2009;35(3)蚕 业 科 学 CAN Y E KEXUE 收稿日期:2009-06-01
资助项目:浙江省重中之重开放基金(编号S W YX0806),国家高技
术研究发展计划“863”项目(编号2007AA021703,2007AA100504),国家重点基础研究发展计划“973”项目(编号2005CB121006),国家自然科学基金项目(编号30740015)。
作者简介:郑青亮(1982-),男,浙江,研究实习员。
E 2mail:jackie4075@https://www.doczj.com/doc/f46555908.html,
通信作者:张耀洲,教授,博士生导师。
Tel:0571286843194,E 2mail:yaozhou@chinagene .com
蜘蛛丝的结构性能及表达策略研究进展
郑青亮 蒋彩英 张耀洲
(浙江理工大学生命科学学院生物化学研究所,杭州 310018)
摘 要 蜘蛛丝是一种天然蛋白质纤维,具有高强度、高弹性、高断裂能等机械性能以及显著的可降解性、组织相容性等生物学特性,在生物医学、材料、纺织和军事装备等领域均有重大潜在应用价值。利用原核或真核表达系统表达蜘蛛丝蛋白可以大量获取蜘蛛丝。综述了蜘蛛丝蛋白序列结构特征以及蜘蛛丝蛋白在大肠杆菌、酵母、植物、动物细胞、家蚕等表达系统中的表达策略研究进展,并重点阐述应用家蚕表达系统表达蜘蛛丝蛋白的策略,可供规模化生产蜘蛛丝蛋白参考。
关键词 蜘蛛丝;机械性能;表达策略;家蚕表达系统
中图分类号 Q959.226;TS102.3 文献标识码 A 文章编号 0257-4799(2009)03-0685-07
P ro g ress o f S tu d ies o n th e S tru c tu re an d P rop e rties o f
S p id e r S ilk an d its Exp res s io n S tra teg ies
ZH EN G Q ing 2L ia ng J I A N G C a i 2Ying ZHAN G Ya o 2Zhou
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(Ins titu te of B ioc hem is try,Zhe ji a ng S c i 2Te c h U n i ve rs ity,Ha ng zhou 310018,C h ina )
A b s tra c t Sp i d e r s ilk i s a na tu ra l p ro te in fib e r w ith m e c ha n ic a l p rop e rtie s s uc h a s h i g h s tre ng th,h ig h fle xi b il 2ity,h ig h fra c tu re e ne rg y,a nd w ith b i o l og ic a l c ha ra c te ris ti c s of e a s y d e g ra d a tion a nd h is toc om p a tib ility w h i c h ha ve s i g n ifi c a n t p o te n tia l ap p lic a tion va l ue i n the b iom e d i c a l ,m a te ria l ,te xtile a nd m ilita ry a re a s.U s ing p ro 2ka ryo tic o r e uka ryo ti c e xp re s s ion s ys tem to e xp re s s sp id e r s il k p ro te i n c a n yi e l d la rg e q ua n tity of sp id e r s il k .Th i s p ap e r re view e d the s truc tu ra l c ha ra c te ri s tic s of sp i d e r s ilk p ro te in a nd the p rog re s s of sp i d e r s ilk e xp re s 2s ion s tra te g i e s in E .c o li ,ye a s t,p la n ts,a n i m a l c e lls a nd s ilkw o r m e xp re s s ion s ys tem ,a nd foc us e d on the new i d e a s of sp id e r s il k e xp re s s ion s tra te g y i n the s ilkw o r m e xp re s s ion s ys tem.Th is c a n p rovi d e a re fe re nc e fo r fu 2tu re la rg e 2s c a l e p rod uc tion of sp i d e r s ilk p ro te ins.
Ke y w o rd s Sp id e r s il k;M e c ha n i c a l p rop e rty;Exp re s s i on s tra te g y;S ilkw o r m e xp re s s ion s ys tem
蜘蛛(A raneida )属节肢动物门(A rthr opoda )蛛
形纲(A rachnida )蛛形目(A raneida 或A raneae )。自然选择使蜘蛛终生分泌蜘蛛丝。大量研究表明,蜘蛛丝是自然界力学性能最优良的天然蛋白纤维之
一,具有的高强度、高弹性和高断裂能等性能是其它人造纤维材料所无法比拟的
[1-2]
。蜘蛛分泌的蜘蛛
丝主要包括蜘蛛网中放射状的拖牵丝、螺旋状的横丝、捕食时缠绕食物的包扎丝以及用于制作卵囊保
护后代的卵囊丝等[3]
。其中,拖牵丝(dragline silk )的机械性能特别优异:其断裂能是同样粗度钢铁纤维的5～10倍,与制作防弹背心的凯夫拉尔芳香族纤维断裂强度相当,约4×109
Pa;其断裂伸长率达35%,而凯夫拉尔芳香族纤维的断裂伸长率仅为5%
[4]
。蜘蛛丝具有的优异性能已被广泛应用:在
医疗方面,可制成人工关节、韧带、肌腱和可降解手术缝合线等;在军事装备方面,非常适合制造武器装
586
备防护材料、防弹衣和降落伞绳索等[5]
。
尽管蜘蛛丝有如此广泛的用途,但因为蜘蛛的
产丝量很少且不易大规模饲养[5]
,所以目前还不能通过饲养途径大量获取蜘蛛丝。为此,科学家们正在积极探索运用蜘蛛丝蛋白基因的多种重复序列,在原核或真核表达系统中大量表达获得蜘蛛丝蛋白的方法,而寻找适合的表达系统则是解决蜘蛛丝蛋白表达量、溶解性及纺丝等关键问题的核心技术和研究热点。本文总结了近年来有关蜘蛛丝蛋白的序列结构以及蜘蛛丝蛋白在大肠杆菌(E .coli )、酵母(P ich ia guillier m ondii )、植物、动物细胞、家蚕(B o m 2byx m ori )等表达系统中的表达策略研究进展,并呈现了今后这一领域的主要研究方向。1 蜘蛛丝蛋白的序列结构
蜘蛛丝蛋白的序列结构特征是构建获得高性能蜘蛛丝的表达策略的重要依据。目前主要通过2种途径获得蜘蛛丝蛋白的基因:(1)从肽的酶解产物中分离天然蜘蛛丝蛋白的氨基酸序列,随后反向翻译成对应的DNA 序列,再通过化学合成寡聚核苷酸形成这些序列;(2)直接从泌丝腺中提取分离mR 2NA,再获得编码蜘蛛丝蛋白的c DNA 。研究发现编
码蜘蛛丝蛋白的基因序列大概为10kb 或者更大,蛋白分子质量约200～350kD,在不同种类蜘蛛中
该蛋白的结构均非常保守[7]
。经鉴定,蜘蛛丝蛋白
的氨基酸序列主要由4个简单重复的氨基酸基序组成,包括多聚丙氨酸(A n ,n 为氨基酸的个数)、重复的甘氨酸和丙氨酸(G A )、GGX (X 为其它氨基酸)、GPG (X )n (P 为脯氨酸)。
在蜘蛛分泌的各种丝纤维中,拖牵丝的研究报道最多。蜘蛛网中的拖牵丝包含MaSp1(maj or a m 2
pullate s p idr oin 1)[8]和MaSp2[9]
2种类型的丝蛋白。这2种丝蛋白均由蜘蛛大壶状腺协同表达,一般包括多个连续的重复序列以及长度分别为100个氨基
酸左右的N 端编码区和C 端编码区(图1)[10]
。MaSp1的结构特征为:富含甘氨酸区(GGX ),紧接着为连续的多聚丙氨酸区(A n ),其两端还有非常保守的N 端编码区和C 端编码区序列。MaSp1的多个GGX 基序形成疏水的富含甘氨酸区,从而形成螺旋[11];连续的多聚丙氨酸区能形成疏水的β2折叠结晶结构域,从而形成丝蛋白的高弹性[12]
。MaSp2的结构特征为:含有大量的GPG (X )n 基序,这些含有脯氨酸的重复序列能形成β2转角,结构像弹簧一样
能为丝蛋白提供高弹性[13]
;保守的C 端编码区序列能协助液态丝转变成固体丝,并且促进丝蛋白的结晶结构域的组装[14]
;N 端编码区比C 端的更加保守,是丝蛋白正确组装所必需的,并且会影响蜘蛛丝
的机械性能[15]
。
A.重复编码区由3个不同氨基酸序列基序密码子组成
B.3个基序反复加倍组装成长约440个氨基酸的重复序列基序
C .每个长重复序列基序由一个外显子编码,这些重复的外显子由重复的内含子间隔开D.Flag 基因序列约30kb,外显子和内含子用数字标识,非重复序列区用黑色表示A.The repetitive coding regi on is composed of codons for three different am ino acid sequence motifs B.Iterati ons of the three motifs are organized int o comp lex ensemble repeats of about 440a m ino acids C .Each ense mble repeat is encoded by a single exon .These repeated exons are separated by repeated intr ons
