Sintetico di produzione Spider Silk su scala di laboratorio

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

doi:10.3791/4191

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Articolo metodologico

Sintetico di produzione Spider Silk su scala di laboratorio

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DOI:

10.3791/4191

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18 luglio 2012

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

¹Department of Biological Sciences, University of the Pacific

In questo articolo

Sommario

Nonostante le notevoli proprietà meccaniche e biochimiche di seta di ragno, questo materiale non può essere raccolto in grandi quantità con mezzi convenzionali. Qui descriviamo una strategia efficace per far girare fibre artificiali in seta di ragno, che è un processo importante per i ricercatori che studiano la produzione della seta di ragno e il loro uso come biomateriali di nuova generazione.

Abstract

Mentre la società progredisce e le risorse diventano più rari, sta diventando sempre più importante per coltivare nuove tecnologie che biomateriali ingegnere prossima generazione con caratteristiche ad alte prestazioni. Lo sviluppo di questi nuovi materiali strutturali deve essere rapido, conveniente e le metodologie di lavorazione e prodotti rispettosi dell'ambiente e sostenibili. Ragni tessono una moltitudine di diversi tipi di fibra con proprietà meccaniche diverse, offrendo una ricca fonte di materiale per la prossima generazione di ingegneria biomimicry che i rivali con i migliori materiali naturali o causati dall'uomo. Dato che la raccolta di grandi quantità di seta di ragno naturale è impraticabile, la produzione di seta sintetica ha la capacità di fornire agli scienziati l'accesso a una riserva illimitata di thread. Pertanto, se il processo di filatura può essere semplificato e perfezionato, ragno fibre artificiali hanno il potenziale utilizzo per una vasta gamma di applicazioni che vanno da giubbotti antiproiettile, sutura chirurgicas, corde e funi, pneumatici, corde per strumenti musicali, e compositi per l'aviazione e la tecnologia aerospaziale. Per far avanzare il processo di produzione della seta sintetica e per produrre fibre che visualizzano la varianza bassa nelle loro proprietà del materiale dallo spin a girare, abbiamo sviluppato una filatura a umido protocollo che integra l'espressione di proteine ricombinanti in batteri seta di ragno, la purificazione e la concentrazione delle proteine , seguita da estrusione fibra e uno meccanico post-rotazione trattamento. Questa è la prima rappresentazione visiva che rivela un passo-passo processo a girare e analizzare fibre di seta artificiali su scala di laboratorio. Fornisce inoltre i dettagli per ridurre al minimo l'introduzione della variabilità tra le fibre filate dalla droga stessa filatura. Collettivamente, questi metodi spingerà il processo di produzione della seta artificiale, che porta alle fibre di qualità superiore che superano sete ragno naturali.

Introduzione

Seta di ragno ha straordinarie proprietà meccaniche che esegue i materiali artificiali, tra cui acciaio ad alta resistenza, Kevlar e Nylon. ¹ ragni tessono almeno 6-7 diversi tipi di fibra che consentono di visualizzare le proprietà meccaniche diverse, ognuna progettata con quantità variabili di resistenza alla trazione ed estensibilità per eseguire specifici compiti biologici. ² Ricercatori stanno rapidamente perseguendo l'uso della seta di ragno, come biomateriali di nuova generazione a causa delle loro eccezionali proprietà meccaniche, la loro biocompatibilità, e la loro natura non-tossico e il verde-materiale. ^3,4 A causa del ....