[发明专利]一种采用蚕丝蛋白膜快速检测气体中氧气含量的方法

说明书

本发明涉及一种检测氧气含量的方法，具体为一种采用蚕丝蛋白膜快速检测气体中氧气含量的方法，属于光学领域。本发明的技术方案主要包括：对蚕茧层进行两次脱胶、一次盐解，并且流水透析72h，透析后与血红蛋白混合，混合后滴加到脱膜处理后的聚碳酸酯薄片上，在烘箱中干燥成膜，即为氧气传感器；将氧气传感器与待检测的气体进行充分接触后，利用光纤光谱仪进行检测即可得到氧气含量。本发明利用血红蛋白携带氧气的特性，将其固定在蚕丝蛋白中，对空气中氧气含量进行测定，方法简便、测定准确，而且所用材料皆为生物材料，绿色环保，且使用寿命较长，其应用价值较大，前景较好。

技术领域

本发明涉及到光学领域，具体涉及采用反射光谱仪对含血红蛋白的蚕丝蛋白膜进行反射测量，以快速检测气体中氧气含量的方法。

背景技术

蚕丝蛋白是从蚕丝纤维中提取的蛋白，具有无毒性、无刺激性、且具有良好的透气透湿性和优异的生物相容性和生物可降解性。在生物技术领域，蚕丝蛋白膜可作为固定化酶的载体和制备生物传感器。

血红蛋白存在于血液的红细胞中，在红细胞成熟期间产生大量的血红蛋白，可以与氧相结合。现有技术检测氧含量的方法有很多，主要有化学法、电化学法、氧化锆浓差电池法、黄磷发光法、库仑分析法、磁式氧分析、气相色谱法和气质联用法等，传统方法费时费力，操作不便，且要求外界条件较为苛刻；有些使用寿命不长、难以重复使用、浪费资源。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明将血红蛋白固定到蚕丝蛋白中，制备了一种可以检测氧气含量的蚕丝蛋白膜，并通过反射光谱仪测定其反射光谱，以此确定气体中氧气的含量。

本发明的技术方案如下：一种采用蚕丝蛋白膜快速检测气体中氧气含量的方法，包括如下步骤：

(1)氧气传感器的制备：对蚕茧层进行两次脱胶、一次盐解，并且流水透析72h，得到体积浓度为4.1％-4.5％的蚕丝蛋白溶液，然后将体积浓度浓缩成6.8％-7.2％，将浓缩后的蚕丝蛋白溶液与血红蛋白以1:50的体积比例混合均匀后，滴加到脱膜处理后的聚碳酸酯薄片上，在烘箱中干燥成膜，即为氧气传感器；制备得到的氧气传感器为蚕丝蛋白与血红蛋白混合物的薄膜，蚕丝蛋白具有无毒性、无刺激性、且具有良好的透气透湿性和优异的生物相容性和生物可降解性，在生物技术领域，用蚕丝蛋白制备的丝素膜可作为固定化酶的载体和制备生物传感器。

(2)检测：将氧气传感器置于不同氧气浓度的混合气体中，根据反射强度和不同氧气含量的关系绘制标准曲线；再将氧气传感器置于待测气体中，根据标准曲线计算待测气体中的氧含量；

所述的标准曲线为：y＝0.82907x+27.3115。

进一步的，所述的脱胶过程中使用5wt％无水碳酸钠溶液，盐解过程中使用50wt％无水氯化钙溶液。

进一步的，所述的两次脱胶时间均为30min。

进一步的，所述的盐解时间为5min。

进一步的，所述的聚碳酸酯薄片经过如下处理：置于甲醇中超声处理2min，再置于超纯水中超声处理15min，然后在氮气流下进行干燥，最后加全氟辛基三氯硅烷进行脱膜处理。

进一步的，所述的步骤(2)检测时将氧气传感器置于待测气体中0.5小时，持续0.5小时是为了保证气体和氧气传感器作用完全，达到平衡。

进一步的，所述的氧气传感器厚度为1-3mm，其厚度与蚕丝蛋白以及血红蛋白的含量相关，含量越高，氧气传感器越厚；厚度在1-3mm之间时，检测效果最好。