蚕丝和蜘蛛丝再生蛋白纤维研究进展
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收稿日期:20041209作者简介:袁小红(1981),女,陕西省人。
西安工程科技学院纺织与材料学院03级研究生,专攻纺织材料与纺织品设计专业。
产品开发蜘蛛丝的研究进展及应用袁小红(西安工程科技学院,西安 710048)摘 要:介绍了蜘蛛丝的概况及研究历史,概述了蜘蛛丝的物理、化学及机械方面的性能,综述了国内外利用生物技术人工生产蜘蛛丝研究的状况及进展,同时也分析了蜘蛛丝在纺织制衣、军事、医疗、高强度材料等方面的应用。
关键词:蜘蛛丝;性能;人工生产;应用中图分类号:TS1021512 文献标识码:B 文章编号:10023348(2005)05003003 随着科学技术的发展,人们对于高强度、高韧性纤维的研究也越来越深入,无论从科学角度还是从使用角度来看,探索高强度、高韧性纤维材料的极限,检测影响材料兼具强度和韧性的因素都是很有意义的。
蜘蛛丝是一种特殊的蛋白纤维,是天然的高分子纤维和生物材料。
它具有特殊的机械(力学)性能(如很高的强度、弹性、柔韧性、伸长度和抗断裂性能等等),以及比重小、较耐紫外线、生物可降解等优点,其优异的综合性能是包括蚕丝在内的天然纤维和合成纤维所无法比拟的。
蜘蛛丝以其优良的性能引起了世界各国科学家的兴趣和关注。
近年来美国、加拿大以及欧洲一些大学和实验室运用生物学、遗传学、高分子技术等知识对蜘蛛丝进行了全面研究,利用基因和蛋白质测定技术揭开了蜘蛛丝的奥秘,在蜘蛛丝人工生产方面也取得了突破性进展。
1 蜘蛛丝的概况及研究历史蜘蛛和蚕一样,都属于节肢动物,但蚕是六条腿的昆虫幼体,而蜘蛛是八条腿的蛛形纲成虫。
蚕丝的功能是形成保护性的蚕茧来包裹着幼虫以利于它继续成长,而蜘蛛丝的功能是提供支撑作用。
因此,它比蚕丝更结实,并且可长达一英里。
蜘蛛的种类多得惊人,可能有7万多种。
对于蜘蛛的研究,报道最多的是对金黄色圆网蜘蛛、十字圆蛛和大腹圆蛛丝的研究。
人们所见的蜘蛛并非由一种蜘蛛丝组成,而是由几种分别来自体内7个不同腺体的丝组成,其氨基酸组成不同,性能不同,用途也不同。
【高中生物】美国培育出新型转基因家蚕可以吐出超级蚕丝【高中生物】美国培育出新型转基因家蚕可以吐出超级蚕丝据美国物理学家组织网报道,美国的一组研究人员日前宣称,他们成功培育出了一种转基因家蚕,其能吐出含有蛛丝蛋白的蚕丝纤维,比天然蚕丝具有更好的强度和柔韧性,可在医疗、军事、纺织等领域发挥重要作用。
很早之前科学家们就注意到了蛛丝的优良性能:在力学强度上,蛛丝纤维能够和用以生产防弹衣和轻型头盔的凯夫拉尔纤维相媲美,其所不含牵丝蛋白的强度比钢还要高于十几倍;在柔韧性上,蛛丝可以被弯曲至原来长度的1倍至1.5倍而不出现脱落,弹性极好。
可以蜘蛛从来都不是一个刻苦的吐丝者,天然蛛丝主要用作结网,产量极低。
此外,蜘蛛具备同类为害的特点,无法大规模养殖,而吐丝能手家蚕就能够很好地解决这一问题。
美国圣母大学和怀俄明大学的研究人员正是看到了这一点,数年前就开始了转基因家蚕的研究。
负责管理该项研究的圣母大学生物学教授马尔科姆?弗雷泽辨认出,一个被称作piggybac转座子的遗传因子可以在转基因家蚕的培育中充分发挥关键促进作用。
这种遗传因子能够像是计算机中的“剪切?粘贴”操作方式一样发生改变旧有基因的结构和排序。
协调采用锌指核酸酶(zfn)技术,研究人员将蛛丝蛋白基因填入至了家蚕的基因中,从而并使家蚕吞进与蛛丝相似的超级蚕丝。
据了解,这种新的纤维目前还尚未命名,与天然蚕丝相比,这种新纤维强度更大柔韧性也更好。
