李 博， 姚金波， 牛家?guī)V， 王 樂， 馮 懋， 孫艷麗

(1. 天津工業(yè)大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院， 天津 300387； 2. 武漢紡織大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院， 湖北 武漢 430073；3. 武漢紡織大學(xué) 湖北省生物質(zhì)纖維與生態(tài)染整重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖北 武漢 430073)

羊毛是一種性能優(yōu)良的天然蛋白質(zhì)纖維材料，其制品被越來越廣泛地應(yīng)用于生活和生產(chǎn)中；但羊毛的產(chǎn)量十分有限，尤其是優(yōu)質(zhì)羊毛，同時廢棄的羊毛制品無法被有效地再次利用，造成寶貴資源的浪費(fèi)。為此，對羊毛纖維進(jìn)行回收再生利用顯得至關(guān)重要。羊毛的主要組成物為角蛋白質(zhì)，通過溶解后再生的方法可獲得較純凈的蛋白質(zhì)材料，其具有優(yōu)良的生物活性、生物相容性以及可降解性能，可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物和紡織等眾多領(lǐng)域[1]。

溶解羊毛纖維制備角蛋白質(zhì)溶液是研究蛋白質(zhì)再生應(yīng)用的前提條件，角蛋白質(zhì)質(zhì)溶液性能的優(yōu)劣決定了再生材料的利用價值。目前研究應(yīng)用較多的制備角蛋白質(zhì)溶液的方法包括氧化法、還原法以及離子液體法等。孫艷麗等[2]采用巰基乙醇與離子液體1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽([AMIM]Cl)在120 ℃條件下共同溶解羊毛纖維獲得角蛋白質(zhì)溶液，溶液中蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量主要分布在14.4、31、43、66.2 ku處。張恒等[3]分別采用還原C法和離子液體法對羊毛纖維進(jìn)行溶解。其中：還原C法是采用亞硫酸氫鈉、尿素、硫脲和十二烷基磺酸鈉對羊毛進(jìn)行溶解，在95 ℃條件下溶解6 h，溶解率可達(dá)到87%；而離子液體法采用[AMIM]Cl試劑對羊毛進(jìn)行溶解，溶解率僅有10%。Shavandi等[4]將羊毛纖維溶解于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%的過氧乙酸溶液中，在常溫條件下溶解2 d后可分別提取獲得水溶性角蛋白質(zhì)(提取率為57%)和不溶性角蛋白質(zhì)(提取率為40%)，其中不溶性角蛋白質(zhì)含有更多的化學(xué)基團(tuán)。

如何在獲得較高溶解率的基礎(chǔ)上不過度破壞蛋白質(zhì)大分子鏈的完整性，是制備性能優(yōu)良的角蛋白質(zhì)溶液的關(guān)鍵。目前大部分研究者在制備蛋白質(zhì)再生材料時需先將蛋白質(zhì)從溶解體系中提取出來，再溶解于甲酸[5]或者碳酸鈉緩沖溶液[6]等適于再生工藝的試劑中。這不但使得再生材料制備工序更加復(fù)雜，也使角蛋白質(zhì)在二次溶解中被進(jìn)一步破壞，影響再生材料的性能。為解決以上溶解方法存在的問題，首先使用弱還原劑三羥基有機(jī)磷化合物(LKS-610)破壞羊毛纖維中大分子間的二硫鍵，再利用甲酸試劑的強(qiáng)酸性和其能夠有效溶解細(xì)胞間質(zhì)使纖維劇烈溶脹的特性[7-8]，達(dá)到對羊毛纖維的溶解效果。本文采用單因素分析方法研究了羊毛纖維的溶解工藝，根據(jù)溶液的纖維溶解率、黏度和蛋白質(zhì)分子質(zhì)量分布變化確定最優(yōu)的角蛋白質(zhì)溶液制備方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與設(shè)備

原料：羊毛纖維(直徑為23～25 μm，澳洲羊毛，浙江新澳紡織股份有限公司)；透析袋(截留分子質(zhì)量為8～14 ku，北京市檸檬專業(yè)實(shí)驗(yàn)器材有限責(zé)任公司)。

