Summary
En protokoll for microfluidic spinning og mikrostruktur karakteristikk av gjenfødte silke fibroin monofilament presenteres.
Abstract
Protokoll viser en metode for å etterligne spinning prosessen med silkworm. I native spinning prosessen kan kontraherende spinning røret silke proteiner være kompakt og sortert etter klipping og forlengelse styrker. Her designet en biomimetic mikrovæskekanalen for å etterligne bestemt geometri spinning ledningskanalen av silkworm. Spartments silke fibroin (RSF) spinning dopet med høy konsentrasjon, var ekstrudert gjennom microchannel til tørr-spinn fiber Omgivelses temperatur og trykk. I post behandlet prosessen, var som spunnet fibrene trukket og lagret i etanol vandig løsning. Synchrotron stråling vidvinkel X-ray Diffraksjon (SR-WAXD) teknologien ble brukt til å undersøke mikrostrukturen enkelt RSF fibre, som var festet til en prøve holder med RSF fiber aksen vinkelrett microbeam av X-ray. Crystallinity, crystallite størrelse og krystallinsk retningen på fiber ble beregnet fra WAXD data. De Diffraksjon buer nær ekvator av todimensjonal WAXD mønster angir at etter behandlet RSF fiber har høy orientering.
Introduction
Edderkopp og silkworm kan produsere enestående silke fiber fra vandig protein løsning på Omgivelses temperatur og trykk. Klipping og extensional kan indusere dannelsen av flytende krystall tekstur i silke kjertel1. I de senere årene har det vært en stor interesse for å etterligne spinning prosessen av edderkoppen for å produsere høy styrke kunstige fibre. Men store mengder edderkopp silke protein kan ikke produseres effektivt og økonomisk av jordbruk edderkopper på grunn av kannibalisme. Betydelige mengder silkworm silke kan hentes lett ved oppdrett. Ellers har silkworm og edderkopp en lignende spinning prosessen og aminosyre komposisjon. Derfor er silkworm silke fibroin valgt som innbytter å spinne kunstig dyr silke av mange forskere.
Edderkopp og silkworm Ekstruder protein løsning gjennom sine spinning rør i fiber i luften. Høyt stress styrker generert på spinning røret sannsynligvis strekke silke fibroin molekyler til en mer utvidet konformasjon2. Kunstig silke fiber har vært spunnet med konvensjonelle våt spinning og tørr-spinning prosesser3,4, som ikke tar hensyn til konto væske styrkene generert i spinning røret.
Først ble microfluidic tilnærminger brukt til å undersøke montering av silke protein5,6. Deretter ble microfluidic fabrikasjon av RSF studert via modellering de klippe og extensional styrker7,8. Youngs modul og diameter RSF Fibre kan stilles inn ved microfluidic våt spinning, men strekkfasthet trukket fiber var mindre enn 100 MPa7. Til slutt, høy styrke RSF fibrene var er forberedt med metoden microfluidic tørr-spinning, men diameteren på fiber er bare 2 µm8. Nylig ble microfluidic våt spinning brukt i produksjon av høy styrke rekombinant edderkopp silke fiber. Etter spinning tegning i luften forbedret overflate og intern feil av kunstige fiber9.
I denne studien er den forbedrede microfluidic spinning prosessen for RSF fiber innført. Formålet er å etterligne spinning prosessen med silkworm silke, inkludert spinning dop, klippe styrkene, og tørr-spinning prosessen. Denne spinning metoden ikke bare kan produsere høy styrke kunstig silke fiber, men kan også justere diameteren på fiber. Først ble RSF spinning dop skåret og langstrakte i en biomimic kanal med en andre ordre eksponensiell decay. For det andre, påvirker av relativ luftfuktighet (RH) på fiber morfologi og egenskaper ble studert i microfluidic tørr-spinning prosessen10. Sammenlignet med vanlige, spinnende spinneret, microfluidic systemet er svært biomimetic og kan brukes til å produsere høy styrke fiber fra løsninger ved omgivelsestemperatur av tørre eller våte spinning metoden.