研究人员称,如果在插入蜘蛛基因前将蚕的部分dna敲除,生产出的超级蚕丝性能与蛛丝将更加接近。
由于该技术已经为量产展开了改良,可以通过传统的方式大规模以获取蚕丝。
研究人员坚信,随着技术的逐步完善,这种新材料或许能够替代凯夫拉尔纤维生产出来强度更好、更坚硬、更保镖的防弹衣;同时还能够为外科医生提供更多更为坚硬、结实的手术缝合线;而在未来的某一天,或许这种超级蚕丝还能够用以做成既坚硬宽敞又结实坚固耐用的高级时装。
蜘蛛丝纤维的研究现状与展望作者:董晶赵坤伟程金亮汪亮来源:《现代纺织技术》2019年第01期摘要:概述了近期国内外丝蛋白及纤维的合成及改性研究现状,发现人造蜘蛛丝蛋白主要来源于基因改变后的桑蚕、大肠杆菌等,对蜘蛛丝纤维物理力学性能的改性方法主要集中在蛛丝蛋白改性、纺丝方法转变、紫外辐射及与其他纺丝液复合纺丝等。
通过蜘蛛丝纤维与其他纤维的物理性能比较得知,蜘蛛丝纤维断裂伸长率高(43.4%)、拉伸强力大、耐疲劳性好。
同时,简述了蜘蛛丝纤维在复合材料、医用仿生材料以及纺织材料等领域的应用情况,并对蜘蛛丝纤维今后的发展进行了展望。
关键词:蜘蛛丝纤维;合成改性;复合材料;医用仿生材料;纺织材料中图分类号:TS102.3文献标志码:A文章编号:1009-265X(2019)01-0015-05蜘蛛丝纤维已成为继蚕丝之后,又一个在化学、生物、材料等学科领域受到广泛关注的动物丝纤维。
蜘蛛丝纤维具有许多优异的特性,包括韧性大、强度高、弹性好、有光泽、耐高温、耐低温、耐紫外线性能强、易于生物降解等。
它被称为“生物钢”,能够应用于外科手术缝线、防弹衣及降落伞等材料[1]。
邵正中等[2]已经制备了性能优于天然蚕丝的人造蚕丝,而对人造蜘蛛丝纤维的研究应紧随其后尽快取得突破。
人造蜘蛛丝纤维的生产,首先需要制备含有蜘蛛丝纤维特性的蜘蛛丝蛋白;其次是如何在合成之初就进行生物化学改性,以生产优于或者具有期望性能指标的蜘蛛丝;最后则是采用合适的工业化纺丝工艺将生产扩大化、低成本化。
本文主要对蜘蛛丝纤维的合成生产方法、改性方法、性能指标及应用情况进行了总结。
1蜘蛛丝纤维蜘蛛丝纤维能够在常温常压下进行液晶纺丝制得,不需要高温和腐蚀性溶剂,只需要水或其他绿色溶剂即可,更符合当今绿色纺织、染整的趋势和要求[1,3]。
如何在绿色环保的前提下,简便、低成本地合成出性能优异的蜘蛛丝纤维一直是国内外学者研究的热点。
1.1国内研究进展常温常压下,纯水透析后的再生丝蛋白水溶液浓度低,容易发生凝聚、不利于保存。
再生丝素蛋白纤维及其在生物医用材料中的研究进展吴惠英【摘要】Ntural silk as a textile fiber has been extensively used in the textile industry for thousands of years.As a main component, silk fibroin shows great application potential in biological field due to its excellent mechanical property and good biocompatibility.Recently, the application of regenerated silk fibroin in biomedical materials (especially tissue engineering, wound dressing and drug controlled-release) has