一种检测覆盖型胶原改性纤维织物中胶原含量的方法

摘要

本发明公开了一种检测覆盖型胶原改性纤维织物中胶原含量的方法。该方法采用扫描电镜进行定性分析，对被测试样真空喷金处理后用扫描电子显微镜在1K-10K倍下观察其表面形貌，如果存在纤维膜，可以确定为胶原而不是变性胶原蛋白。采用溶解法进行定量分析，在一定的温度下，用氧化剂溶液或碱溶液将胶原从已知干燥质量的覆盖型胶原改性纤维织物上溶解去除，用砂芯坩埚过滤，收集残留物，对残留物进行洗涤、烘干、称重后，进行质量修正，计算得出残余物占覆盖型胶原改性纤维织物的质量百分数，用差值法计算出胶原的百分含量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种胶原含量的检测方法，具体涉及一种检测覆盖型胶原改性纤维织物中胶 原含量的方法。

背景技术

胶原是一种直接从生物体内提取的蛋白质，它保留了分子的三螺旋结构。与发生了解螺 旋及肽链断裂的变性胶原蛋白不同，它在医学上被证实为可以促进细胞生长的蛋白质，具有 修复皮肤伤口、抗过敏、锁住水分、滋养护肤和防紫外线等功能，已经在保健、美容、医疗 等领域得到广泛的应用，近年来，胶原开始应用于服装领域，部分产品已投放市场，其中， 用后整理的方式将胶原覆盖到普通纤维织物上是最常用的一个方法。

在超过一定的温度后，胶原蛋白会产生变性，最终成为普通的蛋白质。尽管仍然具有亲 肤性，但丧失了胶原的许多优良性能，不能充分体现胶原改性纤维织物的价值。胶原和变性 胶原蛋白在物理和化学性能上具有很大的不同。其中，胶原具有形成纤维膜的特点，胶原膜 上有很明显的纤维结构，而变性胶原蛋白不具备此特点。

目前，纤维织物中胶原的含量采用定氮法确定，所用仪器有杜马斯定氮仪或凯式定氮仪， 根据所测氮含量乘以一定的系数推算出蛋白质含量。这类方法存在以下不足。其一，对于在 染整中引入含氮染料或助剂的织物以及纤维本身含氮的织物，测试结果不准确；其二，不能 分辨出覆盖物是胶原还是已经发生解螺旋和肽键断裂的变性蛋白。

发明内容

本发明的目的在于针对现有测试方法存在的问题，提供一种检测覆盖型胶原改性纤维织物 中胶原含量的方法。

为了达到上述目的，本发明采用技术方案包括以下步骤：

(1)扫描电子显微镜观察样品微观形貌：取纤维织物5～10×5～10mm，真空室温干燥24小 时以上，用双面胶贴于扫描电子显微镜专用工作台上，真空喷金处理20分钟以上，用扫描电 子显微镜观察其微观形貌，放大倍数1k-10k，观察纤维织物表面，如果存在纤维膜，可以确 定为胶原而不是变性胶原蛋白；

(2)被测试样的抽取和准备：均匀取样，使其具有代表性，每份试样约1克，需进行烘干， 烘至恒重m₀，具体步骤为：

将纤维织物剪成5～10×5～10mm的碎布；将纤维织物放置在称量瓶中，进行烘干操作，烘干 操作在密闭的通风烘箱内进行，温度为(105±3)℃，时间为4h～16h，烘干后，将称量瓶和 纤维织物从烘箱内取出并迅速移入干燥器内，直至完全冷却，冷却时间不少于2小时，冷却 后，从干燥器中取出称量瓶，迅速称重，计算烘干后的纤维织物干重m₀，得到烘干后的纤维 织物；

(3)定量分析：采用不同的溶液和不同的处理温度，分为两种方法，即方法A或方法B，其 测试结果等效；

分析步骤如下：方法A：采用氧化剂与氢氧化钠组合成溶解液，将步骤(2)烘干后的纤 维织物放入250mL带有塞子的三角烧瓶中，将配制的溶解液按每克烘干后的纤维织物重加入 100～120mL至三角烧瓶中，将溶解后溶液中存在的残留物洗涤烘至恒重m₁后，通过差值法计 算得到胶原含量；方法B：采用氢氧化钠溶液对胶原进行溶解，将溶解后溶液中存在的残留 物洗涤烘至恒重m₁后，采用差值法计算得到胶原含量，胶原含量按公式(1)计算：