I høy oppløsning, høy lysstyrke og høy energi av synchrotron stråling microfocus X-ray, kan den brukes å karakterisere mikrostruktur en enkelt fiber med en diameter på flere mikrometer4,11 , 12 , 13 , 14. her, SR-WAXD teknikk ble brukt til å beregne crystallinity, crystallite størrelsen og krystallinsk retningen av RSF fibre.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
forsiktig: ta kontakt med alle relevante sikkerhetsdatablader før bruk. Flere av kjemikaliene som brukes i forberedelsene molding er akutt giftig. Bruk personlig verneutstyr (vernebriller, hansker, laboratoriefrakk, full lengde bukser og lukket-toe sko).
1. Microfluidic Spinning av RSF vandig løsning
- Forberedelse av RSF vandig spinning dop 4 , 15 , 16
- Degumming av silkworm kokong
- Degum Bombyx mori cocoons to ganger i Na 2 CO 3 vandige løsninger (0,5 wt % i vann) ved 100 ° C i 30 min og deretter vaskes silke med deionisert vann for å fjerne den sericin.
- Oppløst av degummed silkworm
- tørr degummed cocoon silke i luften, deretter oppløse degummed cocoon silke i 9.0 M LiBr vandig løsning med forholdet 1:10 (w/v) på 40 ° C for 2T. For eksempel legge 10 mL LiBr per 1 gram silke ( figur 1a).
- Centrifuging og filtrere
- fortynne RSF løsningen 1,5 ganger ved deionisert vann. Sentrifuger og filteret fjerner urenheter. Sentrifuger RSF løsningen i 250 mL flasker på 4 ° C i 10 min på 1,234.8 x g. filtrere RSF løsningen bruke filtere for 20 µm og en vakuumpumpe. Dobbelt filter papir seng er å foretrekke vurderer eksperimentering effekten.
- Dialyzing
- Dialyze RSF løsningen i deionisert vann på 5 ° C for 3 dager med en cellulose semipermeable membran (MWCO: 14.000 ± 2000). Det totale volumet av RSF løsning er ca 1 L, i 4 dialyse poser. Sette disse dialyse poser i bøtte, som er fylt med 10 L omvendt osmose (RO) vaskebuffer vann.
Merk: pH verdien av deionisert vann bør være høyere enn 6, unngå gelation under konsentrasjon prosessen. PH deionisert vann ikke krever justering for denne protokollen.
- Dialyze RSF løsningen i deionisert vann på 5 ° C for 3 dager med en cellulose semipermeable membran (MWCO: 14.000 ± 2000). Det totale volumet av RSF løsning er ca 1 L, i 4 dialyse poser. Sette disse dialyse poser i bøtte, som er fylt med 10 L omvendt osmose (RO) vaskebuffer vann.
- Concentrating
- kondensere RSF vandig løsningen 20 wt % av tvunget luftmengde på 5 ° C. Legg 3 M CaCl 2 vandig løsning i RSF løsningen 1.0 mmol/g Ca 2 + siste konsentrasjon, så ved tvungen luft flyt 38-47 wt %.
- Veier en dråpe RSF løsning på et glass lysbilde og tørk den 2 h i en ovn ved 105 ° C.
Merk: Vekt prosent av de gjenværende solid sammenlignet med vekten av drop før tørking er den totale konsentrasjonen av protein og CaCl 2. RSF konsentrasjonen hentes etter fratrekk av massen CaCl 2. Minst fire gjentatte målinger ble utført. Våre tidligere studier viste at konsentrasjonen av Ca 2 + sterkt påvirket reologiske egenskaper og spinnability RSF vandige løsninger. I mellomtiden, tillegg av Ca 2 + bedt om begrenset dannelsen av β-ark og aggregering av RSF 17. I en innfødt spinning dop som CaCl 2 å spille en viktig rolle under lagring av spinning dop for å unngå gelation før spinning. 18
- Degumming av silkworm kokong
- utarbeidelse av microfluidic chip 8 , 19
- forbereder photomask
- Design mikro-kanalen i en CAD-programmet. Skrive ut CAD-filen for å produsere en høyoppløselig åpenhet 19.