試劑：三羥基有機(jī)磷還原劑(LKS-610，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%)，分析純，天津市綠源天美科技有限公司；甲酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88%)、三羥甲基氨基甲烷(Tris)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、β-巰基乙醇(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99%)、鹽酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%)、冰醋酸、無水乙醇，分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)樣(分子質(zhì)量為14.4～94.0 ku)，北京天根生化科技有限公司；甘氨酸，分析純，天津市鼎盛鑫化工有限公司；考馬斯亮藍(lán)R250，分析純，南京奧多福尼生物試劑有限公司。

設(shè)備：HZS-H型恒溫振蕩水浴鍋，哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司；BA2000型光學(xué)顯微鏡，天津市二十八中儀器廠；DYY-6C型電泳儀，北京市六一儀器廠；CVOD100型馬爾文旋轉(zhuǎn)流變儀，英國馬爾文儀器有限公司；L8900型氨基酸分析儀，日本日立有限公司。

1.2 羊毛溶解工藝

1.2.1還原劑預(yù)處理羊毛纖維

將1 g洗凈的羊毛浸泡于體積為10 mL的LKS-610試劑中，于80 ℃水浴鍋中處理30～60 min，處理結(jié)束后濾去纖維體系中多余的整理劑，烘干待用。通過LKS-610試劑對羊毛中二硫鍵高效的破壞作用，獲得在還原體系中富含自由巰基的待溶解羊毛試樣。

1.2.2甲酸溶解羊毛纖維

采用單因素實(shí)驗(yàn)方法對甲酸制備角蛋白質(zhì)溶液的工藝方法進(jìn)行研究，將一定質(zhì)量的經(jīng)LKS-610預(yù)處理后的羊毛纖維加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88%的甲酸溶液中，分別以纖維質(zhì)量、溶解溫度和溶解時間作為單因素變量，以羊毛纖維的溶解率、黏度和角蛋白質(zhì)溶液中蛋白質(zhì)分子質(zhì)量為分析依據(jù)，考察不同條件下的溶解效果。

1.3 測試方法

1.3.1羊毛纖維氨基酸含量測試

準(zhǔn)確稱取一定量的羊毛纖維試樣(200 mg)置于水解管中，加入10 mL鹽酸(濃度為6 mol/L)，用酒精噴燈封閉水解管后置于110 ℃烘箱中水解24 h，待試樣完全水解后取出冷卻并打開水解管。將水解樣品過濾后定容，吸取2 mL定容后的樣品，置于真空脫酸儀上脫酸(溫度為60 ℃)至干燥，底部留有少許固體或痕漬為止。向脫酸后的樣品中加入2 mL緩沖液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為2%的無水檸檬酸鈉，1%的鹽酸，0.5%的硫代二乙醇，0.1%的苯甲酸溶液)，置于振蕩混合器上混合均勻，然后利用針管吸取少量，通過孔徑為0.22 μm的過濾器過濾后，采用氨基酸分析儀進(jìn)行測試。

長。但事實(shí)是： Boysen-Jensen(1913)的真實(shí)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是： 當(dāng)云母片從背光側(cè)插入時，胚芽鞘喪失向光性，幼苗依然會直立生長；而當(dāng)云母片從向光側(cè)插入時，胚芽鞘才向光彎曲[2]。分析可能的原因是： 雖然背光側(cè)的生長素含量要高于向光側(cè)，卻因云母片阻礙而無法向下運(yùn)輸，同時向光側(cè)的生長抑制物質(zhì)的含量多于背光一側(cè)[3]，所以兩側(cè)的生長速度相同，幼苗直立生長。

1.3.2纖維在甲酸溶液中的溶解狀態(tài)觀察

為比較LKS-610預(yù)處理對甲酸溶解羊毛纖維效果的影響，以及研究羊毛纖維在甲酸溶液中的溶解狀態(tài)，分別取未處理和LKS-610預(yù)處理后的羊毛纖維各1 g，浸沒于20 mL的甲酸溶液中，在60 ℃水浴鍋中進(jìn)行攪拌溶解。溶解過程中，每間隔60 min取少量纖維試樣置于載玻片上，用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察。

1.3.3纖維溶解率測試

羊毛纖維在甲酸溶液體系中溶解完成后，對溶液體系進(jìn)行抽濾，分別稱量過濾前后干燥濾紙的質(zhì)量，記為m1、m2。溶解前羊毛的質(zhì)量為m，則溶解率K的計(jì)算公式為