$P=(1-\frac{m_{1}d}{m_0})\times 100\%---\left(1\right)$

P为胶原干燥质量分数，％；

d为不溶纤维组分的质量变化修正系数。

上述方法中，所述的纤维织物为棉纤维、莫代尔纤维、粘胶纤维、铜氨纤维、聚酯纤维、 聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚氨酯纤维、含氯纤维中的一种或几种的针织物 或梭织物。

上述方法中，步骤(3)中所述氧化剂为次氯酸盐或过氧化氢。

上述方法中，当氧化剂为次氯酸盐时，所配制的溶解液中：次氯酸盐溶液为0.9～1.1mol/L， 氢氧化钠质量百分比浓度为0.3％-0.6％，烘干后的纤维织物在溶解液中于20℃±2℃条件下恒 温震荡30～40min溶解。

上述方法中，所述次氯酸盐为次氯酸钠或次氯酸锂。

上述方法中，当氧化剂为过氧化氢时，所配制溶解液中：过氧化氢质量百分比浓度为 4～7％，氢氧化钠质量百分比浓度为2～3％，烘干后的纤维织物在溶解液中于70℃±2℃条件 下恒温震荡8～12min溶解。

上述方法中，步骤(3)所述方法B中，所述氢氧化钠溶液质量百分比浓度为4～7％，烘 干后的纤维织物在氢氧化钠溶液中于97℃±2℃条件下恒温震荡8～12min溶解。

上述方法中，步骤(3)中，d的取值为：方法A中，以次氯酸盐为溶液，当所述纤维织 物为棉纤维、粘胶纤维或莫代尔纤维时d为1.01，当所述纤维织物为铜氨纤维、聚酯纤维、 聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚氨酯纤维或含氯纤维时d为1.00；以过氧化氢 为溶液，当所述纤维织物为棉纤维或铜氨纤维时d为1.02，当所述纤维织物为粘胶纤维或莫 代尔纤维时d为1.03，当为所述纤维织物为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈 纤维、聚氨酯纤维或含氯纤维时d为1.00；方法B中，当所述纤维织物为棉纤维、粘胶纤维 或莫代尔纤维时d为1.03，当所述纤维织物为聚酯纤维时d为1.04，当所述纤维织物为铜氨 纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚氨酯纤维或含氯纤维时d为1.00。

上述方法中，当所述纤维织物为棉纤维、莫代尔纤维、粘胶纤维、铜氨纤维、聚酯纤维、 聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚氨酯纤维、含氯纤维中两种以上的针织物或梭 织物时，d值按公式(2)计算：

$d=\frac{m_3}{m_4}---\left(2\right)$

m₃为将不含胶原蛋白的所述纤维织物按照步骤(2)处理得到的纤维织物干重，单位g；

m₄为不含胶原蛋白的所述纤维织物按照步骤(2)处理后得到的纤维织物，再经步骤(3)方 法处理得到的残留物干重，单位g。

本发明与定氮法测试胶原改性织物胶原含量的方法相比，具有如下优点：

(1)本发明通过电镜观察，可以确定覆盖物是胶原还是胶原变性水解蛋白；

(2)本发明的方法可以确定覆盖胶原的多种常用纤维织物中胶原的含量，而不受染整加 工带入的氮元素和纤维本身所含氮元素的影响；

(3)本发明的方法简单、操作方便。

附图说明

图1为实施例1样品放大倍数1k的扫描电镜图；

图2为实施例1样品放大倍数10k的扫描电镜图；

图3为实施例2样品放大倍数3k的扫描电镜图；

图4为实施例2样品放大倍数10k的扫描电镜图；

图5为实施例3样品放大倍数1k的扫描电镜图；

图6为实施例3样品放大倍数10k的扫描电镜图；

图7为实施例4样品放大倍数1k的扫描电镜图；

图8为实施例4样品放大倍数10k的扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明要求保护的范围并不局限于实 施例表示的范围。