- Forbereder mold
- rengjøring av objektglass
- på en kjemisk hette, koke av objektglass blandet løsning av konsentrert svovelsyre og 30 vol % hydrogenperoksid løsning (10:1) 20 min på en stekeplate.
Advarsel: svovelsyre og hydrogenperoksid gasser er svært giftig.
- på en kjemisk hette, koke av objektglass blandet løsning av konsentrert svovelsyre og 30 vol % hydrogenperoksid løsning (10:1) 20 min på en stekeplate.
- Vask av objektglass
- vask av objektglass bruker deionisert vann, og blåse tørt med høy renhetsgrad nitrogen.
- Belegg filmen
- Coat SU-8 photoresist på objektglass av en spesialbygd belegg enhet med en avstand på 100 µm mellom nederste overflate belegg baren og den øvre overflaten av glass.
- Spin belegg
- spre photoresist i glass lysbildet til en ensartet film med en spinn coater 40.3 x g for 30 s. Tykkelsen av uniform filmen er om lag 85 µm.
- Størkning
- stivne photoresist i en ovn med en temperatur kontrollerende program. Heve temperaturen fra rom temperatur til 65 ° C på 2 ° C/min og holde på 65 ° C for 2 min. Fortsett å varme opp fra 65 ° C til 95° C og hold på 95 ° C i 15 min. slå av ovnen og avkjøle naturlig rommet temperaturen i ovnen.
- Ultrafiolett lys eksponering
- Utsett siden glass lysbilde med photoresist ultrafiolett lys for 12 s med åpenhet som en photomask av klima og jordsmonn 19.
Merk: Wavenumber av ultrafiolett lys er 365 nm og eksponering energi er 273.6 mJ/cm 2.
FORSIKTIG: Ta riktig sikkerhetsnett mens du arbeider med UV-lys og ovn.
- Utsett siden glass lysbilde med photoresist ultrafiolett lys for 12 s med åpenhet som en photomask av klima og jordsmonn 19.
- Stivne photoresist som beskrevet i trinn 1.2.2.5.
- u
- ren photoresist ultrasonically i utvikler løsning for 30 s. vask av objektglass isopropanol og utvikler, alternerende mellom to, inntil det er ingen nedbør på av objektglass.
- Stivne photoresist i en ovn med en temperatur kontrollerende program. Heve temperaturen fra rom temperatur til 170 ° C på 2 ° C/min og hold på 170 ° C i 30 min. slå av ovnen og avkjøle naturlig til romtemperatur i ovnen.
- rengjøring av objektglass
- Myke litografi
- hell 8,8 g flytende polydimethylsiloxane (PDMS) før polymer over mold og kur for 30 min på 65 ° C, og 15 minutter til 80 ° C. flytende PDMS pre polymer består av PDMS og herding agent (vanligvis ved 10:1 (w/w)).
- Beskyttelsesnett
- slå et hull gjennom PDMS replikaen begynnelsen av kanalen Drill. Diameteren til boret er 1,2 mm.
- Tetting
- forsegle PDMS replikaen med kanalen til et flatt PDMS lag uten mønster av en oksygen plasma behandling på overflater av to PDMS lag.
Merk: Forberedelsesprosessen til chip tar omtrent 72 h.
- forsegle PDMS replikaen med kanalen til et flatt PDMS lag uten mønster av en oksygen plasma behandling på overflater av to PDMS lag.
- forbereder photomask
- Fabrikasjon av RSF fiber
- injeksjon av spinning dop
- injisere RSF spinning dop i microchannel 2 µL/minutter av en sprøytepumpe.
- Miljø regulering
- justere relativ fuktighet til 40 ± 5% RH eller 50 ± 5% RH bruker en luftfukter. På 40 ± 5 RH %, som spunnet fiber befestet raskere enn 50 ± 5% RH.
- Produksjon av RSF fiber
- Touch RSF slipp av en pinpoint ved utløpet av mikrovæskekanalen trekke RSF fiber i luften og deretter sveiv på Rull gjennom en 10 cm luftspalte med en hastighet på 3 cm/s ( figur 1b ).
