CN109444400A - 一种侧流层析试纸及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种侧流层析试纸,包括样品垫、结合垫、硝酸纤维素膜、吸水纸、埋有疏水棉线的纸张和背胶板;样品垫、结合垫、埋有疏水棉线的纸张、硝酸纤维素膜和吸水纸按照顺序依次两两相重叠2mm固定贴在背胶板上将具有一定疏水性质的棉线在造纸过程中埋入纸张,将两者复合作为流体通道添加到传统侧流层析试纸的硝酸纤维素膜前面,改变试纸条结构,减慢目标物在硝酸纤维素膜上的流速,延长目标物与探针的反应时间,从而增强检测灵敏度。其中所采用的棉线为生活中常见的纺织材料,廉价易得,采用与纸张类似的纤维材料制备而成;且通过传统的造纸工艺将棉线和纸复合,操作简单快速,有望实现批量化生产,用于HIV核酸检测。
Description
技术领域
本发明属于试纸制备领域,具体涉及一种增强侧流试纸灵敏度的方法和应用。
背景技术
随着传染病、食物污染和水污染的发生率不断增加,医学诊断、环境监测和食品安全测试等应用显得越来越重要,而他们主要是对体液和其他生物化学流体中的分析物例如核酸,蛋白质,药物和代谢物等的检测。传统方法是在实验室中对样品进行定量分析,但是往往需要大型的,昂贵的分析仪器,而且需要有相应专业技术的人员操作,同时对样品的需求量也很大,这在基础设施不良的发展中国家和欠发达地区,或者紧急情况,亦或是家庭健康检测是很难实施。侧流层析试纸作为一种即时检测技术,已经被应用于资源受限地区进行疾病诊断,食品安全检测和环境检测等领域。与传统实验室分析技术相比,侧流层析试纸具有操作简单、成本低廉、便于携带等优点。目前,这种方法已被用于检测病毒、细菌、细胞和人血样中不同核酸和蛋白标志物。但是,低灵敏度在一定程度上限制了侧流层析试纸的广泛应用。
目前,已有很多方法用来增强试纸检测灵敏度,例如:基于酶的信号增强技术、基于探针的信号增强技术和恒温恒湿技术等。它们往往需要昂贵的化学试剂、大型仪器、复杂的制备过程或操作步骤。研究发现,通过对样品进行前期预处理可以增强试纸检测灵敏度,如等速电泳技术分离和纸基浓缩技术;亦可通过改变试纸上液体的流速提升其检测灵敏度,如利用石蜡等疏水性物质修饰硝酸纤维素膜,制备疏水屏障。上述方法存在制备复杂,操作繁琐,成本较高,受环境影响大且不能批量化生产等缺点,仍然不适用于提高侧流层析试纸的灵敏度,不能广泛用于资源匮乏地区。
发明内容
为了解决了现有技术中存在的问题,本发明提供一种侧流层析试纸及其制备方法和应用,本发明所述侧流层析试纸,有效减缓目标物在硝酸纤维素膜上的流速,增加检测目标物与硝酸纤维素膜上固定的捕获探针和对照探针的反应时间,从而提高检测灵敏度,侧流层析试纸制备方法操作简单、成本低廉,且有望实现批量化生产,适用范围广。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是,一种侧流层析试纸,包括样品垫、结合垫、硝酸纤维素膜、吸水纸、埋有疏水棉线的纸张和背胶板;样品垫、结合垫、埋有疏水棉线的纸张、硝酸纤维素膜和吸水纸按照顺序依次两两相重叠2mm固定贴在背胶板上。
一种侧流层析试纸的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,取市售棉线,采用十六烷基三甲氧基硅烷溶液对棉线进行预处理,得到疏水棉线;
