本申請屬于材料檢測分析領(lǐng)域，具體涉及一種鉀離子檢測試紙及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、臨床醫(yī)學(xué)上，需要對血液、尿液、淚液中的鉀離子濃度進(jìn)行檢測，人體的鉀離子濃度要有合理的范圍，當(dāng)鉀離子過高或者過低，就會出現(xiàn)腎衰竭、嚴(yán)重溶血、高血鉀等身體疾病。

2、目前，鉀離子濃度檢測手段主要包括：1、離子選擇電極法，利用鉀離子選擇性電極測量溶液中的電位差，通過電位值與離子濃度的對數(shù)關(guān)系計(jì)算鉀離子濃度；2、原子吸收光譜法，利用鉀原子吸收特定波長的光，通過吸光度與濃度的關(guān)系定量；3、火焰光度法，鉀原子發(fā)射特征光譜，通過光強(qiáng)度測定濃度；4、分光光度法，利用鉀離子與特定試劑生成有色絡(luò)合物，通過吸光度測定濃度；5、熒光探針法，設(shè)計(jì)特異性熒光分子探針，與鉀離子結(jié)合后熒光信號變化；6、化學(xué)滴定法，利用特定化學(xué)試劑與鉀離子反應(yīng)生成沉淀，通過滴定法測定含量。

3、上述檢測手段中，有些需要高端檢測儀器，費(fèi)用高昂、基層醫(yī)院難以普及，患者需前往大型綜合醫(yī)院就診，加劇醫(yī)療資源擠兌，并且導(dǎo)致患者體驗(yàn)感差、治療依從性低。有些檢測手段操作復(fù)雜，圖像分析等步驟需專業(yè)培訓(xùn)，基層醫(yī)院、檢測機(jī)構(gòu)難以開展標(biāo)準(zhǔn)化檢測?。

4、需要一種操作簡單、方便、成本可控的檢測手段，適用于基層醫(yī)療場景；專利號為cn?110554035?b，專利名稱為測定尿液中鈉含量的試紙及其使用方法中記載了利用亞硝酸鈷鈉與鉀離子反應(yīng)可以生成黃色物質(zhì)的原理，將其制備成試紙對鉀離子進(jìn)行檢測。

5、但是，上述技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)其試紙的靈敏性、穩(wěn)定性、重復(fù)性不高，分析其原因可能是亞硝酸鈷鈉本身穩(wěn)定性較差，容易分解，尤其在光照、高溫或潮濕環(huán)境中會分解失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本申請?zhí)岢隽艘环N鉀離子檢測試紙的制備方法，包括如下步驟：

2、（1）在亞硝酸鈷鈉溶液中加入納米介孔二氧化硅攪拌之后離心去掉上清液，用去離子水清洗得到負(fù)載亞硝酸鈷鈉的納米介孔二氧化硅；

3、（2）負(fù)載亞硝酸鈷鈉的納米介孔二氧化硅分散于海藻酸鈉溶液中，加入氯化鈣溶液攪拌形成凝膠；

4、（3）在基底材料表面涂敷凝膠，再用去離子水沖洗、烘干后得到鉀離子檢測試紙。

5、優(yōu)選的，基底材料表面涂敷凝膠，可以通過刮涂、噴涂等常規(guī)的涂敷方法；也可以采用浸潤法，即將基底材料浸泡于去離子水中，預(yù)處理5-10min增強(qiáng)凝膠附著；再將其浸入步驟（2）凝膠溶液中，再用去離子水沖洗表面、烘干后得到鉀離子檢測試紙。

6、進(jìn)一步的，亞硝酸鈷鈉溶液濃度為1-3%（質(zhì)量體積百分比），配制亞硝酸鈷鈉溶液使用的溶劑為水；亞硝酸鈷鈉與納米介孔二氧化硅質(zhì)量比為1：（5-10）；納米介孔二氧化硅的粒徑為100-200nm、孔徑為2-10nm。