- Lagre RSF fibrene i et forseglet desiccator for 24 h.
- Fiber etter behandling
- tegn som spunnet fibrene 4 ganger på 0,9 mm s -1 i 80 vol % ethanol løsningen av en spesialbygd maskin, og deretter trukket fiber fast og fordype fibrene i løsningen 1t. På grunn av denne behandlingen, lengden på fiber ble endret fra opprinnelig 15 mm til 60 mm.
- Forbereder prøven karakterisering
- fikse etter behandlet fibrene på en papir-ramme med 10mm måle lengde. Minst 20 fibrene er behov for mål, inkludert i strekk test, SEM, FTIR og WAXS. Diameter på etter tegnet fibrer varierer fra 5 til 10 µm. figur 1 viser skjematisk fiber produksjon og WAXD karakterisering. Mekaniske egenskaper for RSF fibrene ble undersøkt av et materiale testing system på (25 ± 2) ° C og (45 ± 5) % relativ fuktighet. Utvidelsen rate og måle lengden var 2 mm/min og 1 cm, henholdsvis.
- injeksjon av spinning dop
2. Synchrotron stråling karakterisering av krystallinsk struktur av RSF Fiber
- Synchrotron stråling karakterisering 4 , 13 , 17
- justering av beamline
- justere Bølgelengden av røntgenbilder og størrelsen til 0.07746 nm og 3 x 2 µm 2, hhv.
Merk: Protokollen utføres ved hjelp av BL15U1-beamline på Shanghai Synchrotron stråling anlegget.
- justere Bølgelengden av røntgenbilder og størrelsen til 0.07746 nm og 3 x 2 µm 2, hhv.
- Plasseringen av X-ray stedet
- finne plasseringen av X-ray stedet.
Merk: Plasseringen av X-ray stedet justeres ved laboratorium tekniker på Synchrotron stråling anlegget.
- finne plasseringen av X-ray stedet.
- Testing av standard eksempel: Cerium karbondioksid (CeO 2)
- Test et standard utvalg CeO 2 pulver. CeO 2 pulveret var preget for å beregne sirkelens midtpunkt og avstanden fra utvalget til detektoren.
- Prøve forberedelse
- fikse RSF filamenter parallelt med hverandre på papir rammen med 10 mm måle lengde. Lime papir rammen på testing scenen.
Merk: Hold fiber horisontalt.
- fikse RSF filamenter parallelt med hverandre på papir rammen med 10 mm måle lengde. Lime papir rammen på testing scenen.
- SR-WAXD tester
- åpner lukkeren
- Lukk døren til beamline stasjonen etter at det er ingen personer i rommet. Åpne skodde røntgenbilde stråle kilde.
- Fokus
- flytte fiber litt før i fokus. Justere plasseringen av fiber langs x-, y, z-retningen eksternt via en programvare ( figur 1 c).
- Prøve eksponering
- flytte fiber opp og ned eksternt via en programvare, før det er på X-ray stedet. Trykk start-knappen i programvaren for å utsette fiber til X-ray beamline for 20 s ( figur 1 c).
- Bakgrunn Diffraksjon
- Test Diffraksjon av bakgrunnen air med eksponeringstiden for 20 s. Flytt fiber fra X-ray stedet eksternt via en programvare. Trykk på " start " knappen i programvaren for å utsette X-ray beamline å " luft medium " for 20 s.
- åpner lukkeren
- justering av beamline
- SR-WAXD databehandling 13
- programvare kalibrering
- Behandle WAXD dataene med FIT2D (V12.077). Kalibrere sirkelens midtpunkt og avstanden fra prøve-til-detektor med Diffraksjon dataene av CeO 2 pulver.
- 2D-Diffraksjon mønster
- trekker luft bakgrunnen fra fiber Diffraksjon mønsteret med FIT2D (V12.077).