D.The Flag gene s pans about 30kb .Exons and intr ons are numbered .Regi ons of nonrepetitive sequence are shown in black
图1 蜘蛛丝蛋白基因(F lag )包含的多级套组件[16]
Fig .1 The hierarchical sets of components contained in s p ider silk p r otein gene (Flag )
[16]
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2 蜘蛛丝的表达策略
蜘蛛丝蛋白基因的重复序列巨大,处理全长基因序列极其困难。目前研究者主要是通过化学合成法合成编码多肽基序的寡核苷酸序列,并反复组合加倍连接形成含多个重复序列的长序列,将仿蜘蛛
丝基因的长序列导入到不同的表达系统中表达,从而获得人造蜘蛛丝蛋白。211 大肠杆菌表达蜘蛛丝蛋白 目前的主要表达策略是通过将不同的重复序列重组或加倍后,克隆到原核表达载体中进行表达(图2)
。
灰色条形框(1,2,3)分别表示重复的寡聚核苷酸序列
Gray bars (1,2and 3)rep resent repetitive oligonucleotide sequences res pectively
图2 合成寡聚核苷酸在大肠杆菌中的克隆表达策略[5]
Fig .2 Cl oning and exp ressi on strategies of synthesizing oligonucleotide in E .coli
[5]
选取的重复序列和表达产物的分子质量不同,其表达量也不尽相同。李敏等[17]
设计了拖牵丝蛋白33肽的基因序列,其八倍体表达后获得3710k D
大小的产物,表达量达20mg/L 。Le wis 等[18]
将编码蜘蛛丝MaSp2蛋白的重复基因序列加倍,表达后获得5810k D 的类蜘蛛丝蛋白,但其表达量为10
mg/g 。Prince 等[19]
分别将MaSp1和MaSp2中的重复序列进行组合或加倍,诱导表达后发现表达量随产物分子质量的增大而减小,表明大肠杆菌对长重复基因序列翻译困难。 表达产物的分子构象因序列和产物大小的不同
而不同。Prince 等[19]
发现四倍体聚合物约含有55%的β2折叠和39%的无规则卷曲结构,而七倍体聚合物约含有65%的β2折叠和27%的无规则卷曲结构,但未发现α2螺旋的分子构象。Fahnest ock 等[20]
分别研究MaSp1和MaSp2重复序列八倍体表达产物的结构,发现MaSp1多倍体主要呈无规则卷曲,而MaSp2多倍体的结构因溶剂不同而不同。 通过对蛋白中甲硫氨酸残基修饰来控制表达产
物的自组装行为。Wong 等[21]
认为重组蛋白分子质量大的溶解性大是与其结构中的甲硫氨酸数量有
关。Kap lan 等[22]
在多聚丙氨酸两侧各加1个甲硫氨酸残基来实现表达产物β2结构的改变,以增加重
组蜘蛛丝蛋白的可溶性。Fukushi m a 等[23]
用溴化氰处理13倍体产物的甲硫氨酸位点,结果使多肽结构趋向于形成β2折叠结构。 总之,利用大肠杆菌表达类蜘蛛丝蛋白时,由于其富含Gly 和A la,使蜘蛛丝基因容易提前终止翻译,有效长度的蛋白产出率较低。另外蜘蛛丝的重复序列基因会发生内部删除或错位配对而造成遗传不稳定。212 酵母表达蜘蛛丝蛋白 酵母是表达外源蛋白的良好宿主,能较有效地表达大分子蛋白,且相比大肠杆菌的表达量要高。
田保中等[24]
将人工合成长度为594bp 的类蜘蛛丝丝素蛋白spf 198基因克隆后导入毕赤酵母
786 第3期郑青亮等:蜘蛛丝的结构性能及表达策略研究进展
(P ich ia guillier m ondii)GS115细胞内,发现该基因在GS115酵母中可正确表达。Fahnest ock等[25]在毕赤酵母中表达了蜘蛛拖牵丝蛋白,但其表达产物大小不均,其产量达到1g/L。
213 动物细胞表达蜘蛛丝蛋白
动物细胞能有效克服蜘蛛丝基因表达过程中出现的转录、翻译等提前终止现象,蜘蛛丝蛋白在该系统的表达量要比在大肠杆菌中的表达量大得多。
加拿大的Turner小组[26]已成功地将蜘蛛丝基因导入山羊乳腺细胞,表达的蜘蛛丝蛋白能分泌到羊乳中;Lazaris等[27]利用幼鼠肾细胞和牛乳腺上皮泡状细胞表达了大小为60～140k D的MaSp1和ADF23蛋白,将该蛋白纺成纤维,发现其断裂强度只有天然蜘蛛丝的20%左右;M iao等[28]利用杆状病毒系统在家蚕BmN细胞中表达了分子质量为37 k D的类蜘蛛丝黏性蛋白,其表达量可达大肠杆菌表达系统表达量的10～15倍。
214 植物表达蜘蛛丝蛋白
利用植物表达外源蛋白具有成本低、表达量高等特点。将蜘蛛丝蛋白基因导入植物中培育转基因植物,是获取丝蛋白的有效途径。
目前,在烟草(N icotiana a lata)、马铃薯(Sola2 num tuberosum L.)、拟南芥(A rabidopsis thaliana)等植物体中已成功表达和分离到类蜘蛛丝蛋白。Piruzina等[29]将MaSp1重复序列的基因片段导入烟草中,从叶子中分离获得90k D和129kD的含蜘蛛丝蛋白序列的大分子量蛋白。Scheller等[30]将拖牵丝基因组合得到不同长短的基因序列片段,导入烟草和马铃薯获得的转基因植株,分别有86%、64%的叶片中能表达占叶片可溶性总蛋白015%以上的丝蛋白,最高表达量达4%,并且发现丝蛋白能稳定地在第2代转基因植株中表达。实验表明,高度重复序列、高GC碱基含量的合成蜘蛛丝基因能稳定转入植物的基因组中。
近来报道了重组类蜘蛛丝蛋白在植物的叶和种子中的定向高效表达。Barr等[31]对蜘蛛丝MaSp1的重复序列进行密码子优化,加倍连接后融合植物叶或种子组织特异性启动子,获得编码64kD和127kD的基因序列,导入拟南芥属植物中,发现这2种蛋白平均表达量分别占相应组织可溶性总蛋白的0134%和0103%。Yang等[32]在类蜘蛛丝MaSp1重复序列中克隆孢子素信号肽/内质网滞留信号基因,结果目的蛋白在质外体平均含量达叶片可溶性总蛋白的4%,为原生质堆积量的13倍;种子的内质网和液泡中的目的蛋白平均含量达种子可溶性总蛋白的914%和615%,为原生质的718和514倍,其中内质网的含量最高达可溶性总蛋白的18%。研究表明,利用植物组织特异性可高效表达外源重组蛋白。
215 家蚕表达蜘蛛丝蛋白
家蚕易饲养,蜘蛛丝蛋白与蚕丝蛋白在基因结构、氨基酸含量和分泌过程均相似,若用高效丝素蛋白启动子调控表达蜘蛛丝基因,则可能大量获得高性能的蜘蛛丝蛋白,因此利用家蚕生物反应器可能是获取蜘蛛丝蛋白的有效途径。
利用转座子(her mes,hobo,mariner,m inos和piggyB ac)使多种昆虫成功实现了转基因[33]。其中piggyB ac转座子载体在家蚕转基因方面具有一定的优势,它能使外源目的基因在后代中稳定遗传[34]。利用家蚕丝蛋白重链系统已成功表达了外源蛋白。赵昀等[35]构建两端含有家蚕丝蛋白重链基因5′和3′端部分序列的表达系统,通过基因枪和压力渗透法,获得了绿色荧光蛋白(GFP)为阳性的转基因家蚕。Kurihara等[36]报道在家蚕丝蛋白重链表达系统中,猫科动物干扰素成功表达于茧层中并具有活性,其重组蛋白的表达量占茧层总量的1%～6%。最近,Zhao等[37]构建了3种不同的丝素重链表达系统,实验表明重组蛋白占转基因家蚕茧层总蛋白的15%,为目前家蚕中最高效的表达系统。利用家蚕丝蛋白轻链系统也已成功表达了外源蛋白。Tom ita 等[38]报道了人type2III胶原质与家蚕丝蛋白轻链融合在茧层中得到表达,其表达的融合蛋白占茧层总蛋白的3167%;Oga wa等[39]用piggyB ac作为载体成功在蚕茧的丝胶层中表达了重组人血清蛋白,其重组蛋白的表达量大约占茧层总量的3%。大量研究表明,piggyB ac介导的外源基因可高效插入家蚕基因组中,并可按孟德尔规律稳定遗传给下一代。
日本信州大学Nakagaki等[40]报道将蜘蛛丝基因克隆到转座子载体后显微注入家蚕卵中,成功培育的转基因家蚕所分泌的茧层含有10%的蜘蛛丝蛋白,该重组蜘蛛丝能广泛用作纺织面料。
在总结前人研究的基础上,本实验室构建了利用家蚕表达系统表达蜘蛛丝的新策略。我们首先对piggyB ac载体进行了改造,将增强型绿色荧光蛋白
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蚕 业 科 学2009;35(3)
基因克隆在家蚕复眼和神经系统特异表达启动子3×P3的下游[41],并且将家蚕的丝蛋白轻链的5′端和3′端非编码区均克隆到此载体上;其次将合成蜘蛛拖牵丝MaSp1的4个重复序列加倍24次,再在加倍后的长序列两边加上C端和N端编码区序列,构建成一条人工合成的蜘蛛丝基因序列,将此基因克隆到丝蛋白轻链的启动子下游,并将这一载体与辅助载体显微注射到蚕卵中,培育转蜘蛛丝基因的家蚕(图3),表达的蜘蛛丝蛋白可与蚕丝一起经家蚕泌丝成茧,该重组丝在性能上比蚕丝强度更高并且更加柔软。
A.全长MaSp1序列,其包括N端编码区、C端编码区序列和
24个重复序列,每个重复序列由类型1、2、3、4重复基序构成
B.构建的pBac2r M aSp1转基因载体,Fusi on cDNA为全长
MaSp1序列;fib L5′2flanking和fib L3′2flanking分别为轻链的
5′端非编码区和3′端非编码区
A.The full2length sequence of MaSp1,which includes the N
ter m inal2coding regi on,C ter m inal2coding sequence and 24repeat units.Each repeat unit is composed of types1,2,3and
4repetitive sequence motifs
B.The constructed pBac2r M aSp1transgenic vect or.
