CN110441508B - 基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条 - Google Patents

基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条，属于食品检测领域。丙烯酰胺快速检测试纸条在底板上依次设有样品垫、核酸适配体结合垫、硝酸纤维素膜和吸水垫；样品垫粘附于底板最内侧端；在样品垫外侧粘附核酸适配体结合垫，在适配体结合垫外侧粘附硝酸纤维素膜，硝酸纤维素膜外侧粘附吸水垫，吸水垫位于底板最外侧端；基于金纳米颗粒的量子尺寸效应，即当颗粒的距离小于金纳米直径时，相邻颗粒的偶极矩重叠，发生团聚，金纳米颗粒的颜色由红色变成紫色甚至蓝色，本发明将金纳米颗粒固定在试纸条上，通过比色能够在实现待检丙烯酰胺可视化检测的同时实现定量检测，具有快速、灵敏度高和操作简单等优点。

Description

基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条
技术领域
本发明涉及食品中丙烯酰胺快速检测，特别是涉及热加工食品中丙烯酰胺的快速比色试纸条检测，具体涉及基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸，属于食品检测领域。
背景技术
丙烯酰胺(Acrylamide)是一种无色、无味的小分子毒性有机化合物，可导致细胞遗传物质DNA的损伤，高剂量的暴露会影响人和动物的神经系统与生殖系统，并对啮齿动物具有一定的致癌性，因此被国际癌症研究机构(International Agency for Research onCancer，IARC)定为二类致癌物(Group 2A)。2002年4月瑞典国家食品管理局和斯德哥尔摩大学研究人员首次在焙烤的淀粉类食品中检出丙烯酰胺。近年来，丙烯酰胺被发现广泛存在于面包、饼干、薯片、咖啡等热加工食品中，食品中的丙烯酰胺因对人体健康造成极大威胁而引发关注。
目前，用于检测食品中丙烯酰胺的传统方法主要有高效液相色谱联用质谱法(HPLC-MS/MS)、气相色谱联用质谱法(GC-MS)、毛细管电泳法(CE)和酶联免疫法(ELISA)。但是对大型仪器的需求和对操作人员技术的要求限制了这些方法的应用和推广，大大降低了其实用价值。快速检测试纸条具有成本低、操作简单、检测时间短、灵敏度高等明显优势，现有的试纸条大多用于检测微生物、生物素和农药残留物，如金黄色葡萄球菌、酪氨酸和克百威等。
中国发明专利申请CN 106706907 A公开了一种基于量子点微球和抗生素的金黄色葡萄球菌快速层析试纸条。在该发明中，量子点微球表面有多个结合位点，可结合多个抗体，这些抗体与抗生素和金黄色葡萄球菌可结合形成夹心结构，进而通过荧光仪进行定量检测。但是，这一结合过程没有颜色变化，不能用肉眼定性分析，降低了检测的便利性。中国发明专利申请CN 108152495 A公开了一种检测酪氨酸的胶体金试纸条，该试纸条通过免疫金标记技术实现了对尿液中酪氨酸的特异性定性检测。中国发明专利申请CN 106405077 A公开了一种用于快速检测食品中克百威的试纸条，该试纸条利用抗原抗体免疫反应进行半定量检测，即当样品中相应的待测克百威高于允许值，检测结果为阳性。但是上述两种基于免疫层析原理的试纸条只能对目标物进行定性或者半定量分析，不能实现准确定量，且抗体价格昂贵，增加了检测成本。
发明内容
本发明的目的在于提供基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条，用于检测食品中的丙烯酰胺，实现待检目标物可视化检测的同时实现定量检测，测试快速、灵敏度高、操作简单。
本发明以热加工食品中的丙烯酰胺为目标，将纳米金以涂层的形式稳定在试纸条上，利用丙烯酰胺与核酸适配体对纳米金的聚合效应，不仅可以目视定性分析，而且通过紫外响应值可实现食品中丙烯酰胺的定量检测。同时，固定在试纸条上的可拆卸塑料片也使检测过程更灵敏和准确。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条，包括样品垫、核酸适配体结合垫、可拆卸塑料片、硝酸纤维素膜、金纳米颗粒涂层、吸水垫和底板；在底板上依次设有样品垫、核酸适配体结合垫、硝酸纤维素膜和吸水垫；按照样品流入方向，设定样品流入端为内侧，流出端为外侧；样品垫粘附于底板最内侧端；在样品垫外侧粘附核酸适配体结合垫，在适配体结合垫外侧粘附硝酸纤维素膜，硝酸纤维素膜外侧粘附吸水垫，吸水垫位于底板最外侧端；所述的可拆卸塑料片固定在核酸适配体结合垫与硝酸纤维素膜复合层之间；
