然后使用胶带固定，室温干燥后制成透明纸基。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss11具体包括：将氢氧化钠、尿素和水按照质量比为7:12:81的质量比例配成溶液，放入-12℃的冰箱中备用。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss12具体包括：将棉短绒加入所述步骤ss11所制备的纤维素溶解液溶液中，使用机械搅拌，搅拌时间为15min，搅拌速度3000rpm，之后8000rpm搅拌速度下将溶液离心除气泡备用。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss2中的所述制备透明纸检测装置具体包括：

步骤ss21：将pdms和硅氧烷弹性体固化剂以质量比为10:1混合，室温抽真空半小时除去气泡备用；

步骤ss22：设计图案，使用丝网印刷机将步骤ss21所述的溶液印刷在所述透明纸基上，使用真空干燥箱，在80℃烘烤12小时，用以固化形成透明纸基分析装置，检测区最终的孔直径为5mm，常温储存备用。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss3具体包括：

步骤ss31：蛋白质检测溶液的配制；

步骤ss32：胆固醇检测溶液的配制；

步骤ss33：使用紫外-可见分光光度计检测。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss31具体包括：将ph为1.8的125mm柠檬酸盐缓冲液与用95％乙醇和5％水溶解的9mm的四溴苯酚蓝tbpb溶液以体积比10:1的比例中混合，4℃储存备用，如图2所示。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss32具体包括：将酶催化活性单位为14.1u的胆固醇酯酶、浓度为10mg/ml的胆固醇氧化酶co、浓度为10mm的4-氨基安替比林4-app、浓度为1mg/ml的辣根过氧化物酶hrp和浓度为1mm的n-乙基-n-3-甲氧基苯胺钠盐二水合物ados以体积比1:1:1:1:1混合，放入4℃储存备用，如图3所示。

作为一种较佳的实施例，所述步骤ss33具体包括：将所述步骤ss31的蛋白质检测溶液和所述步骤ss32的胆固醇检测溶液分别加入到蛋白质检测层a和胆固醇检测层b，之后分别加入样品，常温干燥，堆叠，使用紫外-可见分光光度计检测蛋白质和胆固醇的吸收光谱，测试结果如图4所示。

本发明所达到的有益效果：第一，本发明的透明纸基分析装置和纸基分析方法可以实现对蛋白质和胆固醇的同时检测，并且对蛋白质和胆固醇的检测都具有高灵敏度和良好的选择性，其检测限分别为0.09mm和0.075μm；第二，本发明采用透明纸是一种可降解的理想材料，用其代替传统的塑料、玻璃等材料减轻了环境压力，价格低廉，环保，后处理简单。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。