温度试纸

专家认为，几年后癌症检测将跟血糖检测和怀孕检测一样简单。近日，俄亥俄州立大学的化学家在《Journal of American Chemical Society》杂志上展现了一种成本仅为50美分的试纸条，可用于癌症和疟疾等疾病的检测，而且检测样本只需一滴血。　　和验孕棒一样方便：一滴血，一个试纸条，就可以检测癌症和疟疾　　在非洲农村和东南亚地区，成千上万的民众因为疟疾而死，每年有数亿人被感染。俄亥俄州立大学Abraham Badu-Tawiah博士试图为这些地区提供一种廉价的疟疾诊断方法，因而带领团队开展了此项研究，然而在研究过程中Badu-Tawiah博士发现该方法还可用于检测其他产生抗体的疾病，包括卵巢癌和大肠癌。　　根据研究人员介绍，血液样本滴到试纸条后，按照例行被送往实验室进行检测，这意味着人们只有在阳性结果的情况下才需咨询医生，该技术可为那些无法定期访问医生的人提供简单的疾病诊断措施。　　该技术使用蜡墨水来追踪试纸条上的通道和储液槽轮廓，蜡可渗透纸张，形成防水屏障以捕获血液样本，并将其固定在纸层之间。8.5-11英尺大的纸张就可以容纳几十份检测，每份检测被分割成比邮票大点的纸条。Badu-Tawiah博士说，“检测过程中，人们只需将血滴到试纸条后折叠，并邮寄到检测实验室即可。该试纸条看起来像测孕工具包，但检测方法却不一样。”　　验孕是通过在表面涂酶或黄金纳米粒子来使纸张变色，而本研究中的试纸条包含了携带正电荷的合成化学探针，这些离子探针可通过手持式质谱仪进行超灵敏度检测。Badu-Tawiah博士说，“酶很挑剔，它必须保存在正确的温度中，且不能在干燥或曝光中保存 但离子探针非常强大，它不受光、温度和湿度的影响，即使非洲的炎热也奈何不了它。因此你只需将试纸条邮寄到医院，保证到达医院时它仍有效即可。”　　研究人员表示他们已利用该试纸成功检测到最常见的疟疾寄生虫和恶性疟原虫的蛋白生物标志物，还成功检测到了卵巢癌蛋白标志物——癌抗原125和大肠癌及其他癌症中的标志物癌胚抗原。此外研究人员还不定时观察检测信号是否褪色，结果发现检测信号强度在一个月之内都不会发生变化，这意味着该检测方法具有稳定性，且检测有效期为一个月。研究人员认为偏远地区的人再也不用担心试纸条在邮寄过程中失效，这意味着偏远地区农村人口的医疗保健进入了新时代。　　然而，研究人员认为，像美国这样的发达地区也能受益于该研究，因为他们可以在自己家中检测，从而省去了看医生的费用。在美国，这种试纸条可能对具有癌症家族史的人特别有用，或者对那些接受过癌症治疗的人有用。利用该试纸条，患者或许不用定期前往医院检查，可以在家里更频繁的自我检测。　　成本仅为50美分　　在俄亥俄州，虽然原型测试带的成本大约为50美分，但在大规模生产的情况下，该成本很可能会下降。使用试纸条检测的最大成本落在了城市医疗设施上，因为必须购买质谱仪来读取结果，而模型便携式仪器的成本为100000美元，不过相对便宜的手持式仪器正在开发中。　　不过，Badu-Tawiah指出，该方法的初始投资将最终被潜在的益处抵消。联合国儿童基金会估计，疟疾每年导致非洲大陆失去120亿美元的劳动成本。在美国，质谱仪就更为常见，这种检测方法可减少患者的保险支出，还能节省看医生的部分费用 。Badu-Tawiah说，“虽然该方法需要一个初始投资，但低成本的纸质耗材设备将使其具有可持续发展性。将来，我们可以在小商店中设置检测仪器，并同时出售价格仅为50美分的试纸条，这样可以方便很多人。”　　研究人员希望该试纸条能在三年之内用于临床，在此期间，他们将进一步研究以增加试纸条的灵敏度，希望有一天可通过唾液或尿液来检测出同样的结果。

p　　近年来，快速分析检测技术在化学检测、医学诊断、司法鉴定、环境监测和食品检测等领域具有广泛的应用。这一仪器分析检测工作过去往往需要求助于某些特定单位(机构)，如科研单位、医院、分析测试中心等。仪器分析方法具有高测定精度和低检出限, 但由于所用仪器一般是大型精密仪器, 且采用交流电做电源，操作较为复杂，使用不方便，一般不适合用于现场快速检测。随着科学技术的进步，各种现场性、临时性、快速高效的分析检测手段相继出现，这些分析检测手段大多是通过颜色变化以及变化程度来实现的。试纸法作为一种快速的现场检测方法，其特点是操作简单、携带方便、价格便宜, 并具有一定的选择性、准确性和灵敏度，在医疗卫生、食品、水质、空气及其它检测方面具有广泛的应用。因此，具备诸多优点的检测试纸应运而生。例如，现今市场上销售的早孕试纸为女性判断是否怀孕提供了快速高效的检测手段。/pp　　尿糖检测对分析人体健康状态非常重要，定期尿检已经成为大众生活中不可缺少的一部分。现今，尿糖检测试纸已经商品化。