所述的金纳米颗粒涂层是由涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜中部经过干燥固定形成；涂层混合物是由以下质量份的溶液形成：十二硫醇1-3份，甘油0.1-0.5份和金纳米悬浮液5-10份，涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜的中部，单位面积涂覆的量为5-10μL/mm2。
为进一步实现本发明目的，优选地，所述的试纸条长度为60-80mm，其中样品垫的长度为10-15mm，核酸适配体结合垫的长度为10-15mm，硝酸纤维素膜的长度为25-30mm，吸水垫的长度为15-20mm，可拆卸塑料片的长度为15-20mm。
优选地，所述的涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜的中部的涂覆长度为5-10mm；所述的十二硫醇的浓度为6×10-3mol/L。
优选地，所述的金纳米悬浮液是采用柠檬酸三钠还原法制备；在超纯水中加入1wt％氯金酸溶液，搅拌，加热，待溶液沸腾之后加入0.8-1.6mL浓度为38.8mmol/L的柠檬酸三钠溶液，氯金酸溶液由灰色变为酒红色，颜色稳定后继续煮3-6min，待溶液冷却，用微孔滤膜过滤，4℃保存备用，所得金纳米颗粒的平均粒径为15-30nm。
优选地，所述的核酸适配体结合垫由核酸适配体液均匀滴在核酸适配体结合垫材料上形成；所述的核酸适配体液由丙烯酰胺核酸适配体溶解在磷酸缓冲液中形成；所述的丙烯酰胺核酸适配体通过MF-SELEX技术筛选所得；丙烯酰胺核酸适配体的随机序列部分为TGGTCGTG-GTGAGGTGCGTG-TATGGGTGGTGG-ATGAG-TG-TGTGGC(SEQ.ID.NO1)；所述的磷酸缓冲液中pH为7.4。
优选地，所述的核酸适配体结合垫与样品垫重叠1-3mm设置，且样品垫在适配体结合垫上层；
所述的硝酸纤维素膜与适配体结合垫重叠1-3mm，且硝酸纤维素膜在适配体结合垫下层；
所述的吸水垫与硝酸纤维素膜重叠1-3mm设置，且吸水垫在硝酸纤维素膜上层。
优选地，所述的干燥固定是将涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜中间位置后，将试纸条置于恒温振荡箱干燥，干燥温度为30-45℃，干燥时间为15-60min。
优选地，所述的试纸条宽度为4mm以上。
优选地，所述的吸水垫与样品垫表面上设有不干胶纸；核酸适配体结合垫表面设有可剥离胶纸；所述的样品垫和核酸适配体结合垫用聚酯纤维膜材料；吸水垫用纯植物纤维材料，底板用PVC材料。
优选地，所述的涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜中部是通过如下方法实现：在涂层混合物上表面和硝酸纤维素膜下表面分别用聚四氟乙烯薄膜包覆，然后用夹板夹紧，在0.4MPa的压力下抽真空20min，在温度65℃以上下固化15min以上。
本发明的原理为：金纳米颗粒具有光学效应、量子尺寸效应等特殊化学性质。当金纳米颗粒的直径与入射光波长相当，入射光电磁场诱导价带电子发生极化，从而产生对入射光能量的共振吸收，即表面等离子体共振吸收。金纳米颗粒共振吸收峰的位置与颗粒的大小、形貌及颗粒的聚集状态密切相关。当颗粒的距离小于金纳米直径时，相邻颗粒的偶极矩重叠，发生团聚，金纳米颗粒的颜色由红色变成紫色甚至蓝色。本发明利用吸水垫形成的毛细管虹吸效应，即样品溶液在吸水垫侧向层析引力下发生迁移，当经过核酸适配体垫时，若所测样品中没有丙烯酰胺，核酸适配体随样品迁移到显色区，适配体进而吸附于金纳米颗粒表面，暴露的磷酸碳骨架可增加金纳米颗粒表面电负性，使得金纳米颗粒在高盐溶液中仍保持分散状态，呈现红色；而若所测样品中含有丙烯酰胺，核酸适配体与丙烯酰胺特异性结合后，会形成特定且稳定的三级结构，此时核酸适配体不再吸附于金纳米表面，在高盐溶液的屏蔽作用下，粒子静电斥力减弱，进而金纳米颗粒发生团聚呈现紫色或蓝色，此现象可用肉眼观察。因此，本发明构建了基于上述机理的试纸条，实现了简单、快速、灵敏地检测烘焙类食品中的丙烯酰胺。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明所用的金纳米颗粒制备方法简单，具有高度的可控性，且颗粒粒径均一，性能稳定，能均匀固定在试纸条上。