been highly valued by domestic and overseas researchers.In this paper, the structure and dissolving methods of silk fibroin are introduced, and the formation mode of regenerated silk fibroin fibers is also illustrated.The application state and prospect of regenerated silk fibroin fibers in biomedical field are also discussed.%天然蚕丝作为纺织纤维在服饰中的应用已有几千年的历史.丝素是蚕丝的主要成分,以其优异的力学性能和良好的生物相容性,在生物领域表现出极大的应用潜力,近年来再生丝素蛋白材料在生物医用材料中的应用得到了国内外研究者的高度重视,尤其是组织工程、伤口敷料、药物缓释等方面.文章综述了丝素蛋白的结构、天然丝素的溶解方法,以及再生丝素蛋白纤维的成形方式,并论述了再生丝素蛋白纤维在生物医用领域的应用现状及前景.【期刊名称】《丝绸》【年(卷),期】2017(054)003【总页数】7页(P6-12)【关键词】再生丝素蛋白;纤维;结构;制备;生物医用材料;应用【作者】吴惠英【作者单位】苏州经贸职业技术学院纺织服装与艺术传媒学院,江苏苏州 215009【正文语种】中文【中图分类】TS102.512研究与技术蚕丝是由熟蚕结茧吐丝时所形成的天然蛋白质纤维,用其制作的纺织品深受人们喜爱。
蚕丝蛋白纤维改性研究进展摘要:蚕丝纤维及其制品经改性处理后,其阻燃性、吸湿性和抗皱性得到很大程度的改善,已引起人们的广泛关注。
从蚕丝纤维及其制品在穿着、洗涤过程中存在易泛黄、不耐磨、难打理、染色牢度欠佳等问题出发,综述了物理改性、化学改性及其与纳米颗粒共混改性在蚕丝及其制品改性中的应用,总结了各类方法对盒丝及其制品的改性效果。
分析认为:由于采用单一的改性方法目前仍难以得到性能完美的丝绸制品,未来蚕丝纤维及其制品的改性发展方向仍以多种方法相结合改性为主。
关键词:蚕丝纤维;改性;研究进展蚕丝(silk)是熟蚕结茧时所分泌丝液凝固而成的连续长纤维,也称天然丝,是一种天然纤维。
人类利用最早的动物纤维之一。
蚕丝是自然界中最轻最柔最细的天然纤维,撤消外力后可轻松恢复原状,内胎不结饼,不发闷,不缩拢,均匀柔和,可永久免翻使用。
桑蚕丝主要由动物蛋白组成,富含十八种人体所必须的氨基酸,能促进皮肤细胞活力,防血管硬化,长期使用可防皮肤衰老,对某些皮肤病有特殊的止痒效果,对关节炎,肩周炎,哮喘病有一定的保健作用。
素有“人体第二肌肤”、“纤维皇后”之美誉。
随着社会的进步和生活水平的提高,人们对服饰的多样性要求也越来越广泛,而丝绸原料的生丝,其品质方面也自然地被提高了要求,蚕丝纤维及其制品的改性处理,国内外已有较多的研究成果,并得到了应用【1】。
这样不仅有效地克服的蚕丝纺织品本身的缺点,而且提高其国际竞争力。
目前,蚕丝纤维及其制品的改性主要有物理改性、化学改性及纳米技术。
1.物理改性1.1 特殊热处理蚕丝经过某种高温特殊处理后,可以大幅度改善光泽,提高强力和水洗色牢度。
为寻求对蚕丝丝素改性的新途径,周岚、邵建中等【2】应用X衍射、贝克线法、单纱强力测试和水洗色牢度测试等手段,研究以温度、张力、助剂等为主要因素的特殊热处理对蚕丝丝素结构和性能的影响。
