CN105758810A - 一种针对离子液体溶解制备羽毛绒蛋白溶液的定量分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于离子液体溶解羽毛绒蛋白体系的定量分析方法，在羽毛绒蛋白能够溶解于离子液体1?丙烯基?3?甲基咪唑氯盐(简称[Amim]Cl)的条件下，基于溶解物的紫外可见光谱特性，实现对羽毛绒蛋白的定量分析。本方法应用于羽毛绒蛋白在1?丙烯基?3?甲基咪唑氯盐中蛋白质成分的定量分析，用于判断和评价1?丙烯基?3?甲基咪唑氯盐中蛋白质成分的水解、降解及变性程度。与现有技术相比，本发明提供的定量分析方法不需要对羽毛绒蛋白材料进行前处理，简化了溶解过程，降低了对羽毛绒蛋白的损耗。而且，准确度、灵敏度高。
Description
技术领域
本发明属于蛋白质含量分析领域，具体涉及一种针对离子液体溶解制备羽毛绒蛋白溶液的定量分析方法。
背景技术
羽毛绒的化学成分主要是蛋白质，其蛋白质含量高达85％～89％，蛋白质基本构成是各种氨基酸，氨基酸通过肽键构成多肽长链，长链又通过二硫键，氢键，盐式键，酯键等联系形成空间结构。
羽毛绒蛋白溶解技术是蛋白质定量分析的前提和基础。目前，羽毛绒蛋白溶解方法有机械法、化学法、生物降解法等，但是这些方法都有许多局限性，其中反应剧烈，水解程度难以控制，对角蛋白线性主链破坏性大，酸碱反应方法均有腐烛性、毒性和较强的挥发性，还会使用大量的无机酸，氧化剂，还原剂，金属盐等对环境有污染的试剂，这些局限性不仅对环境造成影响，还对羽毛绒蛋白的定量分析具有影响。
离子液体，又称室温离子液体，泛指在100℃下呈现液态、由有机阳离子和有机或无机阴离子组成的有机盐。离子液体与大多数易挥发的有机溶剂相比，离子液体的优势明显：几乎不挥发，且可在高真空系统中使用，降低了因挥发而造成的环境污染问题；溶解对象范围广，对很多化学物质具备良好的溶解能力；较高的热稳定性和较宽的液态温度范围；较高的化学稳定性，几乎不氧化也不燃烧；强的离子和电子传导作用及较宽的电化学稳定电位窗口；易回收、可循环利用，具有可设计性，并可通过选择适当的阴离子或调变阳离子，调控其物理和化学性质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对离子液体溶解制备羽毛绒蛋白溶液的定量分析方法，将羽毛绒蛋白溶解于离子液体1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐中，基于溶解物的紫外可见光谱特性，构建吸光度与羽毛绒蛋白含量的线性关系，实现羽毛绒蛋白的定量分析。
本发明提供的一种针对离子液体溶解制备羽毛绒蛋白溶液的定量分析方法，包括以下步骤：
(1)将羽毛绒完全溶解于离子液体中,得到不同浓度的羽毛绒蛋白溶液；
(2)将步骤(1)得到羽毛绒蛋白溶液进行光谱测试；
(3)构建吸光度与羽毛绒蛋白浓度的线性关系，实现对羽毛绒蛋白的定量分析。
步骤(1)具体为：将羽毛绒清洗、烘干后，溶解于离子液体中，得到饱和或者接近的羽毛绒蛋白溶液，通过稀释，得到不同浓度的羽毛绒蛋白溶液。
步骤(1)中将羽毛绒清洗、烘干具体为：将收集的羽毛绒用蒸馏水清洗干净，在40-60℃下烘干5-7h，之后静置10-15h干燥后用密封袋保存。经过清洗、烘干去除杂质，此时的羽毛绒质量就是羽毛绒蛋白的质量。
进一步的，还可以将清洗、烘干后的羽毛绒研磨成粉体，粒径在0.5-5mm，溶解于离子液体中；研磨成粉体，利于溶解。
步骤(1)中所述的离子液体为1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐；结构式
进一步的，1-丙烯基-3-甲基咪唑氯经过预处理，具体为：将1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐放入100-105℃真空干燥箱中干燥10-12h，之后在密封条件下静置12-15h。
进一步的，步骤(1)具体为：在80-90℃搅拌条件下，将清洗、烘干后的羽毛绒或者羽毛绒粉体采用微量、多次添加的方法溶解于1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐中，通过显微镜观察羽毛绒是否溶解完全，制备得到饱和或者接近饱和的羽毛绒蛋白溶液，通过稀释，得到不同浓度的羽毛绒蛋白溶液。
步骤(2)具体为：将步骤(1)得到羽毛绒蛋白溶液进行光谱测试，得到不同浓度的羽毛绒蛋白溶液的吸收光谱。
步骤(3)具体为：构建吸光度与羽毛绒蛋白浓度的线性关系，根据未知浓度的羽毛绒蛋白溶液的吸光度，实现对羽毛绒蛋白的定量分析。
本发明中首先对离子液体进行干燥，如离子液体中含有水分会对羽毛绒蛋白的溶解产生较强的抑制作用，由于溶解环境中残留的水分子带入H-O-H，而这些氢键的存在产生溶解环境中氢键的竞争，从而会削弱离子液体对羽毛绒原有氢键的破坏作用。
