CN109507410B - 快速检测尿液中硝酸盐的方法和便携装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速检测尿液中硝酸盐的方法和便携装置，属于医学检验技术领域。该检测装置包括尿液采集部分、反应槽部分和读数部分，通过尿液采集部分收集的尿液与试剂槽内的试剂在含有硝酸盐还原酶的反应槽内反应，得到的反应液进入读数部分的斜面上，通过读数窗口观测到的液面与刻度来进行读数，判断健康状况。本发明的检测方法具有安全无创，操作简便易行，检测装置采用一体化封闭设计，既避免反应试剂的外泄，也确保反应检测的准确性和结果的可靠性，并在5min内即可快速完成样本采集，检测和健康判断。

Description

快速检测尿液中硝酸盐的方法和便携装置

技术领域

本发明属于医学检验领域，尤其涉及一种快速检测尿液中硝酸盐的方法和便携装置。

背景技术

硝酸盐，是硝酸衍生的含硝酸根离子化合物的统称，几乎全部易溶于水，在溶液中硝酸根几乎不能被绝大多数阳离子沉淀。硝酸盐大量存于自然环境(水体、土壤、植物)中，也是植物的天然养分之一，主要通过生物固氮而形成。由于植物、动物、以及人口腔中的共生细菌含有硝酸盐还原酶，可将硝酸盐还原为亚硝酸盐，而后者与一氧化氮的浓度和活性息息相关。据报道氧化压力提升、一氧化氮量的减少跟高血压及其他心血管疾病密切相关。研究发现硝酸盐可调控细胞的氧化压力、线粒体功能，从而达到保护机体免受心血管疾病、糖尿病侵袭的作用。蔬菜含有丰富的硝酸盐。从膳食中摄取的硝酸盐具备一氧化氮的诸多功能，包括降低血压、抑制血小板聚集、保护血管等。人体体液中含有不同浓度的硝酸盐，亟需对其生理、病理浓度定性和定量。然而，使用当前已有的技术和方法，包括离子交换法、高效液相色谱法、荧光光度法、格里斯试剂法等，检测硝酸盐的过程复杂、耗时很长。

目前，血液或尿液中硝酸盐和亚硝酸盐的检测通常用Griess试剂盒或高效液相色谱法。如中国发明专利申请(申请公布号：CN103760121A，申请公布日：2014.04.30)公开了一种血液中亚硝酸盐的检测方法，该检测方法利用多孔板和酶标仪测定亚硝酸盐与Griess形成的有色络合物的吸光度，将不含亚硝酸盐血液作为制作工作曲线基体溶液，消除了血液基体的干扰，提高检测的灵敏度及准确性。该方法具有准确度高、检测样本量大、检测样品量少、检测效率高等特点。

又如中国发明专利申请(申请公布号：CN103235093 A，申请公布日：2013.08.07)公开了一种血液、尿液及组织中硝酸盐与亚硝酸盐的检测方法，通过在弱酸性条件下硝酸根离子与离子对试剂形成离子对，亚硝酸盐与Griess试剂发生重氮化偶合反应，形成偶氮化合物，使不能在色谱柱上保留且无紫外吸收的硝酸盐与亚硝酸盐能同时在不同波长下进行液相色谱分析，消除了相互干扰。对于基体干扰大、且含量低的血液、尿液及组织中的硝酸盐与亚硝酸盐检测具有较大适用性，硝酸盐与亚硝酸盐检测限分别为0.2μg/mL和0.05μg/mL。该发明具有操作简单、测定快速、有效，准确等特点。

再如中国发明专利申请(申请公布号：CN104280383 A，申请公布日：2015.01.14)公开了一种血液和尿液中亚硝酸盐的快速检测方法，通过利用亚硝酸盐与Griess试剂发生重氮化偶合反应，形成偶氮化合物，进行浊点萃取，将有色偶氮化合物沉于在离心管底，将管底红色与标准色阶比较，根据颜色深浅判断其含量。但由于浊点萃取的富集倍数大，且血液、尿液经脱色及脱蛋白处理，大大消除干扰，体系中亚硝酸盐检测限可达0.01μg/mL。该发明具有简单、快速、灵敏度高、可现场检测等特点。又如中国发明专利申请(申请公布号：CN104458712A，申请公布日：2015.03.25)公开了一种血液和尿液中亚硝酸盐的高灵敏快速检测方法，利用亚硝酸盐与Griess试剂发生重氮化偶合反应，形成偶氮化合物，用非离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚AEO系列进行浊点萃取，具有操作条件温和、浊点温度低、分相时间短、萃取效率高等特点。体系中亚硝酸盐检测限可达0.005μg/mL。该发明具有简单、快速、灵敏度高、可现场检测等特点。