- Crystallinity og crystallite
- integrere Diffraksjon intensiteten som en funksjon av spredning vinkel 2θ. Utføre deconvolution intensitet integrasjon med automatisert peak separasjon programvare (versjon 4,12) 12. Graden av crystallinity, x c, ble beregnet fra forholdet:
, hvor jeg c er summen av integrert intensiteten av krystallinsk toppene og jeg en er integrert intensiteten i amorfe halo 4 , 11. Integrering av WAXD mønstre viste peak bredden på [200], [020], [002] refleksjoner. FWHM disse toppene ble brukt til å angi crystallite langs den a, b og c aksene ved hjelp av Scherrer ' s formel 4.
- integrere Diffraksjon intensiteten som en funksjon av spredning vinkel 2θ. Utføre deconvolution intensitet integrasjon med automatisert peak separasjon programvare (versjon 4,12) 12. Graden av crystallinity, x c, ble beregnet fra forholdet:
- Fastsettelse av crystallite retningene
- beregne retningene av crystallite og amorfe asimut integrasjoner av (020) og (210) topper 11. Krystallinsk retningen kan beregnes kvantitativt Ifølge Herman ' s retning. Her, både (020) og (210) toppene ble utstyrt med to Gaussian funksjoner. Den smalere er krystallinsk papirretningen og den andre bredere er for orientert amorfe materiale 13. Her crystallite retningene RSF fibre ble sammenlignet med full bredde på halv maksimum (FWHM) av asimut integrasjoner (002) toppene.
- programvare kalibrering
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Høy styrke RSF fibre ble produsert ved hjelp av microfluidic spinning metoden. Stress-belastning kurvene og SEM bilder av strukket RSF fibrene C44R40 er vist i figur 2. Minst 10 fibre ble målt i strekk test. Stress-belastning kurver ble valgt etter gjennomsnittsverdien av bryte stress og belastning av fiber. WAXD data fibrene er vist i Figur 3. Den crystallinity og krystallinsk papirretningen ble beregnet ifølge WAXD data. For eksempel betegnelse bruker vi C og R for å presentere konsentrasjonen av RSF spinning dop og relativ luftfuktighet, henholdsvis. For eksempel fibrene skilt fra 44 wt % RSF spinning dop på 40 ± 5% RH ble utpekt som C44R40, som var etter trukket i uavgjort forholdet 4. Andre fiber fikk nye navn som C44R50, C47R40 og C47R50, ifølge samme beskrivelsen.
Figur 1: Skjematisk av fiber produksjon og struktur karakterisering. (en) forberedelse av RSF løsning, (b) microfluidic spinning prosessen med RSF fibre, (c) synchrotron stråling eksperimentelle oppsett RSF enkelt fiber. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2: Stress-belastning kurver av post behandlet RSF fibre. Sett inn viser SEM bilde av C44R40. Skala bar = 10 µm. Dette tallet er endret fra10. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3: SR-WAXD data etter behandlet RSF fibre. (A) to-dimensjonale WAXD mønstre av post behandlet RSF enkelt fiber: (en) C44R40, (b) C44R50, (c) C47R40, (d) C47R50, og (B) degummed B. mori silke; (C) en data-dimensjonale WAXD av post behandlet RSF fiber og degummed B. mori silke, som ble fremført på topp deconvolution i (D). Dette tallet er endret fra referanse10. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Under dialyse RSF løsningen er pH-verdi avgjørende for følgende konsentrasjon prosess. PH verdien av deionisert vann er mindre enn 6, RSF løsningen vil være enklere å gel under konsentrasjon prosessen. For å unngå gelation, legges CaCl2 RSF løsningen. Konsentrasjonen av CaCl2 er 1 mmol per vekt av RSF.
Våre tidligere arbeid vist at microfluidic tørr-spinning av RSF vannoppløsning8. Geometrien i mikrovæskekanalen var en forenklet ett-trinns eksponentiell funksjon. Edderkopp og silkworm var spinning dopes trekke ned gjennom en to-trinns eksponentiell regresjon spinning duct før fiber formasjon1,20. Her ble geometrien i mikrovæskekanalen designet av etterligne andre ordre eksponensiell decay funksjonen av silkworm spinning duct1. Bredden på microfluidic kanalen reduseres fra en innledende bredden på 2,065 µm til terminal bredden på 265 µm og lengden på forlengelse kanalen er 21,5 mm. I forrige artikkel var diameteren på trukket RSF fiber 2 µm. Dermed hadde masse RSF tråder som skal brukes for mekanisk testen og struktur karakterisering8.