Fusi on c DNA is the full2length sequence of MaSp1.
fib L5′2flanking and fib L3′2flanking are5′2UTR and
3′2UTR of light chain,res pectively
图3 pBac2r M aSp1转基因载体的构建策略
Fig.3 Constructi on strategy of pBac2r M aSp1transgenic vect or
216 化学模拟合成类蜘蛛丝蛋白
有别于基因工程方法生产蜘蛛丝,目前进行的化学模拟合成法不是完全按照一级氨基酸序列合成纯蛋白质,而只是以类丝蛋白结构的片段为模型进
行模拟合成。
Sogah小组[42]用聚乙二醇取代丝蛋白中的非结晶区片段,以(A la)
n
模拟蜘蛛丝蛋白的结晶区序列,合成了一类非全蛋白的类丝蛋白模拟聚合物。研究发现,该模拟聚合物中氨基酸组成的片段能聚集成与丝蛋白类似的结晶形态的β2折叠结构。但由于合成的聚合物分子质量小以及纺丝条件等原因,获得的纤维在力学性能上与天然蜘蛛丝还相差甚远。
周春才等[43]合成蜘蛛丝蛋白结晶区(A la)
5
的多肽片段,并将其与末端为高活性的聚异戊二烯等
进行缩合反应,获得含有(A la)
5
多肽片段的多嵌段类蜘蛛丝蛋白模拟聚合物,研究发现其具有类似于动物丝蛋白的β2折叠构象,并且具有半结晶的聚集态结构。
3 研究展望
蜘蛛丝具有优异的力学性能和极高的实用价值,因而实现工厂化生产蜘蛛丝一直是人类的一个梦想。
综上所述,利用原核或真核表达系统生产蜘蛛丝蛋白具有如下优点。一是可以有目的地对丝蛋白进行分子设计,比如:可针对不同的表达系统进行优化密码子;可调节基因序列使其与蜘蛛丝蛋白的基因序列及分子质量接近;可使合成的蛋白具有与丝蛋白类似的二级结构及结晶性;可插入一些特殊的结构序列调控蛋白分子构象。二是重组蜘蛛丝蛋白的合成、分泌及结构的形成,均可在自然环境条件下完成,而且降解产物都是绿色环保的。
虽然对利用原核或真核表达系统生产蜘蛛丝蛋白的研究已取得一些新进展,但还存在以下需要研究解决的问题:(1)高度重复的基因序列存在翻译不稳定性、序列缺失等;(2)系统表达效率较低,还难以规模化生产;(3)重组产物与天然蜘蛛丝在组成、分子构象上有一定的相似性,但目前还不能够模拟蜘蛛丝的纤维化过程,即如何将所合成的类动物丝蛋白制作成具有天然丝力学性能的材料。
我们推测将来的研究重点将集中在以下两个方面:(1)蜘蛛丝基因序列、结构以及功能研究,如表达全长蜘蛛丝基因是否比短的重复序列加倍对获得高性能的蜘蛛丝更具有优越性,蜘蛛丝基因的N端和C端编码区序列有何作用等;(2)表达蜘蛛丝蛋
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白系统的优化,如哪些途径能快速获得转基因动、植物,如何方便筛选转基因动、植物等。相信在不久的将来,随着对利用基因工程手段表达蜘蛛丝蛋白策略的深入研究,一定能获得大量生产蜘蛛丝的方法。
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?稿件规范化与标准化?
统计学符号书写规则
统计学符号一般用斜体。本刊常用统计学符号:样本的算术平均数用英文小写 x ,不用大写X,也不用M ean;标准差用英
文小写s,不用SD;标准误用英文小写s x ,不用SE;t 检验用英文小写t ;F 检验用英文大写F;卡方检验用希文小写χ2;相关系数
用英文小写r ;样本数用英文小写n;概率用英文大写P;自由度用英文小写v 。
正体与斜体使用规则
物种的学名 属名、种名(包括亚种、变种)用拉丁文斜体,首字母大写,其余小写;属以上用拉丁文正体,首字母大写。限制性内切酶 前3个字母用斜体,后面的字母和编码正体平排,例如:B am H Ⅰ、Eco R Ⅰ、M sp Ⅰ、Sau 3A Ⅰ等。氨基酸和碱基的缩写 氨基酸缩写用3个字母表示时,仅第一个字母大写,其余小写,正体。碱基缩写为大写正体。基因及表型产物的符号 表示基因座名的英文缩写用斜体,一般为小写字母,如:sch 。基因位点用正体大写,突变或等位基因的符号或数字用正体,如:大肠杆菌aro G 基因、突变基因argS Δr 245。基因表型产物符号用正体。蛋白名称的英文缩写用正体,首写字母大写或全部大写。
196 第3期
郑青亮等:蜘蛛丝的结构性能及表达策略研究进展
新型纤维材料——蜘蛛丝 蜘蛛是地球上最古老的物种之一，是自然界的神奇动物，经历了几百万年漫长的进化，蜘蛛已能够适应地球上几乎所有环境而生存下来，其最大的臂助正是本身独特的纺丝能力和令人惊讶的蛛丝性能。蜘蛛是自然界产丝和用丝的“专家”，它们一生都离不开丝。蜘蛛生产性能最优异的丝线，并用这种丝线织成蛛丝网，用以捕获猎物，赖以生存，繁衍后代。蜘蛛，属节肢动物门蛛形纲蛛形目，种类繁多，会吐丝结网的大约有2万多种，按吐出丝种类的多少分为古蛛亚目、原蛛亚目和新蛛亚目。 科学家们早就注意到蜘蛛丝非同一般的性能并将它利用了起来。早在1709年就出现了人类利用蜘蛛丝的记载，而且在第二次世界大战时，蜘蛛丝曾被广泛用作显微镜、望远镜、枪炮的瞄准系统等光学装置的十字准线。进入20世纪80年代,蜘蛛丝，尤其是牵引丝，以高强度、高弹性、高断裂功、低密度、良好的耐温及耐紫外线性能、良好的生物相容性等优异性能引起了各国材料、生物和化学等众多领域研究人员的极大兴趣。科技的进步，亦使得破解蜘蛛丝的生物奥秘成为了可能。1996年，美国Science杂志连载3篇文章，揭示了蜘蛛丝性质与结构的关系以及蜘蛛丝的奥秘，近几年，又连续发表了10多篇关于蜘蛛丝研究的文章。美国、瑞士、加拿大、日本、德国、丹麦等国的一些实验室先后对蜘蛛丝做了深入的研究,在利用基因和蛋白质测定技术解开蜘蛛丝奥妙的同时,在蜘蛛丝人工生产方面也取得了突破性进展。 蜘蛛丝的结构性能与用途 蜘蛛丝能大量吸收动能，同时具有高弹性形变，究其原因，在于其奇妙的分子结构。蜘蛛丝的化学本质为蛋白质，蛛丝蛋白的复杂氨基酸序列和空间结构赋予了外显的性能。蜘蛛丝中分子排列是一种介于晶区与非晶区的中间相的存在。结晶区主要为聚丙氨酸链段，构象为β- 折叠链，分子链或链段沿着纤维轴线的方向呈反平行排列，相互间以氢键结合，形成折曲的栅片，栅片间距离是变化的，在0.93～1.57nm之间。非结晶区由甘氨酸、丙氨酸以外的大侧基氨基酸组成，分子多呈α- 螺旋状结构。由丙氨酸组成的β-折叠（硬段）和富含脯氨酸的α－螺旋（软段），及其紧密堆砌的二级结构使之成为一种半结晶状态的分子弹簧结构，从而赋予蛛丝很好的抗张强度和韧性。蜘蛛拖丝抗拉力5×109Pa，断裂伸长率35％～50％，能大量吸收物体的高动能，其优越性能是包括蚕丝在内的天然纤维和合成纤维不能比拟的。 蜘蛛丝有良好的耐高温、低温性能。据报导,蜘蛛丝在300℃以上才变黄，开始分解；在零下40 ℃时仍有弹性,只有在更低的温度下才变硬。在需要高温、低温使用的场合下蛛丝纤维的优点特别显著。 蜘蛛丝的主要成分是蛋白质，目前尚未发现人体对蜘蛛丝所含的蛋白质有任何排异反应,另外蛛丝蛋白具有自装配行为，在器官移植和组织修复时可用来介导细胞和组织，或者它们相互之间的连接，以促进器官组织的复原。 由于蜘蛛丝本身的特性,决定了在纺织、医疗、军事等领域有着广泛的应用。 医疗卫生 蜘蛛丝主要成分是蛋白质，人们目前尚未发现人体对蜘蛛丝所含的蛋白质有任何排异反应,这正是蜘蛛丝应用在医学上最大的优点。又鉴于蜘蛛丝极轻、韧性好、强度大等现有材料不可比拟的优点,科学家认为用它可以生产人工关节韧带、人工肌腱、人造血管等组织，同时还可以做组织修复、用于眼外科和神经外科手术等特细和超特细生物可降解的外科手术缝合线及生物大分子的固定材料。 蜘蛛丝膜具有很好的透明性、生物可降解性和水－空气界面的通透性。与胶原蛋白和弹性蛋白相似，丝蛋白具有自装配性质，通过二级结构调节以提供机械支撑；与聚酯比较，丝的柔韧性和弹性使其经的起重压和疲劳。丝蛋白生物相容性好，与胶原起同样的细胞黏附、