上述专利文献报道的检测方法虽然各自具备独特性，但是检测过程都需要专业人员和专业仪器，操作过程较繁琐、耗时长、费用高，有一定的局限性。

一般认为，能应用于现场且在30min内能出具检测结果，即可视为现场快速检测方法。现有的快速检测亚硝酸盐的方法，主要是根据亚硝酸盐与显色剂的显色反应来确定其含量，一般采用试纸、试剂盒等形式，然而却缺少可便携的快速精确检测装置。虽然试纸的形式可达到快速和便携的目的，但是试纸只能定性和半定量检测亚硝酸盐的含量，临床上更需要一种便携的能方便检测并准确定量的方法和装置应用于临床及个体自行检测。近年来，人体中硝酸盐和亚硝酸盐与炎症和疾病的关系，日益受到关注并逐渐被报道。尿液作为一种丰富且易于采集的体液，最适合作为检测疾病和炎症的首选。随着健康安全问题的日益严峻，如何实现使用便携装置快速、灵敏、简便、准确的检测出尿液中亚硝酸盐的含量，对人们的健康生活有着非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简便，检测可靠，实现尿液收集、密封检测和预警显示于一体的快速检测尿液中硝酸盐的方法和便携装置。

为实现上述发明的目的，发明人通过大量试验研究和设计，最终获得了如下快速检测尿液中硝酸盐的方法和便携装置，一种快速检测尿液中硝酸盐的方法，它包括以下步骤：

尿液采集部分：通过尿液采集器实现尿液收集、过滤；反应槽部分：过滤后的尿液、试剂槽内Griess A试剂和Griess B试剂进入反应槽C，与反应槽C中的硝酸盐还原酶反应，形成反应液；读数显示部分：反应液进入读数装置进行读数，读数装置包括圆柱腔体16，圆柱腔体16一端设置读数窗口17，另一端设置透明斜面盖13，透明斜面盖13内侧设置读数显示斜面12。

优选的，Griess A试剂：对氨基苯磺酸，10％醋酸

Griess B试剂：萘胺，10％醋酸

快速检测尿液中硝酸盐的便携装置包括装置本体，尿液采集部分、反应槽部分和读数显示部分；尿液采集部分包括尿液采集器1，收集器5，尿液采集器1下部设置过滤材料6；反应槽部分包括扣盖3和反应槽板块2，反应槽板块2上设置试剂槽A8、试剂槽B9、反应槽C7，试剂槽A8、试剂槽B9可分别通过通道18通道19与反应槽C7相通，通道18上设置单向阀21，通道19上设置单向阀22，扣盖3上设置与反应槽C7位置相应的凸起11；读数显示部分包括可与反应槽C7相通的液体进入通道20和读数装置4，通道20上设置单向阀23，读数装置4包括圆柱腔体16，圆柱腔体16一端设置读数窗口17，另一端设置透明斜面盖13，透明斜面盖13内侧设置读数显示斜面12，反应液进入读数装置4进行读数。

所述的收集器5为漏斗状收集器。

所述的过滤材料6为过滤尿液中生物大分子的活性炭或壳聚糖或硅藻土，过滤材料分布于漏斗状尿液收集器底部，收集器5底部与反应槽C7相连通。

所述的收集器5与反应槽C7连接部位设置密封阀10。

所述的圆柱腔体16与读数显示斜面12和读数窗口17形成封闭空间，透明斜面盖13、读数显示斜面12和读数窗口17材质为透明塑料。

所述的读数显示斜面12与透明斜面盖13间有0.2mm薄层空间15，透明斜面盖13顶端开有孔径为10μm的气孔14。

所述的读数显示斜面12与圆柱腔体16轴向呈45°夹角。

所述的读数显示斜面12与圆柱腔体16接触内部设有三条刻度。

综上所述，本发明提供了一种快速检测尿液中硝酸盐的方法和便携装置，包括尿液采集装置、反应槽板块和数据读取装置，采用硝酸盐还原酶还原硝酸盐，Griess试剂与亚硝酸盐的显色反应，利用折光代替分光光度计读数，在一体化的便携装置中完成尿液中硝酸盐的准确测定，并提供预警说明。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

