[发明专利]一种胶原蛋白纳米银材料的制备方法和用途

说明书

本发明公布了一种胶原蛋白纳米银材料的制备方法和用途。胶原蛋白纳米银材料为溶胶态，是以胶原蛋白为稳定剂，硝酸银为银盐，加以还原剂得到的纳米银材料。利用本方法可以快速、安全的制备出纳米银且得到的纳米银溶胶具有良好的分散性和稳定性。纳米银材料可用于水中Cr³⁺的快速检测，对Cr³⁺表现出了高选择性，其线性范围0‑10ug/ml，线性相关系数R²达到0.98。将该纳米银溶胶用于对自来水和河水中Cr³⁺实际检测，自来水中回收率81％‑97.8％，河水中回收率79.5‑97.6％，六次独立测定结果的相对标准偏差不超过3％。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种胶原蛋白纳米银材料。

背景技术

随着冶金、电镀、机械加工、重金属化工等行业的蓬勃发展，重金属元素的污染问题日益严重。这些污染物能通过大气、水体、食物等方式传输，对环境及人类健康产生严重威胁。如今关于Pb、Cd、Hg、As等污染物暴露的风险均有报道，但有关重金属总铬和六价铬污染情况的调查报道较少。铬在自然界中广泛存在，其毒性与存在价态有关，六价铬(CrⅥ)的毒性比三价铬(CrⅢ)毒性高100倍，极易为人体吸收且可在人体内蓄积，是世界卫生组织公布的强致癌物，人体长期暴露于重金属铬污染的环境中会引起神经系统、肝脏、肾脏等损害。因此监测环境中的铬离子非常重要并且在全球范围内受到越来越多的关注。传统的铬离子检测方法具有费用昂贵、易受干扰、预处理复杂等问题，因此，研发快速、高效的检测方法是当下热点。

纳米材料由于自身良好的量子尺寸效应、生物兼容性等特点，将其应用于重金属的检测一定程度上弥补了传统重金属检测方法费用昂贵、易受干扰、不可实时检测等缺点。纳米银尤其是球形纳米银(Silver Nanoparticles，AgNPs)，其独特的光电性质广泛用于医学、生物、环境检测以及食品检测技术等领域。这些方法的发展应用为重金属的检测开辟了新的道路，纳米粒子比色测定法由于检测效果好，灵敏度高等特点应用最为广泛，在水中重金属离子检测领域展现出良好的应用前景。在纳米银粒子制备过程中，由于纳米粒子间的团聚作用使得纳米银粒子之间易于发生聚集，从而导致颗粒的分散性及均匀性均较难控制，并使其物理化学性质发生改变。因此在合成的过程中，为了避免纳米粒子团聚需要引入稳定剂从而使纳米颗粒相互间产生稳定、分散的状态。常用的稳定剂包括表面活性剂、配合物、吸附剂、钝化剂、螯合剂和高分子聚合物等。加入的稳定剂包覆在生成的纳米粒子表面，从而使粒子表面钝化，阻止了粒子间可能的团聚，制备出分散性好的产品。

目前常用的还原剂及稳定剂有抗坏血酸、柠檬酸钠、水合肼、硼氢化钠等，因它们在纳米银生成过程中不仅容易造成团聚现象，残余的化学成分对环境有一定的毒害作用，危害生物生存等，原有制备纳米银的方法都存在着对设备要求高、成本高、产量低、环境污染严重等问题，因此急需开发一种制备条件温和，无需其他添加剂，且更加安全快速绿色环保高效稳定的合成纳米银材料。

发明内容

针对上述开发难题，本发明旨在提供一种胶原蛋白纳米银材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将醋酸溶液和胶原蛋白混合，制成质量浓度为1％-1.5％的胶原蛋白溶液，再向胶原蛋白溶液中加入磷酸盐缓冲液，诱导胶原蛋白自聚集；

将超纯水和硝酸银混合，制成摩尔浓度为0.01-0.03mol/L的硝酸银溶液，然后进行避光处理；

2)在避光的条件下，将诱导处理的胶原蛋白溶液搅拌30min-60min之后，向其中加入等体积的避光处理的硝酸银溶液，充分搅拌，混合均匀得到混合溶液Ⅰ，再向混合溶液Ⅰ中加入还原剂，得到混合溶液Ⅱ；

3)在避光的条件下，将混合溶液ⅡPH调节至6.0-7.5，并在室温下持续搅拌，直到反应结束，得到胶原蛋白纳米银溶胶。

优选的，步骤1)中所述胶原蛋白，优选为草鱼鳞胶原蛋白。