蜘蛛絲的人工生產(chǎn)技術(shù)

蜘蛛絲是一種可生物降解的材料，而且蜘蛛制絲是在常溫、常壓，以水為溶劑的溫和條件下進(jìn)行的，故對環(huán)境無(wú)污染。因此，該領(lǐng)域近幾年成為生物學(xué)家及材料學(xué)家的研究熱點(diǎn)，但由于蜘蛛絲的來(lái)源極為有限，且蜘蛛是肉食動(dòng)物，不喜群居，相互之間殘殺，規?；a(chǎn)困難極大（中國目前已有適量飼養），所以世界各國科學(xué)家對蜘蛛絲的化學(xué)組成、結構以及蜘蛛絲的基因組成進(jìn)行了深入地研究，以期研制出人工制造的蜘蛛絲。
% Z+ W8 I) p- |目前對蜘蛛絲的研究主要集中在以下兩個(gè)方面。
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２．采用合適的仿生紡絲技術(shù)　
! n% u$ O0 b$ b7 Z' G這也是把蜘蛛絲蛋白最終轉變成高性能纖維的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。１９９８年美國杜邦公司曾用六氟異丙醇溶解蜘蛛絲蛋白進(jìn)行人工紡絲研究，但由于紡絲方法與蜘蛛吐絲過(guò)程并不一樣，且所用溶劑有很強的極性作用，因此結果并不理想。２００２年，美國陸軍生物化學(xué)部首次用水作溶劑對蜘蛛絲蛋白進(jìn)行了紡絲探索，但由于得到的絲極少，強度也較低，還需對紡絲過(guò)程進(jìn)行進(jìn)一步的研究和優(yōu)化。
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( o; K9 v/ m( \; t, v- S１．利用轉基因技術(shù)　
' V* E. _! u' G7 M7 S5 {' D將蜘蛛牽引絲的相關(guān)基因轉移到細菌、植物體、哺乳動(dòng)物的乳腺上皮或腎細胞中進(jìn)行表達，生成蜘蛛牽引絲蛋白質(zhì)，并提純出此蛋白質(zhì)。該領(lǐng)域包括以下幾個(gè)探索方向。
. w$ W+ s3 c& `* }- t（１）蠶吐蜘蛛絲：有研究者提出將蜘蛛牽引絲的基因移植到蠶體內“吐”蜘蛛絲，此方法目前尚未實(shí)現。
8 x9 `. V5 M- _1 Y  s- `（２）動(dòng)、植物合成蜘蛛絲：將蜘蛛絲蛋白基因轉移到山羊、奶牛、小白鼠等動(dòng)物體或煙草等植物體內，然后將蛋白質(zhì)單體從中分離出來(lái)，并經(jīng)紡絲得到蜘蛛絲纖維，但目前此方法的效率極低。
  o8 n: B; I5 `$ B8 ^* ~5 `（３）微生物合成蜘蛛絲：將蜘蛛牽引絲蛋白基因轉入細菌中，通過(guò)細菌發(fā)酵的方法得到蜘蛛牽引絲蛋白，再進(jìn)一步紡絲得到蜘蛛絲纖維。１９９７年中國福建師范大學(xué)曾在大腸桿菌和酵母中分別表達了蜘蛛絲蛋白基因。此方法目前尚在研究。
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