湿热条件下,张力的作用能增加蚕丝纤维的取向度和结晶度,从而提高蚕丝的断裂强度和改善酸性染料染蚕丝的湿牢度。
始第六届全目丝绸创新及产品开发论坛“金富春杯”论文椠器构‘”1。
图2圆网蛛大囊状腺体解剖图””(a:A区;b:B区;f:漏斗;1:导管的第一环圈;2:导管的第二环圉;3:导管的第三环圈;m:导管的提肌肌肉;v:阀门;inv:阀门伸张器;t:末端管;s:吐丝口。
图中所示的标尺为100tzm)FritzVollrath、D.P.Knight比较系统地研究了蜘蛛主腺体丝蛋白的成丝过程,分析了蜘蛛丝的成丝机理,下面以他们的研究结果为基础分析蜘蛛大囊状腺的液晶纺丝过程。
Vollrath的研究认为”……,具有皮芯层结构的蜘蛛丝,其皮层和芯层的丝蛋白分别是由D.P.Knight、Fritz图2所示的腺体上的B区和A区分泌的。
分泌芯层丝蛋白的A区的上皮细胞由一种长长的柱状分泌细胞组成,并被腺体分泌的小粒包裹,这些细胞内含有水分并有很大的粘性,通常是含约50%蛋白的黄色液体,是蜘蛛牵引丝的主要蛋白。
当A区分泌物流向漏斗处时,被B区分泌的无色粘稠均匀液体包覆。
随着腺体内丝蛋白的流动,经过漏斗进入锥状的S形导管内,在该区域,液晶状纺丝液被拉伸并取向,使水溶性丝蛋白成为具有优异力学性能的蜘蛛丝纤维。
当纺丝液进入蜘蛛吐丝口前的牵引区时,因为管径的突然变小,纺丝液被快速拉伸,纺丝液分子进一步取向,并形成以氢键连接的反平行8一折叠构造。
丝纤维出吐丝口后,在空气中会被进一步地拉伸,阀门夹持住已基本成纤的蛛丝,使其在空气中的拉伸效果更加显著。
同时,蜘蛛具有随所处环境而自动调节丝纤维结构和性能的能力。
蚕的纺丝过程与蜘蛛有一定的相似之处,首先它们都是在常温常压下进行纺丝;第二,都属于液晶纺丝;第三,由纺丝器官控制纤维的分子结构、粗细及性能;第四,具有复合纺丝的特征,蜘蛛由腺体的不同部位分别分泌皮层和芯层物质,蚕由后部丝腺和中部丝腺分别分泌丝素和丝胶,并在前部丝腺“复合”。
对蚕的吐丝过程的研究分析表明…o,绢丝腺将多种纺丝技术巧妙地结合一起,而这在化学纤维纺丝中是没有实现的。
蜘蛛丝蛋白基因传递和表达的研究进展人类一直以来都尝试着将自己所了解的知识运用在新的领域中。
而自然界中最神奇的物质之一——蜘蛛丝,也成为了许多科学家研究的对象。
自上世纪90年代以来,研究人员一直在通过对蜘蛛丝蛋白基因的研究来揭示它们的表达和传递机制。
这项研究不仅是对基因技术的深入挖掘与应用,也是对自然界的深入探究。
在蛛形纲动物中,蜘蛛是以制造蛛丝著称的,同时,蜘蛛丝也是目前已知的最强、最耐用的天然纤维之一。
由于其高强度、高韧性和高舒适度,蜘蛛丝的商业利用价值非常高。
随着科技的不断发展,科学家们开始探究蜘蛛丝蛋白基因传递和表达的机制,以期通过生物技术的手段来生产更多更高质量的蜘蛛丝蛋白。
这项工作具有里程碑的意义,因为它可以帮助我们更好地认识蜘蛛丝蛋白基因的结构和功能,为有关某些医学应用和生物制品的制造提供新的思路和资源。
1. 蜘蛛丝蛋白基因的特点蜘蛛丝蛋白基因具有复杂的结构和功能,其中包含多个亚基。
这些亚基共同组成了完整的蛋白质,为制造高质量蜘蛛丝的关键。
同时,蜘蛛丝蛋白基因还具有高度的可变性,它能适应不同的环境和功能需求。
蜘蛛丝纤维α-线性蛋白的主要成分是一种叫做“蛛丝素”的蛋白质。
这种蛋白质是由几个部分组成的,其中最重要的是GPGXX段和YXXQ段。
这些部分之间的结构和排列方式可以调节蛋白质结构和功能的特定方面,如拉伸强度和抗压强度等。
另外,蜘蛛丝蛋白基因还有一些其他特殊的特征,如它可以和其他分子相互作用,从而影响其性质和功能。
