本發(fā)明涉及肌酐檢測，具體地涉及一種用于肌酐檢測的紙基傳感器及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、急性腎損傷（acute?kidney?injury，aki）是目前最主要、最常見的一類腎臟疾病，占所有住院患者的10%?~?15%。此外，aki是腎臟類疾病進(jìn)展至終末期腎病的危險因素之一，不及時有效治療會導(dǎo)致可怕的尿毒癥。對于包括aki和尿毒癥在內(nèi)的腎臟類疾病的檢測標(biāo)志物為血清肌酐，在目前的眾多的分析方法中，基于光學(xué)比色的方法對目標(biāo)化合物的特異性識別以其操作簡單、經(jīng)濟(jì)實惠、輸出高效（可以肉眼識別）等優(yōu)點而被學(xué)界廣泛接受。

2、光學(xué)比色法中以jaffe法最為成熟，jaffe法的原理是三硝基苯酚（苦味酸）在堿性條件下可以與肌酐結(jié)合形成較為穩(wěn)定的紅色產(chǎn)物，但作為指示劑的苦味酸是一種不穩(wěn)定的易爆化合物，使用時存在安全性問題，不適用于安全性要求較高的醫(yī)療場所。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)安全性高于苦味酸的間位硝基的芳香性化合物可以與肌酐在堿性條件下發(fā)生取代反應(yīng)，得到不同顏色的新化合物，因此一些技術(shù)方案采取間位硝基的芳香性化合物作為指示劑，例如申請?zhí)枮閏n201310548676.x的專利文件公開了一種尿液肌酐檢測試劑條及其制備方法，該檢測試劑條包括基板和濾紙片，濾紙片是濾紙分別在a液和b液中充分浸泡后取出，干燥后制得，a液是包含3.2wt％～4.8wt％緩沖液和1wt％～1.5wt％表面活性劑的80～95v／v％乙醇溶液；b液是包含0.8wt％～1.2wt％3，5-二硝基苯甲酸和0.008wt％～0.012wt％溴甲酚綠的甲醇溶液。上述技術(shù)方案雖然解決了苦味酸帶來的安全性問題，但制備檢測試劑條所需的溶液中含有劇毒的甲醇，使得制備和應(yīng)用的過程中引入了新的安全性問題和環(huán)保問題，且檢測試劑條浸泡時間長、制備效率低，產(chǎn)業(yè)化前景不足。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用于肌酐檢測的紙基傳感器，該傳感器具有較好的便攜性和肉眼識別性，且生產(chǎn)材料中不含易爆或者劇毒物質(zhì)，制備和應(yīng)用過程更加安全、簡便，適用于安全性要求較高的場所。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

3、一種用于肌酐檢測的紙基傳感器，包含聚乳酸紙基材料和附著在聚乳酸紙基材料上的比色指示物，所述比色指示物由水性比色指示油墨固化后形成；所述水性比色指示油墨包含溶劑、指示劑、穩(wěn)定劑和增稠劑，所述指示劑為間位雙硝基的芳香性化合物，所述穩(wěn)定劑為水溶性無機(jī)堿性化合物，所述增稠劑為生物質(zhì)多糖類衍生物。