(2)本发明所选用的核酸适配体可以与丙烯酰胺特异性结合，实现了食品中丙烯酰胺的特异性检测。
(3)本发明所设计的试纸条结构层次丰富，多层结构可减缓样品在试纸条上的渗透速度，有利于渗透过程中去除样品中的杂质颗粒并使样品在结合垫和硝酸纤维素膜上均匀分布，提高检测的准确度和灵敏度。
(4)本发明提供的快速检测试纸条成本低、操作便捷，且检测过程具有消耗样品少、反应快速、效率高、测试环境稳定、检测结果肉眼可见等优势。
(5)本发明的检测方法对丙烯酰胺检测具有好的稳定性和重现性，不仅可以目视定性分析而且通过紫外响应值可实现目标物的定量检测。
附图说明
图1为基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条的结构示意图。
图中示出：样品垫1、核酸适配体结合垫2、可拆卸塑料片3、硝酸纤维素膜4、金纳米颗粒涂层5、吸水垫6、底板7。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明作进一步地说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，一种基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条，包括样品垫1、核酸适配体结合垫2、可拆卸塑料片3、硝酸纤维素膜4、金纳米颗粒涂层5、吸水垫6、底板7；在底板7上依次设有样品垫1、核酸适配体结合垫2、硝酸纤维素膜4和吸水垫6；按照样品流入方向，设定样品流入端为内侧，流出端为外侧；样品垫1粘附于底板7最内侧端；在样品垫1外侧粘附核酸适配体结合垫2，核酸适配体结合垫2与样品垫1重叠1-3mm，且样品垫1在适配体结合垫2上层；在适配体结合垫2外侧粘附硝酸纤维素膜4，硝酸纤维素膜4与适配体结合垫2重叠1-3mm，且硝酸纤维素膜4在适配体结合垫2下层；硝酸纤维素膜4外侧粘附吸水垫6，吸水垫6与硝酸纤维素膜重叠1-3mm，且吸水垫6在硝酸纤维素膜4上层，吸水垫6位于底板7最外侧端；所述的可拆卸塑料片3固定在核酸适配体结合垫2与硝酸纤维素膜复合层之间。
所述的金纳米颗粒涂层5是由涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜4中部经过干燥固定形成；涂层混合物是由以下质量份的溶液形成：浓度为6×10-3mol/L的十二硫醇1-3份，甘油0.1-0.5份和金纳米悬浮液5-10份，涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜4的中部，涂覆长度为5-10mm，单位面积涂覆的量为5-10μL/mm2。
所述的干燥固定是将涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜4正中间位置后，将试纸条置于恒温振荡箱干燥，干燥温度为30-45℃，干燥时间为15-60min。
所述的试纸条长度规格为60-80mm，其中样品垫1的长度规格为10-15mm，核酸适配体结合垫2的长度规格为10-15mm，硝酸纤维素膜4的长度规格为25-30mm，吸水垫6的长度规格为15-20mm，可拆卸塑料片3的长度规格为15-20mm。
所述的金纳米悬浮液是采用柠檬酸三钠还原法制备，量取99mL的超纯水装入250mL的圆底烧瓶，放入搅拌子，放置于磁力加热搅拌器上，加入1wt％氯金酸溶液lmL，搅拌，打开加热开关，待溶液沸腾之后一次性迅速加入0.8-1.6mL浓度为38.8mmol/L的柠檬酸三钠溶液，氯金酸溶液由灰色变为酒红色，颜色稳定后继续煮5min，待溶液冷却，用微孔滤膜过滤，4℃保存备用，所得金纳米颗粒的平均粒径为15-30nm。
所述的核酸适配体结合垫2中的丙烯酰胺核酸适配体通过MF(Microfluidics)-SELEX技术筛选所得，其随机序列部分(5'-3')为—TGGTCGTG-GTGAGGTGCGTG-TATGGGTGGTGG-ATGAG-TG-TGTGGC—(SEQ.ID.NO1)；所得的核酸适配体溶解在磷酸缓冲液中(PBS:0.05mol/L；pH＝7.4)，待后续测试时将上述核酸适配体液均匀滴在核酸适配体结合垫2上，使结合垫2充分吸收适配体液。