安全无创：尿液含量丰富采集方便，完全区别于血液采集的创伤性，也具有免除被检测对象对针刺的痛苦与恐惧的优势，更能减少检测人员暴露的几率与风险；

简便易行：只需简单的拔拽，摇动，扣盖，读数，即可完成检测，不需要专业的检测人员的参与，大众可自行完成；

一体式封闭设计：检测全程避免了反应试剂的泄露对人体或环境的危害，也确保了反应试剂、样本和检测液体积的确定性；

快速准确：5分钟内即可完成检测，读数刻度准确对应硝酸盐含量，及时反应机体状况。

附图说明

图1为本发明检测方法采用的检测装置的结构示意图；

图2为图1的内部结构示意图；

图3为图2的局部结构示意图；

图4为图1中尿液采集装置的结构示意图；

图5为图1中读数装置的结构示意图；

图6为读数显示斜面刻度分布的结构示意图。

其中，图1～图6中各部件标号如下：

尿液采集器1，反应槽板块2，扣盖3，读数装置4，收集器5，亲水性材料6，反应槽C7，试剂槽A8，试剂槽B9，尿液采集装置与反应槽连接处密封阀10，凸起11，读数显示斜面12，透明斜面盖13，气孔14，斜面与斜面盖之间薄层空间15，圆柱腔体16，读数窗口17，试剂槽A与反应槽C连接通道18，试剂槽B与反应槽C连接通道19，反应槽C与读数装置连接通道20，通道18中单向阀21，通道19中单向阀22，通道20中单向阀23。

具体实施方式

本发明核心是提供一种快速检测尿液中硝酸盐的便携装置，以提高检测速度、检测方便性和现场检测准确性。

以下结合附图和具体实施方式进一步对本发明进行详细说明，但本发明的内容不仅仅局限于此。

如图1-6所示，一种快速检测尿液中硝酸盐的方法，它包括以下步骤：

尿液采集部分：通过尿液采集器实现尿液收集、过滤；反应槽部分：过滤后的尿液、试剂槽内Griess A试剂和Griess B试剂进入反应槽C，与反应槽C中的硝酸盐还原酶反应，形成反应液；读数显示部分：反应液进入读数装置4进行读数，读数装置4包括圆柱腔体16，圆柱腔体16一端设置读数窗口17，另一端设置透明斜面盖13，透明斜面盖13内侧设置读数显示斜面12。

快速检测尿液中硝酸盐的便携装置，包括装置本体，尿液采集部分、反应槽部分和读数显示部分；尿液采集部分包括尿液采集器1，漏斗状收集器5，尿液采集器1下部设置过滤材料6，过滤材料6为过滤尿液中生物大分子的活性炭或壳聚糖或硅藻土，过滤材料分布于漏斗状尿液收集器底部，并与反应槽C7相连通。收集器5与反应槽C7连接部位设置密封阀10。反应槽部分包括扣盖3和反应槽板块2，反应槽板块2上设置试剂槽A8、试剂槽B9、反应槽C7试剂槽A8、试剂槽B9可分别通过通道18、通道19与反应槽C7相通，通道18上设置单向阀21，通道19上设置单向阀22，扣盖3上设置与反应槽C7位置相应的凸起11；读数显示部分包括可与反应槽C7相通的液体进入通道20和读数装置4，通道20上设置单向阀23，读数装置4包括圆柱腔体16，圆柱腔体16一端设置读数窗口17，另一端设置透明斜面盖13，透明斜面盖13内侧设置读数显示斜面12，圆柱腔体16与读数显示斜面12和读数窗口17形成封闭空间，透明斜面盖13、读数显示斜面12和读数窗口17材质为透明塑料。反应液进入读数装置4进行读数。

