La producción de seda sintética araña a escala de laboratorio

Yang Hsia; Eric Gnesa; Ryan Pacheco; Kristin Kohler; Felicia Jeffery; Craig Vierra

doi:10.3791/4191

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Artículo de método

La producción de seda sintética araña a escala de laboratorio

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DOI:

10.3791/4191

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18 de julio de 2012

Yang Hsia¹ , Eric Gnesa¹ , Ryan Pacheco¹ , Kristin Kohler¹ , Felicia Jeffery¹ , Craig Vierra¹

¹Department of Biological Sciences, University of the Pacific

En este artículo

Resumen

A pesar de las excelentes propiedades mecánicas y bioquímicas de las sedas de araña, este material no pueden ser cosechadas en grandes cantidades por medios convencionales. A continuación se describe una estrategia eficiente para hacer girar las fibras artificiales de seda de araña, que es un proceso importante para los investigadores que estudian la producción de seda de araña y su uso como la próxima generación de biomateriales.

Resumen

Mientras la sociedad avanza y los recursos se vuelven escasos, cada vez es más importante cultivar las nuevas tecnologías que los biomateriales de ingeniería de última generación con propiedades de alto rendimiento. El desarrollo de estos nuevos materiales estructurales debe ser rápida, rentable y hacer participar a las metodologías de procesamiento y productos respetuosos con el medio ambiente y sostenible. Las arañas tejen una multitud de diferentes tipos de fibras con diversas propiedades mecánicas, que ofrece una rica fuente de material próximos generación de ingeniería para el biomimetismo que rivalizan con los mejores materiales naturales y artificiales. Desde la recogida de grandes cantidades de seda de araña natural es poco práctico, la producción de seda sintética tiene la capacidad de proporcionar a los científicos el acceso a un suministro ilimitado de temas. Por lo tanto, si el proceso de hilatura puede ser simplificado y perfeccionado, fibras artificiales araña tiene el uso potencial de una amplia gama de aplicaciones que van desde chalecos antibalas, sutura quirúrgicas, cuerdas y cordajes, neumáticos, cuerdas para instrumentos musicales, y materiales compuestos para la aviación y la tecnología aeroespacial. Con el fin de avanzar en el proceso de producción de seda sintética y para producir fibras que muestran poca variación en sus propiedades materiales de la vuelta a girar, se desarrolló un protocolo de hilatura en húmedo que se integra la expresión de proteínas recombinantes de seda de araña en las bacterias, la purificación y concentración de las proteínas , seguido por extrusión de fibra y un tratamiento mecánico posterior giro. Esta es la primera representación visual que revela un proceso paso a paso para hacer girar y analizar fibras de seda artificial a escala de laboratorio. También proporciona detalles para minimizar la introducción de variabilidad entre las fibras hiladas a partir de la mezcla de hilatura mismo. En conjunto, estos métodos impulsará el proceso de producción de seda artificial, lo que lleva a las fibras de mayor calidad que superan las sedas de araña naturales.

Introducción

La seda de araña tiene extraordinarias propiedades mecánicas que lleva a cabo a cabo varios materiales hechos por el hombre, incluyendo acero de alta resistencia, kevlar y nylon. ¹ Las arañas tejen por lo menos 6-7 diferentes tipos de fibras que presentan diversas propiedades mecánicas, cada uno diseñado con cantidades variables de resistencia a la tracción y capacidad de ampliación para llevar a cabo tareas específicas de biológicos. ² Los investigadores científicos están buscando rápidamente el uso de sedas de araña como biomateriales de próxima generación, debido a sus excelentes propiedades mecánicas, de su biocompatibilidad, y su carácter n....