骨的成分及物理特性 一、教学思路： 《骨的成分及物理特性》这节课选自人民教育出版社生物自然室编著的九年义务教育八年级教科书生物第三册第三章运动第一节《骨》的第二节。这部分内容是本节课的重点内容，它以学过的骨的结构为知识基础，通过探究实验重点介绍骨的成分及物理特性，进一步阐述人的一生中骨成分的动态变化。学生在探究过程中自己找到问题的答案。使学生的实践能力得到培养和发展，学生创新意识和能力增强。1．教学目标 （1）知识目标 理解骨的成分和物理特性，学会鉴定骨的成分。 （2）能力目标 学会鉴定骨的成分，通过实验，培养学生的实验能力和分析、综合的思维能力，同时也能培养学生的探究精神、合作精神、创新精神和实践精神。 （3）德育目标 通过探究式实验，使学生乐于探索生命的奥秘，培养学生实事求是的科学态度，一定的探索精神和创新意识。
2．教学重点 骨的成分，这是决定骨的物理特性的主要因素。 3．教学难点 鉴定骨的成分，骨的成分与物理特性的关系。在鉴定骨的成分的实验时应强调注意事项以免发生意外。 4．教材处理 根据教材的重难点，学生的实际情况以及现有的材料、资源，这部分内容我安排2课时。第一课时按照从感性到理性的认识规律，采用边观察实物边讲解的方式认识骨的结构，介绍骨的生长。第二课时学习骨的成分及物理特性。这里主要说明第二课时的教学方法和教学过程。5．教学方法和手段 布鲁纳主张,发现并不仅仅限于那种寻求人类尚未知晓之事物的行为,而是包括着所有用自己的头脑亲自获得的知识的一切活动形式.这节 课就是通过探究实验学生通过自己的观察和探索，实验和思考，认识问题情景或事物之间的各种关系，找到问题的答案，从中尝到成功的喜悦。同时应用讲解法、谈话法、比较法和指导法，引导学生自己积极主动的参与实验，在获得知识的同时，培养学生观察、比较、分析和总结的能力，创造性的完成学习任务。
福州鑫三标贸易有限公司品管部组织结构
品管组织各岗位职责 品质部职责 1.组织质量手册的编写与审查? 2.组织编写程序文件和工作文件? 3.协助管理者代表做好内部审核的计划﹑组织﹑实施工作? 4.负责质量管理体系文件的发放﹐回收及存盘? 5.负责规定原材料﹑半成品和成品的验收标准? 6.对“纠正和预防措施方案”进行登记﹑检查和评价? 7.编制和管理“质量记录总览表” ? 8.负责产品样品﹑采购产品样品及主要原辅材料的验证? 9.负责对顾客提供产品的验证? 10.负责各工序产品的检验和试验﹐以及测量和试验设备的检定?
11.负责不合格计量器具及对已检产品质量造成的影响进行评审? 12.负责组织不合格品的评审? 13.负责原辅材料﹑半成品和成品检验和试验状态的确认? 14.负责对QMS﹑过程﹑产品监测的数据分析管理。 质量部主管 1﹒公司行政人事制度﹑质量方针﹑政策的遵照与执行? 2﹒质量制度的制订与推动执行? 3﹒本部门工作之领导﹑推动﹒所属职能人员工作的督导与评价? 4﹒组织品检体系的设计﹐窗体﹑规程之拟定? 5﹒负责质量策划﹑质量仲裁﹑质量执行效果的签定﹐公司各部门质量业绩的考核? 6﹒质量异常的研究﹑改善?
7﹒质量培训计划和制定与推动执行? 8﹒对“纠正和预防措施”的有效性评价? 9﹒负责组织不合格品的评审? 10﹒质量信息收集﹑传导与回复? 11﹒负责对QMS过程﹑产品监测的数据分析管理? 12﹒协助管代建立和维护ISO9001质量管理体系﹒ 文控文员 1.编制和管理“QMS文件总览表”? 2.编制和管理“质量记录总览表”? 3.编制和管理“适用法律和法规和外来标准总览表”? 4.部门文件之汇集﹑归档? 5.负责QMS文件的打印﹑发放﹑回收及存盘工作﹒
有限公司 质检部部组织结构
品管组织各岗位职责品质部职责 1.组织质量手册的编写与审查﹔ 2.组织编写程序文件和工作文件﹔ 3.协助管理者代表做好内部审核的计划﹑组织﹑实施工作﹔ 4.负责质量管理体系文件的发放﹐回收及存盘﹔ 5.负责规定原材料﹑半成品和成品的验收标准﹔ 6.对“纠正和预防措施方案”进行登记﹑检查和评价﹔ 7.编制和管理“质量记录总览表” ﹔ 8.负责产品样品﹑采购产品样品及主要原辅材料的验证﹔ 9.负责对顾客提供产品的验证﹔ 10.负责各工序产品的检验和试验﹐以及测量和试验设备的检定﹔ 11.负责不合格计量器具及对已检产品质量造成的影响进行评审﹔ 12.负责组织不合格品的评审﹔ 13.负责原辅材料﹑半成品和成品检验和试验状态的确认﹔ 14.负责对QMS﹑过程﹑产品监测的数据分析管理。 质量部主管
1﹒公司行政人事制度﹑质量方针﹑政策的遵照与执行﹔ 2﹒质量制度的制订与推动执行﹔ 3﹒本部门工作之领导﹑推动﹒所属职能人员工作的督导与评价﹔ 4﹒组织品检体系的设计﹐窗体﹑规程之拟定﹔ 5﹒负责质量策划﹑质量仲裁﹑质量执行效果的签定﹐公司各部门质量业绩的考核﹔ 6﹒质量异常的研究﹑改善﹔ 7﹒质量培训计划和制定与推动执行﹔ 8﹒对“纠正和预防措施”的有效性评价﹔ 9﹒负责组织不合格品的评审﹔ 10﹒质量信息收集﹑传导与回复﹔ 11﹒负责对QMS过程﹑产品监测的数据分析管理﹔ 12﹒协助管代建立和维护ISO9001质量管理体系﹒ 岗位名称：质检部副经理； 直接上级：分管副总经理； 下属岗位：质检科科长、质管科科长； 岗位性质：负责全面主持本部的管理工作； 管理权限：行使对公司质量检验，计量、质量管理工作的指挥、指导、协调、监督、管理的权力，承担执行公司规程及工作指令义务；管理责任：对其分管的质量管理工作全面负责； 主要职责：
一、什么是材料？三大材料材料是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和各种性能的物质，是人们生活及组成生产工具的物质基础。金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料 二、材料的性能分类使用性能(物理性能、化学性能、力学性能)，工艺性能（工艺性能是指材料在各种加工和处理中所应具备的性能，如铸造性能、锻造性能、切削性能、焊接性能和热处理性能等） 三、材料的力学性能材料的力学性能是指材料在外加载荷作用下或载荷与环境因素（温度、介质和加载速度）联合作用下所表现出来的行为。金属材料的力学性质决定与材料的化学成分、组织结构、冶金质量、残余应力及表面和内部缺陷等内在因素，也决定与载荷性质（静载荷、冲击载荷、交变载荷）、应力状态（拉、压、弯、扭、剪等）、温度和环境介质等外在因素。1. 强度指标弹性变形阶段的强度指标（弹性极限σe =F e/A0（MPa）式中：σe为e点对应的应力，F e为e点对应的载荷，A0为试样原始截面积。弹性模量σ=Eε，其中比例系数E 即是弹性模量）塑性变形阶段的强度指标（屈服极限σs=F s/A0（MPa）屈服强度σ0.2=F0.2/A0（MPa）在S点附近，此时应力应变曲线上出现一个平台，表示材料开始产生塑性变形，其对应的应力叫屈服极限σs。但对于大多数合金钢或淬火回火材料，应力应变曲线无屈服平台出现，此时，规定以产生试样原始长度0.2%的塑性变形所对应的应力作为条件屈服极限，称为屈服强度σ0.2。抗拉强度σb=F b/A0（MPa））断裂阶段的强度指标（断裂强度σk）2.塑性指标延伸率（δ=ΔL/L0×100%=（Lf-L0）/L0×100%）断面收缩率ψ=（A0-A1）/A0×100%式中A0为试样原始横截面积A1为试样断裂后缩颈处的最小横截面积。3.韧性指标冲击韧度(a k=A k/A N（J/m2）式中A N为试样缺口根部的原始截面积。)断裂韧度静力韧度4.硬度指标布氏硬度(HB球压头测定试样表面的压痕直径d) 洛氏硬度(HR圆锥压头测深度) 维氏硬度(HV 四棱锥压头同布) 肖氏硬度(HS从一定高度处自由落到试样表面，根据冲头的回弹高度来表征材料硬度的大小) 四、应力应变曲线设试样单位面积的载荷为应力σ，试样单位原始长度的伸长为应变ε，则得到应力-应变曲线。在拉伸载荷作用下，材料经由弹性变形——屈服——塑性变形——断裂等几个阶段。 五、金属的键结构金属的原子结构特征是最外层电子少，易于脱落，而形成自由电子自由电子可以在金属中移动而形成所谓的电子云。电子云带有负电，另一方面失去电子的金属原子带有正电而成为阳离子，因此，电子云和阳离子之间所作用的引力和离子相互间及电子相互间的斥力之间形成平衡而发生结合。这种结合叫做金属键。金属晶体因为有自由电子的存在，其导电性、导热性好，并且结合力的方向性小，原子会尽量高密度排列，富于延展性，强度的变化范围大。 六、金属的晶体结构 1.晶体指其内部原子（分子或离子）在三维空间作有规则的周期性重复排列的物体。2.晶体结构金属的许多特性都与晶体中原子（分子或离子）的排列方式有关，因此分析金属的晶体结构是研究金属材料的一个重要方面。3. 阵点把晶体中的原子（分子或离子）抽象为规则排列于空间的几何点。 4.晶格用一系列平行直线将阵点连接起来，形成一个三维的空间格架三种常见的晶体结构。 5.晶胞从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元来研究晶体结构。6.晶格常数为了描述单位晶胞的大小和形状，以单位晶胞角上的某一阵点为原点，以该单位晶胞上过原点的三个棱边为三个坐标轴X、Y、Z（称为晶轴），则单位晶胞的大小和形状就由这三条棱边的长度a、b、c描述，称为晶格常数。 7.轴间夹角通常α、β和γ分别表示Y-Z轴、Z-X轴和X-Y轴之间的夹角α、β、γ。晶格常数（a、b、c）和轴间夹角（α、β、γ）是描述晶体结构的6个参数。面心立方结构“fcc”，体心立方结构“bcc”，密排六方结构“hcp”。 七、单晶体与多晶体由很多晶粒组成的，叫多晶体。晶粒之间的界面称为晶界。每一晶粒相
