미세 드라이 회전 및 재생성된 실크 Fibroin 섬유의 특성
Summary
미세 회전 및 재생성된 실크 fibroin monofilament의 미세 특성화에 대 한 프로토콜 제공 됩니다.
Abstract
프로토콜 누의 회전 과정을 흉내 낸에 대 한 메서드를 보여 줍니다. 기본 회전 과정에서 계약 회전 덕트 실크 단백질을 콤팩트 하 고 전단 및 신장 힘에 의해 정렬 될 수 있습니다. 여기, biomimetic 미세 채널 누의 회전 덕트의 특정 기하학을 모방 하도록 설계 되었습니다. 재생성 된 실크 fibroin (RSF) 회전 높은 농도, 첨가 온도 압력에서 드라이 스핀 섬유 아닌 통해 돌출 했다. 사후 처리 과정에서로 냈 지 섬유 했다 그려지고 에탄올 용액에 저장 됩니다. 싱크 로트 론 방사선 광각 x 선 회절 (SR-WAXD) 기술은 RSF 섬유 축 x-레이의 microbeam에 샘플 홀더를 고정 하는 단일 RSF 섬유의 미세를 조사 하기 위해 사용 되었다. 화도, crystallite 크기 및 결정 방향 섬유의 WAXD 데이터에서 계산 했다. 2 차원 WAXD 패턴의 적도 근처 회절 호 사후 처리 RSF 섬유 높은 방향 정도 나타냅니다.
Introduction
거미 및 누 주위 온도 압력에서 수성 단백질 해결책에서 뛰어난 실크 섬유를 생산할 수 있다. 전단 및 extensional 흐름 실크 동맥1액정 텍스처의 형성을 유도할 수 있다. 최근 몇 년 동안, 고 강도 인공 섬유를 생산 하기 위해서는 거미의 회전 과정을 흉내 낸에 큰 관심이 되었습니다. 그러나, 거미 실크 단백질의 대량 수 없습니다 효율적이 고 경제적으로 의해 생산 농업 식인 풍습으로 인해 거미. 상당한 양의 누 실크는 농업에 의해 쉽게 얻어질 수 있다. 그렇지 않으면, 누와 거미 유사한 회전 과정과 아미노산 성분이 있다. 따라서 누 실크 fibroin 선택 대신 인공 동물 실크 스핀 많은 연구자에 의해.
거미 및 누에에서 섬유에 그들의 회전 덕트를 통해 단백질 해결책을 압출 성형. 가장 가능성이 회전 덕트를 따라 생성 높은 스트레스 힘 더 확장 구조2실크 fibroin 분자 스트레칭. 인공 실크 섬유 기존의 젖은 회전 및 회전 건조 프로세스3,4, 고려 하지 않는 사용 하 여 회전 된 유체 힘 회전 덕트에서 생성 된 계정.
첫째, 미세 접근 실크 단백질5,6의 어셈블리를 조사 하기 위해 사용 되었다. 다음, RSF의 미세 제조 전단 및 extensional 세력7,8모델링을 통해 연구 했다. 영의 계수 및 RSF 섬유의 직경이 미세 젖은 회전에 의해 조정 될 수 있다 하지만 그려진된 섬유의 인장 강도 100 MPa7. 마지막으로, 고 강도 RSF 섬유 미세 드라이 회전 메서드를 사용 하 여 성공적으로 준비 하지만 섬유의 직경은 2 µ m8만. 최근, 미세 젖은 회전 강도 재조합 거미 실크 섬유의 생산에서 성공적으로 사용 되었다. 공기에서 후 회전 그리기9인공 섬유 표면 및 내부 결함 개선.
이 연구에서는 향상 된 미세 회전 RSF 섬유에 대 한 과정 소개 된다. 그것은 회전 마약, 전단 세력, 그리고 드라이 회전 과정을 포함 하 여 누 실크 회전 과정을 모방 하는 것을 목표로. 이 회전 방법은 고 강도 인공 실크 섬유를 생산할 수 있다 뿐만 아니라 또한 섬유의 직경을 조정할 수 있습니다. 첫째, RSF 마약 회전 전단 이었고 두 번째 순서 지 수 감퇴와 biomimic 채널에 길쭉한. 둘째, 섬유 형태와 속성에 상대 습도 (RH)의 영향 미세 드라이 회전 과정10에서 공부 했다. 기존의 회전 spinneret에 비해, 우리의 미세 시스템 높은 생체 모방 이며 건조 하 여 주위 온도에 솔루션에서 고 강도 섬유를 생산 또는 회전 방법 젖은 사용할 수 있습니다.
때문에 고해상도, 고휘도, 고 에너지 싱크 로트 론 방사선 미소 초점 x 선의를 사용할 수 있습니다 몇 마이크로미터4,11 의 직경을 가진 단 하나 섬유의 미세 하 , 12 , 13 , 14. 여기, SR WAXD 기술은 화도, crystallite 크기 및 RSF 섬유의 결정 방향 계산에 사용 되었다.
Protocol
Representative Results
Discussion
RSF 솔루션의 투 석 동안 pH 값이 다음 농도 과정에 대 한 중요 합니다. 이온된 수의 pH 값이 6 보다 작은, RSF 솔루션 집중 과정에서 젤 쉬울 것 이다. 겔 화를 피하기 위해, CaCl2 RSF 솔루션에 추가 됩니다. CaCl2 의 농도 1 mmol RSF의 무게 당.
우리의 이전 작품의 미세 드라이-8RSF 수성 해결책 가능성을 보여주었다. 미세 채널의 형상을 단순화 된 단일 ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 주최 국립 자연 과학 재단의 중국 (21674018), 국가 핵심 연구 및 중국의 개발 프로그램 (2016YFA0201702 /2016YFA0201700), 그리고 “Shuguang 프로그램” 상하이 교육 개발 지원 재단과 상하이 시 교육 위원회 (15SG30), 상해시 영 교수 프로그램 (A201302), 중앙 대학 및 111 프로젝트 (No.111-2-04)에 대 한 근본적인 연구 자금을 구별.
Materials
| 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
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