CN103495738A - 一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法 - Google Patents
一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于废弃角蛋白降解物制备水溶性纳米银的方法，将废弃角蛋白材料经预处理后与蒸馏水置于反应釜中，经过热降解得到角蛋白溶液。经纯化、浓缩后将制成的角蛋白多肽粉配制成角蛋白多肽水溶液，与银化物溶液混合，在不同温度、pH值条件下制备不同粒径的水溶性纳米银。与现有技术相比，本发明首次提出使用过热水降解废弃角蛋白材料得到的多肽链段作为生物模板制备纳米材料。使用本发明制备的水溶性纳米银颗粒具有良好的分散性和稳定性，且可以通过改变参数控制纳米银颗粒的粒径大小；同时，本发明整套工艺简单易操作，因未引入任何化学试剂及其他有害物质，可以直接应用于生物医药等领域。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料制备技术领域，涉及一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法。
背景技术
纳米银因为结合了金属银所具有的广谱抗菌性以及纳米尺寸所赋予其的独特光学、电学、化学等性质，而被广泛地应用在生物医用、表面增强拉曼、荧光增强、催化、非线性光学、电子学、成像等多个领域。目前，制备水溶性纳米银的方法多为在稳定剂或分散剂存在的情况下，选择单一还原剂还原或多种还原剂共同还原含银化合物。其中，常用的还原剂为硼氢化钠、柠檬酸、抗坏血酸、水合肼、甲醛、多元醇、过氧化氢等，常用的稳定剂或分散剂有聚乙烯吡咯烷酮、葡萄糖、烷基硫醇、油酸等。上述化学法制备水溶性纳米银虽然因为操作简单、产物较稳定而被广泛使用，但是由于使用了大量的化学试剂从而具有生物毒性并污染环境，在一定程度上限制了纳米银在生物医学、分析学等方面的应用。
为了解决以上问题，人们尝试采用低成本和环境友好的生物法天然合成纳米颗粒。‘Silver Nanoplates:From Biological to Biomimetic Synthesis’一文中使用单细胞藻类Chlorella valgaris的提取物在室温条件下合成了单晶纳米银片；‘Extracellular synthesis of crystalline silver nanoparticles and molecular evidence of silver resistance from Morganella sp.:towards understanding biochemical synthesis mechanism’一文中使用Morganella sp.制备了平均尺寸为20nm的球形纳米银颗粒，并且在室温条件下可以稳定存在至少6个月；‘Green synthesis of silver nanoparticle by Penicillium purpurogenum NPMF:the process and optimization’一文中使用一种真菌菌株Penicillium purpurogenum NPMF在室温的条件下，通过调节pH值制备了不同尺寸的纳米银颗粒；‘Green Synthesis of Silver Nanoparticles through Reduction with Solanum xanthocarpum L.Berry Extract:Characterization,Antimicrobial and Urease Inhibitory Activities against Helicobacter pylori.’