蔡文亭 张佳 赵杰 翟云会

摘要 试纸法作为一种简便、快速的现场定性半定量检测方法，在许多领域具备广泛的应用前景。就近几年试纸法在食品和水质快速检测方面的研究与应用进行概述，以利于这一方法的进一步研究与推广应用。

关键词 试纸;食品;水质;快速检测

中图分类号 S609.9;O652.6  文献标识码

A  文章编号 0517-6611（2015）03-214-03

Application of Test Paper in Food and Water Quality Fields

CAI Wenting，ZHANG Jia，ZHAO Jie，ZHAI Yunhui*

（School of Chemistry and Chemical Engineering，Xi'an University，Xian，Shaanxi 710065）

Abstract  Test paper is a simple and rapid qualitative or semiquantitative detecting method for site determination.The investigations and applications of test paper method in food and water quality fields in recent years were summarized.And some new ways for further development of the paper were put forward.

Key words  Test paper; Food; Water quality; Rapid test

基金项目 大学生创新创业项目国家级项目（201311080005）。

作者简介 蔡文亭（1992- ），女，陕西西安人，本科生，专业：化学工程与工艺。*通讯作者，副教授，博士，从事分离科学与现代光谱分析研究。

收稿日期 20141208

与大型现代分析仪器相比，试纸检测具有操作简单、实时快速、反应灵敏、价格廉价、容易保存等特点。试纸检测法可用于试样的筛查过程，进而克服每个试样都需经过大型分析仪器测试的高成本运行的缺点。对于试纸筛查出的可疑试样，再以大型测试仪器和准确检测方法进行定量分析，这种模式有利于充分发挥大型仪器的优势，从而降低检测成本，满足现场快速检测和基层化验室对试样检测的要求。试纸的研制开发对进一步加快分析方法基础研究的实际应用进程，降低环境或食品领域生产监测成本，提升环境质量和食品安全，提高突发事件的预防与响应能力等方面具有重要的现实意义。

试纸的制作方法比较简单，一般是将显色剂配成溶液，浸渍到纸基上，以适当的方法进行干燥，如自然晾干、冷风吹干、烘干以及真空干燥等。测定时试纸与被测物接触的方式有自然扩散、抽拉通过、被测样品滴落试纸上或者是直接将试纸插入溶液等。样品与试纸接触后，在试纸上发生化学反应，试纸的颜色发生变化，然后通过与标准比色卡比较，进行目视定性或半定量分析。试纸法检测速度快，一般只需几秒或者几分钟，并且具有一定的灵敏度以及专一性，操作简单，携带方便。

1 试纸法在食品分析中的应用

随着人们生活水平的逐渐提高，我国对食品安全提出了更高的要求，管理部门也采取了一系列相应措施以保障食品安全，但农药残留超标、牛乳掺假等现象仍时有发生。这一方面是由于一些企业或个人法制观念不强，不严格按照有关法律法规要求加工生产食品，个别生产商甚至为贪图利润，随意添加有害物质，严重威胁人体健康;另一方面，由于常规检测程序复杂，费用高，加之需要使用大型仪器，很难用于现场快速测定，有些甚至需要异地送检，一定程度上也限制了生产监测与管理的良性发展。试纸法在食品现场快速检测方面已得到了一定的应用。王志琴等利用溴麝香草酚兰变色的范围是pH 6.0～7.6的原理制备了牛奶中碳酸盐类碱性物质检测试纸^[1]，pH<6.0时试纸呈黄色，而当pH>7.6时，试纸呈蓝色。李喆等制备了牛奶中食盐的检测试纸^[2]，测试原理是硝酸银与重铬酸钾反应生成砖红色的物质。该试纸可以对牛乳中掺入食盐以及碳酸物质进行快速检测，不仅适用于奶站检验，也适合在家中使用，具有较高的实用价值。吴敏等研制出快速检测牛乳中掺淀粉的检测试纸^[3]，并对该试纸的浸泡时间、浸泡试剂浓度和试纸的最终灵敏度进行了系统的优化，检测最低限为0.8  mg/L。检测原理为碘试剂法，阳性结果显色为蓝色至紫色，能达到半定量要求，易于判定掺假现象，适用于鲜奶和各种常见淀粉的鉴别试验。类似的检测试纸和方法还有针对牛奶中蛋白质含量^[4-5]、亚硝酸盐^[6]、糊精^[7]、甲醛^[8]及抗生素^[9]等物质的快速检测试纸。

