هنا ، ونحن نقدم بروتوكول لإنتاج المياه القابلة للذوبان العنكبوت المؤتلف حلول بروتين الحرير والاشكال المادية التي يمكن تشكيلها من تلك الحلول.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تشكيل المواد من الحرير العنكبوت المؤتلف من خلال الإفراز المائي باستخدام الحرارة والضغط
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
العديد من العناكب تنتج سبعه أنواع من الحرير. سته من الحرير هي ألياف في شكل عندما تنتجها العناكب. هذه ألياف ليست قابله للذوبان في الماء. من أجل أعاده إنتاج الخواص الميكانيكية الرائعة من الحرير العنكبوت ، يجب ان تنتج في المضيفين مغاير كما العناكب علي حد سواء الاقليميه وتفكيكها. النظير الاصطناعية من الحرير العنكبوت تميل أيضا إلى ان تكون غير قابله للذوبان في المحاليل المائية. وهكذا ، فان نسبه كبيره من البحوث في الحرير العنكبوت المؤتلف تعتمد علي المذيبات العضوية التي تضر بالإنتاج علي نطاق واسع من المواد. طريقه مجموعتنا يجبر علي إفراز هذه الحرير العنكبوت المؤتلف في الماء. بشكل ملحوظ ، عندما يتم اعداد هذه البروتينات باستخدام هذه الطريقة من الحرارة والضغط ، يمكن اعداد مجموعه واسعه من الاشكال المادية من نفس الحل من البروتينات الحرير العنكبوت المؤتلف (rSSp) بما في ذلك: الأفلام وألياف والإسفنج ، هيدروجيل ، lyogel ، والمواد اللاصقة. يوضح هذا المقال إنتاج rssp مذاوبه والاشكال المادية بطريقه أكثر سهوله فهم من المواد المكتوبة والأساليب وحدها.
المقدمة
وقد حصلت الحرير العنكبوت اهتمام العلماء المادية لمزيج مثير للإعجاب من القوه والمرونة ، والتوافق الحيوي. وقد كان أعاده إنشاء ألياف تقليديا فحوى البحث. وقد أعاق هذا الجهد بروتين الحرير العنكبوت المؤتلف (rSSp) غير الذوبان في الماء ، فضلا عن عدم قدره تقنيات الإفراز التقليدية (العوامل الانسيابية والمنظفات) لتحقيق الإفراز المائي. وعلاوة علي ذلك ، التقنيات التي تم تطويرها لإصدارات أذابه من rssp لا تعمل علي جميع المتغيرات rssp وتتطلب أيضا التلاعب كبيره والوقت الذي غالبا ما يؤدي إلى فقدان البروتين1،2. وقد ادي ذلك إلى حد كبير إلى استخدام الحقل 1 ، 1 ، 1 ، 3 ، 3 ، 3-هيكسافلورويسوبروبانول (HFIP) كمذيب لتشكيل ألياف ، وغيره....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. اعداد خليط الحرير العنكبوت المؤتلف من مخزونات البروتين المجفف بالتجميد
- تحديد الصياغة والحجم اللازمين للتشكيلات المادية المقصودة. التركيبات النموذجية تتراوح من 3 ٪ (w/v) تصل إلى 15 ٪ (w/v). باستخدام هذا التحديد ، احسب rSSp المناسب والتركيزات والنسب.
- استخدم التركيبات التالية لاعداد كل ماده موصوفه في هذا البروتوكول: الهلام المائي/الإسفنج/الليجليلز ، 6% (w/v) 50:50 MaSp1: MaSp2 ؛ الأفلام/الطلاء ، 5 ٪ (ث/v) 80:20 MaSp1: MaSp2 ؛ المواد اللاصقة ، 12 ٪ (ث/v) 50:50 MaSp1: MaSp2 ؛ ألياف ، 12.5 ٪ (ث/ف) 80:20 MaSp1: MaSp2.
ملاحظه: علي الرغم من ان معظم تركيبات هي أفضل تركيبها لاشكال محدده والمواد ، وهناك مجموعه واسعه من الصيغ التي يمكن ان تتداخل في كثير من ....
