CN113155987A - 一种微针贴片及其制备方法、应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于食品微生物检测技术领域，具体涉及一种微针贴片的制备方法，包括以下步骤：(1)将金属离子分散在PBS缓冲液中，以制得金属离子溶液；(2)将聚乙二醇、无水碳酸钙和
Figure DDA0002864409660000011
S‑97混合加入金属离子溶液制成针体制作液；(3)将针体制作液倒入微针模具中充分贴合；(4)对微针模具进行离心、恒温干燥和加热交联处理后冷却，水凝胶形成的微针从模具中脱落得到微针贴片；本发明的制备方法制得的微针贴片应用于快速提取生物胺中，能够将前处理时间显著缩短至3min，适合于西式火腿生物胺的快速现场检测，具有广阔的应用前景。

Description

一种微针贴片及其制备方法、应用
技术领域
本发明属于食品微生物检测技术领域，具体涉及一种微针贴片及其方法、应用。
背景技术
西式火腿一般由猪肉加工制成，包括盐水火腿、带骨火腿、去骨火腿等。西式火腿在贮存或发酵过程中，常伴随着生物胺的形成和积累。生物胺是一类具有生物活性的低分子量含氮有机化合物的总称。这些生物胺主要是由一些微生物(包括革兰氏阳性、阴性菌和酵母菌)通过氨基酸脱羧酶催化肉品中的游离氨基酸脱羧产生。生物胺的过量积累不但会影响产品的风味，还可能危害人体的健康，可能导致高血压和腹泻，引起人体心脏和中枢神经系统等器官的损害，以及存在致癌和致畸性风险。然而，目前相关运用在西式火腿中生物胺的检测技术较少，因此如何研究快速且无损地检测生物胺含量是目前行业急需解决的问题。
微针贴片，即具有微米级尺寸的针状突出物，其通常以阵列形式组装到支撑衬底或者贴片上。已经证明水凝胶形成微针阵列可以促进一系列小分子药物和生物治疗剂的透皮递送，在生物医学领域中有广泛的应用，如生物医学测量、药物传输及微量采样分析等，因此微针贴片在生物胺小分子快速分离提取中有一定的应用潜力。
制备微针的材料通常有硅、聚合物和金属等。近年来，由于高分子材料成本低廉、微成型工艺相对简单，适合于微针的量产而越来越受到人们的关注。目前关注度最高的聚合物微针通常由水溶性碳水化合物或聚合物材料制备而成，
Figure BDA0002864409640000011
S-97是一种由甲基乙烯基醚和马来酸酐聚合而成的线性聚合物，可溶于水，溶液澄清、有粘性，尤其具有强大的生物附着功能，聚乙二醇(PEG)具有良好的生物相容性、机械强度和溶胀性。
由于用微针贴片提取生物胺时存在一个无法避免的问题，即目标提取物的浓度通常要低得多。根据目前国内外文献报道，金属离子由于可以很好地与生物胺相互作用，因此将金属离子运用到微针贴片的制作中，有望提高微针贴片提取生物胺的能力。
通过上述生物胺的现状描述，以及微针贴片的制备材料和聚乙二醇、金属离子优点的介绍，为此，有必要研制一种通过吸水溶胀的方式快速提取西式火腿中生物胺的微针贴片，以克服在快速检测实际应用中的不足。
发明内容
基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种微针贴片及其制备方法、应用。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种微针贴片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将金属离子分散在PBS缓冲液中，以制得金属离子溶液；
(2)将聚乙二醇、无水碳酸钙和
Figure BDA0002864409640000021
S-97混合加入金属离子溶液制成针体制作液；
(3)将针体制作液倒入微针模具中充分贴合；
(4)对微针模具进行离心、恒温干燥和加热交联处理后冷却，通过水凝胶形成的微针从模具中脱落得到微针贴片。
作为优选方案，所述金属离子为锌离子、铁离子中的一种或多种。
作为优选方案，所述针体制作液的质量为12～16wt％，金属离子溶液的体积为10～15vol％。
作为优选方案，所述针体制作液含有20％w/w的
Figure BDA0002864409640000022
S-97、7.5％w/w聚乙二醇和3％w/w的无水碳酸钠。
作为优选方案，所述聚乙二醇的分子量为10000道尔顿。
