本发明涉及一种提高骆驼毛多肽纳米粒子制得率的方法，属于纺织材料技术领域。
背景技术
生物降解塑料和生物医学材料逐渐成为研究热点，推动了各界对天然角蛋白质加工利用的研究。如中国公开出版物《材料导报》，公开日期2002年，文章名称为“角蛋白及其提取”，该文献介绍了天然动物纤维角蛋白提取技术，主要采用还原法从动物纤维中提取角蛋白，其中所用到的试剂主要有疏基乙酸、氢氧化钠、尿素。采用此方法提取的动物纤维角蛋白溶液中粒子粒径均匀，分子量较小，但不足之处是所用到的疏基乙酸属于急毒性药品，且反应产物不易降解，会对环境造成一定的污染。
天然骆驼毛是一种复杂的蛋白质化合物，骆驼毛中主要元素是硫元素，并主要以二硫键的形式存在于胱氨酸中。2014年全球骆驼总数量已达到2800万。然而，与长且厚密的骆驼绒相比，骆驼毛细度不匀且刚度大，造成骆驼毛利用率低，造成严重浪费。因此，探究骆驼毛高效再利用的方法迫在眉睫。
如中国公开发明专利，发明名称为“混合溶解动物毛和纤维素原料制备生物蛋白毛纤的方法”，公开日期为2006年，该专利包含一种溶解混合动物毛和纤维素原料的方法：将动物毛与纤维素混合原料在离子液中溶解，在溶解液中加入助剂，并置于凝固液中凝固，以便析出动物蛋白毛纤维，其中离子液包括阴阳离子盐，助剂包括甘油、异丙醇，凝固液包括甲醇、乙氰等。采用此方法可实现对废弃骆驼毛的再利用，减少资源浪费，但不足之处是所使用的试剂，如乙氰，具有中等毒性，危害人体健康，且反应物会造成一定的环境污染，骆驼毛再利用率低。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种提高骆驼毛多肽纳米粒子制得率的方法，为了实现上述目的，其技术解决方案为：
一种提高骆驼毛多肽纳米粒子制得率的方法，包括骆驼毛多肽纳米粒子制备工艺中的骆驼毛纤维预处理、骆驼毛多肽碱溶液制备、骆驼毛多肽碱溶液酸中和、骆驼毛多肽粒子溶液透析和冷冻干燥。
所述的骆驼毛纤维预处理是指将清洗后的骆驼毛纤维置于液氮中冷冻15～30min后取出，并经纤维切片器制备成骆驼毛纤维切片，其中，骆驼毛纤维切片的厚度≦40μm。
所述的骆驼毛多肽碱溶液制备是指将骆驼毛纤维切片置于按如下质量百分比
一元碱3～13％
聚氧乙烯型非离子表面活性剂1.5～2％
去离子水85～95％
配置的混合溶液中进行浸泡1～4h后得到骆驼毛溶解碱溶液，其中，浸泡温度为0～3℃，然后将骆驼毛溶解碱溶液经抽滤后并置于圆周摇床上进行均匀分散1.5～3.5h后得到溶解率为70～85％骆驼毛多肽碱溶液，其中，抽滤的温度和均匀分散的温度为0～3℃，圆周摇床的转速为100～250r/min，骆驼毛纤维切片与混合溶液的质量比为1:80～1:180，抽滤的负压相对真空度为-1.3～-0.001mpa。
所述的骆驼毛多肽碱溶液酸中和是指将骆驼毛多肽碱溶液保持0～3℃的条件下采用强酸进行滴定中和反应至ph为7.3～7.9后，得到骆驼毛多肽纳米粒子溶液，其中，强酸的质量百分比为2～7％，中和反应时间为3～8min。
所述的一元碱是氢氧化钠或氢氧化钾。
所述的聚氧乙烯型非离子表面活性剂是烷基酚聚氧乙烯醚或高碳脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯或脂肪酸甲酯乙氧基化物或聚丙二醇的环氧乙烷加成物或醇醚硫酸盐。
所述的强酸是盐酸或硫酸或硝酸。
由于采用了以上技术方案，本发明的技术特点在于：
本发明针对传统骆驼毛多肽纳米制备工艺中溶解效率低和骆驼毛多肽碱溶液稳定性差的缺陷，通过采用纤维切片器将冷冻的骆驼毛纤维切成厚度小于40μm的骆驼毛纤维切片，并在低温下将骆驼毛纤维切片置于碱溶液中进行溶解，从而提高骆驼毛纤维的溶解速率，改善骆驼毛纤维的溶解率至70～85％。溶解骆驼毛的碱溶液中添加耐酸碱的聚氧乙烯型非离子表面活性剂，能够保护骆驼毛大分子在碱溶液中不被过分降解。0～3℃条件下，骆驼毛多肽碱溶液中蛋白质分子活性较弱，溶液稳定性增强，在中和过程中，含亲水基团的聚氧乙烯型非离子表面活性剂与骆驼毛多肽分子之间形成胶束，最终维持骆驼毛多肽粒子在溶液中的稳定性。