步骤2,取针叶木纤维并进行疏解,使纤维均匀分散,形成纸浆悬浮液,将步骤1处理过的棉线放置于纸张成型网上,向纸张成形器中加入所述纸浆悬浮液,脱水形成湿纸页,再将湿纸页干燥得到埋有疏水棉线的纸张。
步骤3,取样品垫、结合垫、硝酸纤维素膜、吸水纸、步骤2所制备的埋有疏水棉线的纸张和背胶板,将样品垫、结合垫、埋有疏水棉线的纸张、硝酸纤维素膜和吸水纸按照顺序依次两两相重叠贴在背胶板上,即得到侧流层析试纸。
步骤中,在浓度为0.01wt%~0.25wt%的十六烷基三甲氧基硅烷溶液中将棉线浸泡20min~30min,清洗干净后烘干。
步骤1中所用的十六烷基三甲氧基硅烷溶液用乙醇稀释,并加入催化剂乙酸。
乙醇和乙酸的体积比为9:1。
步骤2中,将湿纸页在0.6MPa的压力下在105℃±2℃下干燥3分钟。
步骤2所得埋有疏水棉线的纸张的定量不小于80g/m2。
步骤3中样品垫、结合垫、埋有疏水棉线的纸张、硝酸纤维素膜和吸水纸依次两两重叠2mm。
侧流层析试纸用于HBV核酸检测、病毒、细菌以及蛋白检测。
侧流层析试纸用于HIV核酸的检测。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:本发明通过在传统的侧流层析试纸上增加一段具有疏水性质的通道,有效减缓目标物在硝酸纤维素膜上的流速,增加检测目标物与硝酸纤维素膜上固定的捕获探针和对照探针的反应时间,从而提高检测灵敏度。疏水通道选择均以纤维为原料的棉线和纸张的复合物,其原材料廉价易得,受环境影响小,生物相容性好,可降解;且制备方法操作简单快速,有望实现批量生产,对于疾病筛查、食品安全检测和环境监测具有十分重要的意义。
将棉线进行疏水处理之后,在造纸过程中埋入纸张,将两者复合作为流体通道添加到传统侧流层析试纸的硝酸纤维素膜前面,改变试纸条结构,且通过传统的造纸工艺将棉线和纸复合,操作简单快速,有望实现批量化生产,得到广泛应用。
附图说明
图1为传统侧流试纸的结构示意图。
图2为本发明改进后的侧流试纸结构示意图。
图3为传统侧流试纸检测不同浓度的HIV核酸的结果。
图4为本发明改进的侧流试纸检测不同浓度的HIV核酸的结果。
附图中,1-样品垫、2-结合垫、3-硝酸纤维素膜、4-吸水纸、5-背胶板,6-检测区,7-对照区,8-埋有疏水棉线的纸张,9-疏水棉线。
具体实施方式
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
如图1所示,传统侧流层析试纸包括样品垫1、结合垫2、硝酸纤维素膜3、吸水纸4、背胶板5五部分;其检测效果如图2所示。
如图2所示,本发明所制备的侧流层析试纸将具有一定疏水性质的棉线在造纸过程中埋入纸张,将两者复合作为流体通道添加到传统侧流层析试纸的硝酸纤维素膜3前面,改变试纸条结构,减慢目标物在硝酸纤维素膜3上的流速,延长目标物与探针的反应时间,从而增强检测灵敏度。其中所采用的棉线为生活中常见的纺织材料,廉价易得,采用与纸张类似的纤维材料制备而成;且通过传统的造纸工艺将棉线和纸复合,操作简单快速,有望实现批量化生产,得到广泛应用。
如图2所示,一种侧流层析试纸,包括样品垫1、结合垫2、硝酸纤维素膜3、吸水纸4、埋有疏水棉线的纸张8和背胶板5;样品垫1、结合垫2、埋有疏水棉线的纸张8、硝酸纤维素膜3和吸水纸4按照顺序依次两两相重叠2mm固定贴在背胶板5上。