过氧化氢作为一种廉价有效的防腐剂和漂白剂，难免被一些生产企业超量或非法使用。传统的过氧化氢检测方法复杂且耗时长，为满足现场快速检测，依据酶促反应原理，将含有1 g/L的四甲基联苯胺（TMB）和10 μg/ml的辣根过氧化物酶（HRP）作显色剂，加入适当的保护剂后负载于滤纸上，经过真空干燥后制成过氧化氢快速检测试纸^[10]。該试纸能够在8 s内对食品中的过氧化氢残留进行半定量检测，操作简单，价格低廉，适用于食品流通领域的各个环节。程楠等还对上述方法中试纸配方含量和制作工艺作了系统的优化^[11]，试验结果表明，以3 mm层析滤纸为载体，将含有0.6 g/L HRP 和2.0 g/L TMB分别作为显色液，并且加入5.0 g/L 聚乙烯吡咯烷酮作为酶保护剂，可使密封保存的试纸稳定性延长到12个月。经25 组样品检验发现，该试纸特异性强，敏感性好，响应时间缩短为3 s，具有较好的稳定性和保存期，并对试纸的包装进行了设计。

“瘦肉精”泛指一类具有相似结构的β肾上腺素受体激动剂化合物，由于能够调节支气管扩张和平滑肌松弛，在临床上常被用作平喘药物，治疗呼吸类疾病。当摄入量较大时会引起心悸、心慌、恶心、呕吐等临床症状，摄入量过大还会危及生命。“瘦肉精”长期以来存在着非法使用，并且已造成严重的食物中毒事件。河南省农业科学院动物免疫学重点实验室与河南百奥生物工程有限公司在国内率先开发了“瘦肉精”专用快速检测试纸^[12]。该试纸以单克隆抗体为基础设计而成，检测时，胶体金标记的“瘦肉精”被人工结合抗原捕获，形成一条棕色的检测线。如果样品中含有“瘦肉精”，它将与固有化在检测线上的人工抗原竞争有限的胶体金标记单抗，样品中“瘦肉精”含量越多则检测线形成的颜色越浅，该方法可实现目视定性、半定量检测。

维生素C的标准测定方法是化学滴定分析法，该方法需要过滤大量的水果蔬菜汁并且试样的原有色泽对测试有一定的干扰效果，将其改进的快速检测方法仅需要微量检样，在很短的时间内就可以检测出来^[13]。该方法是将滤纸条浸泡在2，6二氯靛酚溶液中，3 min后悬挂在玻棒上暗处晾干，立即用玻璃喷雾器喷淀粉，使纸饱和后立即干燥，切割成条放在棕色瓶中备用。作者同时指出用该方法的不足之处，比如比色卡和试剂均应冷冻保存，只能测定还原型维生素C含量，不能测定总的维生素C含量，以及试纸制备的技术上等问题。

祝波等建立了一种鲜活海产品中铅的试纸快速检测方法^[14]，该方法是将鲜活海产品经微波消解处理，在碘化钾及抗坏血酸存在下，利用孔雀石进行显色检测，最低检出浓度为0.5 μg/ml。试验表明，孔雀石试纸在制备后5～6个月内性质稳定，且显色反应重复性良好，方法简易、灵敏，可适用于海产品中重金属铅的快速检测。李芬等研究了盐酸苯肼法联合醋酸铅试纸测定食品中吊白块的方法^[15]，盐酸苯肼法定量测试甲醛，醋酸铅试纸法半定量二氧化硫和硫化氢，综合考虑两种方法，简便快速、灵敏度高，稳定性好，适用于食品中吊白块的快速检测。

