一种试剂盒及其在果蔬中糖类物质检测中的应用、一种果蔬中糖类物质检测的方法

本发明属于成分检测，具体涉及一种试剂盒及其在果蔬中糖类物质检测中的应用、一种果蔬中糖类物质检测的方法。

背景技术：

1、果蔬中含有多种的糖类、维生素等多种营养素，是人体均衡饮食的重要组成。此外，水果种类多、口感各异、老少皆适，一直以来深受人们的喜爱。果农的科学化种植和采摘、果蔬内部品质的在线检测、消费者对果蔬的需求趋于多元化，对果蔬的口感、营养、功能性和品牌等方面的多样化需求决定了研究果蔬品质检测与分级装备的必要性和迫切性。

2、目前，果蔬中营养素的分析方法主要依靠化学分析方法：高效液相色谱法、红外光谱法等。然而，尽管上述化学分析方法具有较高的准确度和灵敏度，但由于其所需仪器昂贵、预处理复杂且需要专业的操作人员，难以满足现场快速检测的需求。因此，为了实现果蔬营养的现场快速可靠检测，开发一种高灵敏、自动化、网络化、智能化、多功能的快速检测技术，是产品品质检测不可或缺的重要技术手段，与大型精密的理化分析仪器的检测形成互补。

3、2007年，whitesides实验室报告了第一个用于化学分析的微流控纸基分析装置(microfluidic paper-based analytical devices，μpads)。这项开创性工作的独特之处在于以滤纸为基底代替硅、玻璃、高聚物等材料，不需要任何泵或外部能源，是在封闭的亲/疏纸上创建一个疏/亲水通道，并依靠纸张本身的毛细作用使液体流向检测区。纸基微流控装置不仅可以分析简单的侧流，还可以使用少量的生化样品执行多阶段反应的复杂分析，具有样品体积小、检测速度快、成本低、便于携带等优点，可用于实验室或现场的体外诊断，在食品评价、疾病筛查、环境监测和药物测试等领域展现出强大的活力。然而，现有的纸基微流控技术在果蔬品质检测领域的应用采用的是传统的天然酶试剂，检测限与灵敏度都有待提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种试剂盒及其在果蔬中糖类物质检测中的应用、一种果蔬中糖类物质检测的方法，本发明提供的试剂盒对果蔬中的糖类物质(葡萄糖和蔗糖)进行分析时，具有检测限低、灵敏度和准确性高的特点。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种试剂盒，包括功能化纸芯片、酶和显色溶液；所述功能化纸芯片为甲基丙烯酸磺基甜菜碱接枝改性的纤维素滤纸，所述功能化纸芯片包括检测区域；所述酶为蔗糖转化酶和葡萄糖氧化酶或者所述酶为葡萄糖氧化酶；所述显色溶液包括壳聚糖包覆的银纳米颗粒、显色剂和溶剂，所述显色剂包括3,3′,5,5′-四甲基联苯胺和/或邻苯二胺。

4、优选的，所述功能化纸芯片包括6个检测区域，6个检测区域分布于1个正六边形的六个顶点位置，每1个检测区域与1条检测通道连通，6条检测通道在同一个正六边形的圆心汇集。

5、优选的，所述检测区域为圆形，圆形检测区域的直径为5mm；所述检测通道的宽为2mm，长为8mm。

6、优选的，所述显色溶液中：壳聚糖包覆的银纳米颗粒的质量浓度为4mg/l，所述显色剂的摩尔浓度为10mmol/l。

7、优选的，所述壳聚糖包覆的银纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：

8、将壳聚糖酸性水溶液、硝酸银水溶液和还原剂混合进行还原反应，得到壳聚糖包覆的银纳米颗粒；所述壳聚糖酸性水溶液中壳聚糖的质量含量为0.2％，所述硝酸银水溶液的摩尔浓度为0.01mol/l，所述壳聚糖酸性水溶液与所述硝酸银水溶液的体积比为25.5:1。

9、优选的，还包括垫板；所述垫板表面设置有若干固定凹槽，所述固定凹槽的形状与所述功能化纸芯片的形状相同；所述垫板的材质为亚克力。

10、本发明提供了上述技术方案所述的试剂盒在果蔬中糖类物质检测中的应用，所述糖类物质包括葡萄糖和/或蔗糖。

11、本发明提供了一种果蔬中糖类物质检测的方法，采用上述技术方案所述的试剂盒进行检测，包括以下步骤：

12、将待测的新鲜水果或蔬菜榨汁，得到待测样品；

13、将酶、显色溶液和待测样品布设于功能化纸芯片的检测区域，进行显色反应，得到待检测样品的显色纸芯片；

14、利用所述待检测样品的显色纸芯片的颜色信息获得待测果蔬中糖类物质的检测结果。

15、优选的，获得的待测果蔬中糖类物质的检测结果为半定量检测结果时，利用所述待检测样品的显色纸芯片的颜色信息获得待测果蔬中糖类物质的半定量检测结果的方法包括以下步骤：