洁净的骆驼毛纤维直接经过碱处理，氢氧化钠的强烈破坏性使得纤维表层迅速溶解，无定形区快速分解，大分子链间的二硫键、盐式键和氢键断裂，分子被解聚成多肽链，而骆驼毛纤维中的晶区则需要更多的时间才能逐渐溶解，但会使已经溶解的骆驼毛多肽的分子量持续下降，导致其经稀硫酸中和后难以生成多肽纳米粒子。骆驼毛纤维切片处理可使得骆驼毛纤维溶解均匀，提高骆驼毛纤维的溶解率。
本发明通过改变制备工艺中骆驼毛纤维的形态、混合溶液的配制、中和条件，显著提高了骆驼毛多肽纳米粒子的制得率，能够实现天然纤维的高效再利用。采用本发明制备的骆驼毛多肽纳米粒子可广泛应用于再生蛋白质纤维的制备等领域，操作简单，安全无毒，环保节能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体详细描述。本发明是在原有工艺上进行改进，通过改变制备工艺中骆驼毛纤维的形态、混合溶液的配置、中和条件，显著提高了骆驼毛多肽纳米粒子的制得率。
一种提高骆驼毛多肽纳米粒子溶液制得率的方法，所述方法按以下步骤进行：
a骆驼毛纤维预处理
在索氏萃取器中，将骆驼毛纤维采用乙醚/乙醇混合溶液进行清洗，清洗的虹吸循环次数不少于40次，洗涤5～10h后取出并自然干燥，得到清洗后天然蛋白质纤维，其中，乙醚/乙醇混合溶液的质量比为1:50～1:150。将清洗后的骆驼毛纤维置于液氮中冷冻15～30min后取出，并经纤维切片器制备成骆驼毛纤维切片，其中，骆驼毛纤维切片的厚度≦40μm。
b骆驼毛多肽碱溶液制备
将骆驼毛纤维切片置于按如下质量百分比配置的
一元碱3～13％
聚氧乙烯型非离子表面活性剂1.5～2％
去离子水85～95.5％
一元碱、聚氧乙烯型非离子表面活性剂和去离子水的混合溶液中进行浸泡1～4h后得到骆驼毛溶解碱溶液，其中，浸泡温度为0～3℃，所述的一元碱是氢氧化钠或氢氧化钾，所述的聚氧乙烯型非离子表面活性剂是烷基酚聚氧乙烯醚或高碳脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯或脂肪酸甲酯乙氧基化物或聚丙二醇的环氧乙烷加成物或醇醚硫酸盐。然后将骆驼毛溶解碱溶液经抽滤后并置于圆周摇床上进行均匀分散1.5～3.5h后得到溶解率为70～85％骆驼毛多肽碱溶液，其中，抽滤的温度和均匀分散的温度为0～3℃，圆周摇床的转速为100～250r/min，骆驼毛纤维切片与混合溶液的质量比为1:80～1:180，抽滤的负压相对真空度为-1.3～-0.001mpa。
c骆驼毛碱溶液酸中和
将骆驼毛多肽碱溶液保持0～3℃的条件下采用强酸进行滴定中和反应至ph为7.3～7.9后，得到骆驼毛多肽纳米粒子溶液，所述的强酸是盐酸或硫酸或硝酸，其中，强酸的质量百分比为2～7％，中和反应时间为3～8min。
d骆驼毛多肽粒子溶液透析
将经c步骤得到的ph值为7.3～7.9的骆驼毛多肽纳米粒子溶液置于透析袋中并用蒸馏水进行透析纯化，透析纯化温度为13～23℃，透析纯化4～6天后得到骆驼毛纳米粒子溶液。
e冷冻干燥
将经d步骤得到的骆驼毛多肽纳米粒子溶液经高速离心机离心2～3h，再经冷冻干燥机在-50℃下进行冷冻干燥48h，得到骆驼毛多肽纳米粒子，其中，离心机的离心速率为8000～15000r/min，骆驼毛纳米粒子的粒径为60～180nm。
具体实施例
实施例一