在现代食品的安全监测中，硝酸盐检测具有非常重要的意义，硝酸盐本身没有危害，但可以转化为亚硝酸盐，引起中毒。孙京新等利用定量滤纸为试纸条载体和硝酸还原酶为还原剂制作了酶法快速检测硝酸盐试纸条，并与国家标准法对比检测了几种蔬菜中硝酸盐的含量^[16]。张爱武等以中速定性滤纸为材料，用1.6%对氨基苯磺酸溶液和0.8%盐酸萘乙二胺溶液按体积比为1∶1混合作为显色剂，在20 ℃真空下干燥，测试结果表明，该试纸具备成本低、携带方便、误差小等优点^[17]。利用亚硝酸盐在酸性条件下对氨基苯磺酸重氮化反应的化合物与盐酸萘乙二胺偶合成红紫色化合物，颜色的深浅与亚硝酸盐含量成正比的原理，吴爱芳等制作了快速检测亚硝酸盐的试纸法，该方法选择性好、操作简单、价格便宜^[18]。通过大量的试验，曲智慧等确定了另一种检测亚硝酸根含量试纸的制备方法^[19]：以中速定性滤纸作为试纸的载体材料，含有4氨基苯磺酰胺和N1萘基乙二胺盐酸盐的显色剂A以及含有1∶1的萘胺溶液和对氨基苯磺酸溶液的显色剂B，按照1∶1混合后可以作为显色剂。试验表明，该试纸具有体积小、便于携带、检测方便、成本低等特点，具有广泛的应用价值。

除化学物质检测，涉及食品中生物检测的试纸方法也在不断地发展，利用生物特异性识别原理制备的试纸具有选择性高、灵敏快速等特点^[20]。郝振明等建立了一种基于超分支滚环扩增技术的试纸检测方法^[21]，用于对食品中存在的转基因成分进行定性检测，以转基因和非转基因大豆、转基因玉米、转基因马铃薯按比例混合配制的多组分转基因复合材料为研究对象，考察固定有特异性检测探针的硝酸纤维素膜试纸的效果。结果表明，3种转基因组分中，无论是采取单组分，还是两两混合或者3种混合，固有特性检测探针的硝酸纤维素膜试纸均可将其检出，灵敏度满足常规检测要求。黄岭芳等采用胶体金标记大肠杆菌O157∶H7单克隆抗体（鼠源），通过将大肠杆菌O157∶H7多克隆抗体和驴抗鼠抗体（二抗）喷涂于硝酸纤维素膜分别作为检测线和质控线，研制出了大肠杆菌O157∶H7胶体金快速检测试纸条^[22]。李斯特菌是重要的人兽共患病病原菌，也是食品中最常见、公共卫生学上最重要的食源性病原菌，崔焕忠等研制出了胶体金试纸快速检测食品中的单增李斯特菌^[23]，该试纸具有较高的特异性，不与别的细菌交叉反应，具备快速、敏感、特异的优点。

2 试纸法在水质检测领域的应用

随着我国工业化进程的加快，水质安全问题引起人们的高度重视，对水质的实时、快速、准确检测成为人们普遍关心的问题。目前，已经有多种水质污染物快速检测技术的报道，有的已实现了具体应用，其中试纸法是应用最为广泛和普遍的技术之一，何永斌等、王胜智等、周焕英等对其进行过综述性介绍^[24-26]。一种水中铜离子现场快速检测方法的原理是Cu²⁺在弱碱性条件下与显色剂反应生成棕黄色络合物，通过与标准色阶图谱比较，确定Cu²⁺的浓度^[27]。测定时将检测样品pH调节在8.0～11.0，试纸插入1 min取出，2 min以后观察测定结果。最近，李黎等以铬天青为显色剂，在氨基化纤维素试纸上制备了可用于现场半定量和定量测定水体中重金属Cu²⁺的快速检测试纸^[28]。该方法利用试剂和载体间的静电作用力固定显色剂，弥补了传统浸渍法制备试纸时显色剂易从载体上脱落的不足，增强了试纸的稳定性与准确性，可应用于工业废水中Cu²⁺的测定，与原子吸收分光光度法的测定结果相比较，两者基本一致。赵秀杰等将生物染色剂孔雀绿（BG）浸渍在定量滤纸上，制成铅检测试纸^[29]，并用于测定水样中的Pb²⁺。结果表明，Pb²⁺与试纸上的生物染色剂孔雀绿反应生成蓝绿色的三元离子缔合物BG₂[PbI₄]，締合物颜色的深浅与水样中的Pb²⁺浓度成正比。该试纸对Pb²⁺具有良好的选择性，检出限为0.50 mg/L，检测结果重复性好，操作过程简便，完全可以满足水样中Pb²⁺现场快速检测的需要。郭玉香等通过试验，提出了用镉试纸快速检测水中重金属镉的方法^[30]，在水中添加抗坏血酸和碘化钾使其浓度分别为0.005和0.150 mol/L，使用硝酸调节水样pH 0.4～1.0，镉与试纸反应生成蓝色络合物，颜色深浅与水体中的镉浓度呈正比，该方法可用于不同水体中痕量重金属镉的测定。