CN110567953B - 用于检测环境水样和血清中Fe2+含量的可视化检测试剂盒及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种用于检测环境水样和血清中Fe²⁺含量的可视化检测试剂盒，包括H₂O₂、TMB、缓冲液等。检测时，H₂O₂与含Fe²⁺样品混合发生芬顿反应生成OH·，进而将TMB氧化生成蓝色物质，Fe²⁺含量越高，体系颜色越深，通过测定650nm处的吸收光谱，并通过与测定形成的标准曲线对比获得待测Fe²⁺的浓度。本发明方法能实现对环境水样和血清中Fe²⁺的定量检测，并且检测限低、检测灵敏度高、受干扰较小。因此，本发明在环境和医学Fe²⁺检测方面具有广阔的应用前景。

Description

用于检测环境水样和血清中Fe2+含量的可视化检测试剂盒及 其检测方法

技术领域

本发明涉及一种试剂盒，具体是一种用于检测环境水样和血清中Fe²⁺含量的可视化检测试剂盒及其检测方法。

背景技术

Fe²⁺是自然界中最常见的金属离子，也是环境水质控制和医学诊断中重要的铁元素化学形态。目前，测定铁的主要方法有：K₂Cr₂O₇法、单波长分光光度法、极谱催化法、亚铁嗪分光光度法等，但这些方法通常灵敏度较低，样品用量大，操作步骤繁琐，时间长，或需要复杂的前处理过程、或抗干扰能力差，难以推广。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种用于检测环境水样和血清中Fe²⁺含量的可视化检测试剂盒及其检测方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种用于检测环境水样和血清中Fe²⁺含量的可视化检测试剂盒，包括H₂O₂和TMB。

作为优选的技术方案，H₂O₂的浓度为2×10^-3～9×10^-3M，TMB的浓度为500～5000mg/L。

作为优选的技术方案，本发明试剂盒还包括Fe²⁺标准液和缓冲液，Fe²⁺标准液为Fe^{2 +}的硫酸盐，缓冲液为0.5M、pH4.0的MES缓冲液。

作为优选的技术方案，Fe²⁺标准液为如下形式的标准液：用二次水稀释成如下各个浓度的溶液：0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.0μΜ。

上述用于检测环境水样和血清中Fe²⁺含量的可视化检测试剂盒的检测方法，包括如下步骤：将500μl缓冲液加入到比色管中，然后加入250μl H₂O₂，接着继续加入100μl TMB，室温静置，再加入待测液体，用二次水定容至5ml，测定650nm处的吸收光谱，并通过与测定形成的标准曲线对比，最终获得待测液体中Fe²⁺的浓度。其中，待测液体为环境水样和血清，环境水样为自来水、河水等，血清为人体血清。

本发明试剂盒检测方法的原理为：将低浓度的H₂O₂与含Fe²⁺样品混合发生芬顿反应生成OH·，进而将TMB氧化生成蓝色物质，Fe²⁺含量越高，体系颜色越深，通过测定650nm处的吸收光谱，并通过与测定形式的标准曲线对比获得待测Fe²⁺的浓度。Fe²⁺加入后，Fe²⁺能够较为特异地与H₂O₂发生芬顿反应，保证了该体系检测Fe²⁺的特异性。本发明的Fe²⁺检测方法与环境、医学领域的检测技术相关，是通过改进芬顿反应的药品配比实现对环境水样和血清中Fe²⁺的检测，该技术整合了芬顿反应技术和显色技术等相关领域的研究。

