열과 압력을 이용한 수성 용 매 화를 통한 재조합 거미 실크의 재료 형성

요약

여기서, 우리는 수용 성 재조합 거미 실크 단백질 용액 및 그 용액 으로부터 형성 될 수 있는 물질 형태를 생산 하는 프로토콜을 제시 한다.

초록

많은 거미 들이 일곱 종류의 실크를 생산 합니다. 6 개의 실크는 거미에 의해 생성 된 형태로 섬유입니다. 이 섬유는 수용 성이 없습니다. 거미 실크의 놀라운 기계적 성질을 재현 하기 위해, 거미는 영토와 식인 것으로 서 이종의 호스트에서 생산 되어야 합니다. 거미 실크의 합성 유사 체는 또한 수 용액에 불용 성 경향이 있다. 따라서, 재조합 거미 실크 연구의 많은 비율은 물질의 대규모 생산에 해로운 유기 용 매에 의존. 우리 그룹의 방법은 이러한 재조합 거미 실크의 용 매를 물에 강제로. 놀랍게도 이러한 열과 압력 방법을 사용 하 여 이러한 단백질을 제조할 때 필름, 섬유, 스폰지, 하이드로 겔, lyogel 및 접착제를 포함 한 재조합 거미 실크 단백질 (rSSp)의 동일한 용액 으로부터 다양 한 물질 형태를 제조할 수 있습니다. 본 문서는 서 면 재료 및 방법 만으로는 보다 쉽게 이해 되는 방식으로 용 매 화 rSSp 및 재료 형태를 생산 하는 것을 보여줍니다.

서론

거미 실크는 강도, 탄력성 및 생체 적합성의 인상적인 조합에 대 한 재료 과학자의 관심을 얻고 있다. 섬유를 다시 만드는 것은 전통적으로 연구의 추력 이었다. 이러한 노력은 재조합 거미 실크 단백질 (rSSp) 물에 대 한 용해성 뿐만 아니라 전통적인 용 매 화 기술 (차오 트로픽 제 및 세제)의 무 능력으로 수성 용 매를 달성 함으로써 방해를 받았습니다. 또한 rssp의 용 매 화 버전을 위해 개발 된 기술은 모든 rssp 변형에서 작동 하지 않으며, 종종 단백질 손실^1,2를 초래 하는 상당한 조작 및 시간이 필요 합니다. 이는 주로 섬유를 형성 하는 용 매로 서 1, 1, 3, 3 hexafluoroisopropanol (HFIP)를 사용 하는 분야에서, 그리고 다른 한정 된 물질 형태를 초래 하였다. 모든 알려진 rSSp가 HFIP에 용 해 되어 각 연구 그룹 간의 데이터 균일성을 제공 한다는 이점이 있습니다. 단점은 HFIP가 건강 문제와 환경적 고려 사항으로 인해 규모가 비싸고 실용적이 지 않은 독성 용 매 라는 점입니다.

Rssp 용 매 화에 대 한 신규 한 접근법이 개발 되어, rSSp 용 매가 선택적으로 작동 하는 가혹한 유....

프로토콜

1. 동결 건조 된 단백질 주식에서 재조합 거미 실크 혼합물 준비

1. 원하는 재료 형성에 필요한 제제 및 체적을 결정 합니다. 일반적인 제제의 범위는 최대 15% (w/v)입니다. 이 선택 항목을 사용 하 여 적절 한 rSSp, 농도 및 비율을 계산 합니다.
   1. 다음의 각각의 제형을 사용 하 여이 프로토콜에 기재 된 각각의 물질을 제조 한다. 하이드로 겔/스폰지/l a 겔 6% 50:50 MaSp1: MaSp2; 필름 코팅 5% 80:20 MaSp1: MaSp2; 접착제 12% 50:50 MaSp1: MaSp2; 섬유, 12.5% 80:20 MaSp1: MaSp2.
      주: 대부분의 제형은 특정 형태 및 재료에 적합 하지만 종종 겹칠 수 있는 광범위 한 제형이 있습니다. 또한 최종 rSSp 재료는 형성 및 가공 중에 맞춤화 하 여 원하는 특성을 생성할 수 있습니다. 일반적으로, 각 단백질은 적절 한 또는 유용한 매개 변수를 조사 해야 합니다.
2. 고무 줄 지 어 스크류 캡을 사용 하 여 깨끗 하 고 새로운 8 mL 오토 클레이 브 붕 규 산 유리 배양 바이 알을 선택 하십시오.
3. 캡을 제거 하 고 빈 유리병을 분석 저울에 놓습니다. 빈 유리병의 질량을 계량 하 여 균형이 0 질량을 읽습니다.
4. 원....