在尿糖的检测中，通常需要用到葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶以及显色剂。商业化的尿糖试纸将上述三种物质负载在纸条上，通过显色反应和比色卡来检测尿糖含量。然而，葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶这类天然酶价格高，其制备、提纯和储存均耗时耗力，而且检测活性易受外界环境如pH值、温度等影响。/pp　　近年来，具有天然酶活性的人工模拟酶受到人们的广泛关注。通过化学方法合成的人工模拟酶成本低，催化活性较为稳定，有望取代部分天然酶应用于分析检测领域。最近，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员朱英杰带领的科研团队发明了一种有望用于尿糖检测的快速检测试纸，该检测试纸本身具有类似过氧化物酶的活性，可用于葡萄糖、过氧化氢等物质的快速分析检测。更重要的是该检测试纸制备简单、成本较低、稳定性好，可实现多次重复回收利用。相关研究工作发表在国际期刊《欧洲化学》上(Fei-Fei Chen, Ying-Jie Zhu, Zhi-Chong Xiong, Tuan-Wei Sun, Chemistry-A European Journal, 23, 3328?3337 (2017) )，入选热点论文和封面论文，并且申请了一项发明专利。论文发表后不久，Chemistry Views以Chemical Test Paper from Core/Shell Nanofibers为题对该研究工作做了报道。/pp　　研究团队发明的方法很简单，在羟基磷灰石超长纳米线上原位生长具有类过氧化物酶活性的Fe基金属有机框架复合物，利用羟基磷灰石超长纳米线上的钙离子与金属有机框架复合物上的羧基之间的耦合作用，制备具有核壳结构的羟基磷灰石超长纳米线@金属有机框架复合物纳米纤维，并将其用于制备快速检测试纸。重要的是，该方法制备的快速检测试纸可实现多次回收再利用，只需将使用后变色的检测试纸浸泡在酒精中仅仅30分钟后，检测试纸就重新变回原来的颜色。/pp　　高柔韧性羟基磷灰石超长纳米线是新型无机耐火纸的重要制造原料，在此之前，该团队开展了羟基磷灰石超长纳米线的制备方法探索研究，成功地制备出高柔韧性羟基磷灰石超长纳米线 (Ceramics International, 41, 6098–6102 (2015) Materials Letters, 144, 135–137 (2015))。该研究工作是新型无机耐火纸的系列研究工作之一，是该团队在成功研发出新型高柔韧性羟基磷灰石超长纳米线耐火纸 (Chemistry-A European Journal, 20, 1242–1246 (2014)) 、新型高效抗菌羟基磷灰石超长纳米线耐火纸 (Chemistry-A European Journal, 22, 11224–11231 (2016)，入选封面论文和热点论文)、以及新型羟基磷灰石超长纳米线防水耐火纸 (ACS Applied Materials & Interfaces, 8, 34715–34724 (2016))、羟基磷灰石超长纳米线有序结构纳米绳和柔性耐火织物(ACS Nano, 10, 11483–11495 (2016))之后取得的又一个新的重要研究进展。/pp　　相关研究工作得到国家自然科学基金、上海市科委、中科院上海硅酸盐研究所创新重点项目等资助。　 /pp/pp style="text-align: center "img title="W020170411317051985316.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/ae28cfb7-64d1-4224-9bac-aa33ea274bb3.jpg"//pp style="text-align: center "图1. (a) 不同尺寸和形状的快速检测试纸，标尺为1 cm (b) 检测过氧化氢的基本原理 (c) 检测葡萄糖的基本原理 (d) 对不同浓度的过氧化氢进行分析检测 (e) 对不同浓度的葡萄糖进行分析检测 (f) 检测试纸可实现多次回收再利用。/pp/pp/p