7、進(jìn)一步的，在亞硝酸鈷鈉溶液中加入納米介孔二氧化硅于10-30℃攪拌10min-2h。

8、進(jìn)一步的，步驟（1）離心條件為：800-1200r/min、時間為：1-5min。

9、進(jìn)一步的，海藻酸鈉的分子量為12-80kda；海藻酸鈉溶液的濃度為0.5-3%（質(zhì)量體積百分比），配制海藻酸鈉溶液使用的溶劑為水；負(fù)載亞硝酸鈷鈉的納米介孔二氧化硅與海藻酸鈉的質(zhì)量比為1：（5-20）。

10、進(jìn)一步的，氯化鈣溶液濃度為1-3%（質(zhì)量體積百分比），配制氯化鈣溶液使用的溶劑為水；氯化鈣為海藻酸鈉質(zhì)量的1-5%。

11、進(jìn)一步的，步驟（2）氯化鈣逐滴加入，邊加邊攪拌，攪拌30-60min，攪拌速度為200-300rpm。

12、進(jìn)一步的，步驟（3）烘干條件：30-40℃烘干1-2h。

13、進(jìn)一步的，將edta溶解于海藻酸鈉溶液中，再將負(fù)載亞硝酸鈷鈉的納米介孔二氧化硅分散于edta-海藻酸鈉溶液中，edta為海藻酸鈉質(zhì)量的0.1-1%。本發(fā)明加入edta是為了屏蔽鈉離子、鈣離子、鎂離子干擾。

14、進(jìn)一步的，將基底材料浸泡于溴酚藍(lán)溶液中烘干后再涂敷凝膠，溴酚藍(lán)溶液的濃度為0.01-0.1%（質(zhì)量體積百分比），配制溴酚藍(lán)溶液使用的溶劑為水。

15、本發(fā)明利用上述制備方法制備得到鉀離子檢測試紙。

16、進(jìn)一步的，在基底材料上方依次設(shè)置第一疏水膜、過濾層，基底材料下方設(shè)置第二疏水膜，所述第一疏水膜設(shè)置孔洞為檢測顯色區(qū)。在實(shí)際使用時，待測液體先經(jīng)過過濾層去除待測樣品中的顆粒物例如蛋白、雜質(zhì)顆粒等、再到達(dá)檢測顯色區(qū)進(jìn)行顯色檢測。

17、進(jìn)一步的，所述過濾層用于去除待測樣品中的顆粒物，所述過濾層為玻璃纖維、纖維素濾紙或聚碳酸酯膜；第一疏水膜、第二疏水膜為聚四氟乙烯膜；基底材料為硝化纖維素膜。

18、進(jìn)一步的，本發(fā)明鉀離子檢測試紙，應(yīng)用于淚液、尿液或血液中的鉀離子檢測。

19、本申請能夠帶來如下有益效果：

20、1、用納米介孔二氧化硅負(fù)載亞硝酸鈷鈉，利用介孔二氧化硅的高比表面積、多孔結(jié)構(gòu)，能有效負(fù)載亞硝酸鈷鈉，增加其在試紙中的含量和穩(wěn)定性，提高對鉀離子的檢測靈敏度。

21、2、介孔二氧化硅載體材料引入多種官能團(tuán)，如氨基、羥基等，可以導(dǎo)入介孔通道中以產(chǎn)生各種反應(yīng)位點(diǎn)固定亞硝酸鈷鈉，提高載體結(jié)合能力，減小孔徑或體積，防止亞硝酸鈷鈉泄漏。

22、3、將亞硝酸鈷鈉吸附在納米介孔二氧化硅的孔道結(jié)構(gòu)和表面中，大小毗鄰的孔洞提高了硅球的比表面積，為亞硝酸鈷鈉提供更多的附著位點(diǎn)，有效限制亞硝酸鈷鈉從孔道中逃逸，起到很好的固定作用，同時可以使其快速運(yùn)輸，增強(qiáng)亞硝酸鈷鈉的穩(wěn)定性和活性。

23、4、利用海藻酸鈉-氯化鈣凝膠體系將負(fù)載亞硝酸鈷鈉的介孔二氧化硅均勻固定；微膠囊技術(shù)隔絕水分、氧氣和光照，防止亞硝酸鈷鈉吸濕分解或氧化，接觸待測液體后微膠囊迅速破裂或溶解，釋放內(nèi)部試劑。