本发明之所以能检测环境水样和血清中Fe²⁺的浓度，在于采用了一种基于Fenton-TMB复合体系可视化定量检测方法，由于该体系检测Fe²⁺特异性较强，灵敏度较高，大大提高了环境水样和血清中Fe²⁺的检测能力。在对Fenton-TMB反应体系TMB和H₂O₂浓度比例优化后大大改善了体系对Fe²⁺的检测能力，当Fe²⁺加入后，Fe²⁺与H₂O₂反应生成OH·，将TMB氧化生成蓝色物质，通过测定650nm处的吸收光谱对Fe²⁺的浓度进行定量分析。在一定范围内650nm处的吸收值与Fe²⁺浓度成正比。通过添加不同浓度的Fe²⁺标准品可制成标准曲线，根据标准曲线和各检测样品650nm处的吸收值计算出样品中Fe²⁺的浓度值。具体技术步骤如下：1）Fenton-TMB复合体系的制备：将TMB和H₂O₂以一定的比例混合，形成Fenton-TMB复合探针；2）强氧化物质的产生：在上述Fenton-TMB复合体系中加入标准品或检测样品，标准品或检测样品中的Fe²⁺与H₂O₂发生芬顿反应生成强氧化物质OH·；3）可视化和定量检测：采用紫外-可见分光光度计测定体系在650nm处的吸收值，通过测定系列对应标准样品650nm处的吸收强度形成标准曲线，通过与测定形成的标准曲线对比获得待测Fe²⁺的浓度，同时可通过肉眼观察到体系的颜色变化。

由于实际样品中Fe²⁺含量一般远高于本试剂盒的检测限和检测范围，所以样品需用二次水稀释到合适浓度，同时可以通过稀释降低其它物质的干扰。

本发明通过对Fenton-TMB复合体系的研究，选择合适的TMB和H₂O₂配比，获得了一种对环境水样和血清中Fe²⁺的快速和高灵敏定量检测试剂盒及检测方法，本发明克服了现有检测方法的缺点，操作步骤简单，并实现了可视化。实验证明，本发明试剂盒用于环境水样和血清中Fe²⁺的检测检出限低、灵敏度高、干扰小、速度快，准确度高。本发明方法适用于对环境水样和血清中Fe²⁺的定量检测，具有操作方法简单，易于在实际中推广等优点，在环境和医学检测领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明试剂盒及检测方法中检测0-3μΜ Fe²⁺时在650nm处的吸收强度值。

图2为本发明试剂盒及检测方法中检测0-3μΜ Fe²⁺时溶液体系的颜色变化。

图3为本发明试剂盒及检测方法中检测Fe²⁺的标准曲线。

图4为本发明试剂盒及检测方法中检测Fe²⁺的选择性。

具体实施方式

本发明提供了一种用于检测环境水样和血清中Fe²⁺含量的可视化检测试剂盒及其检测方法。

所述的用于检测环境水样和血清中Fe²⁺含量的可视化检测试剂盒，包括H₂O₂和TMB， H₂O₂的浓度为2×10^-3～9×10^-3M，TMB的浓度为500～5000mg/L。

所述的用于检测环境水样和血清中Fe²⁺含量的可视化检测试剂盒，还包括Fe²⁺标准液和缓冲液，Fe²⁺标准液为Fe²⁺的硫酸盐，缓冲液为0.5M、pH4.0的MES缓冲液；Fe²⁺标准液为如下形式的标准液：用二次水稀释成如下各个浓度的溶液：0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.0μΜ。

所述的用于检测环境水样和血清中Fe²⁺含量的可视化检测试剂盒的检测方法，包括如下步骤：将500μl缓冲液加入到比色管中，然后加入250μl H₂O₂，接着继续加入100μlTMB，室温静置，再加入待测液体，用二次水定容至5ml，测定650nm处的吸收光谱，并通过与测定形成的标准曲线对比，最终获得待测液体中Fe²⁺的浓度。

以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明：

一种用于检测环境水样和血清中Fe²⁺含量的可视化检测试剂盒，在盒子中装有4管不同材料的试剂管，分别为：

1）10ml的H₂O₂溶液；

2）5ml的TMB溶液；

3）10ml的Fe²⁺的硫酸盐标准溶液；

4）25ml MES缓冲液，pH值为4.0。

应用实施例1：利用上述试剂盒检测Fe²⁺在人血清中的加标回收率

1）针对上述试剂盒，量取H₂O₂溶液250μL加入到500μL的MES溶液中；

2）再向步骤1）的溶液中加入100μLTMB溶液，室温静置2分钟；

3）再向上面溶液中加入不同体积的（0、5.0、10.0、25.0、50.0、100.0、250.0、500.0μL）的Fe²⁺硫酸盐标准溶液，用二次水定容至5ml，定容后标准液的浓度为：0、0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.0 μΜ，室温静置60分钟；

