過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙條研制與應(yīng)用

陳東宇，湯曉艷，孫京新

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東青島266109;2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081)

過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙條研制與應(yīng)用

陳東宇1，2，湯曉艷2，*，孫京新1，*

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東青島266109;2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081)

分別用定性濾紙、定量濾紙、微孔濾膜為試紙條載體制作了過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙條，并制成標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)過(guò)氧乙酸消毒液進(jìn)行含量檢測(cè)。結(jié)果顯示，微孔濾膜為最適宜制作過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙的材質(zhì)，最適烘干溫度為55℃，最適烘干時(shí)間為15min，最適保存條件為4℃下密封貯藏保存21d。利用微孔濾膜制作的檢測(cè)試紙條能夠在30s內(nèi)對(duì)消毒液中的過(guò)氧乙酸濃度進(jìn)行檢測(cè)，最低檢出限為質(zhì)量百分比0.1%。

過(guò)氧乙酸，試紙條，快速檢測(cè)

Abstract:Qualitative filter paper，quantitative filter paper，microporous filter membrane as the carrier were used to produce a rapid detection test strip of peracetic acid solution，and standard color card was made for testing the content of peracetic acid.The results showed that microporous membrane was the most suitable material for making the rapid detection test strip of peracetic acid solution，and the optimum drying temperature was 55℃，optimum drying time was 15min，optimum storage conditions was 4℃ and keeping sealed for 21 days.The microporous membrane test strip could be used within 30s to test the concentration of peracetic acid solution.The minimum detection limit was 0.1%(expressed as mass percentage).

Key words:peracetic acid;test strip;rapid detection

過(guò)氧乙酸(PAA)別名過(guò)醋酸，目前在醫(yī)療、工業(yè)用水、食品企業(yè)等領(lǐng)域的消毒方面得到廣泛應(yīng)用［1］。在食品領(lǐng)域，過(guò)氧乙酸溶液主要被用于食品冷凍庫(kù)及食品用工具、設(shè)備的消毒［2-3］。用于保鮮消毒的低濃度過(guò)氧乙酸也不穩(wěn)定，易分解揮發(fā)，使用前需進(jìn)行濃度測(cè)定。目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)過(guò)氧乙酸溶液濃度的方法為碘量法［4］，此外其他檢測(cè)方法包括比色法［5］、熒光法［6］、電化學(xué)法［7］、分光光度法［8］及色譜法［9-10］。

碘量法測(cè)定過(guò)氧乙酸含量的過(guò)程非常繁瑣，得出結(jié)果較慢;其他方法均需要專門的設(shè)備和試劑，成本高，操作復(fù)雜，不便于現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用。王龍海［11］等選用定性濾紙為材質(zhì)，碘化鉀、硫代硫酸鈉和碳酸氫鈉為混合溶液，經(jīng)烘烤制成過(guò)氧乙酸試紙;丁錦春［12］制作的過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙以定量濾紙為材質(zhì)，利用碘量法設(shè)計(jì)一種標(biāo)準(zhǔn)濃度色板，測(cè)定過(guò)氧乙酸的濃度;馮光鑒［13］利用碘化鉀、定性濾紙及緩沖液構(gòu)成的過(guò)氧乙酸測(cè)定試紙，其pH為7～9。這三種方法均可檢測(cè)出過(guò)氧乙酸的濃度，但是選用的材質(zhì)定性濾紙和定量濾紙制作的試紙條顯色較差，而微孔濾膜在化工［14］、食品［15］等領(lǐng)域上用于富集、過(guò)濾已有較好的效果。本研究首次將微孔濾膜應(yīng)用于過(guò)氧乙酸試紙條的制作中，并與定性濾紙、定量濾紙不同材質(zhì)進(jìn)行比較，在添加適當(dāng)?shù)牟东@劑聚氯乙烯PVA-124，優(yōu)化了烘干溫度、烘干時(shí)間后，研制過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙條，探尋一種可以簡(jiǎn)便、快捷、并能比較準(zhǔn)確地測(cè)定過(guò)氧乙酸溶液濃度的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