一文中使用Solanum xanthocarpum L.果浆提取物作为还原剂和稳定剂合成平均尺寸为7-14nm的纳米银颗粒。此外，自2002年Naik等人在‘Biomimetic synthesis and patterning of silver nanoparticles’一文中首次报道发现多肽具有稳定银纳米粒子的作用以来后，使用氨基酸、多肽或蛋白质作为生物合成金属纳米粒子的稳定剂和还原剂也引起人们越来越多的关注。‘A Mechanistic and Kinetic Study of the Formation of Metal Nanoparticles by Using Synthetic Tyrosine-Based Oligopeptides’一文中，研究人员使用合成的 酪氨酸基多肽，通过调节pH值获得了不同尺寸的纳米金颗粒；‘Water-dispersible tryptophan-protected gold nanoparticles prepared by the spontaneous reduction of aqueous chloroaurate ions by the amino acid’中提出使用色氨酸自发还原氯金酸水溶液，从而得到可在水中稳定分散的纳米金颗粒；‘Biomimetic Synthesis of Gelatin Polypeptide-Assisted Noble-Metal Nanoparticles and Their Interaction Study’中使用明胶溶液合成了纳米金、银以及银-金双金属颗粒，并发现颗粒的尺寸会受到明胶溶液浓度及pH值的共同影响。
然而，使用多肽或蛋白质作为还原剂和稳定剂的研究重点多放在纳米金材料的合成上，因为与纳米金相比，纳米银的化学活性更高，生物毒性也更强，所以同样的方法应用在纳米银材料制备过程中常出现团聚现象、纳米粒子粒径单分散性差、形状不均一等问题，不仅操作方法复杂、成本较高、而且限制了纳米材料的应用。若使用角蛋白废弃材料如羽毛、羊毛、蚕丝等富含蛋白质的生物原材料降解物作为制备纳米银的还原剂和稳定剂不仅可以提高生物相容性，并可进一步降低成本。‘Alpha-Helix Self-Assembly of Oligopeptides Originated From Beta-Sheet Keratin’一文中初步确定使用过热水降解角蛋白废弃材料得到的产物中含有一部分具有相似结构的多肽链段和一些小分子氨基酸或寡肽片段，其中具有相似结构的多肽链段具有自组装性能，放置一定时间后可以形成树枝状晶体，但由于降解产物成分复杂，不经过进一步处理很难直接应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，是一种利用废弃角蛋白降解物作为还原剂和稳定剂来制备水溶性纳米银的方法，该制备方法过程操作简单，无需附加处理，除银化合物和pH调节液外未引入其他化学试剂，具有生物相容性，且所制得的纳米银颗粒平均粒径可在3-25nm范围内，分散性和稳定性良好。本发明通不仅可以使纳米银具有更好的生物相容性，更低的成本，而且可以解决废弃物资源再利用问题。
本发明先对角蛋白废弃材料进行预处理，以去除角蛋白材料表面的灰尘、脂类、植物性杂质等其他杂质对后续处理的影响。然后，采用过热水降解角蛋白废弃材料，得到具有自组装性能的多肽，将其纯化后用于制备稳定的水溶性纳米银分散液，在此分散液中，角蛋白多肽起到还原剂和稳定剂的双重作用。角蛋白多肽因为具相似的链段结构而具有自组装性能，同时，因为其含有多种氨基酸成分，所以不仅有还原能力，并且有很好的保护和阻止银粒子团聚的能力。经纯化后的角蛋白多肽因为排除掉小分子氨基酸的干扰，因而阻聚效果更好，从而使得制得的纳米银颗粒形状均一、颗粒单分散性好、不团聚。因此，使用此方法制得的纳米银具有更好的生物相容性，更低的成本，更广阔的应用前景，可以解决废弃物资源再利 用问题。使用角蛋白废弃材料如鸡毛、鸭毛、羽绒、羊毛等或使用废弃丝素蛋白材料如蚕丝等富含蛋白质的生物原材料降解物作为制备纳米银的还原剂和稳定剂不仅可以提高生物相容性，并可进一步降低成本。