所述的读数显示斜面12与透明斜面盖13间有0.2mm薄层空间15。

所述的读数显示斜面12与圆柱腔体16接触内部设有三条刻度，由下到上刻度线用罗马数字标记。

如图4所示，本发明的实施例提供的尿液采集装置1的结构示意图，由收集器5和过滤材料6组成，其中过滤材料6均匀并完全分布与收集器5的底部。

如图3所示，本发明的实施例提供的反应槽板块2初始工作状态的结构示意图，由试剂槽A8，试剂槽B9，反应槽C7组成。其中反应槽C7的上表面有单向密封阀10，并为与尿液收集本体1相连接处。扣盖3的表面有硅胶材质的凸起11，位于密封阀10的正上方。反应槽C7分别与试剂槽A8、试剂槽B9、读数显示部分4通过通道18、通道19、通道20相连接，并未连通。通道18、通道19、通道20中分别有单向阀21、单向阀22、单向阀23。

如图5所示，本发明的实施例提供的数据读取装置结构示意图，由读数显示斜面12，透明斜面盖13，透明斜面盖13顶端开有孔径为10μm的气孔14。读数显示斜面12与圆柱腔体16轴向呈45°夹角。读数显示斜面12与透明斜面盖之间设有0.2mm的薄层空间15。

如图6所示，本发明的实施例提供的读数显示斜面12的内部刻度线分布结构图，读数显示斜面12与圆柱腔体16相连接，内部设有三条刻度，由下到上刻度线用罗马数字“Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ”标记，分别意味着为“正常”“预警”“炎症”；

其中，本发明的读数显示斜面折光原理在于光线进入读数显示斜面12中的反应液时会产生折射现象，且入射角正弦之比恒为定值，此比值为折光率。利用反应液中可溶性显色物质含量与折光率在普通环境下成正比例，测定出反应液的折光率从而计算出硝酸盐的浓度。

同时，读数显示斜面12内可设绿色背景材料，反应液进入读数显示斜面12中可突显液体颜色，反应液中可溶性物质含量所形成的折光率与绿色背景材料形成颜色叠加，使得刻度界面更清晰易分辨。

如图1所示，本发明的实施例提供的装置使用前整体结构示意图，尿液采集器1与反应槽板块2相连接，反应槽板块2和读数装置4部分通过透明斜面盖13和圆柱腔体16部分相连接，其中反应槽C7与试剂槽A8、试剂槽B9、读数装置4相连接并未连通。

如图1所示，本发明的实施例提供的装置使用后整体示意图，反应槽板块2与扣盖3合盖在一起，反应槽板块2和读数显示部分4相连接，其中反应槽C7与试剂槽A8，试剂槽B9，读数装置4相连通。

尿液收集完成后，确定体积的尿液立即进入反应槽C7，拔掉尿液采集器5后，尿液收集器5与反应槽连接部位立即密封，连接部位装有密封阀10；在反应发生前反应槽C7内为相对真空；上述反应槽板块部分包括：试剂槽A：Griess A试剂1mL，试剂槽B：Griess B试剂1mL。

拔掉尿液采集器1，立即引发槽A8、B9、C7的连通，试剂槽A、B中的Griess A试剂和Griess B试剂进入反应槽C，与反应槽C中已有硝酸盐还原酶和尿液反应；

拔掉尿液采集器1后，摇动装置15s，静置反应3min。盖上扣盖3，扣盖3为边缘设有卡扣的盖板，在盖合的过程中，引起卡口的按压和扣合，从而引发反应槽C7与读数装置4连通，扣盖3对应在反应槽C的上方设有凸起11，盖上扣盖3可使确定体积的反应液进入到读数斜面薄层空间15；反应液进入到读数斜面薄层空间15后，需使读数显示斜面12对准光源，然后通过读数窗口17观察刻度线处于哪个位置，进而知道被检测者体内硝酸盐含量处于“正常”“预警”“炎症”中的哪个水平；

本发明简便易行，只需简单的拔拽，摇动，扣盖，读数，即可完成检测，不需要专业的检测人员的参与，大众可自行完成；通过一体式封闭设计，检测全程避免了反应试剂的泄露对人体或环境的危害，也确保了反应试剂、样本和检测液体积的确定性；本发明检测快速准确，5分钟内即可完成检测，读数刻度准确对应亚硝酸盐含量，及时反应机体状况。

综上所述，本发明提供了一种快速检测尿液中硝酸盐的便携装置，包括尿液采集装置、反应槽板块和数据读取装置，具有一体化、便携、快速、准确检测尿液中硝酸盐的含量，间接反映出人体的炎症状况，实现了炎症初筛和大众对疾病的便捷检测。

Claims (7)