实施例1

胶原改性纯棉针织布中胶原含量的测试：已知该棉针织物中胶原蛋白含量为2.75％。

(1)扫描电子显微镜观察样品微观形貌。取布样5～10×5～10mm，真空室温干燥24小时以 上，用双面胶贴于扫描电子显微镜专用工作台上，真空喷金处理20分钟以上，用扫描电子显 微镜观察其微观形貌，分别放大1k和10k。观察织物纤维表面，存在纤维膜，可以确定为胶 原而不是变性胶原蛋白(如图1和图2所示)。

(2)被测试样的抽取和准备：均匀取样，使其具有代表性，每个试样约1克。作为溶解分析 试验样品，将布样剪成5×5mm的碎布，然后烘干。全部烘干操作在密闭的通风烘箱内进行， 温度为(105±3)℃，时间5小时。烘干后，将称量瓶和试样从烘箱内取出并迅速移入干燥 器内，直至完全冷却。冷却后，从干燥器中取出称量瓶(试样在称量瓶中)，迅速称重，分别 称出称量瓶和试样重，计算样品干重m₀为1.3214g。

(3)定量分析。分析步骤如下：①溶液的配制。配制质量百分比浓度为5％的氢氧化钠溶液； ②将步骤(2)准备好的试样放入250mL具塞三角烧瓶之中，将步骤①配制的溶解液按每克 布重加入100mL至三角烧瓶中，在95-98℃温度下剧烈震荡10min；③然后，将烧瓶内物质 倒入已知干重的砂芯坩埚，真空抽滤，然后依次用清水清洗、5g/L乙酸水溶液中和、清水连 续清洗砂芯坩埚内的残留物，每次洗涤均先保持重力排液5min，然后真空抽吸排液，将坩埚 和残留物烘干、冷却、称重，计算残留物重量m₁为1.2489g。④取d为1.03，计算得到织物 中胶原干燥质量含量为2.65％，与已知的织物中胶原含量2.75％相比，误差为3.64％<10％。

实施例2

胶原改性棉/氨纶针织布中胶原含量的测试：已知该针织布中胶原含量为2.20％。

(1)扫描电子显微镜观察样品微观形貌。取布样5～10×5～10mm，真空室温干燥24小时以 上，用双面胶贴于扫描电子显微镜专用工作台上，真空喷金处理20分钟以上，用扫描电子显 微镜观察其微观形貌，分别放大3k和10k观察织物纤维表面，存在纤维膜，可以确定为胶原 而不是变性胶原蛋白(如图3和图4所示)。

(2)被测试样的抽取和准备：均匀取样，使其具有代表性，每个试样约1克。作为溶解分析 试验样品，将布样剪成5×5mm的碎布，然后烘干。全部烘干操作在密闭的通风烘箱内进行， 温度为(105±3)℃，时间为5小时。烘干后，将称量瓶和试样从烘箱内取出并迅速移入干 燥器内，直至完全冷却。冷却后，从干燥器中取出称量瓶，迅速称重，分别称出称量瓶和试 样重，计算样品干重m₀为1.2923g。

(3)定量分析。分析步骤如下：①溶液的配制。配制为过氧化氢质量浓度为5％，氢氧化钠 质量浓度为2％的溶解液；②将步骤(2)准备好的试样放入250mL具塞三角烧瓶之中，将 步骤①配制的溶解液按每克布重加入100mL至三角烧瓶中；装有溶解液和布样的三角烧瓶置 于70℃±2℃恒温水浴中，剧烈震荡10min；③然后将烧瓶内残留物倒入已知干重的砂芯坩埚， 真空抽滤，然后依次用清水清洗、5g/L乙酸水溶液中和、清水连续清洗砂芯坩埚内的残余物， 每次洗涤均先保持重力排液5min，然后真空抽吸排液，将坩埚和残留物烘干、冷却、称重， 计算残留物重量m₁为1.2409g。④取d为1.02，计算得到织物中胶原干燥质量含量为2.06％， 与已知的织物中胶原含量2.20％相比，误差为6.36％<10％。