4、為了克服現(xiàn)有血檢的不便性，基于ph試紙的啟發(fā)，便攜式紙基比色器件被越來越多的研究人員所關(guān)注。例如現(xiàn)有技術(shù)（cn201310548676.x）提供了一種肌酐檢測試劑條，該試劑條的紙基材料為濾紙（即纖維素材料），制備過程中將纖維素材料先后在a液和b液中充分浸泡，使作為主要指示劑的3，5-二硝基苯甲酸滲透至纖維素材料中，待干燥后得到肌酐檢測試劑條，該方法存在兩方面的缺點，其一是制備過程中纖維素材料需要在強(qiáng)堿性條件下充分浸泡，制備時間較長，產(chǎn)業(yè)化前景不足，且浸泡過程中纖維素材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會降低，容易發(fā)生破損，其二是b液中溶劑為劇毒的甲醇，制備過程會帶來安全性和環(huán)保性問題。為了解決上述問題，發(fā)明人考慮使用不同的方法將紙基材料與指示劑結(jié)合，對比不同方法后最終選擇了效率更高的一種，即以刮涂、印刷、打印等方式使油墨在紙基材料上成膜，以膜層作為肌酐檢測的顯色材料，該方法工業(yè)化難度較低、生產(chǎn)效率較高，且生產(chǎn)過程中溶劑揮發(fā)量較小，在安全性和環(huán)保性上具有優(yōu)點。在確定制備方法后，面臨紙基材料和油墨的選擇，首先可以確定的是，以苦味酸相關(guān)機(jī)理的化合物作為指示劑時，作為穩(wěn)定劑的堿性物質(zhì)對于油墨而言一般是必不可少的，考慮到工業(yè)上連續(xù)化生產(chǎn)時紙基材料一般以放卷方式在加工設(shè)備中運動，紙基材料需要維持一定張力，因此需要保證紙基材料與油墨結(jié)合前后的物理強(qiáng)度穩(wěn)定性，以保證生產(chǎn)穩(wěn)定性，雖然相較于浸泡法而言油墨中的堿含量明顯減少，但仍然對紙基材料存在侵蝕風(fēng)險，進(jìn)而導(dǎo)致紙基材料發(fā)生結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上的變化，影響連續(xù)化生產(chǎn)，對此發(fā)明人排除了纖維素或其他受強(qiáng)堿影響的生物質(zhì)材料作為紙基材料的方案，同時考慮到油墨與紙基材料的附著強(qiáng)度要求以及檢測試紙作為醫(yī)療廢棄物時的環(huán)保性要求，最終選擇了聚乳酸紙基材料作為油墨的附著載體。確定紙基材料的同時，油墨的組分選擇也需要兼顧多方面的問題，為了降低指示劑本身的危險性，發(fā)明人經(jīng)過評估后選擇了相較于苦味酸穩(wěn)定性更高且同樣具有指示效果的間位雙硝基的芳香性化合物，為了解決油墨固化成型時溶劑揮帶來的安全性和環(huán)保性問題，發(fā)明人選擇了水性油墨的方案，并進(jìn)一步使用了生物質(zhì)多糖類衍生物作為增稠劑，該類增稠劑在水溶液中增稠效果較好，與聚乳酸紙基材料的結(jié)合強(qiáng)度較高，且自身為生物質(zhì)材料，進(jìn)一步提高了紙基傳感器的可降解性。

5、基于上述研發(fā)思路，本發(fā)明提供了一種用于肌酐檢測的紙基傳感器，該紙基傳感器在干燥情況下底色為淡黃色，在堿性環(huán)境下接觸濃度由低至高的肌酐溶液后呈現(xiàn)淡紫色至深紫色的光學(xué)變化，基于預(yù)先制備的標(biāo)準(zhǔn)比色卡，可以通過肉眼識別的方式判斷肌酐的濃度范圍，相較于市面上商業(yè)醫(yī)用程度較高的的酶解法，本發(fā)明提供的紙基傳感器的便攜性大幅提高，并且整個檢測過程的變化可肉眼識別，試劑檢測時間在2分鐘以內(nèi)，方便高效，并且對于檢測設(shè)備的要求大幅降低，操作流程更加精簡，容易推廣使用；相比于其它的肌酐比色試紙，本發(fā)明提供的光學(xué)紙基傳感器工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)較為容易，原料成分不涉及有毒的有機(jī)溶劑，提高了生產(chǎn)過程的安全性和環(huán)保性，且基本所有材料均可以在自然條件下生物降解，實現(xiàn)碳中和。

6、進(jìn)一步地，所述指示劑為3,5-二硝基苯甲酸（35dnba）或2,4-二硝基苯甲酸（24dnba）中的一種或多種。優(yōu)選地，指示劑為3,5-二硝基苯甲酸。