p　　近年来，快速分析检测技术在化学检测、医学诊断、司法鉴定、环境监测和食品检测等领域具有广泛的应用。这一仪器分析检测工作过去往往需要求助于某些特定单位(机构)，如科研单位、医院、分析测试中心等。仪器分析方法具有高测定精度和低检出限, 但由于所用仪器一般是大型精密仪器, 且采用交流电做电源，操作较为复杂，使用不方便，一般不适合用于现场快速检测。随着科学技术的进步，各种现场性、临时性、快速高效的分析检测手段相继出现，这些分析检测手段大多是通过颜色变化以及变化程度来实现的。试纸法作为一种快速的现场检测方法，其特点是操作简单、携带方便、价格便宜, 并具有一定的选择性、准确性和灵敏度，在医疗卫生、食品、水质、空气及其它检测方面具有广泛的应用。因此，具备诸多优点的检测试纸应运而生。例如，现今市场上销售的早孕试纸为女性判断是否怀孕提供了快速高效的检测手段。/pp　　尿糖检测对分析人体健康状态非常重要，定期尿检已经成为大众生活中不可缺少的一部分。现今，尿糖检测试纸已经商品化。在尿糖的检测中，通常需要用到葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶以及显色剂。商业化的尿糖试纸将上述三种物质负载在纸条上，通过显色反应和比色卡来检测尿糖含量。然而，葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶这类天然酶价格高，其制备、提纯和储存均耗时耗力，而且检测活性易受外界环境如pH值、温度等影响。/pp　　近年来，具有天然酶活性的人工模拟酶受到人们的广泛关注。通过化学方法合成的人工模拟酶成本低，催化活性较为稳定，有望取代部分天然酶应用于分析检测领域。最近，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员朱英杰带领的科研团队发明了一种有望用于尿糖检测的快速检测试纸，该检测试纸本身具有类似过氧化物酶的活性，可用于葡萄糖、过氧化氢等物质的快速分析检测。更重要的是该检测试纸制备简单、成本较低、稳定性好，可实现多次重复回收利用。相关研究工作发表在国际期刊《欧洲化学》上(Fei-Fei Chen, Ying-Jie Zhu, Zhi-Chong Xiong, Tuan-Wei Sun, Chemistry-A European Journal, 23, 3328?3337 (2017) )，入选热点论文和封面论文，并且申请了一项发明专利。论文发表后不久，Chemistry Views以Chemical Test Paper from Core/Shell Nanofibers为题对该研究工作做了报道。/pp　　研究团队发明的方法很简单，在羟基磷灰石超长纳米线上原位生长具有类过氧化物酶活性的Fe基金属有机框架复合物，利用羟基磷灰石超长纳米线上的钙离子与金属有机框架复合物上的羧基之间的耦合作用，制备具有核壳结构的羟基磷灰石超长纳米线@金属有机框架复合物纳米纤维，并将其用于制备快速检测试纸。重要的是，该方法制备的快速检测试纸可实现多次回收再利用，只需将使用后变色的检测试纸浸泡在酒精中仅仅30分钟后，检测试纸就重新变回原来的颜色。/pp　　高柔韧性羟基磷灰石超长纳米线是新型无机耐火纸的重要制造原料，在此之前，该团队开展了羟基磷灰石超长纳米线的制备方法探索研究，成功地制备出高柔韧性羟基磷灰石超长纳米线 (Ceramics International, 41, 6098–6102 (2015) Materials Letters, 144, 135–137 (2015))。该研究工作是新型无机耐火纸的系列研究工作之一，是该团队在成功研发出新型高柔韧性羟基磷灰石超长纳米线耐火纸 (Chemistry-A European Journal, 20, 1242–1246 (2014)) 、新型高效抗菌羟基磷灰石超长纳米线耐火纸 (Chemistry-A European Journal, 22, 11224–11231 (2016)，入选封面论文和热点论文)、以及新型羟基磷灰石超长纳米线防水耐火纸 (ACS Applied Materials & Interfaces, 8, 34715–34724 (2016))、羟基磷灰石超长纳米线有序结构纳米绳和柔性耐火织物(ACS Nano, 10, 11483–11495 (2016))之后取得的又一个新的重要研究进展。/pp　　相关研究工作得到国家自然科学基金、上海市科委、中科院上海硅酸盐研究所创新重点项目等资助。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="W020170411317051985316.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/914ccd96-179b-43ce-8674-eec8112e0c39.jpg"//pp　　图1. (a) 不同尺寸和形状的快速检测试纸，标尺为1 cm (b) 检测过氧化氢的基本原理 (c) 检测葡萄糖的基本原理 (d) 对不同浓度的过氧化氢进行分析检测 (e) 对不同浓度的葡萄糖进行分析检测 (f) 检测试纸可实现多次回收再利用。/pp/pp/p