定性濾紙(中速)、定量濾紙(慢速) 杭州特種紙業(yè)有限公司;微孔濾膜(混合纖維膜) 上海市新亞凈化器件廠;過(guò)氧乙酸(A、B液) 連云港愛(ài)德旺化工廠;聚氯乙烯PVA-124(分析純) 汕頭市西龍化工廠有限公司;碘化鉀、碳酸氫鈉、高錳酸鉀、無(wú)水碳酸鈉、硫代硫酸鈉、可溶性淀粉等檢測(cè)試劑藥品均為分析純。

電熱鼓風(fēng)箱 上海市第二五金儀器公司;干燥箱 上海?，斣O(shè)備有限公司;封口機(jī)KG-A1型 佛山市順德區(qū)杏壇鎮(zhèn)民發(fā)食品包裝機(jī)械廠;超聲波清洗器KQ-300型 昆山市超聲儀器有限公司。

1.2 過(guò)氧乙酸溶液配制及標(biāo)定

將過(guò)氧乙酸A(冰醋酸+硫酸)、B(過(guò)氧化氫)液等體積混合，在避光的干燥條件下靜置24h后使用。

根據(jù)GB/T 19108-2003《過(guò)氧乙酸溶液 過(guò)氧乙酸含量的測(cè)定》［6］所述的方法對(duì)備用液進(jìn)行標(biāo)定，將標(biāo)定好的過(guò)氧乙酸溶液稀釋至質(zhì)量百分比濃度為10%。

1.3 過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙條的制備

過(guò)氧乙酸試紙條制備方法參考王龍海［13］方法，并作了改動(dòng)。選取定性濾紙、定量濾紙和微孔濾膜各10張，將其切成6cm×0.8cm的試紙片，分別放置于清潔干燥的試紙板上。準(zhǔn)確稱取硫代硫酸鈉18.1g、碘化鉀56g及碳酸氫鈉0.2g置于250mL錐形瓶中，加上適量新煮沸并冷卻的蒸餾水?dāng)嚢瑁瑯悠啡芙夂蠖哭D(zhuǎn)移到100mL的容量瓶中，配制兩份，分別加或不加適量的結(jié)合捕獲劑聚氯乙烯PVA-124后，定容到100mL，將其搖勻備用，制備出加或不加結(jié)合捕獲劑的兩種試紙條制備溶液。用膠頭滴管將制備好的混合液滴于濾紙片上，每張2滴，使其均勻浸透，然后在50～60℃溫度下烘干15min，取出，冷卻，即成過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙條，試紙條用塑料盒密封避光包裝，備用。

1.4 過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙條標(biāo)準(zhǔn)色卡的制備

將已標(biāo)定的10%的過(guò)氧乙酸，分別稀釋成濃度為 1% 、0.8% 、0.6% 、0.4% 、0.3% 、0.2% 、0.1% 、0.05%的標(biāo)準(zhǔn)液，同時(shí)做一個(gè)空白對(duì)照。將等量的配制好的硫代硫酸鈉、碘化鉀及碳酸氫鈉混合溶液分別與上述過(guò)氧乙酸標(biāo)準(zhǔn)液反應(yīng)，形成一系列有顏色梯度的標(biāo)準(zhǔn)工作液。分別將定性濾紙、定量濾紙和微孔濾膜浸泡在標(biāo)準(zhǔn)工作液中，形成不同材質(zhì)的過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙條標(biāo)準(zhǔn)色卡。

1.5 過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙條在過(guò)氧乙酸消毒液中的驗(yàn)證

分別對(duì)將已知濃度為0.6%過(guò)氧乙酸消毒液用膠頭滴管分別取兩滴滴至制備好的定性濾紙、定量濾紙和微孔濾膜的試紙條上，將測(cè)定的顏色與標(biāo)準(zhǔn)色卡進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。

1.6 過(guò)氧乙酸試紙條的貯藏性實(shí)驗(yàn)

將制備好的兩組加和不加結(jié)合捕獲劑聚氯乙烯PVA-124的過(guò)氧乙酸試紙條分別于4℃密封保存1、7、15、21、25、30d，利用 1%濃度的過(guò)氧乙酸溶液做驗(yàn)證，并與標(biāo)準(zhǔn)色卡進(jìn)行對(duì)比，將測(cè)定結(jié)果記錄備用。

