CN114181543A - 一种具有伤口感染指示功能的变色蚕丝材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有伤口感染指示功能的变色蚕丝材料及其制备方法，包括紫色三色堇天然色素的提取和变色蚕丝材料的制备。首先从紫色三色堇花中提取天然色素，利用其对蛋白质纤维优异的着色性能，在硫酸亚铁的作用下实现对蚕丝材料的染色，染色蚕丝材料可用来指示伤口是否感染及感染程度。蚕丝是天然蛋白质纤维，富含十八种人体必需的α‑氨基酸，能促进皮肤细胞活力，且具有透气、透湿性能。紫色三色堇天然色素主要成分为花青素，清热解毒，凉血消肿，具有抗氧化、抗炎等功能，可增强人体免疫力，延缓衰老。紫色三色堇天然色素染色蚕丝，pH值指示范围广，变色灵敏度高，可逆性好，且绿色环保，安全性好，且制备工艺简单。
Description
技术领域
本发明属于医用材料技术领域，具体涉及了一种具有伤口感染指示功能的变色蚕丝材料及其制备方法。
背景技术
酸碱指示材料具有酸碱指示剂的优点，可以重复使用，不污染被测样品，还具有耐用、大面积化、柔软、可穿戴等优点，在纺织、医疗领域有良好的应用前景。
健康的皮肤和愈合的伤口，pH值通常在5以下，大于这个值，说明伤口处于弱酸性转向碱性，表明伤口已开始发生感染，当pH值达到6.5～8.5，表明伤口严重感染。
紫色三色堇为堇菜科堇菜属植物，主要成分为花青素，具有清热解毒，凉血消肿，清热利湿的作用。花青素类天然色素无毒副作用，还具有抗氧化、抗炎等功能。
紫色三色堇染色蚕丝，具有良好的酸碱指示功能，在pH值3～10范围内分别呈现紫色、蓝色、蓝绿色、绿色、黄绿色等不同的颜色。根据这一变色特性，可开发指示伤口感染的变色材料，即根据伤口处pH变化而引起蚕丝材料的颜色变化，来判断伤口是否感染或感染的严重程度，以便及时处理伤口，减轻对伤口造成的伤害，可广泛应用于医用纱布、创口贴等材料领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有伤口感染指示功能的变色蚕丝材料及其制备方法，包括紫色三色堇天然色素的提取和变色蚕丝材料的制备。首先从紫色三色堇花中提取天然色素，利用其对蛋白质纤维优异的着色性能，在硫酸亚铁的作用下实现对蚕丝材料的染色，染色蚕丝材料可用来指示伤口是否感染及感染程度。
为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种紫色三色堇花天然色素的提取方法，其特征在于包括以下步骤：取紫色三色堇花粉碎物加入到盐酸水溶液中，经回流提取后获得提取液；提取液经浓缩后得到浓缩的紫色三色堇提取液。
优选后，回流提取温度为60～100℃，回流提取时间为60～100min。
优选后，所述的浓缩采用过滤与减压蒸馏。
优选后，所述的盐酸水溶液中的pH值为3～5。
优选后，所述的紫色三色堇花粉碎物与盐酸水溶液的质量比为1︰(10～30)。
优选后，所述的紫色三色堇提取液浓缩到该提取液初始质量的(1/30)～ (1/10)。
一种变色蚕丝材料的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：配置紫色三色堇花染液，将蚕丝织物投放到该染液中染色，水洗后烘干，得到变色蚕丝材料。
优选后，所述的紫色三色堇花染液包括紫色三色堇花色素2％，硫酸亚铁5～10％，均以omf计，浴比为1:20。
优选后，所述染色温度为50～70℃，染色时间为40～60min。
由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明为一种具有伤口感染指示功能的变色蚕丝材料及其制备方法，包括紫色三色堇天然色素的提取和变色蚕丝材料的制备。首先从紫色三色堇花中提取天然色素，利用其对蛋白质纤维优异的着色性能，在硫酸亚铁的作用下实现对蚕丝材料的染色，染色蚕丝材料可用来指示伤口是否感染及感染程度。此外，还包括以下具体的有益效果：
1、蚕丝是天然蛋白质纤维，富含十八种人体必需的α-氨基酸，能促进皮肤细胞活力，且具有透气、透湿性能。
2、紫色三色堇天然色素主要成分为花青素，清热解毒，凉血消肿，具有抗氧化、抗炎等功能，可增强人体免疫力，延缓衰老。
3、紫色三色堇天然色素染色蚕丝，pH值指示范围广，变色灵敏度高，可逆性好，且绿色环保，安全性好，且制备工艺简单。
4、盐酸溶液提取法，与水溶液提取、乙醇溶液提取相比，提取效率高，工艺简单，成本低。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1本发明所用紫色三色堇花提取液紫外-可见吸收光谱。