作为优选方案，所述离心的速度不低于3000rpm，离心的温度不高于25℃，离心时间不低于15min。
作为优选方案，所述恒温干燥的温度为18～28℃，时间不少于48h。
作为优选方案，所述加热交联处理的温度在80℃～90℃，加热时间不少于24h。
本发明还提供采用如上任一方案所述的制备方法制备而成的微针贴片。
本发明还提供如上任一方案所述的制备方法制得的微针贴片或如上方案所述的微针贴片的应用，应用于西式火腿中的生物胺提取及其检测。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
1、本发明的原材料聚乙二醇有良好的生物相容性、机械强度和溶胀性，无毒无害，较高的热化学稳定性，而
Figure BDA0002864409640000031
S-97具有强大的生物附着功能。
2、本发明以金属离子和聚乙二醇、
Figure BDA0002864409640000032
S-97为原料，经过离心、恒温干燥，加热交联后得到的微针贴片，该微针贴片具有微创、快速提取、操作简便等优点。
3、本发明的微针贴片应用于快速提取生物胺中，能够将前处理时间显著缩短至3min，适合于西式火腿生物胺的快速现场检测，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例一的微针贴片的制备流程图；
图2是本发明实施例一的微针贴片的扫描电镜图；
图3是图2中的微针贴片的放大图；
图4是本发明实施例二的微针贴片提取生物胺原理示意图；
图5是本发明实施例二提取的生物胺与国标提取方法比较结果对照图；
图中：1西式火腿、2游离生物胺、3金属离子、4交联的PVA基质。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
实施例一：
如图1和图3所示，本实施例提供一种用于西式火腿生物胺检测提取的微针贴片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锌离子或铁离子分散在室温25℃下的PBS缓冲液中，配制成浓度为0.2mg/mL的金属离子溶液。
(2)将20％w/w的
Figure BDA0002864409640000041
S-97、7.5％w/w分子量为10000道尔顿的聚乙二醇和3％w/w的无水碳酸钠混合，并添加10vol％的氧化镍或氧化锌溶溶液，用磁力搅拌器进行搅拌至完全溶解，室温静置即可得到澄清的针体制作液。
(3)将用煮沸的超纯水清洗聚二甲基硅氧烷(PDMS)微针模板5min后用酒精浸泡后超声清洗5min后晾干，得到干净可用的PDMS微针模板，将0.5g针体制作液倒入模板中，充分贴合。
(4)将装有微针制作液的PDMS微针模板放入离心管中以3000rmp的转速，25℃离心15min，除去剩余气泡，然后放入鼓风干燥箱中进行恒温干燥，恒温干燥温度的为25℃，时间为48h。待干燥完成后，将包含微针制作液的模板在80℃下加热24小时，以促进
Figure BDA0002864409640000042
S-97的羧酸基团与PEG的羟基官能团之间的交联酯化反应。最后待冷却后用干净的镊子将微针贴片从模板中取出，通过使用加热的手术刀刀片除去形成微针贴片的侧壁，即可得到具有溶胀能力的微针贴片。
本发明以金属离子和聚乙二醇、
Figure BDA0002864409640000051
S-97为原料，经过离心、恒温干燥，加热交联后得到的微针贴片，该微针贴片具有微创、快速提取、操作简便等优点。。
实施例二：
本实施例提供一种微针贴片的应用，将制备的微针贴片应用于快速提取西式火腿中的生物胺并通过液相色谱进行定性检测。
本实施例通过选用如下表1的微针模板的型号，针体制作液质量分数选用为13wt％。
表1本实施例所选用的微针模板的型号
Figure BDA0002864409640000052
如图4所示，生物胺提取过程：将微针贴片贴于西式火腿表面，用手轻轻按压，将刺穿力传递到贴片上，溶胀吸取时间为1min。剥离微针贴片并用50μL TE buffer多次冲洗，得到的溶液即为后续待测溶液。