实施例3

胶原改性棉/粘胶(50/50)中胶原含量的测试：已知该棉/粘织物中胶原含量为2.10％。

(1)扫描电子显微镜观察样品微观形貌。取布样5～10×5～10mm，真空室温干燥24小时以 上，用双面胶贴于扫描电子显微镜专用工作台上，真空喷金处理20分钟以上，用扫描电子显 微镜观察其微观形貌，分别放大1k和10k。观察织物纤维表面，存在纤维膜，可以确定为胶 原而不是变性胶原蛋白(如图5和图6所示)。

(2)被测试样的抽取和准备：均匀取样，使其具有代表性，每个试样约1克。作为溶解分析 试验样品，将布样剪成5×5mm的碎布，然后烘干。全部烘干操作在密闭的通风烘箱内进行， 温度为(105±3)℃，时间为5小时。烘干后，将称量瓶和试样从烘箱内取出并迅速移入干 燥器内，直至完全冷却。冷却后，从干燥器中取出称量瓶，迅速称重，分别称出称量瓶和试 样重，计算样品干重m₀为1.2648g。

(3)定量分析。分析步骤如下：①溶液的配制。配制1mol/L的次氯酸钠溶液并加入氢氧化 钠，使氢氧化钠的质量浓度为0.5％；②将步骤(2)准备好的试样放入250mL具塞三角烧瓶 之中，将步骤①配制的溶解液按每克布重加入100mL至三角烧瓶中；装有溶解液和布样的三 角烧瓶置于20℃±2℃恒温水浴中，剧烈震荡40min；③然后将烧瓶内残留物倒入已知干重的 砂芯坩埚，真空抽滤，然后依次用清水清洗、5g/L乙酸水溶液中和、清水连续清洗砂芯坩埚 内的残余物，每次洗涤均先保持重力排液5min，然后真空抽吸排液，将坩埚和残留物烘干、 冷却、称重，计算残留物重m₁为1.2277g。④取d为1.01，计算织物中胶原干燥质量含量为 1.96％，与已知的织物中胶原含量2.10％相比，误差为6.67％<10％。

实施例4：胶原改性棉/涤(70/30)梭织布中胶原含量的测试：已知该梭织布中胶原蛋白含量 为2.20％。

(1)扫描电子显微镜观察样品微观形貌。取布样5～10×5～10mm，真空室温干燥24小时以 上，用双面胶贴于扫描电子显微镜专用工作台上，真空喷金处理20分钟以上，用扫描电子显 微镜观察其微观形貌，分别放大倍数1k和10k。观察织物纤维表面，存在纤维膜，可以确定 为胶原而不是变性胶原蛋白(如图7和图8所示)。

(2)被测试样的抽取和准备：均匀取样，使其具有代表性，每个试样约1克。作为溶解分析 试验样品，将布样剪成5×5mm的碎布，然后烘干。全部烘干操作在密闭的通风烘箱内进行， 温度为(105±3)℃，时间为5小时。烘干后，将称量瓶和试样从烘箱内取出并迅速移入干 燥器内，直至完全冷却。冷却后，从干燥器中取出称量瓶，迅速称重，分别称出称量瓶和试 样重，计算样品干重m₀为1.3015g。

(3)定量分析。分析步骤如下：①溶液的配制。将100克含有35％有效氯的次氯酸锂溶于 700ml的水中，加入氢氧化钠溶液，最后加水至1L，使整个溶液中氢氧化钠的质量浓度为0.5％； ②将步骤(2)准备好的试样放入250mL具塞三角烧瓶之中，将步骤①配制的溶解液按每克 布重加入100mL至三角烧瓶中；装有溶解液和布样的三角烧瓶置于20℃±2℃恒温水浴中， 剧烈震荡40min；③然后将烧瓶内残留物倒入已知干重的砂芯坩埚，真空抽滤，然后依次用 清水清洗、5g/L乙酸水溶液中和、清水连续清洗砂芯坩埚内的残余物，每次洗涤均先保持重 力排液5min，然后真空抽吸排液，将坩埚和残留物烘干、冷却、称重，计算残留物重量为 1.2632g。④取棉d为1.01，涤纶d为1.00，计算织物中胶原含量为2.26％，与已知的织物中 胶原含量2.20％相比，误差为2.73％<10％。