CN107449908A - 一种胶体金刚碳的制备方法及其应用 - Google Patents

一种胶体金刚碳的制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种胶体金刚碳的制备方法及其应用，该制备方法以植物秸秆、稻壳等为原料，通过酸催化水解将半纤维素和纤维素转化为单糖，利用单糖碳源氧化成碳粉，超声均匀分散成纳米碳，再通过高温高压金刚化制备成胶体金刚碳，接着以胶体金刚碳为原料通过定向标记、制备成胶体金刚碳试纸条。试纸条可实现快速检测，肉眼即可进行判断，无需专业技术人员的便于推广的目的。

Description

一种胶体金刚碳的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及食品安全检测技术领域，具体涉及一种胶体金刚碳的制备方法及其应用。
背景技术
现有《“十三五”国家食品安全规划》专栏5监管能力建设项目中明确提出，“互联网+”食品安全监管项目，将推进实施国家食品安全监管信息化工程建设项目。获得真实、有效、稳定、可重复的食品安全检测结果，并实时、便捷的上传是建设信息化监管平台的必要组成部分。长期以来，食品安全检测的检出率和可重复性，由于检测环境的复杂性及快检试剂的稳定性，其真实或有效的结果产出率太低，因此，研发可以应对复杂检测环境、并稳定使用的高效检测试剂或检测卡，是实现有效食品安全监管信息化建设的关键过程。
目前配套电子检测设备的检测卡几乎全部采用胶体金标记材料的检测卡，其稳定性较差，难以应对储存、转运过程中复杂的温度、湿度等气候因子，同时也难以避免地域分散、操作人员培训不足导致的技术缺陷，从而造成食品安全监管数据可重复性差的危机，另一个方面，胶体金的主要成分是金颗粒，其成本高且为重金属污染环境。因此，研究一种取代金颗粒且稳定性强的替代物，在食品安全检测中应用尤为重要。
发明目的
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种胶体金刚碳的制备方法及其应用，该产品以植物秸秆、稻壳等为原料，通过酸催化水解将半纤维素和纤维素转化为单糖，利用单糖碳源氧化成碳粉，超声均匀分散成纳米碳，再通过高温高压金刚化制备成胶体金刚碳；进而以胶体金刚碳为原料通过定向标记、制备成胶体金刚碳试纸条。
本发明的目的是由以下述技术方案实现的：
本发明提供了一种胶体金刚碳的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取稻壳，向稻壳中加入质量百分比浓度为20％-40％稀硫酸进行反应得到单糖酸液，反应温度80-100℃，反应时间5-20小时；稻壳与稀硫酸的质量比为1∶(4～6)；
(2)单糖酸液经缩聚炭化一定时间后得到反应液，将反应液取出，自然降至室温后过滤分离得到固体碳材料，固体碳材料经抽滤、洗涤至中性，将其放在烘箱中120℃下干燥12小时，得到固体碳粉；
(3)固体碳粉经超声均匀分散成纳米碳，粒度在10-100nm之间，纳米碳经过高温高压金刚化制备成胶体金刚碳。
上述的胶体金刚碳用于制备胶体金刚碳试纸条。
根据上述的胶体金刚碳用于制备胶体金刚碳试纸条，所述制备方法包括以下步骤：
s1：不同浓度的胶体金刚碳溶液的制备：首先将炭化的粉末制备成粒度在10-100nm之间胶体碳溶液，接着在3个大气压的压力下煮沸胶体碳溶液30-40min，然后超声，得到均匀分散成的胶体金刚碳溶液，最后将其稀释成标准浓度的胶体金刚碳溶液；
s2：取粒径为40nm的胶体碳溶液100mL，调至pH＝7.2，分别标记抗体得到碳标抗体溶液；
s3：先将碳标抗体溶液于常温、转速为1200-1500rpm条件下离心20-30min，弃去由凝聚的碳颗粒形成的沉淀，取黑色上清溶液于4℃再8000r/min离心30min，离心后溶液分为三层：透明上清液、管底可流动的黑色沉淀及管底壁上黑色致密的碳颗粒层，弃上清液，将可流动的黑色沉淀转移到另外一个离心管中，用重悬液重悬至原量0.8倍，加入0.1％的叠氮钠4℃保存备用；