24、5、體系中加入edta是為了屏蔽鈉離子、鈣離子、鎂離子干擾。

25、6、體系中加入溴酚藍(lán)，使得底層藍(lán)色背景于上層反應(yīng)顯色形成鮮明對比。

26、7、過濾層用于去除樣品中的顆粒物、大分子干擾物例如蛋白質(zhì)等；疏水膜用于控制液體流動方向，防止橫向擴(kuò)散，液體僅垂直滲透。

27、8、利用亞硝酸鈷鈉與鉀離子反應(yīng)生成黃色沉淀且顏色深淺與鉀離子濃度相關(guān)，制作成試紙，操作更加便利、成本可控，非常適用于基層醫(yī)院、基層檢測環(huán)境完成快速測量診斷的工作。

技術(shù)特征：

1.一種鉀離子檢測試紙的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：亞硝酸鈷鈉溶液濃度為1-3%；亞硝酸鈷鈉與納米介孔二氧化硅質(zhì)量比為1：（5-10）；納米介孔二氧化硅的粒徑為100-200nm、孔徑為2-10nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：海藻酸鈉的分子量為12-80kda；海藻酸鈉溶液的濃度為0.5-3%；負(fù)載亞硝酸鈷鈉的納米介孔二氧化硅與海藻酸鈉的質(zhì)量比為1：（5-20）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：氯化鈣溶液濃度為1-3%；氯化鈣為海藻酸鈉質(zhì)量的1-5%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：將edta溶解于海藻酸鈉溶液中得到edta-海藻酸鈉溶液，再將負(fù)載亞硝酸鈷鈉的納米介孔二氧化硅分散于edta-海藻酸鈉溶液中，edta為海藻酸鈉質(zhì)量的0.1-1%。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：將基底材料浸泡于溴酚藍(lán)溶液中烘干后再涂敷凝膠，溴酚藍(lán)溶液的濃度為0.01-0.1%。

7.一種鉀離子檢測試紙，其特征在于：根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的制備方法制備得到。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鉀離子檢測試紙，其特征在于：在基底材料上方依次設(shè)置第一疏水膜、過濾層，基底材料下方設(shè)置第二疏水膜，所述第一疏水膜設(shè)置孔洞為檢測顯色區(qū)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種鉀離子檢測試紙，其特征在于：所述過濾層用于去除待測樣品中的顆粒物，所述過濾層為玻璃纖維、纖維素濾紙或聚碳酸酯膜；第一疏水膜、第二疏水膜為聚四氟乙烯膜；基底材料為硝化纖維素膜。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的制備方法制備得到的鉀離子檢測試紙或根據(jù)權(quán)利要求7-9任一所述的鉀離子檢測試紙，其特征在于：將鉀離子檢測試紙應(yīng)用于淚液、尿液或血液中的鉀離子檢測。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)岢隽艘环N鉀離子檢測試紙及其制備方法，其中制備方法包括如下步驟：（1）在亞硝酸鈷鈉溶液中加入納米介孔二氧化硅攪拌之后離心去掉上清液，用去離子水清洗得到負(fù)載亞硝酸鈷鈉的納米介孔二氧化硅；（2）負(fù)載亞硝酸鈷鈉的納米介孔二氧化硅分散于海藻酸鈉溶液中，加入氯化鈣溶液攪拌形成凝膠；（3）在基底材料表面涂敷凝膠，再用去離子水沖洗、烘干后得到鉀離子檢測試紙。本發(fā)明用納米介孔二氧化硅負(fù)載亞硝酸鈷鈉，利用介孔二氧化硅的高比表面積、多孔結(jié)構(gòu)，能有效負(fù)載亞硝酸鈷鈉，增加其在試紙中的含量和穩(wěn)定性，提高對鉀離子的檢測靈敏度；利用海藻酸鈉?氯化鈣凝膠體系將負(fù)載亞硝酸鈷鈉的介孔二氧化硅均勻固定，提高試紙的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：王夢雅,魏蕾,程化朋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東省第二人民醫(yī)院（山東省耳鼻喉醫(yī)院、山東省耳鼻喉研究所）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15