一种增强侧流层析试纸的检测灵敏度的方法,包括以下步骤:
(1)取市售棉线若干,采用十六烷基三甲氧基硅烷溶液对棉线进行预处理,得到疏水棉线9;
将棉线放置于浓度为0.01%~0.25%的十六烷基三甲氧基硅烷溶液中20~30min,取出在流水下洗净,烘干备用;所述棉线经十六烷基三甲氧基硅烷处理后,棉线的疏水性均匀增强;采用乙醇稀释十六烷基三甲氧基硅烷,并加入乙酸作为催化剂,其中乙醇:乙酸为9:1。
(2)纸张制备:取适量针叶木纤维在标准纤维疏解机中疏解,疏解转速为20000r/min,使纤维均匀分散;取步骤(1)处理过的棉线平行放置于纸张成形器的成型网上,放下成型桶固定棉线,同时倒入纸浆悬浮液,快速脱水,形成湿纸页;使用毛毯吸水,并将带有棉线的湿纸页从成型网上揭下,将湿纸页在0.6MPa的压力下在105℃±2℃下干燥3分钟;棉线通过静电吸附和摩擦作用嵌入纸张中,纸张的定量最小为80g/m2。
棉线相比纸张具有更强的储液能力,但不能与背胶板5紧紧贴合,容易因外界摩擦而掉落。因此将棉线埋入纸张中,以获得更大的接触面积,具有良好的结构稳定性。
(3)侧流试纸的制备:侧流层析试纸包括样品垫、结合垫2、硝酸纤维素膜3、吸水纸4、埋有疏水棉线的纸张8和背胶板5;样品垫1、结合垫2、埋有疏水棉线的纸张8、硝酸纤维素膜3和吸水纸4按照顺序依次两两相重叠2mm粘贴在背胶板5上。
试剂制备:采用柠檬酸钠和氯金酸制备金纳米颗粒,并用检测探针修饰金纳米颗粒,用链霉亲和素修饰对照探针和捕获探针。
测流试纸的检测:取修饰过的对照探针和捕获探针各0.5μL分别滴加在硝酸纤维素膜3上,修饰过的纳米金颗粒8μL滴加在结合垫2上,于37℃烘箱中烘干,将80μL目标物滴加到干燥后的试纸条前端的样品垫1处,使样品沿着试纸条方向流动,20min后观察检测区6(T线)和对照区7(C线),T线和C线均显色,表明结果为阳性;T线未显色,C线显色,表明结果为阴性;C线未显色,表明出现假阳,结果不可靠,需重复检测。
本发明选用HIV检测侧流层析试纸的灵敏度,对于其他目标物同样适合。
实施例1:
(1)棉线预处理:取市售的棉线放置于浓度为0.025%的十六烷基三甲氧基硅烷溶液中30min,取出在流水下洗净,烘干,得到疏水棉线9;所述十六烷基三甲氧基硅烷采用乙醇稀释,并加入适量乙酸作为催化剂,其中乙醇:乙酸约为9:1。
(2)纸张制备:取适量针叶木纤维在标准纤维疏解机中疏解,疏解转速为20000r/min,使纤维均匀分散。处理过的2根棉线放置于纸张成形器的成型网上,倒入纸浆悬浮液,快速脱水,得到湿纸页,将湿纸页在0.6MPa的压力下在105℃±2℃下干燥3分钟,纸张的定量为80g/m2。
(3)侧流试纸的制备:侧流层析试纸由样品垫1、结合垫2、硝酸纤维素膜3、吸水纸4、埋有2根棉线的纸张和背胶板5组成;样品垫1、结合垫2、埋有疏水棉线的纸张8、硝酸纤维素膜3和吸水纸4按照顺序依次两两相重叠2mm粘贴在背胶板5上。
根据已有文献采用柠檬酸钠和氯金酸制备金纳米颗粒,并用检测探针修饰金纳米颗粒,用链霉亲和素修饰对照探针和捕获探针。