品管部组织架构图 图中各缩写词含义如下： QC：Quality Control 品质控制 QA：Quality Assurance 品质保证 QE：Quality Engineering 品质工程IQC：Incoming Quality Control 来料品质控制LQC：Line Quality Control 生产线品质控制IPQC：In Process Quality Control 制程品质控制FQC：Final Quality Control 最终品质控制SQA：Source (Supplier) Quality Assurance 供应商品质控制DCC：Document Control Center 文控中心PQA：Process Quality Assurance 制程品质保证FQA：Final Quality Assurance 最终品质保证DAS：Defects Analysis System 缺陷分析系统FA：Failure Analysis 坏品分析CPI：Continuous Process Improvement 连续工序改善CS：Customer Service 客户服务TRAINNING：培训
一供应商品质保证（SQA） 1.SQA概念 SQA即供应商品质保证，是通过在供应商处设立专人进行抽样检验，并定期对供应商进行审核、评价从最源头实施品质保证的一种方法。是以预防为主思想的体现。 2.SQA组织结构 3.主要职责 1）对从来料品质控制（IQC）/生产及其他渠道所获取的信息进行分析、综合，把结果反馈给供应商，并要求改善。 2）根据派驻检验员提供的品质情报对供应商品质进行跟踪。 3）定期对供应商进行审核，及时发现品质隐患。 4）根据实际不定期给供应商导入先进的品质管理手法及检验手段，推动其品质保证能力的提升。 5）根据公司的生产反馈情况、派驻人员检验结果、供应商对投诉反应速度及态度进行排序，为公司对供应商的取舍提供依据。 4.供应商品质管理的主要办法 1）派驻检验员 把IQC移至供应商，及早发现问题，便于供应商及时返工，降低供应商的品质成本，便于本公司快速反应，对本公司的品质保证有利。同时可以根据本公司的实际使用情况及IQC的检验情况，专门严加检查问题项目，针对性强。 2）定期审核 通过组织各方面的专家对供应商进行审核，有利于全面把握供应商的综合能力，及时发现薄弱环节并要求改善，从而从体系上保证供货品质定期排序，此结果亦为供应商进行排序提供依据。 一般审核项目包含以下几个方面： A．品质。 B．生产支持。 C．技术能力及新产品导入。
碳钢 主要指力学性能取决于钢中的碳含量，而一般不添加大量的合金元素的钢，有时也称为普碳钢或碳素钢。 碳钢也叫碳素钢，含炭量WC小于2%的铁碳合金。碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（WC ≤ 0.25%）,中碳钢（WC0.25%——0.6%）和高碳钢（WC>0。6%）按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）一般碳钢中含碳量较高则硬度越高，强度也越高，但塑性较低 低碳钢 低碳钢(low carbon steel) 又称软钢, 含碳量从0.10％至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造, 焊接和切削, 常用於制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。 碳含量低于0.25％的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经参碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。 低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强廖和硬度较低，塑性和韧性较好。因此，其冷成形性良好可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。这种钢翅具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳钢硬度很低，切削加工性不佳，淬火处理可以改善其切削加工性。 低碳钢有较大的时效倾向，既有淬火时效倾向，曩有形变时效倾向。当钢从高温较快冷却时，铁素体刮碳、氮过饱和，它在常温也能缓慢地形成铁的碳氮州物，因而钢的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低，筻种现象称为淬火时效。低碳钢即使不淬火而空冷也乏产生时效。低碳钢经形变产生大量位错，铁素体中自碳、氮原子与位错发生弹性交互作用，碳、氮原子聚身在位错线周围。这种碳、氮原子与位错线的结合体称岁柯氏气团(柯垂耳气团)。它会使钢的强度和硬度提高而塑性和韧性降低，这种现象称为形变时效。形变时交比淬火时效对低碳钢的塑性和韧性有更大的危害性在低碳钢的拉伸曲线上有明显的上、下两，爪屈服点。占上屈服点出现直到屈服延伸结束，在试样表面出现d于不均匀变形而形成的表面皱褶带，称为吕德斯带。刁少冲压件往往因此而报废。其防止方法有两种。一种高预形变法，预形变的钢放置一段时间后冲压时也会产生吕德斯带，因此预形变的钢在冲压之前放置时间刁宜过长。另一种是钢中加入铝或钛，使其与氮形成稳目的化合物，防止形成柯氏气团引起的形变时效。 低碳钢一般轧成角钢、槽钢、工字钢、钢管、钢带{钢板，用于制作各种建筑构件、容器、箱体、炉体和农』机具等。优质低碳钢轧成薄板，制作汽车驾驶室、发电机罩等深冲制品；还轧成棒材，用于制作强度要求不i的机械零件。低碳钢在使用前一般不经热处理，碳含{在0.15％以上的经渗碳或氰化处理，用于要求表层{度高、耐磨性好的轴、轴套、链轮等零件。 低碳钢由于强度较低，使用受到限制。适当增加碳钢中锰含量，并加入微量钒、钛、铌等合金元素，可大大提高钢的强度。若降低钢中碳含量并加入少量铝、{量硼和碳化物形成元素，则可得到超低碳贝氏体组够其强度很高，并保持较好的塑性和韧性。
蜘蛛丝纤维之我见 高（101）张春娟 1008093006 摘要：蜘蛛丝是一种具有特殊品质的材料，迄今为止人类还无法生产出像它那样具有超强强度和弹性极强的化合物。人类一直梦想着利用蜘蛛丝的奇特性能来造福社会大众。 关键词：蜘蛛丝,性能,应用 节肢动物门(Arthropoda)蛛形纲(Arachnida)蜘蛛目(Araneida或Araneae)所有种的通称。除南极洲以外，全世界分布［1］。蜘蛛在整个生命过程中会产生许多不同的丝，它的柔韧性和弹性都很好，耐冲击力也很强。无论是在干燥状态或是潮湿状态下都有很好的性能，是一种目前已知弹性和强度最高的天然动物纤维。首先蜘蛛丝很细而强度却很高,它比人发还要细而强度比钢丝还要大。其次它的柔韧性和弹性都很好,耐冲击力强。无论是在干燥状态或是潮湿状态下都有很好的性能。蜘蛛丝网还有很好的耐低温性能。由于蜘蛛丝是由蛋白质构成,是生物可降解的,把这些优良的性能集中在同一种纤维上十分困难。人们开始考虑,如果能够用人工的方法大量而经济地生产这种纤维,必将对纤维和纺织业的发展产生 深远的影响。目前美国、加拿大、德国和英国等发达国家已投入大量的人力和物力进行研究,并已取得相当的进展,对蜘蛛丝的研究,已成为当今纤维界的热 门课题。 1 蜘蛛丝的形成原理及其性能 1.1 形成原理 在显微镜下，我们看到丝从蜘蛛的分泌出来，蜘蛛的腹腔里有许多丝浆，它的尾端有很小的孔眼。结网的时候，蜘蛛便将这些丝浆喷出去。丝浆一遇到空气，就凝结，且富有粘性和惊人的强度。每根蜘蛛丝的抗拉强度是钢材的2倍，弹性也比人造纤维好得多。比如，蜘蛛网可以延伸到原长的10倍，而尼龙一旦延展到原长的20％就会发生断裂无论什么飞虫，一撞到网上就别想再跑掉。而蜘蛛的身上和脚上经常分泌出一层油质，粘丝是不粘油的。但是，一般飞虫是没有这层油质的，所以，蜘蛛网能牢牢地粘住飞虫却粘不住蜘蛛［2］。