s4：将样品垫和碳标抗体结合垫通过处理液进行水化和封闭处理：样品垫和结合垫经剪裁后通过浸蘸前处理液进行水化和封闭处理，浸泡30min后于温度37℃下烘干2小时，样品垫和结合垫处理液为：含有终质量浓度为0.3％吐温20、2％海藻糖、10％蔗糖及pH值为7.2、浓度为0.01mol/L的PBS溶液；
s5：将步骤s2碳标抗体溶液喷涂在碳标抗体结合垫上：喷涂机将碳标抗体在结合垫上均匀喷涂，喷样量在30μL/cm2，37℃真空干燥；
s6：检测点抗原和控制点二抗的包被：分别将包被抗原均稀释到0.8mg/mL，二抗稀释到0.2mg/mL，点样在NC膜上分别为检测线和质控线，于温度37℃下干燥；
s7：试纸条的组装：将2.4cm×0.4cmNC膜、1.8cm×0.4cm吸水纸、0.6cm×0.4cm胶体碳结合垫、1.5cm×0.4cm样品垫依次粘贴在PVC胶板上，即成胶体金刚碳片。
步骤s2中标记抗体的方法如下：取100mL胶体金刚碳溶液，加入最佳用量的单克隆抗体，同时加入终质量浓度为1％的海藻糖，在磁力搅拌器下混合10min后，接着加入终质量浓度为0.5％的BSA，得到碳标抗体100mL，4℃保存过夜后冷冻超速离心纯化。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)、本发明成功研究出一种取代金颗粒且稳定性强的替代物，该替代物可广泛地在食品安全检测中应用。
(2)、本发明制备的试纸条可实现快速检测，肉眼即可进行判断，无需专业技术人员的便于推广的目的。
具体实施方式
以下实施例是对本发明内容进行详细具体的说明，但本发明的内容并不限定如此。
实施例1
本发明提供了一种胶体金刚碳的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取稻壳，向稻壳中加入质量百分比浓度为20％-40％稀硫酸进行反应得到单糖酸液，反应温度80-100℃，反应时间5-20小时；稻壳与稀硫酸的质量比为1∶5；
(2)单糖酸液经缩聚炭化一定时间后得到反应液，将反应液取出，自然降至室温后过滤分离得到固体碳材料，固体碳材料经抽滤、洗涤至中性，将其放在烘箱中120℃下干燥12小时，得到固体碳粉；
(3)固体碳粉经超声均匀分散成纳米碳，粒度在10-100nm之间，纳米碳经过高温高压金刚化制备成胶体金刚碳。
上述的胶体金刚碳用于制备胶体金刚碳试纸条。
本发明还提供了一种胶体金刚碳用于制备胶体金刚碳试纸条，所述制备方法包括以下步骤：
s1：不同浓度的胶体金刚碳溶液的制备：首先将炭化的粉末制备成粒度在10-100nm之间胶体碳溶液，接着在3个大气压的压力下煮沸胶体碳溶液30-40min，然后超声，得到均匀分散成的胶体金刚碳溶液，最后将其稀释成标准浓度的胶体金刚碳溶液；
s2：取粒径为40nm的胶体碳溶液100mL，调至pH＝7.2，分别标记抗体得到碳标抗体溶液；
s3：先将碳标抗体溶液于常温、转速为1200-1500rpm条件下离心20-30min，弃去由凝聚的碳颗粒形成的沉淀，取黑色上清溶液于4℃再8000r/min离心30min，离心后溶液分为三层：透明上清液、管底可流动的黑色沉淀及管底壁上黑色致密的碳颗粒层，弃上清液，将可流动的黑色沉淀转移到另外一个离心管中，用重悬液重悬至原量0.8倍，加入0.1％的叠氮钠4℃保存备用；
s4：将样品垫和碳标抗体结合垫通过处理液进行水化和封闭处理：样品垫和结合垫经剪裁后通过浸蘸前处理液进行水化和封闭处理，浸泡30min后于温度37℃下烘干2小时，样品垫和结合垫处理液为：含有终质量浓度为0.3％吐温20、2％海藻糖、10％蔗糖及pH值为7.2、浓度为0.01mol/L的PBS溶液；
s5：将步骤s2碳标抗体溶液喷涂在碳标抗体结合垫上：喷涂机将碳标抗体在结合垫上均匀喷涂，喷样量在30μL/cm2，37℃真空干燥；