4）将上述室温静置60分钟后的液体在紫外-可见分光光度计上进行吸收强度测定，测定波长为650nm；

5）以上实验平行样3个，既实验重复3次；

6）根据以上650nm处的吸收强度值与设定标准溶液浓度建立吸收强度值与Fe²⁺浓度的线性方程，既标准曲线，检测范围为0.01μM～1.0μM，见图1和图3；图2为本发明试剂盒及检测方法中检测0-3μΜ Fe²⁺时溶液体系的颜色变化，随着Fe²⁺浓度的增加，体系的颜色逐渐加深；

7）人血清加标：取3支10ml比色管，将含量为500μM的Fe²⁺标准溶液25μL、100μL和250μL分别加入到各个比色管中，用人血清定容至5ml，得到3种浓度的人血清加标液，分别为2.5μM、 5μM和10μM；加入人血清1ml，定容至5ml，得到3种浓度的人血清Fe²⁺加标液，分别为2.5μM、 10μM和25μM；

8）检测在人血清中Fe²⁺的加标回收率，重复步骤1）和2），然后分别取7）中加标后的人血清100μL加入比色管中，用二次水定容至5ml，相当于人血清稀释了50倍，定容后Fe²⁺的浓度分别为：0.05μM 、0.2μM和0.5μM，同时做空白样，室温静置60分钟，人血清样品不需要其它前处理；

9）重复步骤4）；

10）以上实验平行样3个，既实验重复3次；

11）根据以上吸收强度测定值，带入步骤6）中的标准曲线方程，计算出Fe²⁺浓度值；

12）计算Fe²⁺在人血清中的加标回收率，见表1，Fe²⁺在人血清中的加标回收率为92%～97%。

表1人血清中Fe²⁺加标回收率 (平均值±标准偏差；重复次数=3)

应用实施例2：利用本发明的试剂盒检测环境水样中Fe²⁺的加标回收率

1）重复应用实施例1中的步骤7）至步骤11），将其中的样品类型更换为河水即可；

2）计算Fe²⁺在河水中的加标回收率，见表2，Fe²⁺在河水中的加标回收率为95%～101%。

表2河水中Fe²⁺加标回收率 (平均值±标准偏差；重复次数= 3)

图4为本发明试剂盒及检测方法中检测Fe²⁺的选择性。图中可以看出，在离子浓度均为0.5μM的条件下，K⁺、Na+、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Co²⁺、Cu²⁺对该检测体系基本无影响。

Claims (2)

1.一种用于检测环境水样和血清中Fe²⁺含量的可视化检测试剂盒，其特征在于：包括H₂O₂、TMB、Fe²⁺标准液和缓冲液，其中， H₂O₂的浓度为2×10^-3～9×10^-3M，TMB的浓度为500～5000mg/L，Fe²⁺标准液为Fe²⁺的硫酸盐，缓冲液为0.5M、pH4.0的MES缓冲液；

该试剂盒的检测方法包括如下步骤：将500μl缓冲液加入到比色管中，然后加入250μlH₂O₂，接着继续加入100μl TMB，室温静置，再加入待测液体，用二次水定容至5ml，测定650nm处的吸收光谱，并通过与测定形成的标准曲线对比，最终获得待测液体中Fe²⁺的浓度。

2.根据权利要求1所述的用于检测环境水样和血清中Fe²⁺含量的可视化检测试剂盒，其特征在于：Fe²⁺标准液为如下形式的标准液：用二次水稀释成如下各个浓度的溶液：0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.0μΜ。

Images