- استخدم التركيبات التالية لاعداد كل ماده موصوفه في هذا البروتوكول: الهلام المائي/الإسفنج/الليجليلز ، 6% (w/v) 50:50 MaSp1: MaSp2 ؛ الأفلام/الطلاء ، 5 ٪ (ث/v) 80:20 MaSp1: MaSp2 ؛ المواد اللاصقة ، 12 ٪ (ث/v) 50:50 MaSp1: MaSp2 ؛ ألياف ، 12.5 ٪ (ث/ف) 80:20 MaSp1: MaSp2.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
من الطريقة الموصوفة لأذابه rSSp ، يمكن تحقيق مجموعه متنوعة من الاشكال المادية كما هو موضح في الشكل 1. طريقه الاذابه هي لتطبيق الحرارة والضغط ، المتولدة من الميكروويف التقليدية ، إلى تعليق rSSp والماء. عندما يتم تحقيق درجات الحرارة الحرجة والضغوط ، فان البروتين الذوبان. من هذا محلول rSSp المذاب ، يتم تقديم الشروط المطلوبة لسبعه اشكال المواد: الهلام المائي ، الليجليلز ، والإسفنج ، والمواد اللاصقة ، والطلاء ، والأفلام ، وألياف. يتم اعداد الهلام المائي عن طريق ال.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
بعد المؤتلف البروتينات الحرير العنكبوت يتم تنقيته لديهم ثم ان تكون مستعدة في الحل الذي يمكن استخدامه لتشكيل المواد. عن طريق خلط البروتين الحرير العنكبوت بالتجميد مع الماء وتعريض هذا الخليط لتشعيع الميكروويف ، لتوليد الحرارة والضغط ، فمن الممكن لاعداد محلول rSSp. ويمكن إنتاج مجموعه واسعه من اشكال المواد من هذه الطريقة بسيطه وفعاله من الاذابه rSSp. كل ماده يجب ان تكون معده بشكل فريد ومعالجتها لتحقيق النتيجة المرجوة والخصائص. مع تعديلات طفيفه علي التركيبات الاوليه ، وظروف التشكيل ، و/أو معلمات المعالجة ، يمكن تعديل كل ماده .......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ولا يعلن أصحاب البلاغ عن اي تضارب في المصالح.
شكر وتقدير
ويود أصحاب البلاغ ان يقروا بامتنان بالتمويل المقدم من مبادرة يوتا للبحوث العلمية والتكنولوجية (USTAR).
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| حقنة 3 مل مع طرف Luer-Lok | BD | 309657 | يمكن استخدام محاقن ذات أحجام أخرى ولكن للحفاظ على النصائح ، ينصح باستخدام أطراف luer-lok |
| 4 مل قارورة ثقافة ، شفافة مع غطاء مبطن بالمطاط | Wheaton | 225142 | الحد الأدنى لحجم المنشطات هو 1 مل ، الحد الأقصى 2 مل |
| 8 مل قارورة ثقافة ، شفافة مع غطاء مبطن بالمطاط | Wheaton | 225144 | الحد الأدنى لحجم المنشطات هو 2 مل ، الحد الأقصى هو 4 مل |
| 99٪ كحول الأيزوبروبيل ، كاشف ACS / USP الصف | Pharmco-Aaper | 231000099 | |
| المنطقة الحرة 4.5 بالإضافة إلى | Labconco | 7386030 | مجفف التجميد |
| Luer Adapter أنثى Luer × 10-32 أنثى ، Tefzel (ETFE) | IDEX | P-629 | |
| ميكروويف | ماجيك شيف | HMD1110B | 120 فولت ، 60 هرتز تيار متردد ؛ 1000 واط ؛ سعة 1.1 قدم مكعب ؛ مع طاولة |
| دوران زجاجيةقطعة واحدة محكمة الإصبع 10-32 مخروط ، ل 1/16 "OD | IDEX | F-120X | |
| PEEK Tubing 1/16" OD × 0.010 "ID | IDEX | 1531B | |
| بخاخ: Master Airbrush | Master Airbrush | TC-60 |
المراجع
- Huemmerich, D., et al. Primary Structure Elements of Spider Dragline Silks and Their Contribution to Protein Solubility. Biochemistry. 43 (42), 13604-13612 (2004).
- Schacht, K., Scheibel, T. Controlled Hydrogel Formation of a Recombinant Spid....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