本发明的一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，包括以下步骤：
（1）过热水降解；
将经预处理的废弃角蛋白材料与蒸馏水混合，通过过热蒸馏水的水解和氧化反应，得到具有自组装性质的角蛋白降解液。过热水具有低介电常数、低极性、高移动性等特性，是一种优良的绿色溶剂。使用过热水法这一温和的降解方法得到的角蛋白溶液不引入任何化学试剂并具有大量相似结构的多肽片段，避免了化学法、高温水解和生物法等传统方法降解后降解产物分子量过小和环境污染等缺点。其中，引入预处理步骤可以减少灰尘、杂质、特别是脂类物质对降解产物的影响。
所述预处理的过程为用40-50℃的热水清洗废弃角蛋白材料，清洗干净并晾干后，粉碎；所述热水中加入0.5-0.7wt%的碳酸钠、0.3-0.5wt%的多磷酸盐以及0.3-0.5wt%的无磷标准洗涤剂(ECE)。
（2）纯化；
将角蛋白降解液过滤除去不溶物后置于阻截大小为500-1000Da的透析袋中，以自来水和蒸馏水相继进行流动透析，每隔4-6小时取透析袋外的透析液在紫外下全波长扫描，待相邻两次测量的吸光值相差低于0.1，认定透析结束，取出即得到纯化后的角蛋白多肽溶液；经过纯化过程，角蛋白降解液中的不溶物质以及分子量小于500-1000Da的氨基酸及其他小分子杂质被除去而具有相似结构和自组装性能的多肽片段被保留，纯化后的角蛋白多肽溶液因为结构更规整而具有优良的阻聚效果。
（3）浓缩；
蒸发浓缩纯化后的角蛋白多肽溶液，经冷冻干燥制成角蛋白多肽粉；此步处理可一方面可以增长角蛋白多肽的保质期，减少变质和细菌增生，避免现做现用；另一方面也更容易控制反应中角蛋白多肽的浓度。
（4）制备水溶性纳米银；
将角蛋白多肽粉配制成0.01-0.3wt%的角蛋白多肽水溶液，使用pH调节液调节溶液pH为8-13，再与浓度为0.1mol/L银化物溶液混合，所述银化物溶液与所述角蛋白多肽水溶液的体积比为0.5-3:100，在20-80℃下水浴加热，震荡，反应2-48h，得到含有角蛋白多肽的纳米银胶体水溶液，即为水溶性纳米银。在碱性条件下，角蛋白多肽链段中的巯基、酚基、羧 基等官能团有能力将电子转移给银离子，从而将银离子还原成纳米银粒子；同时，又因为角蛋白多肽具有规整的链段结构和羟基、羧基、氨基等与银粒子具有较强作用力的官能团，因此可以或包覆、或缠绕，从而很大程度上阻止了纳米银粒子的团聚。同时，为了防止过还原，不同的反应条件需要选择不同的反应时间。使用该方法制备的水溶性纳米银可以在室温不避光条件的条件下保持四个月以上的稳定状态。
作为优选的技术方案：
所述的经预处理的废弃角蛋白材料与蒸馏水混合后的含固量为0.02-20wt%；所述通过过热蒸馏水的水解和氧化反应的温度为180-220℃，并保温30-90min。如上所述的一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，所述粉碎的颗粒尺寸小于500目，通常为没有明显的羽毛梗。
如上所述的一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，所述废弃角蛋白材料为含有羽毛和/或羊毛的纺织业和/或家禽养殖业废弃物，或者还包含废弃丝素蛋白材料，所述废弃丝素蛋白材料为蚕丝。