1.一种快速检测尿液中硝酸盐的方法，其特征在于它包括以下步骤：

尿液采集部分：通过尿液采集器实现尿液收集、过滤；

反应槽部分：过滤后的尿液、试剂槽内Griess A试剂和Griess B试剂进入反应槽C，与反应槽C中的硝酸盐还原酶反应，形成反应液；

读数显示部分：反应液进入读数装置(4)进行读数，读数装置(4)包括圆柱腔体(16)，圆柱腔体(16)一端设置读数窗口(17)，另一端设置透明斜面盖(13)，透明斜面盖(13)内侧设置读数显示斜面(12)；且所述方法采用如下便携装置完成检测，所述便携装置包括装置本体，尿液采集部分、反应槽部分和读数显示部分；尿液采集部分包括尿液采集器(1)，收集器(5)，尿液采集器(1)下部设置过滤材料(6)；反应槽部分包括扣盖(3)和反应槽板块(2)，反应槽板块(2)上设置试剂槽A(8)、试剂槽B(9)、反应槽C(7)，试剂槽A(8)、试剂槽B(9)可分别通过通道(18)、通道(19)与反应槽C(7)相通，通道(18)上设置单向阀(21)，通道(19)上设置单向阀(22)，扣盖(3)上设置与反应槽C(7)位置相应的凸起(11)；读数显示部分包括可与反应槽C(7)相通的液体进入通道(20)和读数装置(4)，通道(20)上设置单向阀(23)，读数装置(4)包括圆柱腔体(16)，圆柱腔体(16)一端设置读数窗口(17)，另一端设置透明斜面盖(13)，透明斜面盖(13)内侧设置读数显示斜面(12)，反应液进入读数装置(4)进行读数；读数显示斜面(12)与透明斜面盖(13)间有0.2mm薄层空间(15)，透明斜面盖(13)顶端开有孔径为10μm的气孔(14)；且读数显示斜面(12)与圆柱腔体(16)轴向呈45°夹角。

2.一种快速检测尿液中硝酸盐的便携装置，其特征在于它包括装置本体，尿液采集部分、反应槽部分和读数显示部分；尿液采集部分包括尿液采集器(1)，收集器(5)，尿液采集器(1)下部设置过滤材料(6)；反应槽部分包括扣盖(3)和反应槽板块(2)，反应槽板块(2)上设置试剂槽A(8)、试剂槽B(9)、反应槽C(7)，试剂槽A(8)、试剂槽B(9)可分别通过通道(18)、通道(19)与反应槽C(7)相通，通道(18)上设置单向阀(21)，通道(19)上设置单向阀(22)，扣盖(3)上设置与反应槽C(7)位置相应的凸起(11)；读数显示部分包括可与反应槽C(7)相通的液体进入通道(20)和读数装置(4)，通道(20)上设置单向阀(23)，读数装置(4)包括圆柱腔体(16)，圆柱腔体(16)一端设置读数窗口(17)，另一端设置透明斜面盖(13)，透明斜面盖(13)内侧设置读数显示斜面(12)，反应液进入读数装置(4)进行读数；读数显示斜面(12)与透明斜面盖(13)间有0.2mm薄层空间(15)，透明斜面盖(13)顶端开有孔径为10μm的气孔(14)；且读数显示斜面(12)与圆柱腔体(16)轴向呈45°夹角。

3.根据权利要求2所述的快速检测尿液中硝酸盐的便携装置，其特征在于：收集器(5)为漏斗状收集器。

4.根据权利要求2所述的快速检测尿液中硝酸盐的便携装置，其特征在于：过滤材料(6)为过滤尿液中生物大分子的活性炭或壳聚糖或硅藻土，过滤材料分布于收集器(5)底部，收集器(5)底部与反应槽C(7)相连通。

5.根据权利要求2所述的快速检测尿液中硝酸盐的便携装置，其特征在于：收集器(5)与反应槽C(7)连接部位设置密封阀(10)。

6.根据权利要求2所述的快速检测尿液中硝酸盐的便携装置，其特征在于：圆柱腔体(16)与读数显示斜面(12)和读数窗口(17)形成封闭空间，透明斜面盖(13)、读数显示斜面(12)和读数窗口(17)材质为透明塑料。

7.根据权利要求2所述的快速检测尿液中硝酸盐的便携装置，其特征在于：读数显示斜面(12)与圆柱腔体(16)接触内部设有三条刻度。

Images