优选地，所述的试纸条宽度规格为3-5mm，且外观平整，材料附着牢固；
所述的吸水垫6与样品垫1表面上设有不干胶纸；核酸适配体结合垫2表面设有可剥离胶纸；所述的样品垫1和核酸适配体结合垫2用聚酯纤维膜材料；吸水垫6用纯植物纤维材料，底板7用PVC材料。
基于本发明食品中丙烯酰胺快速检测试纸条的丙烯酰胺快速检测方法，包括以下步骤：
(1)将80μL已溶解的核酸适配体均匀滴在已剥离胶纸的核酸适配体结合垫2上，使结合垫2充分吸收适配体液；
(2)取100μL不同浓度的丙烯酰胺标准液分别置于样品槽，再将上述吸收了适配体液的试纸条浸入样品槽中，使目标物与核酸适配体特异性结合；丙烯酰胺标准液制备过程为：用搅拌器粉碎均质固体样品至粉末状；称取1g固体粉末样品于50mL离心管内，加入15mL0.2％甲酸，涡旋混匀后，低温离心(10000rpm，10min，4℃)；离心后，弃去上层油脂和底层粉末，将中间的液体转移至另一离心管，重复上述提取步骤，将最终提取液作为样品液；
(3)步骤(2)所述的特异性结合反应时间为20min，待反应结束，将可拆卸塑料片3拆除，使得结合后的稳定复合物进入显色区域；
(4)步骤(3)所述的稳定复合物移动到金纳米涂层5处后，与金纳米颗粒发生反应，反应时间10min；
(5)将70μL浓度为0.2mol/L的氯化钠溶液均匀滴加在硝酸纤维素膜上，5min后固定有金纳米涂层5处显色；
(6)显色结束后，通过试纸条显色区域的紫外响应值，即A650/525，拟合出丙烯酰胺浓度与该紫外响应值的标准线性关系；所述的线性关系为y＝ax+b，其中y值代表试纸条显色区域的紫外响应值，即A620/523；x值代表目标物浓度，即丙烯酰胺浓度；a和b均为常数；且该线性关系只在一定的浓度范围内有效。
(7)用与步骤(2)相同体积的样品液重复步骤(1)-(6)实现对待测目标物的分析；定性分析方法为：步骤(5)所述的显色反应可用肉眼看到，若涂层区为红色则表明样品中没有丙烯酰胺；若涂层区变为紫色或蓝色，则表明样品中含有丙烯酰胺；定量方法为：将样品液所得紫外响应值，即A650/525，应用到步骤(6)所述的标准线性公式中，即可得样品中目标物的含量。
本发明基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条外观平整，材料附着牢固，测试时，液体移动速度不低于5mm/min。
实施例
参照图1，一种基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条：由样品垫1、核酸适配体结合垫2、可拆卸塑料片3、硝酸纤维素膜4、金纳米颗粒涂层5、吸水垫6和底板7组成，且试纸条规格为60mm×3mm(长×宽)，样品垫1、核酸适配体结合垫2、硝酸纤维素膜4和吸水垫6的长度分别为10mm、10mm、25mm和15mm，可拆卸塑料片3的长度为15mm，宽度均为3mm。
另外样品垫1的材料为聚酯纤维(PF-P95)，核酸适配体结合垫2的材料为聚酯纤维(Ahistrom 6613)，吸水垫6的材料为纯植物纤维(grade 222)，底板7用PVC材料；吸水垫6与样品垫1表面上设有不干胶纸，其为PE合成材质；核酸适配体结合垫2表面设有可剥离胶纸，其为PET材质。
所述的金纳米悬浮液是采用柠檬酸三钠还原法制备，量取99mL的超纯水装入250mL的圆底烧瓶，放入搅拌子，放置于磁力加热搅拌器上，加入1wt％氯金酸溶液lmL，适当速度搅拌，打开加热开关，待溶液沸腾之后一次性迅速加入0.8mL浓度为38.8mmol/L的柠檬酸三钠溶液，氯金酸溶液由灰色变为酒红色，颜色稳定后继续煮5min，待溶液冷却，用微孔滤膜过滤，4℃保存备用，所得金纳米颗粒的平均粒径为20nm。
金纳米颗粒涂层5是由涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜4中部经过干燥固定形成；涂层混合物由以下质量份的溶液形成：浓度为6×10-3mol/L的十二硫醇1份、甘油0.2份和金纳米悬浮液6份；取180μL上述涂层混合物涂覆于硝酸纤维素膜4上的正中间位置，涂覆长度10mm，面积为30mm2；
待涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜4正中间位置后，将试纸条置于恒温振荡箱干燥，干燥温度为37℃，干燥时间为20min。
核酸适配体结合垫2中的丙烯酰胺核酸适配体通过MF(Microfluidics)-SELEX技术筛选所得，其随机序列部分(5'-3')为—TGGTCGTG-GTGAGGTGCGTG-TATGGGTGGTGG-ATGAG-TG-TGTGGC—(SEQ.ID.NO1)；所得的核酸适配体溶解在磷酸缓冲液中(PBS:0.05mol/L；pH＝7.4)，待后续测试时将上述核酸适配体液均匀滴在核酸适配体结合垫2上，使结合垫2充分吸收适配体液。
测试时，选用市售薯片为例对丙烯酰胺的快速检测方法做详细说明，其包括以下步骤：
(1)用超纯水把丙烯酰胺标准品配制成一系列浓度标准溶液，浓度分别为0μmol/L(空白对照)、0.5μmol/L、1.0μmol/L、2μmol/L、4μmol/L、6μmol/L、8μmol/L、10μmol/L、12μmol/L和15μmol/L；分别取200μL上述不同浓度的丙烯酰胺标准液置于10个样品槽中(10mm×10mm×20mm，长×宽×高)；
(2)丙烯酰胺核酸适配体通过MF(Microfluidics)-SELEX技术筛选所得，其随机序列部分(5'-3')为—TGGTCGTG-GTGAGGTGCGTG-TATGGGTGGTGG-ATGAG-TG-TGTGGC—(SEQ.ID.NO1)，且所得的核酸适配体溶解在磷酸缓冲液中(PBS:0.05mol/L；pH＝7.4)；后分别取80μL已溶解的核酸适配体均匀滴在10个剥离胶纸后的核酸适配体结合垫2上，使结合垫2充分吸收适配体液；
(3)将步骤(2)中已吸收适配体液的试纸条的样品垫分别浸入步骤(1)中所述的样品槽中，使目标物与核酸适配体特异性结合；其特异性结合反应时间为20min，待反应结束，将可拆卸塑料片3拆除，使得结合后的稳定复合物(即核酸适配体与丙烯酰胺特异性结合后形成的稳定三级结构)进入显色区域(即金纳米涂层5处)；
(4)步骤(3)所述的稳定复合物移动到金纳米涂层5处后，与金纳米颗粒发生反应，反应时间10min；
(5)将70μL浓度为0.2mol/L的氯化钠溶液均匀滴加在硝酸纤维素膜4中的金纳米涂层5处，5min后固定有金纳米涂层5处显色；
(6)随丙烯酰胺浓度增加，试纸条上金纳米涂层5处的颜色由酒红色逐渐变为蓝紫色。另外，分散的金纳米粒子在523nm处有较强的紫外吸收，在620nm处的吸收强度较低，但随着丙烯酰胺浓度逐渐增加，显色区域(即金纳米涂层5处)的金纳米粒子聚集程度随之增加，使得该涂层在523nm处的吸收强度逐渐降低，同时620nm处的吸收强度逐渐增加。将620nm和523nm处紫外吸收强度的比值作为显色区域的紫外响应值，即A620/523，且该值越大，代表金纳米粒子聚集程度越大，进而可以推断出丙烯酰胺的浓度。
基于本实施例，浸有浓度为0μmol/L(即空白对照)丙烯酰胺标准液的试纸条显色后呈现酒红色，并在523nm处有较强的紫外吸收强度，同时620nm处的紫外吸收强度低；而浸有浓度为0.5μmol/L、1μmol/L、2μmol/L、4μmol/L、6μmol/L、8μmol/L、10μmol/L、12μmol/L和15μmol/L丙烯酰胺标准液的试纸条在显色后，随着丙烯酰胺浓度增加，呈现由深酒红色到蓝紫色的颜色变化，且523nm处的紫外吸收值逐渐下降，620nm处的紫外吸收值逐渐增加。此外在本实施例中，丙烯酰胺浓度(0.5μmol/L、1μmol/L、2μmol/L、4μmol/L、6μmol/L、8μmol/L、10μmol/L、12μmol/L和15μmol/L)与相对应试纸条上显色区域的紫外响应值，即A620/523的数值(0.0648、0.1343、0.2648、0.4391、0.6112、0.9161、1.1233、1.5182和1.8046)之间存在线性关系为y＝0.1203x-0.0182，其中y值代表试纸条显色区域的紫外响应值，即A620/523，x值代表目标物浓度，即丙烯酰胺浓度(单位为μmol/L)；且该线性关系的线性相关系数R2为0.9915。
(7)用加标待测样品液重复步骤(2)-(6)实现对待测实际样品的分析。