生物胺测定：将待测溶液先进行衍生：加入100μL 2mol/L NaOH溶液，再加入300μL饱和碳酸氢钠溶液进行缓冲，继续加入1mL 10mg/mL的丹磺酰氯(丙酮配制)，在黑暗条件于40℃反应40min，加入50μl 25％氨水静置30min终止反应，以去除多余的丹磺酰氯。加入0.75mL乙腈定容至2.5mL，取1mL试样过0.22μm有机滤膜，进行高效液相进行检测，高效液相进行检测，色谱柱为C18色谱柱(柱长250mm，柱内径4.6mm，柱填料粒径5μm)，紫外检测波长254nm，进样量20μL，柱温35℃，流动相A为90％乙腈和10％(含有0.1％乙酸0.01mol/L乙酸铵溶液)，流动相B为10％乙腈和90％(含有0.1％乙酸0.01mol/L乙酸铵溶液)，流速0.8mL/min，梯度洗脱程序如表2。分别通过对生物胺单标的图谱和生物胺混合标准溶液的图谱为对照，从而确定四种生物胺各自的出峰位置。
表2梯度洗脱程序
Figure BDA0002864409640000061
由图5可知微针贴片可提取西式火腿的生物胺含量，且与传统提取相比，两者提取能力相似。
利用本发明所得微针贴片检测的方法操作简便，容易上手，可以半定量检测诸如西式火腿等肉制品的生物胺含量，具备极高的推广价值。
本发明的微针贴片作为快速提取生物胺方法，能够将前处理时间从传统方法的2～3h显著缩短至3min，且提取的生物胺无需浓缩可直接用于半定量检测西式火腿等加工肉制品中的生物胺，适合于生物胺的快速现场检测，具有广阔的应用前景。
在上述实施例及其替代方案中，针体制作液的质量还可以在12～16wt％的范围内任意选取；金属离子溶液的体积还可以10～15vol％的范围内任意选取。
在上述实施例及其替代方案中，离心速度还可以在3000rpm以上任意选取；离心温度还可以在25℃以下任意选取；恒温干燥的温度还可以在18～28℃的范围内任意选取；恒温干燥时间还可以在48h以上任意选取；加热交联处理的温度可以在80℃～90℃的范围内任意选取，加热时间可以在24h以上任意选取。
以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微针贴片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将金属离子分散在PBS缓冲液中，以制得金属离子溶液；
(2)将聚乙二醇、无水碳酸钙和
Figure FDA0002864409630000011
S-97混合加入金属离子溶液制成针体制作液；
(3)将针体制作液倒入微针模具中充分贴合；
(4)对微针模具进行离心、恒温干燥和加热交联处理后冷却，通过水凝胶形成的微针从模具中脱落得到微针贴片。
2.根据权利要求1所述的一种微针贴片的制备方法，其特征在于，所述金属离子为锌离子、铁离子中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种微针贴片的制备方法，其特征在于，所述针体制作液的质量为12～16wt％，金属离子溶液的体积为10～15vol％。
4.根据权利要求1所述的一种微针贴片的制备方法，其特征在于，所述针体制作液含有20％w/w的
Figure FDA0002864409630000012
S-97、7.5％w/w聚乙二醇和3％w/w的无水碳酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种微针贴片的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为10000道尔顿。
6.根据权利要求1所述的一种微针贴片的制备方法，其特征在于，所述离心的速度不低于3000rpm，离心的温度不高于25℃，离心时间不低于15min。
7.根据权利要求1所述的一种微针贴片的制备方法，其特征在于，所述恒温干燥的温度为18～28℃，时间不少于48h。
8.根据权利要求1所述的一种微针贴片的制备方法，其特征在于，所述加热交联处理的温度在80℃～90℃，加热时间不少于24h。
9.一种微针贴片，其特征在于，采用如权利要求1～8任一项所述的制备方法制备而成。
10.如权利要求9所述的一种微针贴片，其特征在于，应用于提取西式火腿中生物胺及其检测。
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