1.3.4凝膠電泳測試

由于本文制備的角蛋白質(zhì)溶液中含有甲酸，其強(qiáng)酸性會對電泳膠體產(chǎn)生破壞，影響凝膠電泳的測試結(jié)果，因此，測試前需先通過透析得到純角蛋白質(zhì)粉末，再對其進(jìn)行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺(SDS-PAGE)凝膠電泳測試。其中：分離膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%；濃縮膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%；加樣10 μL，測試電壓為80 V。電泳完成后，對試樣進(jìn)行染色、脫色、水洗等處理后拍照記錄。

1.3.5角蛋白質(zhì)溶液黏度測試

采用馬爾文旋轉(zhuǎn)流變儀對離心過濾后的澄清角蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行黏度測試，并且在測試前保證待測溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一致。設(shè)置測試溫度為25 ℃，剪切應(yīng)力恒定為60 Pa，實(shí)驗(yàn)夾具采用錐角為4°、直徑為40 mm的錐板。

2 結(jié)果與討論

2.1 預(yù)處理后纖維的氨基酸含量變化分析

表1 LKS-610處理羊毛纖維試樣的氨基酸含量測試結(jié)果Tab.1 Amino acid content test results of wool fiber samples

由表1可看出：羊毛纖維經(jīng)過還原劑LKS-610處理30 min后，胱氨酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由10.09%驟降至1.55%；繼續(xù)延長處理時間，質(zhì)量分?jǐn)?shù)的減小變緩。由此說明預(yù)處理過程中纖維內(nèi)大部分的二硫鍵被還原斷開并以其他形式存在[9]，與文獻(xiàn)[10-11]報(bào)道相比，還原劑LKS-610在相對一致的條件下對二硫鍵的破壞作用更加有效。同時，從表1中可發(fā)現(xiàn)，其他種類的氨基酸含量并沒有明顯減少，證明LKS-610對二硫鍵的作用效果具有一定的專一性。選擇在80 ℃條件下處理60 min作為還原劑LKS-610預(yù)處理羊毛纖維的最優(yōu)工藝，進(jìn)一步研究預(yù)處理后纖維在甲酸溶液中的溶解狀態(tài)。

2.2 預(yù)處理纖維在甲酸溶液中的溶解狀態(tài)

圖1、2示出LKS-610預(yù)處理前后羊毛纖維在甲酸溶液中溶解不同時間后的光學(xué)顯微鏡照片。

圖1 未處理羊毛纖維在不同甲酸溶解時間下的溶解狀態(tài)Fig.1 Dissolving state of untreated wool fibers in formic acid solution under different dissolution time

圖2 LKS-610處理后羊毛纖維在不同甲酸溶解時間下的溶解狀態(tài)Fig.2 Dissolving state of LKS-610 treated wool fibers in formic acid solution under different dissolution time

從圖1可以看出：溶解1 h后羊毛纖維的外觀和形態(tài)并未發(fā)生明顯的變化；溶解時間達(dá)到2 h時，纖維的鱗片層發(fā)生了部分的翹起和脫落，纖維的主體也有一定程度的溶脹；繼續(xù)延長處理時間，纖維結(jié)構(gòu)在甲酸作用下發(fā)生破壞并逐漸分解為纖維殘片和細(xì)胞、巨原纖結(jié)構(gòu)單元[8](見圖1(c)、(d))。從圖2可以發(fā)現(xiàn)：預(yù)處理過的羊毛纖維在甲酸溶液中溶解1 h后發(fā)生了明顯的溶脹，同時有部分原纖結(jié)構(gòu)從纖維主體脫離出來；溶解2 h后，纖維的主體結(jié)構(gòu)在甲酸作用下被顯著破壞；當(dāng)溶解時間達(dá)到3 h后，已有部分纖維被溶解，圖中深色的團(tuán)聚部分便是被溶解的羊毛纖維；繼續(xù)溶解更長時間后，大部分的纖維均已被破壞溶解，僅有部分纖維殘?jiān)嬖谟谌芤后w系中。