本实施例中待测实际样品液的制备过程为：用搅拌器粉碎均质市售薯片至粉末状；称取1g固体粉末薯片于50mL离心管内，加入15mL 0.2％甲酸，涡旋混匀后，低温离心(10000rpm，10min，4℃)；离心后，弃去上层油脂和底层粉末，将中间的液体转移至另一离心管，重复上述提取步骤3次，得到最终提取液；用最终提取液作溶剂分别配制浓度为2μmol/L和4μmol/L的加标待测样品液，后重复步骤(2)-(6)。
样品定性分析方法为：步骤(5)所述的显色反应可用肉眼看到，若涂层区为红色则表明样品中没有丙烯酰胺；若涂层区变为紫色或蓝色，则表明样品中含有丙烯酰胺；定量方法为：将样品液所得紫外响应值，即A620/523，应用到步骤(6)所述的标准线性公式中，即可得样品中目标物的含量。
本实施例中样品定性分析结果为：加标后的试纸条金纳米涂层5均为淡蓝紫色，说明加标样品中均含有丙烯酰胺；定量分析所得金纳米涂层5的紫外响应值A620/523分别为0.2157和0.4632，应用到步骤(6)所述的标准线性公式中，得到加标待测样品中丙烯酰胺浓度分别为1.9443μmol/L和4.0026μmol/L，且计算得到2种不同浓度的加标回收率分别为97.21％和100.06％，说明用该试纸条方法进行定性和定量分析准确且可靠。
定性分析结果和定量分析结果表明该试纸条检测丙烯酰胺是可行的；计算加标回收率是说明该试纸条方法的准确性。
在本实施例中，丙烯酰胺浓度与相应试纸条上显色区域的紫外响应值，即A620/523的数值之间存在线性关系为y＝0.1203x-0.0182，其中y值代表试纸条显色区域的紫外响应值，即A620/523，x值代表目标物浓度，即丙烯酰胺浓度(单位为μmol/L)；0.1203是该线性关系的斜率(用a表示)，-0.0182为该线性关系的截距(用b表示)；一般性表示为：y＝ax+b，其中y值代表试纸条显色区域的紫外响应值，即A620/523；x值代表目标物浓度，即丙烯酰胺浓度；a和b均为常数。
传统的仪器分析法(如液质联用)可以精确地进行定量和定性分析，但该法需要昂贵的仪器设备，繁琐的前处理工艺以及对样本纯度有较高的要求，导致检测成本高、周期长，无法满足大批量快速筛查的要求，使得广泛使用受到限制。本发明作为一种新的检测分析技术，胶体金试纸条技术的快速、简便、特异性强、灵敏度高、成本低廉等优点，而且该试纸条技术逐渐实现定量、半定量以及多元化方向检测，使得它被广泛使用。
上述实施例只是对本发明的解释，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
序列表
<110> 华南理工大学
<120> 基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 45
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
tggtcgtggt gaggtgcgtg tatgggtggt ggatgagtgt gtggc 45

Claims (9)

1.基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条，包括样品垫、核酸适配体结合垫、可拆卸塑料片、硝酸纤维素膜、金纳米颗粒涂层、吸水垫和底板；在底板上依次设有样品垫、核酸适配体结合垫、硝酸纤维素膜和吸水垫；按照样品流入方向，设定样品流入端为内侧，流出端为外侧；样品垫粘附于底板最内侧端；在样品垫外侧粘附核酸适配体结合垫，在适配体结合垫外侧粘附硝酸纤维素膜，硝酸纤维素膜外侧粘附吸水垫，吸水垫位于底板最外侧端；所述的可拆卸塑料片固定在核酸适配体结合垫与硝酸纤维素膜复合层之间；
所述的金纳米颗粒涂层是由涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜中部经过干燥固定形成；涂层混合物是由以下质量份的溶液形成：十二硫醇1-3份，甘油0.1-0.5份和金纳米悬浮液5-10份，涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜的中部，单位面积涂覆的量为5-10μL/mm2；
所述的试纸条长度为60-80mm，其中样品垫的长度为10-15mm，核酸适配体结合垫的长度为10-15mm，硝酸纤维素膜的长度为25-30mm，吸水垫的长度为15-20mm，可拆卸塑料片的长度为15-20mm。