如上所述的一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，所述银化物为硝酸银水溶液。
如上所述的一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，所述pH调节液为氢氧化钠或氨水。
如上所述的一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，所述水溶性纳米银平均粒径3-25nm，呈球形，阻聚效果较好，颗粒大小均一，并具有抑菌性。
有益效果：
本发明首次提出使用过热水降解废弃角蛋白材料得到的多肽链段作为生物模板制备纳米材料；本发明一方面利用了废弃角蛋白降解物中丰富的有机官能团，将氧化性较强的银化物还原为金属银粒子；另一方面，利用角蛋白多肽的自组装性能和羟基、羧基、氨基等可与单质银粒子产生较强作用力的官能团从而起到了保护和防止银粒子团聚的作用，官能团可以包覆在银粒子表面，从而阻止纳米粒子相互间的团聚；另一方面规整的链段结构可以像模板一样将银粒子阻碍开来；使用本发明制备的水溶性纳米银颗粒具有良好的分散性和稳定性，且可以通过改变银化物的浓度、角蛋白多肽的浓度、pH值、温度和时间等控制纳米银颗粒的粒径大小及分布；因为该方法没有引入任何化学试剂及其他有害物质，因此可以直接应用于生物医药等领域；同时，整套工艺简单易操作，条件易控，具有生物相容性以及环境友好性，符合可持续发展要求，是一种绿色环保型制备工艺。
附图说明
图1纯化前角蛋白多肽溶液自组装性能的偏光显微镜示意图
图2纯化后角蛋白多肽溶液自组装性能的偏光显微镜示意图
图3实施例1所得产物的透射电镜示意图及粒径分布
图4实施例1的纳米银UV‐Vis示意图
图5实施例2所得产物的透射电镜示意图及粒径分布
图6实施例4所得产物的透射电镜示意图及粒径分布
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
用40℃的热水清洗废弃白鸭毛，水中加入0.7%的碳酸钠，0.5%的多磷酸盐以及0.5%的无磷标准洗涤剂(ECE)，然后用蒸馏水清洗干净；待晾干后，将羽绒粉碎至小于500目。将1g经预处理后的羽绒与50mL蒸馏水混合置于反应釜中，加热至220℃，保温60min；过滤除去不溶物后将角蛋白降解液置于阻截大小为1000Da的透析袋中，以自来水和蒸馏水相继进行流动透析，每隔4小时取透析袋外的透析液在紫外下全波长扫描，待两次测量的吸光值相差低于0.1后取出，得到纯化后的角蛋白多肽溶液，后经冷冻干燥制成角蛋白多肽粉。由图1和图2所示的偏光显微镜图可以看出，纯化后的角蛋白多肽溶液较未纯化的角蛋白多肽溶液自组装效果更好，在更短的时间内可以形成更规整的晶体，并随着时间的延长，针状晶体会发生分叉生长最终成为树枝状晶体。
将0.85g硝酸银溶于蒸馏水中，定容到50mL棕色容量瓶中，制备浓度为0.1mol/L硝酸银水溶液；将0.1g角蛋白多肽粉溶于100mL蒸馏水中，制备浓度为0.1wt%的角蛋白多肽水溶液，使用氨水调节pH为9；将1mL硝酸银水溶液与100mL角蛋白多肽水溶液混合，加热至60℃，保温24h，得到棕色水溶性纳米银，透射电镜结果如附图3所示。由图3可以看出，反应得到的纳米银呈球形，分散性较好，颗粒大小均一，通过粒径分析软件得出颗粒平均尺寸约为8nm。产物的UV‐Vis结果如附图4所示，反应开始2h后即有银粒子形成，样品的最大吸收峰出现在406nm处，并且随着反应的进行最大吸收峰位置没有发生明显改变，说明角蛋白多肽溶液不仅可以还原银化物而且稳定效果良好，随着纳米银粒子数量的增多，粒子尺 寸没有发生明显增大。当反应进行到24h时最大吸收峰强度几乎达到最高值，反应基本结束。
实施例2