测流试纸的检测:取修饰过的对照探针和捕获探针各0.5μL分别滴加在硝酸纤维素膜3上,修饰过的纳米金颗粒8μL滴加在结合垫2上,于37℃烘箱中烘干。将浓度为分别为50、25、10、5、2.5、1、0.5、0.25、0.1、0.05以及0nM的80μL目标物分别滴加到干燥后的试纸条前端的样品垫1处,使样品沿着试纸条方向流动,20min后观察检测区6和对照区7。
上述结果显示,目标物浓度为0nM时,C线显色,T线不显色,无假阳出现,说明结果具有可信性;上述方法制备的侧流层析试纸最低可检测到浓度为0.25nM的HIV目标物,而传统测流试纸最低可检测到1nM的HIV目标物,如图4所示,检测灵敏度提高了4倍。
实施例2:
(1)棉线预处理:取市售的2根棉线放置于浓度为0.1%的十六烷基三甲氧基硅烷溶液中30min,取出在流水下洗净,烘干,得到疏水棉线9;所述棉线经十六烷基三甲氧基硅烷处理后,棉线的疏水性均匀增强;所述十六烷基三甲氧基硅烷采用乙醇稀释,并加入适量乙酸作为催化剂,其中乙醇:乙酸约为9:1。
(2)纸张制备:取适量针叶木纤维在标准纤维疏解机中疏解,疏解转速为20000r/min,使纤维均匀分散,处理过的2根棉线放置于纸张成形器的成型网上,倒入纸浆悬浮液,快速脱水,形成湿纸页,将湿纸页在0.6MPa的压力下在150℃±2℃下干燥3分钟,纸张的定量为80g/m2。
(3)侧流试纸的制备:侧流层析试纸采用样品垫1、结合垫2、硝酸纤维素膜3、吸水纸4、埋有2根棉线的纸张和背胶板5组成;样品垫1、结合垫2、埋有疏水棉线的纸张8、硝酸纤维素膜3和吸水纸4按照顺序依次两两相重叠2mm粘贴在背胶板5上。
根据已有文献采用柠檬酸钠和氯金酸制备金纳米颗粒,并用检测探针修饰金纳米颗粒,用链霉亲和素修饰对照探针和捕获探针。
取修饰过的对照探针和捕获探针各0.5μL分别滴加在硝酸纤维素膜3上,修饰过的纳米金颗粒8μL滴加在结合垫2上,于37℃烘箱中烘干。将浓度为50、25、10、5、2.5、1、0.5、0.25、0.1、0.05以及0nM的80μL目标物分别滴加到干燥后的试纸条前端的样品垫1处,使样品沿着试纸条方向流动,20min后观察检测区6和对照区7。
上述结果显示,目标物浓度为0nM时,C线显色,T线不显色,无假阳出现,说明结果具有可信性。上述方法制备的侧流层析试纸最低可检测到浓度为0.5nM的HIV目标物,而传统测流试纸最低可检测到1nM的HIV目标物,检测灵敏度提高了2倍。
实施例3:
(1)棉线预处理:取3根市售棉线放置于浓度为0.025%的十六烷基三甲氧基硅烷溶液中30min,取出在流水下洗净,烘干,得到疏水棉线9;所述十六烷基三甲氧基硅烷采用乙醇稀释,并加入适量乙酸作为催化剂,其中乙醇:乙酸约为9:1。
(2)纸张制备:取适量针叶木纤维在标准纤维疏解机中疏解,疏解转速为20000r/min,使纤维均匀分散;处理过的3根棉线放置于纸张成形器的成型网上,倒入纸浆悬浮液,快速脱水。将湿纸页在0.6MPa的压力下在105℃±2℃下干燥3分钟,纸张的定量不小于80g/m2。
(3)侧流试纸的制备:侧流层析试纸由样品垫1、结合垫2、硝酸纤维素膜3、吸水纸4、埋有3根棉线的纸张和背胶板5组成。样品垫1、结合垫2、埋有疏水棉线的纸张8、硝酸纤维素膜3和吸水纸4按照顺序依次两两相重叠2mm粘贴在背胶板5上。
根据已有文献采用柠檬酸钠和氯金酸制备金纳米颗粒,并用检测探针修饰金纳米颗粒,用链霉亲和素修饰对照探针和捕获探针。