2.根据权利要求1所述的基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条，其特征在于：所述的涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜的中部的涂覆长度为5-10mm；所述的十二硫醇的浓度为6
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mol/L。
3.根据权利要求1所述的基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条，其特征在于：所述的金纳米悬浮液是采用柠檬酸三钠还原法制备；在超纯水中加入1wt％氯金酸溶液，搅拌，加热，待溶液沸腾之后加入0.8-1.6mL浓度为38.8mmol/L的柠檬酸三钠溶液，氯金酸溶液由灰色变为酒红色，颜色稳定后继续煮3-6min，待溶液冷却，用微孔滤膜过滤，4℃保存备用，所得金纳米颗粒的平均粒径为15-30nm。
4.根据权利要求1所述的基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条，其特征在于：所述的核酸适配体结合垫由核酸适配体液均匀滴在核酸适配体结合垫材料上形成；所述的核酸适配体液由丙烯酰胺核酸适配体溶解在磷酸缓冲液中形成；所述的丙烯酰胺核酸适配体通过MF-SELEX技术筛选所得；丙烯酰胺核酸适配体的随机序列部分为TGGTCGTG-GTGAGGTGCGTG-TATGGGTGGTGG-ATGAG-TG-TGTGGC；所述的磷酸缓冲液中pH为7.4。
5.根据权利要求1所述的基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条，其特征在于：所述的核酸适配体结合垫与样品垫重叠1-3mm设置，且样品垫在适配体结合垫上层；
所述的硝酸纤维素膜与适配体结合垫重叠1-3mm，且硝酸纤维素膜在适配体结合垫下层；
所述的吸水垫与硝酸纤维素膜重叠1-3mm设置，且吸水垫在硝酸纤维素膜上层。
6.根据权利要求1所述的基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条，其特征在于：所述的干燥固定是将涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜中间位置后，将试纸条置于恒温振荡箱干燥，干燥温度为30-45℃，干燥时间为15-60min。
7.根据权利要求1所述的基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条，其特征在于：所述的试纸条宽度为4mm以上。
8.根据权利要求1所述的基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条，其特征在于：所述的吸水垫与样品垫表面上设有不干胶纸；核酸适配体结合垫表面设有可剥离胶纸；所述的样品垫和核酸适配体结合垫用聚酯纤维膜材料；吸水垫用纯植物纤维材料，底板用PVC材料。
9.根据权利要求1所述的基于纳米金复合涂层的食品中丙烯酰胺快速检测试纸条，其特征在于：所述的涂层混合物涂覆在硝酸纤维素膜中部是通过如下方法实现：在涂层混合物上表面和硝酸纤维素膜下表面分别用聚四氟乙烯薄膜包覆，然后用夹板夹紧，在0.4MPa的压力下抽真空20min，在温度65℃以上下固化15min以上。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102507880A (zh) * 2011-11-08 2012-06-20 无锡安迪生物工程有限公司 一种丙烯酰胺快速检测卡及其检测方法
CN103048449A (zh) * 2013-01-14 2013-04-17 谭蔚泓 基于核酸适配体的层析法检测试剂盒及其制备方法和检测方法
CN103217415A (zh) * 2013-03-11 2013-07-24 上海交通大学 利用核酸适配体修饰纳米金粒子的三聚氰胺检测方法
CN203786122U (zh) * 2014-04-16 2014-08-20 普生（天津）科技有限公司 一种测量精度高的瘦肉精检测试纸卡