결과

설명 된 rSSp 가용 화 방법 으로부터, 도 1에 보이는 바와 같이 다양 한 재료 형태가 달성 될 수 있다. 가용 화의 방법은 종래의 전자 렌지에 의해 생성 된 열 및 압력을 rSSp 및 물 현 탁 액에 적용 하는 것 이다. 중요 한 온도와 압력이 달성 되 면 단백질은 가용 화 될 것입니다. 이 가용 화 rSSp 솔루션에서 필요한 조건은 하이드로 겔, 라이 겔, 스폰지, 접착제, 코팅, 필름 및 섬유의 일곱 가지 재료 형태로 제공 됩니다. 하이드로 겔은 가용 화 rSSp가 냉각 되 고 자연적으로 자기 연관을 할 수 있도록 함으로써 제조 됩니다. 하이드로 겔을 동결 건조 하 여 lyogel을 제조 한다. 스폰지 재료는 물에 침 지 하면서 하이드로 겔을 동결 하 여 형성 된다. 필름은 가용 화 된 rSSp를 PDMS 표면 (및 다른 암 활성화 표면)에 캐스팅 하 고 건조 시켜 제조할 수 있습니다. PDMS를 사용 하면 .......

토론

재조합 거미 실크 단백질이 정제 된 후에는 물질 형성에 사용 될 수 있는 용액으로 제조 되어야 한다. 동결 건조 된 거미 실크 단백질을 물과 혼합 하 고이 혼합물을 마이크로파 조사에 노출 시 킴으로써, 열 및 압력을 발생 시키고, rSSp 용액을 제조할 수 있다. RSSp 가용 화의 간단 하 고 효율적인 방법으로 다양 한 재료 형태를 생산할 수 있습니다. 각 재료는 원하는 결과와 특성을 달성 하기 위해 고유 하 게 준비 및 처리 되어야 합니다. 초기 제형, 형성 조건 및/또는 처리 매개 변수에 대 한 경미한 변경으로 각 재료는이 방법을 사용 하 여 쉽게 조정할 수 있습니다. 여기에 제시 된 것 보다 더 많은 양식이 있으며 현장에서 다른 사람에의 한 추가 조사를 통해 이러한 재료는이 기술을 사용 하 여 새로운 재료 형태를 탐구 하기 위해 계속 진화 할 것입니다.

용액이 주로 물과 단백질로 구성 되는 경우 (첨가제는 겔 화를 지연 시키고 용액의 안정성을 향상 시키기 위해 이용 될 수.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
Luer-Lok Tip BD가 있는 3mL 주사기		309657	다른 크기의 주사기를 사용할 수 있지만 팁을 계속 사용하려면 luer-lok 팁
4mL 배양 바이알을 사용하는 것이 좋습니다. 고무 안감 캡이 있는 투명	Wheaton	225142	최소 도프 용량은 1mL, 최대 2mL
8mL 배양 바이알, 고무 안감 캡이 있는 투명	Wheaton	225144	최소 도프 용량은 2mL입니다. 최대는 4mL
99% 이소프로필 알코올, 시약 ACS/USP 등급	Pharmco-Aaper	231000099
Freezone 4.5 Plus	Labconco	7386030	동결 건조기
루어 어댑터 여성 루어 x 10-32 여성, Tefzel (ETFE)	IDEX	P-629
전자레인지	Magic Chef	HMD1110B	120V, 60Hz AC; 1000 와트; 1.1 cu. ft. 용량; 유리 턴 테이블 포함
일체형 핑거타이트 10-32 콘, 1/16" OD	IDEX	F-120X
PEEK 튜빙 1/16" OD x 0.010" ID	IDEX	1531B
분무기: 마스터 에어브러시	마스터 에어브러시	TC-60

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