用50℃的热水清洗废弃羽绒，水中加入0.5%的碳酸钠，0.3%的多磷酸盐以及0.3%的无磷标准洗涤剂(ECE)，然后用蒸馏水清洗干净；待晾干后，将羽绒粉碎至小于500目。将1g经预处理后的羽绒与50mL蒸馏水混合置于反应釜中，加热至180℃，保温90min；过滤除去不溶物后将角蛋白降解液置于阻截大小为500Da的透析袋中，以自来水和蒸馏水相继进行流动透析，每隔6小时取透析袋外的透析液在紫外下全波长扫描，待两次测量的吸光值相差低于0.1后取出，得到纯化后的角蛋白多肽溶液，后经冷冻干燥制成角蛋白多肽粉。
将0.85g硝酸银溶于蒸馏水中，定容到50mL棕色容量瓶中，制备浓度为0.1mol/L硝酸银水溶液；将0.15g角蛋白多肽粉溶于100mL蒸馏水中，制备浓度为0.15wt%的角蛋白多肽水溶液，使用氨水调节pH为9；将3mL硝酸银水溶液与100mL角蛋白多肽水溶液混合，加热至40℃，保温48h，得到平均粒径为21.58nm的棕色水溶性纳米银，如图5所示。
实施例3
用40℃的热水清洗废弃白鸡毛，水中加入0.6%的碳酸钠，0.4%的多磷酸盐以及0.4%的无磷标准洗涤剂(ECE)，然后用蒸馏水清洗干净；待晾干后，将鸡毛粉碎至小于500目。将10g经预处理后的鸡毛与50mL蒸馏水混合置于反应釜中，加热至220℃，保温90min；过滤除去不溶物后将角蛋白降解液置于阻截大小为1000Da的透析袋中，以自来水和蒸馏水相继进行流动透析，每隔6小时取透析袋外的透析液在紫外下全波长扫描，待两次测量的吸光值相差低于0.1后取出，得到纯化后的角蛋白多肽溶液，后经冷冻干燥制成角蛋白多肽粉。
将0.85g硝酸银溶于蒸馏水中，定容到50mL棕色容量瓶中，制备浓度为0.1mol/L硝酸银水溶液；将0.01g角蛋白多肽粉溶于100mL蒸馏水中，制备浓度为0.01wt%的角蛋白多肽水溶液，使用氢氧化钠调节pH为13；将0.5mL硝酸银水溶液与100mL角蛋白多肽水溶液混合，加热至20℃，保温48h，得到棕色水溶性纳米银。
实施例4
用50℃的热水清洗废弃羽绒，水中加入0.6%的碳酸钠，0.4%的多磷酸盐以及0.4%的无磷标准洗涤剂(ECE)，然后用蒸馏水清洗干净；待晾干后，将羽绒粉碎至小于500目。将0.1g经预处理后的羽绒与50mL蒸馏水混合置于反应釜中，加热至180℃，保温30min；过滤除去不溶物后将角蛋白降解液置于阻截大小为500Da的透析袋中，以自来水和蒸馏水相继进行流 动透析，每隔4小时取透析袋外的透析液在紫外下全波长扫描，待两次测量的吸光值相差低于0.1后取出，得到纯化后的角蛋白多肽溶液，后经冷冻干燥制成角蛋白多肽粉。
将0.85g硝酸银溶于蒸馏水中，定容到50mL棕色容量瓶中，制备浓度为0.1mol/L硝酸银水溶液；将0.05g角蛋白多肽粉溶于100mL蒸馏水中，制备浓度为0.05wt%的角蛋白多肽水溶液，使用氨水调节pH为11；将0.5mL硝酸银水溶液与100mL角蛋白多肽水溶液混合，加热至60℃，保温20h，得到平均粒径约为3nm的棕色水溶性纳米银，如图6所示。
实施例5
用40℃的热水清洗废弃羊毛，水中加入0.7%的碳酸钠，0.5%的多磷酸盐以及0.5%的无磷标准洗涤剂(ECE)，然后用蒸馏水清洗干净；待晾干后，将羊毛粉碎至小于500目。将1g经预处理后的羊毛与50mL蒸馏水混合置于反应釜中，加热至200℃，保温60min；过滤除去不溶物后将角蛋白降解液置于阻截大小为1000Da的透析袋中，以自来水和蒸馏水相继进行流动透析，每隔6小时取透析袋外的透析液在紫外下全波长扫描，待两次测量的吸光值相差低于0.1后取出，得到纯化后的角蛋白多肽溶液，后经冷冻干燥制成角蛋白多肽粉。
将0.85g硝酸银溶于蒸馏水中，定容到50mL棕色容量瓶中，制备浓度为0.1mol/L硝酸银水溶液；将0.1g角蛋白多肽粉溶于100mL蒸馏水中，制备浓度为0.1wt%的角蛋白多肽水溶液，使用氨水调节pH为8；将1mL硝酸银水溶液与100mL角蛋白多肽水溶液混合，加热至40℃，保温48h，得到棕色水溶性纳米银。