羽毛绒的溶解过程为：随着溶解时间的延长，羽毛绒逐渐变少，最后溶解。羽毛绒在液体中的溶解过程可分为3个阶段：溶胀，渗入，溶解。羽毛绒首先在溶液中溶胀，当溶胀达到一定程度以后，呈现出一定的间隙，溶剂小分子从外层逐渐向内层深入，当溶解120min和240min时可以明显看到溶剂进入羽毛绒间隙中，溶剂破坏了大分子间的范德华力和氢键等物理结合力，溶剂化作用也就逐渐进行，溶剂小分子的进入使得分子间间隙得到更大程度的溶胀，溶胀作用更加剧烈，随着溶剂化作用进行，其膨胀程度逐渐增大，当溶解330min时，羽毛绒膨胀程度逐渐增大。即在溶解过程中，羽毛绒角蛋白分子的大分子链由于充分溶剂化而得到充分膨胀，物理作用力的大量破坏，使得在一起的分子链拆开互相的缠结而摆脱了彼此的束缚，自由地运动到溶剂中，最后从高浓度向低浓度溶剂方向运动扩散，最终达到溶解。
本发明中，羽毛绒蛋白能够充分溶解于1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐中，羽毛绒蛋白具有较大的分子量、较大的分子间作用力以及复杂的分子形态和折叠构象，故其溶解过程远比其他大分子物质溶解复杂。羽毛绒蛋白溶解过程不仅需要克服大分子间的范德华力和氢键作用力，还要打开分子间的二硫键，把缠结在一起的分子链拆开，形成溶液中孤立的大分子，最后溶解。故形成氢键作用的阴离子越多，极性越强，对蛋白质的溶解能力越强。1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐的体积相和粘度对于较小，所以1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐易于与羽毛绒蛋白相互作用，Cl-的极强，容易与羽毛绒蛋白形成氢键和破环羽毛绒蛋白中的二硫键，溶解性好。溶解产物将会产生特殊的光谱特性，通过羽毛绒中含有的氨基酸进行复配，溶解于1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐中，对该产物产生的特殊光谱与羽毛绒溶解产物进行对比，进而特征波长下吸光度数值即可定量分析。
本发明在羽毛绒蛋白能够溶解于离子液体1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐(简称[Amim]Cl)的条件下，基于溶解物的紫外可见光谱特性，实现对羽毛绒蛋白的定量分析。本方法应用于羽毛绒蛋白在1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐中蛋白质成分的定量分析，用于判断和评价1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐中蛋白质成分的水解、降解及变性程度。本方法溶剂为1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐，溶解过程易操作，离子液体1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐易回收利用，且可充分利用废弃羽毛绒。
与现有技术相比，本发明提供的定量分析方法不需要对羽毛绒蛋白材料进行前处理，简化了溶解过程，降低了对羽毛绒蛋白的损耗。而且，准确度、灵敏度高。
附图说明
图1A为羽毛绒在离子液体中溶解前的显微镜图；
图1B为羽毛绒在离子液体中溶解30min的显微镜图；
图1C为羽毛绒在离子液体中溶解120min的显微镜图；
图1D为羽毛绒在离子液体中溶解240min的显微镜图；
图1E为羽毛绒在离子液体中溶解330min的显微镜图；
图1F为羽毛绒在离子液体中全部溶解的显微镜图；
图2为羽毛绒蛋白溶液的紫外可见吸收光谱；
图3为羽毛绒蛋白溶液浓度与吸收强度的线性关系图。
具体实施方式
实施例1
一种针对离子液体溶解制备羽毛绒蛋白溶液的定量分析方法，包括以下步骤：
(1)将收集的羽毛绒用蒸馏水清洗干净，放入50℃鼓风干燥箱中烘干6h，之后静置12h充分干燥后用密封袋保存，经过清洗、烘干去除杂质，此时的羽毛绒质量就是羽毛绒蛋白的质量；离子液体1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐放入105℃真空干燥箱中干燥12h，之后在密封条件下静置12h；