由以上分析可以發(fā)現(xiàn)，羊毛纖維在甲酸溶液中雖然發(fā)生了結(jié)構(gòu)的分解和破壞，但仍保持一定的細(xì)胞結(jié)構(gòu)體，由此證明甲酸溶液無法達(dá)到單獨(dú)溶解羊毛纖維的效果，它對羊毛纖維的作用主要體現(xiàn)在溶解細(xì)胞間質(zhì)從而溶脹纖維和分解纖維結(jié)構(gòu)。而經(jīng)LKS-610處理后纖維便可較好地溶解于甲酸溶液中，這是由于前期研究證明LKS-610能夠有效破壞羊毛中的二硫鍵，減小了蛋白質(zhì)大分子間的作用力，再通過甲酸溶液的強(qiáng)酸性和溶解細(xì)胞間質(zhì)的能力使得羊毛纖維被有效溶解，因此，LKS-610預(yù)處理過程對于甲酸溶解羊毛纖維顯得尤為重要，通過LKS-610試劑和甲酸的共同作用可達(dá)到有效溶解羊毛纖維的效果。

2.3 甲酸溶解羊毛纖維的優(yōu)化工藝

2.3.1甲酸試劑對不同質(zhì)量羊毛纖維的溶解效果

分別取不同質(zhì)量的羊毛纖維(3、4、5、6 g)溶解于體積為100 mL的甲酸溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88%)中，研究甲酸試劑對不同質(zhì)量羊毛纖維的溶解效果。溶解溫度為60 ℃，溶解時間為5 h。表2示出不同質(zhì)量纖維的溶解率和角蛋白質(zhì)溶液剪切黏度變化。

表2 不同質(zhì)量羊毛纖維在甲酸中的溶解率和溶液黏度變化Tab.2 Dissolution rate and viscosity changes of wool with different mass dissolved in formic acid

從表2可以看出：隨著溶解羊毛纖維質(zhì)量的增加，角蛋白質(zhì)溶液的溶解率逐漸降低。當(dāng)羊毛質(zhì)量為6 g時，溶解率下降明顯，溶解體系呈凝膠狀態(tài)，已無法測試溶液的溶解率和黏度。溶解率的降低主要是由于一定質(zhì)量的甲酸溶液對羊毛纖維的溶解能力有限，而未溶解的物質(zhì)為羊毛纖維內(nèi)的高硫部分，這部分中含有大量二硫鍵，極難溶解而易于呈現(xiàn)凝膠狀態(tài)[12]。當(dāng)置于甲酸溶液中的羊毛過多時，甲酸將難以使纖維充分溶脹進(jìn)而溶解，因此，當(dāng)羊毛質(zhì)量達(dá)到6 g時，羊毛的溶解率大幅降低。角蛋白質(zhì)溶液的黏度變化則是由于溶解于甲酸溶液中的角蛋白質(zhì)含量有所增加，在假設(shè)蛋白質(zhì)大分子舒展?fàn)顟B(tài)相同的情況下，則體系的黏度隨角蛋白質(zhì)含量的增加而增大。由于本文實(shí)驗(yàn)中不同溶液的溶解浴比無法一致，因此，黏度測試結(jié)果不能作為分子質(zhì)量大小的判斷依據(jù)。

圖3示出SDS-PAGE凝膠電泳的測試結(jié)果。可以看出：4組試樣的蛋白質(zhì)分子質(zhì)量分布大致相同，主要分布在45～66 ku、20～33 ku、14.4～20 ku這3個范圍內(nèi)。羊毛纖維質(zhì)量為6 g時，試樣是取凝膠狀物質(zhì)進(jìn)行制樣和測試，其中含有部分未完全溶解的纖維，因此，實(shí)際參與電泳測試過程的蛋白質(zhì)較少，其對應(yīng)的電泳條帶染色后顏色較淺。對比文獻(xiàn)[13-14]報(bào)道中角蛋白質(zhì)溶液的分子質(zhì)量分布結(jié)果可以證實(shí)，采用本文方法溶解羊毛能夠獲得具有較高分子質(zhì)量的角蛋白質(zhì)溶液，同時也說明羊毛纖維溶解于甲酸溶液中的質(zhì)量百分比對溶解后蛋白質(zhì)分子質(zhì)量分布影響不大。綜上所述，羊毛纖維在100 mL甲酸中溶解效果最佳時的質(zhì)量為5 g。

a為標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)譜帶；b～e分別為纖維質(zhì)量等于3、4、5、6 g的試樣的電泳譜帶。圖3 不同溶解纖維質(zhì)量下試樣的SDS-PAGE凝膠電泳測試結(jié)果Fig.3 SDS-PAGE gel electrophoretogram of samples with different disolved mass fraction