测流试纸的检测;取修饰过的对照探针和捕获探针各0.5μL分别滴加在硝酸纤维素膜3上,修饰过的纳米金颗粒8μL滴加在结合垫2上,于37℃烘箱中烘干;将浓度为50、25、10、5、2.5、1、0.5、0.25、0.1、0.05以及0nM的80μL目标物分别滴加到干燥后的试纸条前端的样品垫1处,使样品沿着试纸条方向流动,20min后观察检测区6和对照区7。
上述结果显示,目标物浓度为0nM时,C线显色,T线不显色,无假阳出现,说明结果具有可信性。上述方法制备的侧流层析试纸最低可检测到浓度为1nM的HIV目标物,而传统测流试纸最低可检测到1nM的HIV目标物,检测灵敏度没有明显提高;40min后再次观察T线和C线,本方法制备的侧流层析试纸最低可检测到浓度为0.25nM的HIV目标物。
Claims (10)
1.一种侧流层析试纸,其特征在于,包括样品垫(1)、结合垫(2)、硝酸纤维素膜(3)、吸水纸(4)、埋有疏水棉线的纸张(8)和背胶板(5);样品垫(1)、结合垫(2)、埋有疏水棉线的纸张(8)、硝酸纤维素膜(3)和吸水纸(4)按照顺序依次两两相重叠2mm固定贴在背胶板(5)上。
2.一种如权利要求1所述的侧流层析试纸的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,取市售棉线,采用十六烷基三甲氧基硅烷溶液对棉线进行预处理,得到疏水棉线(9);
步骤2,取针叶木纤维并进行疏解,使纤维均匀分散,形成纸浆悬浮液,将步骤1处理过的棉线放置于纸张成型网上,向纸张成形器中加入所述纸浆悬浮液,脱水形成湿纸页,再将湿纸页干燥得到埋有疏水棉线的纸张(8);
步骤3,取样品垫(1)、结合垫(2)、硝酸纤维素膜(3)、吸水纸(4)、步骤2所制备的埋有疏水棉线的纸张(8)和背胶板(5),将样品垫(1)、结合垫(2)、埋有疏水棉线的纸张(8)、硝酸纤维素膜(3)和吸水纸(4)按照顺序依次两两相重叠贴在背胶板(5)上,即得到侧流层析试纸。
3.根据权利要求2所述的侧流层析试纸制备方法,其特征在于,步骤(1)中,在浓度为0.01wt%~0.25wt%的十六烷基三甲氧基硅烷溶液中将棉线浸泡20min~30min,清洗干净后烘干。
4.根据权利要求2所述的侧流层析试纸制备方法,其特征在于,步骤1中所用的十六烷基三甲氧基硅烷溶液用乙醇稀释,并加入催化剂乙酸。
5.根据权利要求4所述的侧流层析试纸制备方法,其特征在于,乙醇和乙酸的体积比为9:1。
6.根据权利要求2所述的侧流层析试纸制备方法,其特征在于,步骤2中,将湿纸页在0.6MPa的压力下在105℃±2℃下干燥3分钟。
7.根据权利要求2所述的侧流层析试纸制备方法,其特征在于,步骤2所得埋有疏水棉线的纸张(8)的定量不小于80g/m2。
8.根据权利要求2所述的侧流层析试纸制备方法,其特征在于,步骤3中样品垫(1)、结合垫(2)、埋有疏水棉线的纸张(8)、硝酸纤维素膜(3)和吸水纸(4)依次两两重叠2mm。
9.权利要求2~8任一项所述的侧流层析试纸制备方法所制备的侧流层析试纸用于HBV核酸检测、病毒、细菌以及蛋白检测。
10.权利要求2~8任一项所述的侧流层析试纸制备方法所制备的侧流层析试纸用于HIV核酸的检测。
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