Eksperimentet viser at RSF konsentrasjon og relativ luftfuktighet påvirker diameter og mikrostruktur RSF fibrene i tørr spinning prosessen. RSF fiber spunnet på 40% RH viser en større diameter og mer krystallinske strukturer enn fiber spunnet på 50% RH. Fiber spunnet på 50% RH har imidlertid en høyere krystallinsk retning enn spunnet på 40% relativ fuktighet. Resultatene kan skyldes fordampning utbredelsen av vann i ulike humidities. En høyere Fordampningshastighet vann på 40% RH forbedrer intramolekylære interaksjoner og muliggjør rask fase overgangen av silke fibroin fra sol-gel til solid silke fiber. En lavere Fordampningshastighet vann på 50% RH fører til et høyere innhold av rester vann i befestet fiber. Som liten molekylær smøremiddel, vannet forenkler silke fibroin retning og gjør den delvis befestet fiberen strekkes til finere fiber. Denne prosessen hjelper oss å forstå hvordan vann påvirker dannelsen av silke fiber under innfødt spinning prosessen.
Den mekaniske egenskaper etter behandlet RSF fiber er bedre enn degummed silke4. Etter etter behandling økte drastisk crystallinities av fibrene. FWHM av post behandlet RSF fiber er mindre enn som spunnet fiber. Angir at etter behandling forbedrer retningen på crystallites langs fiber aksen. Men begrenser kompleksiteten i post behandlingen prosessen masseproduksjon av RSF fiber med høy styrke.
Sammenlignet med en konvensjonell spinneret, er mikrovæskekanalen godt egnet til å etterligne geometrien i en naturlig silke kjertel. I mellomtiden, microfluidic spinning ble brukt til å produsere rekombinant spider silke med fremragende mekaniske egenskaper9. Klipping og elongational ble integrert i microfluidic spinning chip å indusere montering og orientering av protein molekyler og fibrils. Derfor er microfluidic spinning lovende i produksjon av høy ytelse dyr silke, samt andre syntetiske fiber fra løsning. Microfluidic spinning metoden kan bare produsere ett filamenter, og det kan ikke råd til høy produksjon av kunstige fibre.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne ikke avsløre.
Acknowledgments
Dette arbeidet er sponset av den National Natural Science Foundation i Kina (21674018), National nøkkelen forskning og utvikling Program i Kina (2016YFA0201702 /2016YFA0201700) og "Shuguang Program" støttes av Shanghai utdanning Development Foundation og Shanghai kommunale utdanning provisjon (15SG30), DHU utmerket unge Professor Program (A201302), grunnleggende forskning midlene sentral universiteter og 111 prosjektet (No.111-2-04).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| B. mori Cocoons | Farmer in Tongxiang, Zhejiang Province, China | ||
| Sodium carbonate, anhydrous, 99.8% | Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., China | Analytically Pure | |
| Lithium bromide, 99.1% | Shanghai China Lithium Industrial Co., Ltd., China | Analytically Pure | |
| Calcium chloride, anhydrous, 96.0% | Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., China | Analytically Pure | |
| Ethanol, anhydrous, 99.7% | Sinopharm Group Chemical Reagent Co.,Ltd., China | 10009218 | Analytically Pure |
| SU-8 photoresist | MicroChem Corp., USA | ||
| Developing solution | MicroChem Corp., USA | ||
| Sylgard 184 | Dow Corning, USA | ||
| Isopropanol | Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., China | Analytically Pure | |
| Concentrated sulfuric acid | Pinghu Chemical Reagent Factory, China | Analytically Pure | |
| 30 vol% hydrogen peroxide | Shanghai Jinlu Chemical reagent Co., Ltd., China | Analytically Pure | |
| Acetone | Shanghai Zhengxing Chemical Reagent Factory, China | Analytically Pure | |
| Oxygen plasma treatment | DT-01, Suzhou Omega Machinery Electronic Technology Co., Ltd., China | ||
| Syringe pump | KD Scientific, USA | KDS 200P | |
| Humidifier | SEN electric | ||
| Driller | Hangzhou Bo Yang Machinery Co., Ltd., China | bench drilling machine Z406c | |
| Material testing system | Instron, USA | Model: 5565 | |
| PeakFit | Systat Software, Inc., USA | Version 4.12 |
References
- 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. 410 (6828), 541-548 (2001).