质量部 一、质量部组织架构： 二、质量部岗位工作职责： 1、质量部经理岗位工作职责： 第一条 质量部经理对总经理、副总经理（管理者代表）直接负责，协助副总经理（管理者代表）做好内部审核的计划、组织、实施工作； 第二条 负责公司行政人事制度﹑质量方针﹑政策的遵照与执行； 第三条 本部门工作之领导、推动。所属职能人员工作的监督与评价； 第四条 负责组织质量手册、程序文件、工作文件的编写与审核，保证质量制度的推动执行； 第五条 负责组织品质检验体系的设计，窗体、规程的拟定； 第六条 负责质量策划、质量仲裁、质量执行效果的签定，公司各部门质量业绩的考核； 第七条 负责质量异常的研究、改善；质量信息的收集、传导与回复； 第八条 负责质量培训计划的制定与执行； 第九条 负责组织不合格品的评审； 第十条 负责对质量事故、质量缺陷进行追踪分析，并对质量事故、质量缺陷提出处理意见。 对“纠正和预防措施”的有效性评价； 第十一条 负责贯彻实施公司计量管理条例，保证公司计量器具、仪器的准确、灵敏、安全、可靠，满足生产工艺要求； 第十二条 协助管理者代表建立和维护质量管理体系。 品质控制组长 文控 文员 质量部经理 品质工程组长 生产线品质控制员PQC 最终品质 控制员 FQC 来料检验员 IQC 产品抽检员 不良品分析、缺陷分析 连续工序改善及客户服务 计量管理 产品试验 实验室
2、品质控制组长岗位工作职责： 第一条品质控制组长受质量部经理监督，直接向质量部经理汇报； 第二条负责实验室日常管理； 第三条负责产品质量、组织纪律和环境卫生的管理以及QC人员的管理、样品的管理、相关QC的培训与考核,确保制程正常运作、品质稳定和提升； 第四条负责指导QC的工作，协调QC的工作，合理安排QC的工作； 第五条负责控制品质不良率和提升产品良率； 第六条负责对所属人员工作纪律和现场卫生等5S的管理与监督； 第七条负责对所有品管作业文件、检验规范等资料、样品和品管检具的管理； 第八条负责检测设备及公司计量器具的规范操作、维护保养； 第九条负责新进QC入职的岗前培训和所有QC的岗中培训与指导及对所属人员进行绩效考核（包括新产品检验标准、SOP、限度样品、作业指导书的量产前培训以及各产品检验标准、SOP、限度样品、作业指导书、各岗位职责的岗中培训）； 第十条及时妥善处理现场出现的和客诉客退的品质异常以及相关日常工作事务； 第十一条与其它部门人员密切沟通，建立并保持良好的工作关系； 第十二条对各品质报表进行审核并按时上交； 第十三条按期完成工作报告及上级下达的各项工作任务和质量指标； 第十四条遵守与推动质量方针、目标，执行公司质量制度、程序。 3、品质工程组长岗位工作职责： 第一条品质工程组长受质量部经理监督，直接向质量部经理汇报； 第二条负责制订品质控制计划和品质培训计划，并对QC和员工进行现场培训、指导（包括新进员工的岗前品质要求培训）； 第三条负责所有进料/制程/出货/客诉/客退品质管控、缺陷分析和品质处理（包括对外联络）； 第四条负责生产连续过程改善及生产工序能力评价； 第五条负责客户投诉处理； 第六条负责检具设计、量具识别与分析；量仪设备自校或外送计量校准； 第七条负责制订品质检验标准； 第八条负责内部标准样品的签署、限度样品/拒收样品的制订或审查； 第九条负责跟进打样、试产状况，分析品管过程； 第十条负责督促生产过程和检验过程严格按照规程操作；
红外物理特性及应用实验 波长范围在0.75~1000微米的电磁波称为红外波，对红外频谱的研究历来是基础研究的重要组成部分。对原子与分子的红外光谱研究，帮助我们洞察它们的电子，振动，旋转的能级结构，并成为材料分析的重要工具。对红外材料的性质，如吸收、发射、反射率、折射率、电光系数等参数的研究，为它们在各个领域的应用研究奠定了基础。 【实验目的】 1、 了解红外通信的原理及基本特性。 2、 了解部分材料的红外特性。 3、 了解红外发射管的伏安特性，电光转换特性。 4、 了解红外发射管的角度特性。 5、 了解红外接收管的伏安特性。 【实验原理】 1、红外通信 在现代通信技术中，为了避免信号互相干扰，提高通信质量与通信容量，通常用信号对载波进行调制，用载波传输信号，在接收端再将需要的信号解调还原出来。不管用什么方式调制，调制后的载波要占用一定的频带宽度，如音频信号要占用几千赫兹的带宽，模拟电视信号要占用8兆赫兹的带宽。载波的频率间隔若小于信号带宽，则不同信号间要互相干扰。能够用作无线电通信的频率资源非常有限，国际国内都对通信频率进行统一规划和管理，仍难以满足日益增长的信息需求。通信容量与所用载波频率成正比，与波长成反比，目前微波波长能做到厘米量级，在开发应用毫米波和亚毫米波时遇到了困难。红外波长比微波短得多，用红外波作载波，其潜在的通信容量是微波通信无法比拟的，红外通信就是用红外波作载波的通信方式。 红外传输的介质可以是光纤或空间，本实验采用空间传输。 2、红外材料 光在光学介质中传播时，由于材料的吸收，散射，会使光波在传播过程中逐渐衰减，对于确定的介质，光的衰减dI 与材料的衰减系数α ，光强I ，传播距离dx 成正比： dI Idx α=- （1） 对上式积分，可得：L o I I e α-= （2） 上式中L 为材料的厚度。 材料的衰减系数是由材料本身的结构及性质决定的，不同的波长衰减系数不同。普通的光学材料由于在红外波段衰减较大，通常并不适用于红外波段。常用的红外光学材料包括：石英晶体及石英玻璃，半导体材料及它们的化合物如锗，硅，金刚石，氮化硅，碳化硅，砷化镓，磷化镓。氟化物晶体、氧化物陶瓷、还有一些硫化物玻璃，锗硫系玻璃等。 光波在不同折射率的介质表面会反射，入射角为零或入射角很小时反射率： 2 1212 ( )n n R n n -=+ （3） 由（3）式可见，反射率取决于界面两边材料的折射率。由于色散，材料在不同波长的折射率不同。折射率与衰减系数是表征材料光学特性的最基本参数。由于材料通常有两个界面，测量到的反射与透射光强是在两界面间反射的多个光束的叠加效果，如图1所示。反射光强与入射光强之比为： 22222244220(1)[1(1)(1)][1]1L L L L R L I R e R R e R e R e R I R e αααα------=+-+++=+- （4）
宁波通驰电器有限公司品管部组织结构
品管组织各岗位职责品质部职责 1.组织质量手册的编写与审查? 2.组织编写程序文件和工作文件? 3.协助管理者代表做好内部审核的计划﹑组织﹑实施工作? 4.负责质量管理体系文件的发放﹐回收及存盘? 5.负责规定原材料﹑半成品和成品的验收标准? 6.对“纠正和预防措施方案”进行登记﹑检查和评价? 7.编制和管理“质量记录总览表” ? 8.负责产品样品﹑采购产品样品及主要原辅材料的验证? 9.负责对顾客提供产品的验证? 10.负责各工序产品的检验和试验﹐以及测量和试验设备的检定? 11.负责不合格计量器具及对已检产品质量造成的影响进行评审? 12.负责组织不合格品的评审? 13.负责原辅材料﹑半成品和成品检验和试验状态的确认? 14.负责对QMS﹑过程﹑产品监测的数据分析管理。
质量部主管 1﹒公司行政人事制度﹑质量方针﹑政策的遵照与执行? 2﹒质量制度的制订与推动执行? 3﹒本部门工作之领导﹑推动﹒所属职能人员工作的督导与评价? 4﹒组织品检体系的设计﹐窗体﹑规程之拟定? 5﹒负责质量策划﹑质量仲裁﹑质量执行效果的签定﹐公司各部门质量业绩的考核? 6﹒质量异常的研究﹑改善? 7﹒质量培训计划和制定与推动执行? 8﹒对“纠正和预防措施”的有效性评价? 9﹒负责组织不合格品的评审? 10﹒质量信息收集﹑传导与回复? 11﹒负责对QMS过程﹑产品监测的数据分析管理? 12﹒协助管代建立和维护ISO9001质量管理体系﹒ 文控文员 1.编制和管理“QMS文件总览表”? 2.编制和管理“质量记录总览表”?