实施例6
用40℃的热水清洗废弃蚕丝，水中加入0.6%的碳酸钠，0.4%的多磷酸盐以及0.4%的无磷标准洗涤剂(ECE)，然后用蒸馏水清洗干净；待晾干后，将蚕丝粉碎至小于500目。将2.5g经预处理后的蚕丝与50mL蒸馏水混合置于反应釜中，加热至220℃，保温60min；过滤除去不溶物后将角蛋白降解液置于阻截大小为1000Da的透析袋中，以自来水和蒸馏水相继进行流动透析，每隔6小时取透析袋外的透析液在紫外下全波长扫描，待两次测量的吸光值相差低于0.1后取出，得到纯化后的丝素多肽溶液，后经冷冻干燥制成蚕丝蛋白多肽粉。
将0.85g硝酸银溶于蒸馏水中，定容到50mL棕色容量瓶中，制备浓度为0.1mol/L硝酸银水溶液；将0.1g蚕丝蛋白粉溶于100mL蒸馏水中，制备浓度为0.1wt%的丝素蛋白多肽水溶液，使用氢氧化钠调节pH为11；将1mL硝酸银水溶液与100mL丝素蛋白多肽水溶液混合，加热至60℃，保温20h，得到棕色水溶性纳米银。
实施例7
用50℃的热水清洗废弃羽绒和白鸡毛的混合物（1:1），水中加入0.6%的碳酸钠，0.4%的多磷酸盐以及0.4%的无磷标准洗涤剂(ECE)，然后用蒸馏水清洗干净；待晾干后，将混合羽毛粉碎至小于500目。将1g经预处理后的混合羽毛与50mL蒸馏水混合置于反应釜中，加热至220℃，保温60min；过滤除去不溶物后将角蛋白降解液置于阻截大小为1000Da的透析袋中，以自来水和蒸馏水相继进行流动透析，每隔4小时取透析袋外的透析液在紫外下全波长扫描，待两次测量的吸光值相差低于0.1后取出，得到纯化后的角蛋白多肽溶液，后经冷冻干燥制成角蛋白多肽粉。
将0.85g硝酸银溶于蒸馏水中，定容到50mL棕色容量瓶中，制备浓度为0.1mol/L硝酸银水溶液；将0.3g角蛋白多肽粉溶于100mL蒸馏水中，制备浓度为0.3wt%的角蛋白多肽水溶液，使用氢氧化钠调节pH为8；将3mL硝酸银水溶液与100mL角蛋白多肽水溶液混合，加热至80℃，保温2h，得到棕色水溶性纳米银。
实施例8
用40℃的热水清洗废弃白鸡毛、羊毛和蚕丝混合废弃材料（2:1:1），水中加入0.6%的碳酸钠，0.4%的多磷酸盐以及0.4%的无磷标准洗涤剂(ECE)，然后用蒸馏水清洗干净；待晾干后，将混合材料粉碎至小于500目。将1g经预处理后的混合材料与50mL蒸馏水混合置于反应釜中，加热至220℃，保温60min；过滤除去不溶物后将降解液置于阻截大小为500Da的透析袋中，以自来水和蒸馏水相继进行流动透析，每隔6小时取透析袋外的透析液在紫外下全波长扫描，待两次测量的吸光值相差低于0.1后取出，得到纯化后的混合多肽溶液，后经冷冻干燥制成混合多肽粉。
将0.85g硝酸银溶于蒸馏水中，定容到50mL棕色容量瓶中，制备浓度为0.1mol/L硝酸银水溶液；将0.1g混合多肽粉溶于100mL蒸馏水中，制备浓度为0.1wt%的混合多肽水溶液，使用氨水调节pH为9；将1mL硝酸银水溶液与100mL混合多肽水溶液混合，加热至60℃，保温24h，得到棕色水溶性纳米银。
实施例9
用40℃的热水清洗废弃羽绒，水中加入0.7%的碳酸钠，0.5%的多磷酸盐以及0.5%的无磷标准洗涤剂(ECE)，然后用蒸馏水清洗干净；待晾干后，将羽绒粉碎至小于500目。将1g经预处理后的羽绒与50mL蒸馏水混合置于反应釜中，加热至220℃，保温60min；过滤除去不溶物后将角蛋白降解液置于阻截大小为1000Da的透析袋中，以自来水和蒸馏水相继进行流动 透析，每隔4小时取透析袋外的透析液在紫外下全波长扫描，待两次测量的吸光值相差低于0.1后取出，得到纯化后的角蛋白多肽溶液，后经冷冻干燥制成角蛋白多肽粉。