- Zhou, G. Q., Shao, Z. Z., Knight, D. P., Yan, J. P., Chen, X. Silk Fibers Extruded Artificially from Aqueous Solutions of Regenerated Bombyx mori Silk Fibroin are Tougher than their Natural Counterparts. Adv Mater. 21 (3), 366-370 (2009).
- Sun, M. J., Zhang, Y. P., Zhao, Y. M., Shao, H. L., Hu, X. C. The structure-property relationships of artificial silk fabricated by dry-spinning process. J Mater Chem. 22 (35), 18372-18379 (2012).
- Martel, A., et al. Silk Fiber Assembly Studied by Synchrotron Radiation SAXS/WAXS and Raman Spectroscopy. J Am Chem Soc. 130 (50), 17070-17074 (2008).
- Rammensee, S., Slotta, U., Scheibel, T., Bausch, A. R. Assembly mechanism of recombinant spider silk proteins. P Natl Acad Sci USA. 105 (18), 6590-6595 (2008).
- Kinahan, M. E., et al. Tunable silk: using microfluidics to fabricate silk fibers with controllable properties. Biomacromolecules. 12 (5), 1504-1511 (2011).
- Luo, J., et al. Tough silk fibers prepared in air using a biomimetic microfluidic chip. Int J Biol Macromol. 66, 319-324 (2014).
- Peng, Q. F., et al. Recombinant spider silk from aqueous solutions via a bio-inspired microfluidic chip. Sci Rep. 6, (2016).
- Peng, Q. F., Shao, H. L., Hu, X. C., Zhang, Y. P. Role of humidity on the structures and properties of regenerated silk fibers. Prog Nat Sci-Matter. 25 (5), 430-436 (2015).
- Sampath, S., et al. X-ray diffraction study of nanocrystalline and amorphous structure within major and minor ampullate dragline spider silks. Soft Matter. 8 (25), 6713-6722 (2012).
- Martel, A., Burghammer, M., Davies, R. J., Riekel, C. Thermal Behavior of Bombyx mori silk: Evolution of crystalline parameters, molecular structure, and mechanical properties. Biomacromolecules. 8 (11), 3548-3556 (2007).
- Pan, H., et al. Nanoconfined crystallites toughen artificial silk. J Matter Chem B. 2 (10), 1408-1414 (2014).
- Zhang, C., et al. Microstructural evolution of regenerated silk fibroin/graphene oxide hybrid fibers under tensile deformation. Rsc Adv. 7 (6), 3108-3116 (2017).
- Wei, W., et al. Bio-inspired capillary dry spinning of regenerated silk fibroin aqueous solution. Mat Sci Eng C-Mater. 31 (7), 1602-1608 (2011).
- Jin, Y., Zhang, Y. P., Hang, Y. C., Shao, H. L., Hu, X. C. A simple process for dry spinning of regenerated silk fibroin aqueous solution. J Mater Res. 28 (20), 2897-2902 (2013).
- Jin, Y., Hang, Y. C., Zhang, Y. P., Shao, H. L., Hu, X. C. Role of Ca2+ on structures and properties of regenerated silk fibroin aqueous solutions and fibres. Mater Res Innov. 18, 113-116 (2014).
- Koh, L. D., et al. Structures, mechanical properties and applications of silk fibroin materials. Prog Polym Sci. 46, 86-110 (2015).
- McDonald, J. C., Whitesides, G. M. Poly(dimethylsiloxane) as a material for fabricating microfluidic devices. Accounts Chem Res. 35 (7), 491-499 (2002).
- Knight, D. P., Vollrath, F. Liquid crystals and flow elongation in a spider's silk production line. P Roy Soc B-Biol Sci. 266 (1418), 519-523 (1999).