3.编制和管理“适用法律和法规和外来标准总览表”? 4.部门文件之汇集﹑归档? 5.负责QMS文件的打印﹑发放﹑回收及存盘工作﹒ 6.制程质量管理能力分析与质量改良? 7.进料﹑在制品﹑成品质量检测规范的制订与推动执行? 8.品检样品的制作与检测? 9.量规﹑检验仪器的校正与管制? 10.负责来料﹑半成品﹑成品物理性能的检测工作﹐并作好相应的检测记录? 11.负责检测室设备的日常维护与保养﹐数据及产品检测记录的管理? 12.负责根据有关文件规定对检测室进行有效的统一管理﹒ 13.质量数据的汇集﹑汇总﹑分析? 14.品质报告之制作与发布? 15.品管图之绘制? 16.质量成本之计算﹒ 来料检验(IQC) 1﹒负责按照IQC检验规程对原辅材料进行来料检验或验证﹐并做好检验状态标识及检验记录工作?2﹒来料检验不合格时﹐有责任向品检主管反映?
半导体PN 结的物理特性实验报告 姓名：陈晨 学号：12307110123 专业：物理学系 日期：2013年12月16日 一、引言 半导体PN 结是电子技术中许多元件的物质基础具有广泛应用，因此半导体PN 结的伏安特性是半导体物理学的重要内容。本实验利用运算放大器组成电流-电压变换器的方法精确测量弱电流，研究PN 结的正向电流I ，正向电压U ，温度T 之间的关系。本实验桶过处理实验数据得到经验公式，验证了正向电流与正向电压的指数关系，正向电流与温度的指数关系以及正向电压与温度的线性关系，并由此与计算玻尔兹曼常数k 与0K 时材料的禁带宽度E ，加深了对半导体PN 节的理解。 二、实验原理 1、 PN 结的物理特性 （1）PN 结的定义：若将一块半导体晶体一侧掺杂成P 型半导体，即有多余电子的半导体，另一侧掺杂成N 型半导体，即有多余空穴的半导体，则中间二者相连的接触面就称为PN 结。 （2）PN 结的正向伏安特性：根据半导体物理学的理论，一个理想PN 结的正向电流I 与正向电压U 之间存在关系 ①，其中I S 为反向饱和电流，k 为玻尔兹曼常数，T 为热力学温度，e 为电子电量。在常温（T=300K ）下和实验所取电压U 的范围内， 故①可化为 ②，两边取对数可得 。 （3）当温度T 不变时作lnI-U 图像并对其进行线性拟合，得到线性拟合方程的斜率为e/kT ，带入已知常数e 和T ，便得玻尔兹曼常数k 。 2、反向饱和电流I s （1）禁带宽度E ：在固体物理学中泛指半导体或是绝缘体的价带顶端至传导带底端的能量差距。对一个本征半导体而言，其导电性与禁带宽度的大小有关，只有获得足够能量的电子才能从价带被激发，跨过禁带宽度跃迁至导带。 （2）根据半导体物理学的理论，理想PN 结的反向饱和电流Is 可以表示为 ③，代入②得 ，其中I 0为与结面积和掺杂浓度等有关的常数，γ取决于少数载流子迁移率对温度的关系，通常取γ=3.4，k 为玻尔兹曼常数，T 为热力学温度．E 为0K 时材料的禁带宽度。两边取对数得 ，其中γlnT 随温度T 的变 化相比（eU-T ）/kT 很缓慢，可以视为常数。 （3）当正向电压U 不变时作lnI-1/T 图像并进行线性拟合，得到拟合方程斜率（eU-E ）/k ，代入已知常数便得0K 时PN 结材料的禁带宽度E ；当正向电流I 不变时作U-T 图并进行线性拟合，得到拟合直线截距E/e ，带入已知常数，便得0K 时PN 结材料的禁带宽度E 。 3、实验装置及其原理 （1）如图所示为由运算放大器组成的电流-电压变换器电路图，电压表V1测量的是正向电压U1，电压表V2测量的是正向电流I 经运算放大器放大后所对应的电压U2，分析电路后可知，正向电流I ≈U 2/R f ，其中R f 为反馈电阻。通过二极管的正向电流除了扩散电流外，还 (1)eU kT s I I e =-1 eU kT e >>eU kT s I I e =lnI lnI s eU kT =+0E kT s I I T e γ - =0eU E kT I I T e γ-=0ln lnI ln eU E I T kT γ-=++
《材料结构与性能》试题2011级硕士研究生适用 一、名词解释（20分） 原子半径，电负性，相变增韧、Suzuki气团 原子半径：按照量子力学的观点，电子在核外运动没有固定的轨道，只是概率分布不同，因此对原子来说不存在固定的半径。根据原子间作用力的不同，原子半径一般可分为三种：共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径。通常把统和双原子分子中相邻两原子的核间距的一半，即共价键键长的一半，称作该原子的共价半径（r c）；金属单质晶体中相邻原子核间距的一半称为金属半径（r M）；范德瓦尔斯半径（r V）是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引的两相邻原子核间距的一半，如稀有气体。 电负性：Parr等人精确理论定义电负性为化学势的负值，是体系外势场不变的条件下电子的总能量对总电子数的变化率。 相变增韧：相变增韧是由含ZrO2的陶瓷通过应力诱发四方相（t相）向单斜相（m相）转变而引起的韧性增加。当裂纹受到外力作用而扩展时，裂纹尖端形成的较大应力场将会诱发其周围亚稳t-ZrO2向稳定m-ZrO2转变，这种转变为马氏体转变，将产生近4%的体积膨胀和1%-7%的剪切应变，对裂纹周围的基体产生压应力，阻碍裂纹扩展。而且相变过程中也消耗能量，抑制裂纹扩展，提高材料断裂韧性。 Suzuki气团：晶体中的扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用的结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别。这种不均匀分布的溶质原子具有阻碍位错运动的作用，也成为Suzuki气团。 二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用。（15分） 答：从交互做作用的性质来说，可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类。 弹性交互作用：位错与溶质原子的交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起的弹性畸变与位错间的弹性交互作用。形成Cottrell气团，甚至Snoek气团对晶体起到强化作用。弹性交互作用的另一种情况是溶质原子核基体的弹性模量不同而产生的交互作用。 化学交互作用：基体晶体中的扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用的结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别，具有阻碍位错运动的作用。 静电交互作用：晶体中的位错使其周围原子偏离平衡位置，晶格体积发生弹性畸变，晶格畸变将导致自由电子的费米能改变，对于刃型位错来讲，滑移面上下部分晶格畸变量相反，导致滑移面两侧部分的费米能不相等，导致位错周围电子需重新分布，以抵消这种不平衡，从而形成电偶极，位错线如同一条电偶极线，在它周围存在附加电场，可与溶质原子发生静电交互作用。 三、简述点缺陷的特点和种类，与合金的性能有什么关系（15分） 答：点缺陷对晶体结构的干扰作用仅波及几个原子间距范围的缺陷。它的尺寸在所有方向上均很小。其中最基本的点缺陷是点阵空位和间隙原子。此外，还有杂质原子、离子晶体中的非化学计量缺陷和半导体材料中的电子缺陷等。 在较低温度下，点缺陷密度越大，对合金电阻率影响越大。另外，点缺陷与合金力学性能之间的关系主要表现为间隙原子的固溶强化作用。