将0.85g硝酸银溶于蒸馏水中，定容到50mL棕色容量瓶中，制备浓度为0.1mol/L硝酸银水溶液；将0.15g角蛋白多肽粉溶于100mL蒸馏水中，制备浓度为0.15wt%的角蛋白多肽水溶液，使用氨水调节pH为11；将1mL硝酸银水溶液与100mL角蛋白多肽水溶液混合，加热至60℃，保温24h；加入1g葡萄糖混合均匀，配制成抗菌溶液A；将0.1g角蛋白多肽粉与1g葡萄糖溶于100mL蒸馏水中，配制成空白溶液B；将溶液A与溶液B敞口放置在30℃的水浴中以考察其抗菌性。一周后抗菌溶液A性状没有发生改变而空白溶液B明显发臭、浑浊、可以观察到菌落生成，从而证明使用废弃角蛋白降解物制备水溶性纳米银具有抑菌性。
Claims (7)
1.一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，其特征是包括以下步骤：
（1）过热水降解
将经预处理的废弃角蛋白材料与蒸馏水混合，通过过热蒸馏水的水解和氧化反应，得到具有自组装性质的角蛋白降解液；
所述预处理的过程为用40-50℃的热水清洗废弃角蛋白材料，清洗干净并晾干后，粉碎；所述热水中加入0.5-0.7wt%的碳酸钠、0.3-0.5wt%的多磷酸盐以及0.3-0.5wt%的无磷标准洗涤剂ECE；
（2）纯化；
将角蛋白降解液过滤除去不溶物后置于阻截大小为500-1000Da的透析袋中，以自来水和蒸馏水相继进行流动透析，每隔4-6小时取透析袋外的透析液在紫外下全波长扫描，待相邻两次测量的吸光值相差低于0.1，认定透析结束，取出即得到纯化后的角蛋白多肽溶液；
（3）浓缩；
蒸发浓缩纯化后的角蛋白多肽溶液，经冷冻干燥制成角蛋白多肽粉；
（4）制备水溶性纳米银；
将角蛋白多肽粉配制成0.01-0.3wt%的角蛋白多肽水溶液，使用pH调节液调节溶液pH为8-13，再与浓度为0.1mol/L银化物溶液混合，所述银化物溶液与所述角蛋白多肽水溶液的体积比为0.5-3:100，在20-80℃下水浴加热，震荡，反应2-48h，得到含有角蛋白多肽的纳米银胶体水溶液，即为水溶性纳米银。
2.根据权利要求1所述的一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，其特征在于，所述的经预处理的废弃角蛋白材料与蒸馏水混合后的含固量为0.02-20wt%；所述通过过热蒸馏水的水解和氧化反应的温度为180-220℃，并保温30-90min。
3.根据权利要求1所述的一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，其特征在于，所述粉碎的颗粒尺寸小于500目。
4.根据权利要求1所述的一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，其特征在于，所述银化物溶液为硝酸银水溶液。
5.根据权利要求1所述的一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，其特征在于，所述废弃角蛋白材料为含有羽毛和/或羊毛的纺织业和/或家禽养殖业废弃物，或者还包含废弃丝素蛋白材料，所述废弃丝素蛋白材料为蚕丝。
6.根据权利要求1所述的一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，其特征在于，所述pH调节液为氢氧化钠或氨水。
7.根据权利要求1所述的一种基于废弃角蛋白降解物的水溶性纳米银的制备方法，其特征在于，所述水溶性纳米银平均粒径3-25nm，呈球形，颗粒大小均一。
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