2. 蜘蛛丝蛋白基因的表达蜘蛛丝蛋白基因的表达是通过一系列的步骤完成的。
这些步骤包括转录、剪切、修饰和翻译等过程。
在这些步骤中,不同的蛋白质和酶都参与了不同的阶段,并控制了整个表达过程的细节和速率。
具体来说,蜘蛛丝蛋白基因的表达需要从基因组DNA转录成RNA,然后再翻译成蛋白质。
这个过程涉及到一系列的调节因子、转录因子、RNA修饰酶和核糖体等复合物的介入与调节。
在转录过程中,蛋白质的合成被转录成RNA的行为所调节,这个过程是极其复杂的,其中包括从DNA到RNA的转录调控、RNA修饰的调控和RNA剪切的调控。
蚕丝蛋白在医学中的应用研究进展蚕丝蛋白是一种天然的蛋白质,在中国古代就已经被用来制作丝绸,而如今,随着科技的不断进步,人们逐渐发现了蚕丝蛋白在医学上的潜在价值,成为了医学研究的热点之一。
本文将从蚕丝蛋白的特性、生产方式以及在医学中的应用研究进展等方面进行论述。
一、蚕丝蛋白的特性蚕丝蛋白是一种高分子量的纤维蛋白质,具有优异的生物活性,且其化学成分和物理特性与人体的胶原蛋白极其类似。
蚕丝蛋白含有丰富的氨基酸,其中甘氨酸(Gly)、丝氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)和赖氨酸(Lys)等氨基酸含量较高。
此外,蚕丝蛋白还具有良好的生物相容性和低毒性,有助于减轻人体的免疫反应,因此广泛应用于医学领域。
二、蚕丝蛋白的生产方式蚕丝蛋白是由蚕蛹发育过程中分泌的唾液腺分泌物制成,因此其获取过程需要从蚕卵孵化开始,经历多个步骤才能制得。
一般而言,生产过程可以分为蚕丝成长、取丝、净丝以及加工等阶段。
取丝的过程是将取得的蚕茧浸泡在溶液中,利用溶剂煮沸来使其蛋白质发生部分水解,形成溶液,这个溶液中含有大量的不同分子量的蛋白质,可通过离心等方法将其分离,得到纯化的蚕丝蛋白。
三、蚕丝蛋白在医学中的应用研究进展由于其良好的生物相容性以及优异的物理和化学特性,蚕丝蛋白在医学领域得到广泛的应用。
其中,比较重要的应用领域包括组织工程、药物缓释、皮肤修复、生物传感器等方面。
1、组织工程方面在组织工程中,蚕丝蛋白可以作为生物材料用于支持和促进细胞生长,早在20世纪80年代,就已经有学者报道了他们首次使用蚕丝蛋白纤维支撑生长皮肤组织的实验现象。
此外,许多研究者利用蚕丝蛋白制成的支架、纳米纤维膜可以作为细胞准直和生物反应器使用。
2、药物缓释方面除了用于组织工程之外,蚕丝蛋白还可以被用来制备药物缓释微球。
将药物浸泡在蚕丝蛋白溶液中,制备成微粒,然后将其固定在某些载体上,如凝胶、树脂、微孔聚合物等,可以制成延长药物释放时间的微球,并可用于肝癌、肿瘤等药物缓释领域。
基于天然蚕丝及蜘蛛丝蛋白的生物材料研究进展赵晓;张袁松;曾峥;吴大洋【摘要】节肢动物由于生理及生存需要可分泌丝蛋白,并由所分泌的丝蛋白溶液纺制成具有优良机械性能与生物相容性能的丝纤维.根据仿生学原理,材料科学领域研制出多种基于丝蛋白的生物材料,与天然丝类似,这些生物材料具备优良的力学性能与生物相容性,在生物医学领域具有重要的应用价值.本文综述了基于丝蛋白的生物材料研究进展,以桑蚕丝及蜘蛛丝为例,重点分析了天然丝蛋白结构与性能的关系,并阐述了基于丝蛋白生物材料的制备方法及近年来相关材料制备研究方面的研究进展.【期刊名称】《蚕学通讯》【年(卷),期】2010(030)002【总页数】7页(P31-37)【关键词】丝蛋白;蚕丝;蜘蛛丝;生物材料【作者】赵晓;张袁松;曾峥;吴大洋【作者单位】西南大学纺织服装学院,重庆,400716;西南大学纺织服装学院,重庆,400716;西南大学纺织服装学院,重庆,400716;西南大学纺织服装学院,重庆,400716【正文语种】中文丝蛋白(silk protein)是由自然界中的节肢动物,如蚕、蜘蛛、蝎子等分泌的一种蛋白质聚合物。
