פרוטוקול microfluidic ספינינג, מיקרו אפיון מחדש fibroin משי monofilament מוצג.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
Microfluidic יבש-ספינינג ואפיון של סיבי Fibroin משי מחדש
במאמר זה
סיכום
תקציר
הפרוטוקול מדגימה שיטה לחקות את תהליך ספינינג silkworm. בתהליך ספינינג מקורית, צינור ספינינג קבלנות מאפשר את החלבונים משי להיות קומפקטי, שהוזמנו על ידי הטיית וכוחות התארכות. כאן, ערוץ microfluidic הביוני תוכנן כדי לחקות את הגיאומטריה ספציפי של ההדבקה ספינינג של ה-silkworm. Fibroin משי מחדש (RSF) מסתובב מסטול עם הריכוז הגבוה, היה extruded דרך microchannel כדי יבש-ספין סיבים-טמפרטורת החדר ובלחץ. בתהליך שלאחר טיפול, הסיבים שמשמיע כמו היו נמשכים ומאוחסנים בתמיסה המימית אתנול. סינכרוטרון קרינת רנטגן רחבת זווית עקיפה (SR-WAXD) טכנולוגיה שימש לחקור את מיקרו של סיבי RSF יחיד, אשר היו קבוע כדי בעל מדגם עם הציר סיבים RSF נורמלי microbeam צילומי הרנטגן. Crystallinity, crystallite הגודל והכיוון הגבישי של סיבי חושבו מתוך הנתונים WAXD. הקשתות עקיפה בסמוך לקו המשווה של התבנית WAXD דו-ממדית מציינים כי סיבים RSF שלאחר טיפול יש תואר אוריינטציה גבוהה.
מבוא
עכביש, silkworm יכול לייצר סיבי משי מצטיין מהפתרון חלבון מימית-טמפרטורת החדר ובלחץ. ההטיה, הארכת זרימה יכול לגרום להיווצרות של גביש נוזלי מרקם בלוטת משי1. בשנים האחרונות חלה התעניינות רבה מחקה את התהליך ספינינג של העכביש על מנת לייצר סיבים מלאכותיים חוזק גבוה. עם זאת, כמויות גדולות של חלבוני משי עכביש לא יכול להיות מיוצר יעילות וחיסכון על ידי חקלאות עכבישים עקב אכילת בשר אדם. כמויות ניכרות של משי silkworm ניתן להשיג בקלות על ידי חקלאות. אחרת, silkworm עכביש יש דומה ספינינג תהליך ושל חומצות אמינו קומפוזיציה. לכן, fibroin משי silkworm נבחר כתחליף לסובב משי מלאכותי בבעלי חיים על ידי חוקרים רבים.
עכביש, silkworm הבלטת חל....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
אזהרה: נא עיין גליונות נתונים בטיחות חומרים רלוונטיים כל לפני השימוש. כמה מן הכימיקלים שמשתמשים בהם בהכנת המכייר רעילים בחריפות. נא להשתמש ציוד מגן אישי (בטיחות משקפיים, כפפות, חלוק המעבדה, באורך מלא מכנסיים ונעליים סגורות).
1-Microfluidic ספינינג של RSF תמיסה מימית
- הכנה של RSF מימית ספינינג סמים 4 , 15 , 16
- Degumming של silkworm קוקון
- Degum טוואי המשי הפקעות פעמיים ב נה 2 CO 3 מימית פתרונות (0.5% wt במים) ב 100 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות, ולאחר מכן לשטוף את המשי עם מים ....