2 結(jié)果與討論

2.1 過(guò)氧乙酸標(biāo)準(zhǔn)工作液實(shí)驗(yàn)圖譜

圖1為過(guò)氧乙酸標(biāo)準(zhǔn)工作液，濃度依次為10%、1% 、0.8% 、0.4% 、0.2% 、0.05% 及空白。

圖1 過(guò)氧乙酸標(biāo)準(zhǔn)工作液Fig.1 Standard working solution of peracetic acid

2.2 不同材質(zhì)過(guò)氧乙酸標(biāo)準(zhǔn)色卡結(jié)果比較

圖2 、圖3、圖4分別是用定性濾紙、定量濾紙和微孔濾膜制作的過(guò)氧乙酸標(biāo)準(zhǔn)比色卡圖譜。圖2顯示，隨過(guò)氧乙酸濃度的減小，定性濾紙制作的標(biāo)準(zhǔn)色卡的顏色由黑色、深棕色、棕色、淺棕色、淺棕色而變淺。圖3顯示，隨過(guò)氧乙酸濃度的減小，定量濾紙制作的標(biāo)準(zhǔn)色卡顏色由黑色、深棕色、棕色、棕紅色、酒紅色、紅色、淺棕色而變淺。圖4顯示，隨過(guò)氧乙酸濃度的減小，微孔濾膜制作的標(biāo)準(zhǔn)色卡的顏色由黑色、棕色、酒紅色、土黃色、黃色、米黃色、淺黃色而變淺。圖2、圖3、圖4比較可看出，微孔濾膜制作的試紙條顯色效果最好，色差明顯，而定性濾紙和定量濾紙制作的試紙條顯色較差，不能很好地作為過(guò)氧乙酸標(biāo)準(zhǔn)色卡。定性濾紙、定量濾紙和微孔濾膜由于本身材質(zhì)不同，使得制作的過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙條顯色效果不同。微孔濾膜由精制硝化棉，加入適量醋酸纖維素、丙酮、正丁醇、乙醇、等制成，親水，是由數(shù)百萬(wàn)個(gè)微小的孔組成的一層薄的聚合物，孔徑分布比較均勻，微孔濾膜的孔隙率高，占70%～80%，且無(wú)毒衛(wèi)生，因此，較適用于過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙條的制作。利用微孔濾膜制作的過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙條的最低檢出限為0.1%。

2.3 試紙條制備中烘干溫度的選擇

比較 45、50、55、60、65℃烘干溫度下過(guò)氧乙酸試紙條發(fā)現(xiàn)，55℃條件下，微孔濾膜試紙條制作的比色卡顏色與標(biāo)準(zhǔn)工作液顏色較為一致。溫度超過(guò)55℃，試紙條略呈焦態(tài)，且試紙條上浸泡的溶液容易發(fā)生變性，微孔濾膜在烘干后容易變黃且極易破碎;溫度低于55℃，試紙條烘干的時(shí)間長(zhǎng)，使得實(shí)驗(yàn)效率不高。

2.4 試紙條制備中烘干時(shí)間的選擇

圖2 過(guò)氧乙酸定性濾紙標(biāo)準(zhǔn)比色卡Fig.2 Standard color card for testing peracetic acid by using qualitative filter paper as carrier

圖3 過(guò)氧乙酸定量濾紙標(biāo)準(zhǔn)比色卡Fig.3 Standard color card for testing peracetic acid by using quantitative filter paper as carrier

圖4 過(guò)氧乙酸微孔濾膜標(biāo)準(zhǔn)比色卡Fig.4 Standard color card for testing peracetic acid by using microporous filter membrane as carrier

比較烘干5、10、15、20、25min 條件下過(guò)氧乙酸試紙條發(fā)現(xiàn)，15min時(shí)微孔濾膜試紙條制作的比色卡顏色與標(biāo)準(zhǔn)工作液顏色較為一致。烘干時(shí)間低于15min時(shí)，試紙條比色卡顏色顯色不均勻;時(shí)間高于15min，試紙條較容易破碎。因此，烘干時(shí)間定為15min為宜。

2.5 過(guò)氧乙酸消毒液含量的測(cè)定

用定性濾紙、定量濾紙和微孔濾膜制作的試紙條對(duì)已知濃度為0.6%過(guò)氧乙酸消毒液進(jìn)行驗(yàn)證，三種試紙條顏色變化見(jiàn)圖5。根據(jù)與微孔濾膜標(biāo)準(zhǔn)色卡對(duì)比，可目測(cè)出該消毒液中過(guò)氧乙酸的含量在0.4%～0.6%之間，大致為0.55%，比對(duì)圖見(jiàn)圖6。