16、将待检测样品的显色纸芯片与糖类物质浓度的比色卡进行比较，得到待测果蔬中糖类物质的半定量检测结果；所述糖类物质浓度的比色卡由一系列已知浓度的糖类物质相对应的显色纸芯片组成，所述糖类物质包括葡萄糖和/或蔗糖。

17、优选的，获得的待测果蔬中糖类物质的检测结果为定量检测结果时，利用所述待检测样品的显色纸芯片的颜色信息获得待测果蔬中糖类物质的定量检测结果的方法包括以下步骤：

18、采集待检测样品的显色纸芯片的彩色图像，对彩色图像进行灰度处理，得到待测样品的灰度值；

19、将待测样品的灰度值代入糖类物质浓度-灰度的线性标准曲线或线性标准方程中，得到待测果蔬中糖类物质的定量检测结果，所述糖类物质浓度-灰度的线性标准曲线或线性标准方程为以糖类物质浓度为自变量，以灰度值为因变量的线性标准曲线或线性标准方程，所述糖类物质包括葡萄糖和/或蔗糖。

20、本发明提供了一种试剂盒，包括功能化纸芯片、酶和显色溶液；所述功能化纸芯片为甲基丙烯酸磺基甜菜碱接枝改性的纤维素滤纸，所述功能化纸芯片包括检测区域；所述酶为蔗糖转化酶和葡萄糖氧化酶或者所述酶为葡萄糖氧化酶；所述显色溶液包括壳聚糖包覆的银纳米颗粒(记为ch-agnps)、显色剂和溶剂，所述显色剂包括3,3′,5,5′-四甲基联苯胺和/或邻苯二胺。本发明提供的试剂盒中显色溶液中含有ch-agnps，ch-agnps具有过氧化物酶活性，如图3所示，葡萄糖先经过葡萄糖氧化酶氧化成葡萄糖酸和过氧化氢，或者蔗糖经过蔗糖转化酶转化为葡萄糖，再由葡萄糖经过葡萄糖氧化酶被氧化成葡萄糖酸和过氧化氢；过氧化氢分子吸附在ch-agnps的表面，被银纳米颗粒还原成具有强氧化性的羟基自由基(·oh)，生成的·oh通过部分电子交换被ch-agnps稳定，不仅提高了ch-agnps的催化能力，还与显色溶液中显色剂反应产生强烈的显色反应，显色剂被·oh氧化形成蓝色产物或黄色产物，从而获取裸眼可直观读取显色结果对果蔬中的糖类物质进行半定量分析，还能通过扫描成像原理，对图像进行灰度处理，根据灰度值与糖类物质浓度间的关系进行定量分析。本发明采用ch-agnps比传统的天然酶试剂，具有检测限低、灵敏度和准确性高的特点。而且ch-agnps比传统的天然酶试剂稳定性高、成本低，更适宜工业化广泛应用。

21、进一步的，在本发明中，所述功能化纸芯片包括6个检测区域，6个检测区域分布于1个正六边形的六个顶点位置，每1个检测区域与1条检测通道连通，6条检测通道在同1个正六边形的圆心汇集。本发明通过对功能化纸芯片的结构设置，增加了功能化纸芯片的检测通量，能够实现通过对1个待测样品的多次检测，提高检测准确性；有能实现对多个待测样品的同时检测，提高检测效率。

22、本发明提供了一种果蔬中糖类物质检测的方法，采用上述技术方案所述的试剂盒进行检测，包括以下步骤：将待测的新鲜水果或蔬菜榨汁，得到待测样品；将酶、显色溶液和待测样品布设于功能化纸芯片的检测区域，进行显色反应，得到待检测样品的显色纸芯片；利用所述待检测样品的显色纸芯片的颜色信息获得待测果蔬中糖类物质的检测结果。本发明提供的检测方法通过以功能化纸芯片为载体，通过显色溶液和待检测样品的显色反应测定果蔬中的糖类物质的含量，实现了对果蔬样品中糖类物质的半定量或定量检测，且具有检测限低、灵敏度和准确性高的特点，对果蔬品质的快速检测具有重要意义。