2.3.2溫度對溶解效果的影響

在確定羊毛質(zhì)量為5 g，甲酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88%、體積為100 mL，溶解時間為5 h的條件下，分析不同溶解溫度對溶解效果的影響規(guī)律，結(jié)果如表3所示。

表3 不同溶解溫度下纖維的溶解率和溶液黏度變化Tab.3 Dissolution rate and viscosity change of samples at different dissolved temperatures

由表3看出：纖維在甲酸中的溶解率隨著溶解溫度的升高而逐漸提升；溶解溫度在20～40 ℃時，纖維溶解率較低且變化不大；當(dāng)溶解溫度達(dá)到50 ℃以后，溶解率由56.3%升高到63.5%；而溶解溫度為80 ℃時，纖維的溶解率高達(dá)80.6%。說明當(dāng)溫度達(dá)到一定程度后，羊毛纖維在甲酸溶液中會更容易和快速地發(fā)生溶脹分解，同時伴隨著蛋白質(zhì)大分子結(jié)構(gòu)的降解和破壞，纖維溶解率得到顯著提升。從表3還可看出：蛋白質(zhì)溶液的黏度變化則是隨著溶解溫度的升高呈現(xiàn)出先增大后減小的規(guī)律；當(dāng)溶解溫度為50 ℃時，溶液體系的黏度達(dá)到最大值。這是因?yàn)楫?dāng)溫度由20 ℃升高為50 ℃的過程中，溶液中溶解的羊毛纖維含量越來越多，蛋白質(zhì)含量的增加使溶液的黏度逐漸增大；當(dāng)溶解溫度超過60 ℃以后，角蛋白質(zhì)溶液的黏度下降明顯，這顯然與高溫導(dǎo)致大分子酸性降解有關(guān)。

圖4示出不同試樣的凝膠電泳測試結(jié)果?？梢钥闯觯喝芙鉁囟葹?0、30、40 ℃時，試樣的分子質(zhì)量主要分布于較高的位置，在45.0～66.2 ku范圍內(nèi)有較為明顯的條帶，而在低分子質(zhì)量位置除了14.4 ku及以下處有分布外，其他位置幾乎沒有分布；溶解溫度為50、60 ℃時，蛋白質(zhì)大分子主要分布于45、33、26 ku，說明隨著溫度升高，蛋白質(zhì)大分子出現(xiàn)一定程度的降解；當(dāng)溫度提升至80 ℃時，蛋白質(zhì)分子幾乎都聚集于電泳譜帶的底端，進(jìn)一步說明溫度過高會導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子在甲酸溶液中劇烈降解。綜上所述，50 ℃是羊毛纖維比較適宜的溶解溫度。

a1為標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)譜帶；b1～h1分別為溶解溫度為20、30、40、50、60、70、80 ℃時試樣的電泳譜帶。圖4 不同溶解溫度下試樣的SDS-PAGE凝膠電泳測試結(jié)果Fig.4 SDS-PAGE gel electrophoretogram of samples at different dissolved temperatures

2.3.3溶解時間對溶解效果的影響

在確定羊毛質(zhì)量為5 g，溶解溫度為50 ℃的條件下，考察溶解時間對溶解效果的影響。選取處理時間分別為3、4、5、6 h進(jìn)行測試分析，結(jié)果如表4和圖5所示。

表4 不同溶解時間下纖維的溶解率和溶液黏度變化Tab.4 Dissolution rate and viscosity change of samples under different dissolving time

a2為標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)譜帶；b2～e2分別為纖維溶解時間為3、4、5、6 h后試樣的電泳譜帶。圖5 不同溶解時間下試樣的SDS-PAGE凝膠電泳測試結(jié)果Fig.5 SDS-PAGE gel electrophoretogram of samples under different dissolved time