粮粒及粮堆的构成 粮食是小麦、稻谷、玉米、谷子、大麦等禾谷类籽粒及薯类、豆类等的总称。由于受到遗传特性、地理环境和栽培条件等因素影响，每一种粮食的形态特征各不一样，具有独特的形态结构、物理性质和化学性质，既有共性，又有个性，这些都对粮油储藏产生有利或不利的影响。 粮食的构成归纳为： 从粮油储藏的角度出发，粮食中包围在胚 和胚乳外部的种皮，形成了抵御不利储藏环境 的保护组织，对粮食储藏是有利的。而粮粒的 胚部则含有较多的营养成分和水分，生命活动 旺盛，最容易受到虫霉感染。一般说来，胚越 大，储粮稳定性越差，这是储粮不利的一面。因此，各种粮食构造不同，是导致各种粮食储藏稳定性差异的原因之一。 粮食颗粒堆聚而成的群体叫做粮堆。粮食储藏研究的对象是粮食群体，而不是单一的粮食籽粒。据测定500克稻谷约20000粒、小麦15000粒、玉米1500——2000粒、蚕豆400——600粒、油菜籽170000——240000粒。通常粮仓装粮50——250万千克，形成数目相当大的粮粒组成的粮食群体——粮堆。 影响粮食储藏稳定性和粮食储藏质量的主要物理因素是粮食的散落性、自动分级、孔隙度，对于各种蒸气和气体的吸收、吸附和解吸能力以及粮食的热传导、湿热扩散与热容量等。在粮堆这个特定的环境中，这些基本物理因素直接影响储粮稳定性。 粮食的流散特性 粮食的流散特性主要包括散落性、自动分级、孔隙度等。这是颗粒状粮食所固有的物理性质。粮食具有流散特性的根本原因是粮粒之间的相互作用力——内聚力小，不足以在重力的作用下使粮粒保持垂直稳定，致使粮食在堆装、运输、干燥、加工等过程中表现出流散特性。 一、散落性 粮食在自然形成粮堆时，向四面流动成为一个圆锥体的性质称为粮食的散落性。粮食的颗粒大小、成熟度的差异、杂质数量的多少等都和散落性密切相关。粮食散落性的好坏通常用静止角表示。 静止角是指粮食由高点落下，自然形成圆锥体的斜面与底面水平线之间的夹角。静止角与散落性成反比，即散落性好，静止角小；散落性差，静止角大。 粮粒在粮堆斜面上停止或运动与否，受到粮粒在斜面上受力的制约。图1-2是粮粒在斜面上受力分析图：重力G可分解为垂直压力N和倾斜分力P，如忽略粮粒间高低不平的
第三节蜘蛛丝 蜘蛛丝是一种天然高分子蛋白纤维和生物材料。纤维具有很高的强度、弹性、伸长、韧性及抗断裂性，同时还具有质轻、抗紫外线、比重小、耐低温的特点，是其它纤维所不能比拟的。纤维初始模量高、断裂功大、韧性强，是加工特种纺织品的首选原料。蜘蛛丝由蛋白质组成，是一种可生物降解且无污染的纤维。 蜘蛛丝纺织品的生产可追溯至18世纪，最具代表性的是1710年巴黎科学院展出的蜘蛛丝长统袜和手套，这是人类历史上第一双用蜘蛛丝织成的长统袜与手套；1864年美国制作了另外一双薄蛛丝长统袜，所用的蛛丝是从500个蜘蛛喷丝头中抽取出来的，这种长统袜由于太薄而不能穿；1900年巴黎世界博览会上展示了用2.5万只蜘蛛吐出的9.14万米长的丝织成的一块长16.46m、宽0.46m 的布，该产品花费太高，没有带来商业利润。到1997年初，美国生物学家安妮·穆尔发现，在美国南部有一种被称为“黑寡妇”的蜘蛛，它吐出的丝比现在所知道的任何蜘蛛丝的强度都高。蜘蛛丝特殊的结构和性能已引起世界各国的关注，并在纺织、医疗卫生和军事领域产生了极其重要的影响。目前，国内外许多科学家已通过基因工程将蜘蛛的基因移植到其它动植物体内，从而使蜘蛛丝纤维实现工业化生产的梦想成为现实。 一、蜘蛛丝的组成 蜘蛛丝产生于蜘蛛体内特殊的分泌腺，这些分泌腺因蜘蛛的种类不同而各异。到目前为止，生物学家共发现了7种类型的分泌腺，常见的有葡萄腺、梨状腺、壶状腺、叶状腺、集合腺等。蜘蛛的种类繁多，会吐丝结网的大约有2万多种。按吐丝种类的多少，蜘蛛可分为古蛛亚目、原蛛亚目和新蛛亚目。古蛛亚目的蜘蛛只能吐出一种丝；原蛛亚目的蜘蛛可吐出3种丝；新蛛亚目的蜘蛛可吐出7种丝。一般来说，新蛛亚目所有的蜘蛛都会有7种丝腺，各种丝腺分别能吐出不同性质的蜘蛛丝(见表1-6)。 蜘蛛丝的主要成份是蛋白质，其基本组成单元为氨基酸。蜘蛛丝中含17种左右的氨基酸，各种氨基酸的含量因蜘蛛的种类不同而存有一定的差异。蜘蛛丝中含量最高的7种氨基酸的总和约占其总量的90%，它们分别为甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丝氨酸、亮氨酸和精氨酸(见表1-7)。 表1-6 圆蛛族7种丝腺吐丝及其性质
苹果物理性质的综合分析及研究 摘要：本文主要研究了苹果主要形态，水、总糖、蛋白质等的物理性质，并以三元件MaXwell模型作为苹果的松驰规律模型分析苹果的流变特性，且对苹果感官分析品质与仪器分析品质相关性进行了讨论。关键词：组织结构；流变特性；质构测定；感官检验 1 苹果物理性质分析 1.1 苹果内部品质及其物理性质 1.1.1 水分 新鲜苹果中含量最多的是水，一般占89％～90％，随品种不同而有差异。它能使果实显得格外新鲜丰满，呈现出坚挺、脆嫩的状态，而且具有光泽。水分充足，果实的硬度和紧实度都会处于最佳状态，由于水分热容量大，可以很好地避免果子体温剧烈变化。更重要的是许多营养成分溶解于水中，易被人体吸收利用。生长期间的苹果果实，随着果实的增大，总含水量急速增加，但其含量百分比，即含水量则变化不大，直到成熟之前还稍有下降。 1.1.2 总糖 糖是苹果果实中可溶性物质的大部分，在成熟的果实中，含量仅次于水分。糖的含量多少与果实的风味、品质、营养价值有很大关系。苹果果实中糖的种类有蔗糖，果糖及葡萄糖。果实的呼吸作用和水份丧失是果实中总糖在贮存过程中损失的主要途径, 所以测定不同贮存时期的各品种苹果中总糖的含量, 有助于了解苹果的呼吸作用和水份丧失的高峰期, 从而为苹果的保鲜提供科学的依据。 1.1.3 粗蛋白 粗蛋白是苹果的重要营养成分之一, 与果实的营养价值密切相关。准确测定不同贮存时期各种苹果中的粗蛋白含量, 对于优选耐贮性好、营养价值高的苹果品种有着深远的意义。 1.1.4 矿物质 矿物质元素含量不但是衡量苹果中营养水平的重要指标，却能够还与苹果的质量和风味有相关性。苹果中主要含有铜、铁、锌、钙、镁、钠和钾等矿物元素，虽然含量不高，却能够保持果子细胞的完整性，增强果子对病原物侵染的抵抗能力。
蜘蛛丝纤维 蜘蛛是地球上最古老的物种之一，是自然界的神奇动物，经历了几百万年漫长的进化，蜘蛛已能够适应地球上几乎所有环境而生存下来，其最大的臂助正是本身独特的纺丝能力和令人惊讶的蛛丝性能。蜘蛛是自然界产丝和用丝的“专家”，它们一生都离不开丝。蜘蛛生产性能最优异的丝线，并用这种丝线织成蛛丝网，用以捕获猎物，赖以生存，繁衍后代。蜘蛛，属节肢动物门蛛形纲蛛形目，种类繁多，会吐丝结网的大约有2万多种，按吐出丝种类的多少分为古蛛亚目、原蛛亚目和新蛛亚目。 科学家们早就注意到蜘蛛丝非同一般的性能并将它利用了起来。早在1709年就出现了人类利用蜘蛛丝的记载，而且在第二次世界大战时，蜘蛛丝曾被广泛用作显微镜、望远镜、枪炮的瞄准系统等光学装置的十字准线。进入20世纪80年代,蜘蛛丝，尤其是牵引丝，以高强度、高弹性、高断裂功、低密度、良好的耐温及耐紫外线性能、良好的生物相容性等优异性能引起了各国材料、生物和化学等众多领域研究人员的极大兴趣。科技的进步，亦使得破解蜘蛛丝的生物奥秘成为了可能。1996年，美国Science杂志连载3篇文章，揭示了蜘蛛丝性质与结构的关系以及蜘蛛丝的奥秘，近几年，又连续发表了10多篇关于蜘蛛丝研究的文章。美国、瑞士、加拿大、日本、德国、丹麦等国的一些实验室先后对蜘蛛丝做了深入的研究,在利用基因和蛋白质测定技术解开蜘蛛丝奥妙的同时,在蜘蛛丝人工生产方面也取得了突破性进展。 蜘蛛丝的结构与性能 蜘蛛丝能大量吸收动能，同时具有高弹性形变，究其原因，在于其奇妙的分子结构。蜘蛛丝的化学本质为蛋白质，蛛丝蛋白的复杂氨基酸序列和空间结构赋予了外显的性能。蜘蛛丝中分子排列是一种介于晶区与非晶区的中间相的存在。结晶区主要为聚丙氨酸链段，构象为β- 折叠链，分子链或链段沿着纤维轴线的方向呈反平行排列，相互间以氢键结合，形成折曲的栅片，栅片间距离是变化的，在0.93～1.57nm