7、進(jìn)一步地，所述穩(wěn)定劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉中的一種或多種。優(yōu)選地，指示劑為氫氧化鉀。

8、進(jìn)一步地，所述增稠劑為海藻酸鈉、甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或多種。

9、發(fā)明人在進(jìn)行增稠劑選擇時，發(fā)現(xiàn)添加海藻酸鈉的油墨相較于添加同等質(zhì)量的纖維素類增稠劑的油墨具有顯著更高的粘度；此外，發(fā)明人在研究初期以纖維素紙基材料進(jìn)行油墨附著時，發(fā)現(xiàn)添加海藻酸鈉的油墨對于纖維素紙基材料的腐蝕程度低于添加纖維素類增稠劑的油墨，推斷其機(jī)理為在油墨與纖維素紙基材料的界面處海藻酸鈉的膠質(zhì)水解產(chǎn)物能夠減緩堿對纖維素紙基材料的腐蝕，起到保護(hù)效果。因此，優(yōu)選地增稠劑為海藻酸銨。在一些情況下，本發(fā)明所述的聚乳酸紙基材料還可能需要與其他類型的紙基材料進(jìn)行復(fù)合，此時選用海藻酸鈉作為增稠劑可以避免油墨對其他類型紙基材料的腐蝕。

10、進(jìn)一步地，所述水性比色指示油墨的制備方法包括如下步驟：

11、提供可與肌酐發(fā)生變色反應(yīng)的指示劑；

12、將所述指示劑溶解于穩(wěn)定劑水溶液中得到均一溶液；

13、將所述均一溶液與增稠劑混合，充分?jǐn)嚢韬蟮玫綗o固體不溶物的水性比色指示油墨。

14、進(jìn)一步地，所述穩(wěn)定劑水溶液的濃度為0.5~0.8m。

15、進(jìn)一步地，所述均一溶液中指示劑的濃度為0.2~0.4m。

16、進(jìn)一步地，所述水性比色指示油墨中增稠劑的質(zhì)量濃度為1wt%~3wt%。

17、本發(fā)明的另一目的在于提供上述用于肌酐檢測的紙基傳感器的制備方法，其包括以下步驟：

18、s1、準(zhǔn)備聚乳酸紙基材料；

19、s2、將水性比色指示油墨施加在聚乳酸紙基材料上；

20、s3、使聚乳酸紙基材料上的水性比色指示油墨干燥，得到用于肌酐檢測的紙基傳感器。

21、進(jìn)一步地，s2中，所述水性比色指示油墨的施加厚度為250?-?1000?μm；s3中，聚乳酸紙質(zhì)基材在鼓風(fēng)箱中以30~50℃處理20~60分鐘，使水性比色指示油墨干燥。

22、綜上所述，應(yīng)用本發(fā)明方案可以取得以下有益效果：

23、1、本發(fā)明提供的紙基傳感器可以便攜式手持檢測溶液中的肌酐，通過與比色卡比對來判斷肌酐的水平，相較于市面上主流的酶法相應(yīng)速度更快、成本更低。

24、2、本發(fā)明提供的紙基傳感器由聚乳酸紙基材料及水性比色指示油墨形成的比色指示物組成，聚乳酸紙質(zhì)基材和比色指示物均可自然降解，更加綠色環(huán)保。

25、3、本發(fā)明提供的紙基傳感器的比色指示物由水性油墨固化后形成，水性油墨中不包含有機(jī)溶劑，油墨干燥固化過程中不會產(chǎn)生揮發(fā)性有害物質(zhì)，制備安全性更高，且工業(yè)化生產(chǎn)時省去了一部分揮發(fā)性有害物質(zhì)的處理成本，具有產(chǎn)業(yè)化前景。

26、4、本發(fā)明提供的紙基傳感器的紙基材料與油墨的附著力強(qiáng)，且紙基材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度基本不受油墨的強(qiáng)堿性影響，連續(xù)生產(chǎn)時放卷的紙基材料不易發(fā)生斷裂，適合工業(yè)化生產(chǎn)。