由表4看出，隨著溶解時間的延長，羊毛纖維的溶解率顯著提高，而溶液體系的黏度則有所降低，顯然過長的溶解時間會使蛋白質(zhì)大分子降解嚴(yán)重。由圖5可以看出：隨著溶解時間的延長，角蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量分布逐漸減??；纖維溶解時間為3～6 h的4組測試樣譜帶在分子質(zhì)量為66.2、20、14.4 ku 3處都有明顯的分布；溶解時間為3 h試樣的分子質(zhì)量較多地分布在66.2 ku附近，甚至分子質(zhì)量更大；溶解時間為4 ～5 h的試樣分子質(zhì)量分布比較相近，66.2 ku范圍的分子質(zhì)量分布較溶解3 h試樣較少，在20～26 ku范圍內(nèi)的分子質(zhì)量分布則有所增多，證明隨著溶解時間的延長，蛋白質(zhì)大分子在甲酸溶液中有所降解；當(dāng)溶解時間達(dá)到6 h后，在20 ku范圍附近出現(xiàn)多條條帶，且小于14.4 ku處的條帶顏色也較深，由此說明溶解時間達(dá)到6 h后角蛋白質(zhì)大分子鏈降解嚴(yán)重，這與黏度的測試分析一致。綜合溶解率、黏度以及凝膠電泳的測試結(jié)果，確定5 h是較為理想的溶解時間。

通過對以上單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，獲得甲酸溶液溶解預(yù)處理后羊毛纖維的最佳工藝：羊毛纖維質(zhì)量為5 g，甲酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88%、體積為100 mL，溶解溫度50 ℃，溶解時間為5 h。溶解后獲得的角蛋白質(zhì)溶液具有較高的溶解率，同時也保證其具有較高的分子質(zhì)量分布。

2.4 角蛋白質(zhì)溶液的穩(wěn)定性

由于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88%的甲酸具有強(qiáng)酸性，需要進(jìn)一步驗(yàn)證溶解制備的角蛋白質(zhì)溶液中蛋白質(zhì)多肽大分子是否會在放置過程中發(fā)生嚴(yán)重的降解，因此，本文研究中采用上述優(yōu)化工藝溶解制得羊毛角蛋白質(zhì)溶液并靜置于常溫環(huán)境中，每隔一定時間取部分溶液透析獲得再生蛋白質(zhì)，測試分子質(zhì)量的變化以表征溶液的穩(wěn)定性，結(jié)果如圖6所示。

a3為標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)譜帶；b3～f3分別為角蛋白質(zhì)溶液靜置0、1、3、7、14 d后試樣的電泳譜帶。圖6 羊毛角蛋白質(zhì)溶液室溫下靜置不同時間后的分子質(zhì)量分布Fig.6 Molecular weight distribution of keratin solution after standing at room temperature for different time periods

由圖6看出，5條不同試樣的電泳譜帶中蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量分布大致相同，分別在45.0、26.0、14.4 ku處出現(xiàn)較明顯的分布條帶，與溶解工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的分子質(zhì)量分布結(jié)果基本一致。試樣b3～e3電泳譜帶無明顯區(qū)別，而靜置14 d的試樣f3中在33.0 ku處以下位置的顏色加深且條帶模糊變粗，說明溶液中小分子質(zhì)量的蛋白質(zhì)含量有所增加，角蛋白質(zhì)在甲酸溶液中發(fā)生了一定程度的降解，但分子質(zhì)量整體分布變化不大。通過以上實(shí)驗(yàn)證明，本文研究中采用甲酸溶解制備的羊毛角蛋白質(zhì)溶液具有較好的穩(wěn)定性，在常溫環(huán)境下不會由于強(qiáng)酸性導(dǎo)致溶液中的蛋白質(zhì)大分子快速降解，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價值。

3 結(jié) 論

1)甲酸可溶解羊毛纖維內(nèi)的細(xì)胞間質(zhì)使其結(jié)構(gòu)被破壞而分解，但無法達(dá)到溶解纖維的效果，而經(jīng)還原劑LKS-610預(yù)處理后羊毛纖維可快速有效地溶解于甲酸溶液中。

2)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88%的甲酸溶液對預(yù)處理后的羊毛纖維溶解的最優(yōu)工藝為：羊毛纖維質(zhì)量5 g，甲酸溶液體積100 mL，溶解溫度50 ℃，溶解時間5 h。在此條件下，可獲得溶解率為65%左右，分子質(zhì)量主要集中在40～60 ku、26 ku和14.4 ku，具有較高分子質(zhì)量的羊毛角蛋白質(zhì)溶液。

3)制備的羊毛角蛋白質(zhì)溶液在常溫環(huán)境中具有一定的穩(wěn)定性，溶液內(nèi)的蛋白質(zhì)多肽不會發(fā)生快速的降解，具有一定的應(yīng)用價值。

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