按上述步骤：称取3g骆驼毛纤维，在索氏萃取器中，将骆驼毛纤维采用乙醚/乙醇混合溶液进行清洗，清洗的虹吸循环次数为40次，洗涤5h后取出并自然干燥，得到清洗后骆驼毛纤维，其中，乙醚/乙醇混合溶液的质量比为1:50。将清洗后的骆驼毛纤维置于液氮中冷冻15min后取出，并经纤维切片器制备成厚度为40μm骆驼毛纤维切片；将质量分数为3％的氢氧化钠、质量分数为1.5％的高碳脂肪醇聚氧乙烯醚放入去离子水中溶解15min后得混合溶液；将骆驼毛纤维切片按照骆驼毛纤维切片与混合溶液的质量比为1:80放入混合溶液中，在温度为0.5℃条件下进行浸泡1h后得到骆驼毛溶解碱溶液。在温度为0.5℃条件下将骆驼毛溶解碱溶液经相对真空度为-1.3mpa的循环水真空泵抽滤并置于转速为100r/min的圆周摇床上进行均匀分散1.5h后得到溶解率为70％的骆驼毛多肽碱溶液。在温度为0.5℃条件下，将骆驼毛多肽碱溶液经质量分数为2％的硫酸溶液进行滴定中和，滴定中和后多肽溶液的ph为7.3，中和反应时间为3min。将滴定中和后多肽溶液置于透析袋中并用蒸馏水进行透析纯化，透析纯化温度为13℃，透析纯化4天后得到含有骆驼毛纳米粒子的溶液。将骆驼毛纳米粒子溶液经高速离心机离心2h，再经冷冻干燥机在-50℃下进行冷冻干燥48h，得到骆驼毛纳米粒子，其中，离心机的离心速率为8000r/min，骆驼毛纳米粒子的粒径为180nm。
实施例二
按上述步骤：称取4g骆驼毛纤维，在索氏萃取器中，将骆驼毛纤维采用乙醚/乙醇混合溶液进行清洗，清洗的虹吸循环次数为45次，洗涤7h后取出并自然干燥，得到清洗后骆驼毛纤维，其中，乙醚/乙醇混合溶液的质量比为1:75。将清洗后的骆驼毛纤维置于液氮中冷冻20min后取出，并经纤维切片器制备成厚度为35μm骆驼毛纤维切片；将质量分数为8％的氢氧化钾、质量分数为1.7％的烷基酚聚氧乙烯醚放入去离子水中溶解25min后得混合溶液；将骆驼毛纤维切片按照骆驼毛纤维切片与混合溶液的质量比为1:120放入混合溶液中，在温度为1.5℃条件下进行浸泡2.5h后得到骆驼毛溶解碱溶液。在温度为1.5℃条件下将骆驼毛溶解碱溶液经相对真空度为-0.09mpa的循环水真空泵抽滤并置于转速为190r/min的圆周摇床上进行均匀分散2.5h后得到溶解率为76％的骆驼毛多肽碱溶液。在温度为1.5℃条件下，将骆驼毛多肽碱溶液经质量分数为4.5％的盐酸溶液进行滴定中和，滴定中和后多肽溶液的ph为7.7，中和反应时间为6min。将滴定中和后多肽溶液置于透析袋中并用蒸馏水进行透析纯化，透析纯化温度为19℃，透析纯化5天后得到含有骆驼毛纳米粒子的溶液。将骆驼毛纳米粒子溶液经高速离心机离心2.5h，再经冷冻干燥机在-50℃下进行冷冻干燥48h，得到骆驼毛纳米粒子，其中，离心机的离心速率为11000r/min，骆驼毛纳米粒子的粒径为110nm。
实施例三
按上述步骤：称取5g骆驼毛纤维，在索氏萃取器中，将骆驼毛纤维采用乙醚/乙醇混合溶液进行清洗，清洗的虹吸循环次数为50次，洗涤10h后取出并自然干燥，得到清洗后骆驼毛纤维，其中，乙醚/乙醇混合溶液的质量比为1:145。将清洗后的骆驼毛纤维置于液氮中冷冻30min后取出，并经纤维切片器制备成厚度为20μm骆驼毛纤维切片；将质量分数为13％的氢氧化钾、质量分数为2％的高碳脂肪醇聚氧乙烯醚放入去离子水中溶解35min后得混合溶液；将骆驼毛纤维切片按照骆驼毛纤维切片与混合溶液的质量比为1:180放入混合溶液中，在温度为2.5℃条件下进行浸泡3.5h后得到骆驼毛溶解碱溶液。在温度为2.5℃条件下将骆驼毛溶解碱溶液经相对真空度为-0.002mpa的循环水真空泵抽滤并置于转速为250r/min的圆周摇床上进行均匀分散3.5h后得到溶解率为85％的骆驼毛多肽碱溶液。在温度为2.5℃条件下，将骆驼毛多肽碱溶液经质量分数为6.5％的硝酸溶液进行滴定中和，滴定中和后多肽溶液的ph为7.9，中和反应时间为8min。将滴定中和后多肽溶液置于透析袋中并用蒸馏水进行透析纯化，透析纯化温度为23℃，透析纯化6天后得到含有骆驼毛纳米粒子的溶液。将骆驼毛纳米粒子溶液经高速离心机离心3h，再经冷冻干燥机在-50℃下进行冷冻干燥48h，得到骆驼毛纳米粒子，其中，离心机的离心速率为15000r/min，骆驼毛纳米粒子的粒径为60nm。
表1本发明方法与传统方法骆驼毛粒径及制得率对比
由表1可知，本发明的一种提高骆驼毛多肽纳米粒子制得率的方法，能够将传统骆驼毛多肽纳米粒子的制得率由5～10％提高至70～85％，且不影响骆驼毛多肽纳米粒子的尺寸大小。