s6：检测点抗原和控制点二抗的包被：分别将包被抗原均稀释到0.8mg/mL，二抗稀释到0.2mg/mL，点样在NC膜上分别为检测线和质控线，于温度37℃下干燥；
s7：试纸条的组装：将2.4cm×0.4cmNC膜、1.8cm×0.4cm吸水纸、0.6cm×0.4cm胶体碳结合垫、1.5cm×0.4cm样品垫依次粘贴在PVC胶板上，即成胶体金刚碳片。
上述步骤s2中标记抗体的方法如下：取100mL胶体金刚碳溶液，加入最佳用量的单克隆抗体，同时加入终质量浓度为1％的海藻糖，在磁力搅拌器下混合10min后，接着加入终质量浓度为0.5％的BSA，得到碳标抗体100mL，4℃保存过夜后冷冻超速离心纯化。
本发明中的稻壳可以由植物秸秆替代。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种胶体金刚碳的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)称取稻壳，向稻壳中加入质量百分比浓度为20％-40％稀硫酸进行反应得到单糖酸液，反应温度80-100℃，反应时间5-20小时；稻壳与稀硫酸的质量比为1∶(4～6)；
(2)单糖酸液经缩聚炭化一定时间后得到反应液，将反应液取出，自然降至室温后过滤分离得到固体碳材料，固体碳材料经抽滤、洗涤至中性，将其放在烘箱中120℃下干燥12小时，得到固体碳粉；
(3)固体碳粉经超声均匀分散成纳米碳，粒度在10-100nm之间，纳米碳经过高温高压金刚化制备成胶体金刚碳。
2.胶体金刚碳用于制备胶体金刚碳试纸条。
3.根据权利要求2所述的胶体金刚碳用于制备胶体金刚碳试纸条，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：
s1：不同浓度的胶体金刚碳溶液的制备：首先将炭化的粉末制备成粒度在10-100nm之间胶体碳溶液，接着在3个大气压的压力下煮沸胶体碳溶液30-40min，然后超声，得到均匀分散成的胶体金刚碳溶液，最后将其稀释成标准浓度的胶体金刚碳溶液；
s2：取粒径为40nm的胶体碳溶液100mL，调至pH＝7.2，分别标记抗体得到碳标抗体溶液；
s3：先将碳标抗体溶液于常温、转速为1200-1500rpm条件下离心20-30min，弃去由凝聚的碳颗粒形成的沉淀，取黑色上清溶液于4℃再8000r/min离心30min，离心后溶液分为三层：透明上清液、管底可流动的黑色沉淀及管底壁上黑色致密的碳颗粒层，弃上清液，将可流动的黑色沉淀转移到另外一个离心管中，用重悬液重悬至原量0.8倍，加入0.1％的叠氮钠4℃保存备用；
s4：将样品垫和碳标抗体结合垫通过处理液进行水化和封闭处理：样品垫和结合垫经剪裁后通过浸蘸前处理液进行水化和封闭处理，浸泡30min后于温度37℃下烘干2小时，样品垫和结合垫处理液为：含有终质量浓度为0.3％吐温20、2％海藻糖、10％蔗糖及pH值为7.2、浓度为0.01mol/L的PBS溶液；
s5：将步骤s2碳标抗体溶液喷涂在碳标抗体结合垫上：喷涂机将碳标抗体在结合垫上均匀喷涂，喷样量在30μL/cm2，37℃真空干燥；
s6：检测点抗原和控制点二抗的包被：分别将包被抗原均稀释到0.8mg/mL，二抗稀释到0.2mg/mL，点样在NC膜上分别为检测线和质控线，于温度37℃下干燥；
s7：试纸条的组装：将2.4cm×0.4cmNC膜、1.8cm×0.4cm吸水纸、0.6cm×0.4cm胶体碳结合垫、1.5cm0.4cm样品垫依次粘贴在PVC胶板上，即成胶体金刚碳片。
4.根据权利要求3所述的胶体金刚碳标记抗体的方法，其特征在于：步骤s2中标记抗体的方法如下：取100mL胶体金刚碳溶液，加入最佳用量的单克隆抗体，同时加入终质量浓度为1％的海藻糖，在磁力搅拌器下混合10min后，接着加入终质量浓度为0.5％的BSA，得到碳标抗体100mL，4℃保存过夜后冷冻超速离心纯化。
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