然后，将处理后的羽毛绒研磨成粉体，粒径在0.5-5mm；称取0.1100g羽毛绒粉体，加入50mL的容量瓶中，注入10mL1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐，升温至90℃，一边电动搅拌，一边在离子液体中加入处理后的适量羽毛绒，采用微量、多次添加的方法，在显微镜观察条件下，记录羽毛绒溶解时间以及溶解质量，确定羽毛绒完全溶解，制备得到接近饱和的羽毛绒蛋白溶液，浓度为11g/L。(之前通过实验，待加入的羽毛绒不再溶解，过滤，得到饱和的羽毛绒蛋白溶液，记录溶解量。本实验中浓度为11g/L为接近饱和，羽毛绒蛋白溶液较高，减少误差。)用移液管量取1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐，将溶解好的羽毛绒粉体溶解液分别稀释成浓度8.5g/L、6.0g/L、3.5g/L、1g/L的羽毛绒蛋白溶液；将不同浓度的羽毛绒蛋白溶滴加到比色皿中，比色皿放入紫外可见光分光计中，进行波长检测。
(2)通过测试不同浓度羽毛绒蛋白溶液的吸光度，得到不同浓度羽毛绒蛋白溶液的吸收光谱，在312nm处有最大吸收峰，吸光度为3.4921，羽毛绒蛋白的最大吸收波长处在紫外线的UVA波段，吸收强。
(3)构建吸光度与羽毛绒蛋白浓度的线性关系，根据未知浓度的羽毛绒蛋白溶液的吸光度，实现对羽毛绒蛋白的定量分析。
为验证标准曲线的测试精度，实验配制了不同浓度的羽毛蛋白质离子溶液，并进行测试，并与标准曲线计算数据进行对比分析，计算相对标准偏差值RSD，测试数据见下表1所示。
表1：羽毛蛋白质标准曲线的定量分析精度
由上表可知，5只测试样品定量分析的相对标准偏差RSD为1.02％，表明采用该标准曲线分析溶液中羽毛蛋白质的浓度具有较高精度。
Claims (9)
1.一种针对离子液体溶解制备羽毛绒蛋白溶液的定量分析方法，其特征在于，所述定量分析方法包括以下步骤：
(1)将羽毛绒完全溶解于离子液体中,得到不同浓度的羽毛绒蛋白溶液；
(2)将步骤(1)得到羽毛绒蛋白溶液进行光谱测试；
(3)构建吸光度与羽毛绒蛋白浓度的线性关系，实现对羽毛绒蛋白的定量分析。
2.根据权利要求1所述的定量分析方法，其特征在于，步骤(1)具体为：将羽毛绒清洗、烘干后，溶解于离子液体中，得到饱和或者接近的羽毛绒蛋白溶液，通过稀释，得到不同浓度的羽毛绒蛋白溶液。
3.根据权利要求1或2所述的定量分析方法，其特征在于，步骤(1)中将羽毛绒清洗、烘干具体为：将收集的羽毛绒用蒸馏水清洗干净，在40-60℃下烘干5-7h，之后静置10-15h干燥后用密封袋保存。
4.根据权利要求1或2所述的定量分析方法，其特征在于，将清洗、烘干后的羽毛绒研磨成粉体，粒径在0.5-5mm，溶解于离子液体中。
5.根据权利要求1或2所述的定量分析方法，其特征在于，步骤(1)中所述的离子液体为1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐。
6.根据权利要求5所述的定量分析方法，其特征在于，1-丙烯基-3-甲基咪唑氯经过预处理，具体为：将1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐放入100-105℃真空干燥箱中干燥10-12h，之后在密封条件下静置12-15h。
7.根据权利要求5或6所述的定量分析方法，其特征在于，步骤(1)具体为：在80-90℃搅拌条件下，将清洗、烘干后的羽毛绒或者羽毛绒粉体采用微量、多次添加的方法溶解于1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐中，通过显微镜观察羽毛绒是否溶解完全，制备得到饱和或者接近饱和的羽毛绒蛋白溶液，通过稀释，得到不同浓度的羽毛绒蛋白溶液。
8.根据权利要求1所述的定量分析方法，其特征在于，步骤(2)具体为：将步骤(1)得到羽毛绒蛋白溶液进行光谱测试，得到不同浓度的羽毛绒蛋白溶液的吸收光谱。
9.根据权利要求1所述的定量分析方法，其特征在于，步骤(3)具体为：构构建吸光度与羽毛绒蛋白浓度的线性关系，根据未知浓度的羽毛绒蛋白溶液的吸光度，实现对羽毛绒蛋白的定量分析。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110219176A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-09-10 | 古麒羽绒股份公司 | 一种羽毛羽绒表面修饰方法 |
-
2016
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李君兰，康慧仁: "果蔬的物理及化学性质测定", 《园艺产品贮藏加工学综合实验指导》 * |
| 赵玲等: "羽毛在离子液体中的溶解及再生研究", 《毛纺科技》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110219176A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-09-10 | 古麒羽绒股份公司 | 一种羽毛羽绒表面修饰方法 |
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