【德佑·擦亮绿色未来】获奖作品展：“一擦现形”——基于非织造布的擦拭用农残即时显色检测产品

9月4日，第十三届“金三发·德佑”杯全国大学生非织造材料开发与应用双创大赛成果发布会在上海新国际博览中心举行。本届大赛共评出特等奖1项，一等奖3项（含“德佑·擦拭未来之星”1项），二等奖15项（含“德佑·绿色发展奖”5项），三等奖57项。其中，“德佑·擦拭未来之星”奖项从包装设计、材料选择、结构设计、成分功效等方面探索未来的擦拭产品形态与功能；“德佑·绿色发展奖”奖项从材料选择、工艺研究、加工整理、循环再生等方面探索擦拭产品的绿色发展。

接下来，我们将推出【德佑·擦亮绿色未来】栏目，呈现“德佑·擦拭未来之星”“德佑·绿色发展奖”的创新与可持续解决方案。

“一擦现形”——基于非织造布的擦拭用农残即时显色检测产品

       

       

图3 产品测试原理缓冲液能够有效地调节溶液中的pH值，使混合溶液的pH值保持在一个对酶活性最为有利的范围内，避免过酸或过碱的环境对酶活性的抑制或破坏。缓冲液还能够减少环境因素，如温度、湿度等对酶活性的影响，从而提高酶的稳定性和最终检测结果的准确性。将胆碱酯酶固定在明胶中，可以显著提高酶的稳定性，延长其保存期限，并可增强其催化活性。水刺法非织造布是由纤维三维杂乱排列形成的多孔结构组成的材料，具有较大的比表面积和较多的毛细管通道，有利于水分子的吸附和传输，而且，由于纤维间存在大量的空隙和通道，水分子能够迅速扩散到纤网的内部，从而提高了整体的吸湿性能，利于提升反应速度。且棉纤维化学结构中含有大量的极性基团（如羟基），这些基团能够与水分子形成氢键，从而赋予棉纤维良好的亲水性和吸湿性，进而提升检测液进入产品后的反应速度，缩短检测时间。2.2操作方法本产品包含三份农残速测非织造布，使用时沿易撕口取下一份样品，先用洁净的水将待测的瓜果蔬菜等农产品轻微打湿，再用本速测非织造布上外露为显色布的一面轻轻擦拭农产品上湿润的部位，然后将本速测非织造布向上水平放置（显色布居于最上方），在常温条件下反应，9分钟后观察显色布的颜色变化。表1  本农残速测产品的结果评判标准本产品用于检测农产品中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留。有机磷和氨基甲酸酯类农药溶液先接触顶层附着有胆碱酯酶的全棉水刺非织造布，在水刺非织造布中沿水平与垂直方向快速渗透，并与之反应，在此同时，溶液接触到聚乙烯醇水溶膜，水溶膜逐渐融化，在6分钟左右融化出孔隙，能确保农药中的有机磷或者氨基甲酸酯类农药能和胆碱酯酶反应完全。此时剩余的胆碱酯酶用于水解下层吲哚乙酸酯，生成吲哚酚。由于全棉水刺非织造布的毛细作用，吲哚酚溶液会在垂直方向快速扩散至负载铁氰化钾的全棉水刺非织造布，铁氰化钾具有很好的氧化性，能快速氧化吲哚酚生成蓝色的靛蓝，在几层非织造布中形成均一的溶液。一次测试仅需9min。对敌百虫进行了测试，敌百虫是一种重要的有机磷杀虫剂，具有广谱、高效、低残留等特点，在农业、卫生和畜牧业等领域广泛应用。配置0.01mg/L的待测敌百虫溶液和缓冲液，缓冲液作为空白对照，分别将两种溶液滴加到本农残测试非织造布产品上，静置9min，观察结果。该速测卡对敌百虫的检出限为0.01mg/L，反应了该产品对农药具有较好的灵敏度。该产品一次测试仅需9min，而且成本低廉，它不仅适用于家庭检测还将给市场监督、田间蔬菜进行快速筛选监测、卫生防疫站、农业植检站等单位对蔬菜农药残留的检测带来极大的方便。图4本产品对0.01mg/L敌百虫的测试图5本产品对缓冲液（空白对照）的测试制作一批本农残速测产品，常温下放置。以制备的缓冲液为阴性样品，以0.01mg/L的敌百虫溶液做阳性样品，每隔一天用本农残速测产品对阴性样品和阳性样品进行检测，结果如表2。从表可以看出在常温下放置数天，本农残速测产品仍然保持较好的检测效果。表2速测卡的稳定性测试

保存时间（天）	阴性样品	阳性样品
1	蓝色	无色
2	蓝色	无色
3	蓝色	无色
4	蓝色	无色
5	蓝色	无色
6	蓝色	无色
7	蓝色	无色

       作品的创新点04使用铁氰化钾加速吲哚酚氧化为靛蓝，大大提高了农残检测的速度。使用吲哚乙酸酯作为底物水解生成的吲哚酚氧化后形成的靛蓝，其最大吸收峰在610-660nm(深蓝色)，颜色鲜艳肉眼判读更清晰。通过固定有胆碱酯酶的全棉水刺非织造布-pva水溶膜-附着有吲哚乙酸酯的全棉水刺非织造布-负载铁氰化钾的全棉水刺非织造布四层结构协同发挥作用，将检测时间缩短至9min，可以快速简便的检测农产品中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留。       作品的成本核算05本非织造布农残速测产品包含全棉水刺非织造布、聚乙烯醇水溶膜、磷酸氢二钠、无水磷酸二氢钾、氢氧化钠、乙酰胆碱酯酶、明胶、吲哚乙酸酯、无水乙醇、碳酸钠、铁氰化钾。每个产品成本约为9.64元。作品解读全棉水刺非织造布具有良好的亲水性、吸水性，这使得本产品在检测农药残留具有更好的性能，也为农药快速检测产品的研发注入了新的活力，充分彰显了非织造材料在产品开发领域中的创新潜力和应用价值。本次大赛主题为：创新与可持续。全棉水刺非织造布的毛细效应使检测液自输送，显色均匀性优于滤纸层析，多孔结构增大了酶和吲哚乙酸酯的负载量，提高了灵敏度。全棉水刺非织造布由天然纤维制成，具有可生物降解的特性，减少了对环境的污染，符合环保和可持续发展的要求。本届大赛组织单位：中国产业用纺织品行业协会中国纺织服装教育学会苏州大学天津工业大学浙江金三发集团有限公司河南逸祥卫生科技有限公司