2.6 過(guò)氧乙酸試紙條的貯藏性

圖7比較加和不加結(jié)合捕獲劑聚氯乙烯PVA-124的過(guò)氧乙酸試紙條檢測(cè)1%消毒液的結(jié)果發(fā)現(xiàn):不加聚氯乙烯PVA-124的過(guò)氧乙酸試紙條在15d后的測(cè)定結(jié)果偏低，不能準(zhǔn)確地反映出消毒液的實(shí)際濃度，而加了聚氯乙烯PVA-124的過(guò)氧乙酸試紙條在21d后呈現(xiàn)定量不準(zhǔn)確的狀態(tài)。因此，在制備過(guò)氧乙酸試紙條的過(guò)程中需要加入結(jié)合捕獲劑聚氯乙烯PVA-124，其最佳貯藏時(shí)間在21d。

圖5 三種載體試紙條在已知濃度過(guò)氧乙酸消毒液中的顏色變化圖Fig.5 Color changes of the three kinds of test strips in the known concentration of peracetic acid disinfectant

圖6 已知濃度過(guò)氧乙酸消毒液的三種載體試紙條顏色與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較Fig.6 Comparison of the test strip colors among the known concentration of peracetic acid and corresponding standard color card

圖7 過(guò)氧乙酸試紙條貯藏性的比較Fig.7 Comparison of peracetic acid test strips storability

目前，食品企業(yè)中所用的消毒器具、案板等的過(guò)氧乙酸消毒液濃度在0.2%～0.5%之間，本實(shí)驗(yàn)制得的試紙條可以準(zhǔn)確測(cè)定出此范圍濃度。本實(shí)驗(yàn)制作的過(guò)氧乙酸試紙條工藝更加簡(jiǎn)單;通過(guò)對(duì)試紙條材質(zhì)的選擇，使得用微孔濾膜制得的標(biāo)準(zhǔn)比色卡色差更明顯。同時(shí)，夏運(yùn)成、陳新瑞［16］發(fā)明的一種用于快速收集微量血清的微孔濾膜，可以實(shí)現(xiàn)快速、方便、準(zhǔn)確的收集微量血清，也說(shuō)明了微孔濾膜良好的富集特性。此外，國(guó)內(nèi)市售的過(guò)氧乙酸試紙條價(jià)格在2.2～3.5元/條，國(guó)外的過(guò)氧乙酸試紙條價(jià)格在4.5～5.2元/條，而本實(shí)驗(yàn)制得的試紙條價(jià)格僅在1.2～1.5元/條，成本低、工藝簡(jiǎn)單、便于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定。

3 結(jié)論

本次實(shí)驗(yàn)選用定性濾紙、定量濾紙和微孔濾膜三種材質(zhì)制作過(guò)氧乙酸試紙條，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，微孔濾膜制作過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)試紙條最為合適，最適烘干溫度為55℃，最適烘干時(shí)間為15min，最適貯藏保存條件為4℃下密封保存21d，最低檢出限為0.1%?？蓮V泛推廣于飲用水與自來(lái)水加工、食品加工、實(shí)驗(yàn)室操作、環(huán)境分析、水產(chǎn)養(yǎng)殖、工農(nóng)業(yè)用水等領(lǐng)域，具有較好的應(yīng)用前景，并且為今后工作中過(guò)氧乙酸快速檢測(cè)技術(shù)研發(fā)提供了一定的科學(xué)依據(jù)。

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Development and application of test strip for rapid detection of peracetic acid solution

CHEN Dong-yu1，2，TANG Xiao-yan2，*，SUN Jing-xin1，*
(1.Qingdao Agricultural University，Qingdao 266109，China;2.Institute of Quality Standards ＆ Testing Technology for Agro-products，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Key Laboratory of Agrifood Safety and Quality，Ministry of Agriculture，Beijing 100081，China)

TS207.3

A

1002-0306(2012)15-0314-04

2011-12-12 *通訊聯(lián)系人

陳東宇(1986-)，女，碩士，研究方向:肉類質(zhì)量與安全控制。

國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2009BADB7B07)。