丝蛋白通常是在上皮细胞进行生物合成而得到的,所得到的丝蛋白可存储于分泌腺的腔体中,进而通过吐丝管或其它导管纺制成纤维,最终得到蚕丝、蜘蛛丝等天然的具有特殊功能的材料[1]。
无论是研究及应用五千多年的蚕丝还是近十年来成为材料科学领域研究热点的蜘蛛丝,均具有较高的弹性、拉伸强度等力学性能及生物适应性能,尤其是机械性能甚至优于以高强力著称的芳纶及尼龙等化学纤维,其中蚕丝、蜘蛛丝与其他材料的力学性能比较见表1。
由于丝纤维突出的机械性能及生物相容性能,该材料目前已被广泛应用于药物可控释放、生物材料及组织工程框架材料。
表1 丝纤维及人造纤维的力学性能[2]材料强度(σmax,GPa)断裂伸长率(%)刚度(MJ m-3)桑蚕丝0.61870 M A蜘蛛丝(A.diadematus)1.127160鞭毛丝(A.diadematus)0.527150尼龙0.951880芳纶(Kevlar 49)3.62.750高强度钢1.50.86之所以基于丝蛋白的天然丝纤维材料具有优良的力学及生物适应性能,是由其分子结构及成纤过程所决定的。
蛛丝蛋白的研究现状和进展摘要:蛛丝蛋白是一种很特殊的纤维蛋白。
由于其高度重复的一级结构、特殊的溶解特性和分子折叠行为以及具有形成非凡力学特性丝纤维的能力而引人注目。
本文主要对蛛丝蛋白的结构、特点以及目前对其研究比较多的应用和新型的合成方法进行综述,同时也对将来蛛丝蛋白的研究方向以及在研究中可能会遇见的问题进行分析。
通过本文的介绍希望可以在其蛋白质的结构上有更深刻的理解和认识,同时也为蛛丝蛋白的研究和应用提供一个很好的参考和依据。
关键词:蛛丝蛋白;结构;基因合成;弹性、韧性材料前言:蛛丝蛋白是一种很特殊的纤维蛋白,它是由节肢动物门昆虫纲、蛛形纲和多足纲中某些类群的特殊腺体产生的。
蛛丝主要包括拖丝和捕捉丝, 其中拖丝主要用于构成蜘蛛网的牵丝和轮状网面, 捕捉丝则用来粘附昆虫并在昆虫挣扎时提供强大的弹性, 以免由于强大的动能导致反弹, 将捕捉到的食物弹出去。
因此,蛛丝蛋白的结构性能以及其强大的力学特性值得深入的研究。
另外,尽管某些具有优良力学特性的蛛丝可以被开发为有潜力的、应用价值高的新型生物材料,但在人工条件下大规模、高密度地养殖蜘蛛以获得蛛丝的现实困难迫使人们寻求另外的途径生产蛛丝蛋白来满足研究、开发和应用的需要。
因此,高效的合成和生产方法变得也不可忽视。
纵观近十年的研究史,大多数好的研究技术也逐渐走向成熟。
比如近来从蜘蛛丝腺cDNA文库中克隆蛛丝蛋白基因或通过化学合成编码蛛丝蛋白的人工基因用于重组蛛丝蛋白基因工程生产已成为制备蛛丝蛋白的一个主要方法。
蛛丝蛋白基因克隆和表达的成功为人们初步了解各种类型蛛丝蛋白分子的结构、折叠行为和功能之间的内在联系及各种类型蛛丝各自独特力学特性的分子基础提供了良好的开端。
与上述蛛丝蛋白的结构与性能的研究深入,它的应用也逐渐发展起来。
比如研究人员首先通过转基因技术培育出了一种山羊,这种山羊能够生产出具有蛛丝蛋白的羊奶。
在羊奶中加入一种特殊的溶剂后,就能提取到大量的蛛丝纤维。
蚕丝、蜘蛛丝及其丝蛋白1.概述丝是一种自然界中普遍存在的材料,具有良好的机械性能、生物相容性和生物可降解性。
其中,蚕丝和蜘蛛丝是两种重要的丝蛋白来源,具有广泛的应用前景。
本文将从蚕丝和蜘蛛丝的来源、组成、结构和性能等方面进行介绍,旨在深入探讨这两种丝材料及其丝蛋白的特点和应用。