- Degumming של silkworm קוקון
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
חוזק גבוה RSF סיבי יוצרו בהצלחה באמצעות microfluidic של ספינינג בשיטה. עקומות לחץ-זן תמונות SEM של סיבי RSF מתוח C44R40 מוצגים באיור2. סיבי לפחות 10 נמדדו בבדיקת מתיחה. מתח-זן עקומות נבחרו לפי הערך הממוצע של שבירת לחץ ומתח של סיבים. הנתונים WAXD של סיבי מוצגים באיור3. Crystallinity וכיוון גבישי חושבו על-פי הנתונים WAXD. עבור מדגם ייעוד, אנו משתמשים C ו- R כדי להציג את ריכוז RSF הסם סחרור, והלחות היחסית, בהתאמה. לדוגמה, הסיבים טוו.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
במהלך הדיאליזה של הפתרון RSF, ערך pH הוא קריטי עבור תהליך ריכוז הבא. אם ערך ה-pH של המים יונים הוא קטן יותר מאשר 6, הפתרון RSF יהיה קל יותר להתחבר במהלך תהליך ריכוז. כדי להימנע gelation, CaCl2 נוסף הפתרון RSF. ריכוז CaCl2 הוא mmol 1 לכל כובד RSF.
העבודות הקודמות שלנו הוכיח את האפשרות של microfluidic יבש-ספינינג של תמיסה מימית RSF8. הגיאומטריה של תעלת microfluidic היה פונקציה מעריכית פשוטה יחיד בשלב. ' עכביש ' silkworm, ספינינג המפגרים הורדו לצייר ב.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים אין לחשוף.
תודות
עבודה זו ממומנת על ידי את נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (21674018), המחקר מפתח הלאומי, תוכנית פיתוח של סין (2016YFA0201702 /2016YFA0201700), את "תוכנית Shuguang" נתמך על ידי פיתוח החינוך שנגחאי קרן, שנגחאי העירוני ועדת החינוך (15SG30), ד'ו להבחין פרופסור צעיר התוכנית (A201302), קרנות מחקר בסיסי האוניברסיטאות המרכזי, והפרוייקט 111 (No.111-2-04).
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| B. mori | חקלאי פקעות בטונגשיאנג, מחוז ג'ה-ג'יאנג, סין | ||
| נתרן פחמתי, נטול מים, 99.8% | שנחאי Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., סין | ברומיד טהור אנליטית | |
| , 99.1% | שנחאי סין ליתיום תעשייתי ושות', בע"מ, סין | סידן כלוריד טהור אנליטית | |
| , נטול מים, 96.0% | שנחאי Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., סין | טהור אנליטית | |
| , נטול מים, 99.7% | Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd., סין | 10009218 | טהור אנליטית |
| SU-8 photoresist | MicroChem Corp., ארה"ב | ||
| מפתחת פתרון | MicroChem Corp., ארה"ב | ||
| Sylgard 184 | Dow Corning, ארה"ב | ||
| איזופרופנול | שנחאי Lingfeng מגיב כימי ושות', בע"מ, סין | מרוכז חומצה גופרתית מרוכזת אנליטית | |
| , סין | טהור אנליטית | ||
| 30% מי חמצן | שנחאי Jinlu מגיב כימי ושות', בע"מ, סין | אנליטית | |
| טהור אצטון | שנחאי Zhengxing מפעל ריאגנטים כימיים, סין | טהור מבחינה אנליטית | |
| טיפול בפלזמת חמצן | DT-01, Suzhou Omega Machinery Electronic Technology Co., Ltd., משאבת מזרק בסין | ||
| KD Scientific, ארה"ב | KDS 200P | ||
| מכשיר אדים | חשמלית | ||
| Hangzhou Bo Yang Machinery Co., Ltd., מכונת | קידוח ספסל בסין | ||
| מערכת בדיקת חומרים | Instron, ארה"ב | דגם: 5565 | |
| PeakFit | Systat Software, Inc., ארה"ב | גרסה 4.12 |
מקורות
- Asakura, T., et al. Some observations on the structure and function of the spinning apparatus in the silkworm Bombyx mori. Biomacromolecules. 8 (1), 175-181 (2007).
- Vollrath, F., Knight, D. P. Liquid crystalline spinning of spider silk. Nature. ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