CN105115968A (zh) * 2015-08-25 2015-12-02 浙江大学 纳米金比色生物传感器快速检测热加工食品中丙烯酰胺的方法
CN106645709A (zh) * 2016-09-30 2017-05-10 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 一种双竞争法适配体检测试纸条及其应用
CN106814116A (zh) * 2017-02-20 2017-06-09 华南农业大学 一种无标记型丙烯酰胺电化学免疫传感器及其构建方法和应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120088232A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-12 Missouri State University Aptamer-Based Device For Detection Of Cancer Markers And Methods Of Use
CN104625045B (zh) * 2015-01-26 2016-09-14 华东师范大学 超小金纳米粒子及其合成方法
CN105510415B (zh) * 2016-01-04 2017-12-29 广西民族大学 一种高灵敏度的官能化金纳米粒子掺杂的甲丙氨酯分子印迹电化学传感器的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102507880A (zh) * 2011-11-08 2012-06-20 无锡安迪生物工程有限公司 一种丙烯酰胺快速检测卡及其检测方法
CN103048449A (zh) * 2013-01-14 2013-04-17 谭蔚泓 基于核酸适配体的层析法检测试剂盒及其制备方法和检测方法
CN103217415A (zh) * 2013-03-11 2013-07-24 上海交通大学 利用核酸适配体修饰纳米金粒子的三聚氰胺检测方法
CN203786122U (zh) * 2014-04-16 2014-08-20 普生（天津）科技有限公司 一种测量精度高的瘦肉精检测试纸卡
CN105115968A (zh) * 2015-08-25 2015-12-02 浙江大学 纳米金比色生物传感器快速检测热加工食品中丙烯酰胺的方法
CN106645709A (zh) * 2016-09-30 2017-05-10 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 一种双竞争法适配体检测试纸条及其应用
CN106814116A (zh) * 2017-02-20 2017-06-09 华南农业大学 一种无标记型丙烯酰胺电化学免疫传感器及其构建方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Lateral Flow Aptasensor for Small Molecule Targets Exploiting Adsorption and Desorption Interactions on Gold Nanoparticles;Alsager,OA等;《ANALYTICAL CHEMISTRY》;20170614;第89卷(第14期);第7416-7424页 *
Selection of acrylamide-specific aptamers by a quartz crystal microbalance combined SELEX method and their application in rapid and specific detection of acrylamide;Hu,QQ等;《SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL》;20181110;第273卷;第220-227页 *
基于纳米材料的光学传感器快速检测热加工食品中的丙烯酰胺;胡沁沁;《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20170215(第02期);B024-15 *

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