2.蚕丝2.1 蚕丝的来源与组成蚕丝是由家蚕分泌的丝蛋白变形而成的一种天然蛋白纤维。
家蚕是一种蛾类昆虫,生活史包括卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。
其中,幼虫阶段是家蚕产丝的重要阶段。
幼虫从头部的丝腺中分泌出丝液,经由复杂的丝针和丝板结构形成丝线,最终编织成茧。
蚕丝主要由丝蛋白组成,丝蛋白是一种高分子蛋白质,含有丰富的丝素和丝胶蛋白。
丝素是主要的结构蛋白,具有优异的抗拉伸性能;丝胶蛋白则是蚕丝的粘性物质,有助于粘合丝线。
2.2 蚕丝的结构与性能蚕丝具有良好的机械性能,其拉伸强度、弹性模量和韧度均优于其他纤维材料。
蚕丝还具有良好的生物相容性和水解性,对人体无害,且可以被生物降解。
3.蜘蛛丝3.1 蜘蛛丝的来源与组成与蚕丝类似,蜘蛛丝也是一种天然蛋白纤维,由蜘蛛分泌而成。
蜘蛛是一种捕食性的节肢动物,能够产生多种类型的丝线,包括捕食网丝、安全丝和交配丝等。
蜘蛛丝主要由蛋白质和小分子有机化合物组成,具有优异的拉伸性能和粘附性能。
3.2 蜘蛛丝的结构与性能蜘蛛丝的力学性能优于钢铁和纳米碳管等材料,具有优异的韧性和抗拉伸能力。
蜘蛛丝还具有良好的生物相容性和生物可降解性,对人体无害,且可以被生物降解。
4.丝蛋白的应用丝蛋白具有良好的生物相容性、生物可降解性和良好的机械性能,因此在生物医学、医药、纺织、材料等领域具有广泛的应用前景。
丝蛋白可以用于生物医用材料的制备,包括生物医用植入材料、生物医用包扎材料、生物医用缝合线等;丝蛋白还可以用作纺织原料,制备高档服装面料、家居纺织品等。
结论蚕丝、蜘蛛丝及其丝蛋白是一类具有良好性能和广泛应用前景的材料,具有优异的机械性能、生物相容性和生物可降解性等特点。
0253-9721(2011)12-0147-10蚕丝和蜘蛛丝再生蛋白纤维研究进展谢吉祥李晓龙张袁松西南大学纺织服装学院,重庆400715蚕丝和蜘蛛丝的性能优良,通过人造方法获得性能良好的再生蚕丝和蜘蛛丝一直是国内外学者研究的热点,但目前研究所获得的再生蚕丝或蜘蛛丝并不理想。
本文总结了有关蚕丝和蜘蛛丝再生研究,包括纺丝液的制备、湿法纺丝和静电纺丝的方法以及纺丝工艺条件对纤维特性的影响等;探讨了pH值调整、醇处理、拉伸、热处理等改善再生丝纤维性能的方法及其效果;阐述了再生丝纤维广阔的发展前景,期望能为今后人造蚕丝和蜘蛛丝提供有用的信息。
蚕丝;蜘蛛丝;再生;人造纺丝TS 102.3AProgress of studies on regenerated protein fiber of silkworm silk and spider silkXIE JixiangLI XiaolongZHANG Yuansong2010-12-132011-04-15中央高校基本科研业务费专项资金资助( XDJK2009B007);第39批教育部留学回国人员科研启动基金项目(教外司留[2010] 1174号);教育部春晖计划项目(教外司留[2010] 610号);重庆市自然科学基金项目(CSTC,2008BB0008);西南大学博士基金项目(SWUB2007067);人力资源和社会保障部留学人员优先资助基金项目(渝人社办[2009]116号)谢吉祥(1986-),女,硕士生。
主要研究方向为复合再生蚕丝蛋白材料的成形与性质。
张袁松,通信作者,E-mail:yszhang@ swu. edu. cn。
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