图2为本发明制备的变色蚕丝材料不同pH值的色相值变化；
图3为标准色相图；
图4为紫色三色堇花酸碱指示变色蚕丝材料不同pH值溶液中的变色效果及响应时间的表征结果图。
显示该变色材料变色范围广，随pH值从3增加到10，色相值从300降到 190。
由图1可知，紫色三色堇花提取液在540nm、260nm处均有吸收峰，可判断其结构属于花青素；440nm处无肩峰，表明花青素分子5号位的羟基没有被取代；300～335nm处有吸收峰，表明为酰基化的花青素；A440/A530比值为 0.30，表明花青素5位上不形成糖苷。
图2与图3显示该变色材料变色范围广，随pH值从3增加到10，色相值从300降到190。
图3中色相值H以红色R为0度(360度)；黃色Y为60度；绿色G为120 度；青色C为180度；蓝色B为240度；品红色M为300度。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做详细的描述。
一、紫色三色堇天然色素的提取实施例
实施例1：
将紫色三色堇花洗净、晾干，机械粉碎后，称取1公斤紫色三色堇花粉碎物加入到30公斤pH值为3的盐酸溶液中，在60℃的温度下提取100min，过滤、减压蒸馏，浓缩，定容至1公斤。
实施例2：
将紫色三色堇花洗净、晾干，机械粉碎后，称取1公斤紫色三色堇花粉碎物加入到10公斤pH值为5的盐酸溶液中，在100℃的温度下提取60min，过滤、减压蒸馏，浓缩，定容至1公斤。
实施例3：
将紫色三色堇花洗净、晾干，机械粉碎后，称取1公斤紫色三色堇花粉碎物加入到20公斤pH值为4的盐酸溶液中，在80℃的温度下提取80min，过滤、减压蒸馏，浓缩，定容至1公斤。
二、变色蚕丝材料的制备工艺
实施例4：
将蚕丝材料在紫色三色堇花色素2％(omf)，硫酸亚铁5％(omf)，浴比1:20， 70℃染色40min，水洗后烘干，得到变色蚕丝材料。
实施例5：
将蚕丝材料在紫色三色堇花色素2％(omf)，硫酸亚铁8％(omf)，浴比1:20， 60℃染色50min，水洗后烘干，得到变色蚕丝材料。
实施例6：
将蚕丝材料在紫色三色堇花色素2％(omf)，硫酸亚铁10％(omf)，浴比1:20， 50℃染色60min，水洗后烘干，得到变色蚕丝材料。
三、表征
取上述实施例制得的变色蚕丝材料，表征其在不同pH值溶液中的变色效果及响应时间，结果如图4所示：
由图4可知，该变色蚕丝材料在pH值3～10范围内具有显著的变色效果及可逆性。
其中，变色响应时间及色相值H测试：
记录变色蚕丝材料在不同pH值缓冲溶液中颜色变化及其颜色变化达到稳定所需的时间，并将蚕丝晾干，在SF600-PLUS Data color计算机测色配色仪上测试色相值H，如图2、图4所示。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种紫色三色堇花天然色素的提取方法，其特征在于包括以下步骤：
取紫色三色堇花粉碎物加入到盐酸水溶液中，经回流提取后获得提取液；提取液经浓缩后得到浓缩的紫色三色堇提取液。
2.根据权利要求1所述的一种紫色三色堇花天然色素的提取方法，其特征在于：回流提取温度为60～100℃，回流提取时间为60～100min。
3.根据权利要求1所述的一种紫色三色堇花天然色素的提取方法，其特征在于：所述的浓缩采用过滤与减压蒸馏。
4.根据权利要求1所述的一种紫色三色堇花天然色素的提取方法，其特征在于：所述的盐酸水溶液中的pH值为3～5。
5.根据权利要求1所述的一种紫色三色堇花天然色素的提取方法，其特征在于：所述的紫色三色堇花粉碎物与盐酸水溶液的质量比为1︰(10～30)。
6.根据权利要求1所述的一种紫色三色堇花天然色素的提取方法，其特征在于：所述的紫色三色堇提取液浓缩到该提取液初始质量的(1/30)～(1/10)。
7.一种变色蚕丝材料的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：配置紫色三色堇花染液，将蚕丝织物投放到该染液中染色，水洗后烘干，得到变色蚕丝材料。
8.根据权利要求7所述的一种变色蚕丝材料的制备工艺，其特征在于：所述的紫色三色堇花染液包括紫色三色堇花色素2％，硫酸亚铁5～10％，均以omf计，浴比为1:20。
9.根据权利要求7所述的一种变色蚕丝材料的制备工艺，其特征在于：所述染色温度为50～70℃，染色时间为40～60min。
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