蜘蛛絲生產(chǎn)機器面世

在自然界中，蛛絲是一種可以打造超強織物的神奇材料。。蜘蛛的秘技是通過(guò)一根狹長(cháng)的管道來(lái)分泌一種蛋白質(zhì)溶液，當其通過(guò)該管道時(shí)，壓力會(huì )使它連結在一起，從而造出蛛絲纖維。幾千年來(lái)通過(guò)養蠶來(lái)提取絲綢纖維的方式，有人想去建一座“蛛絲養殖場(chǎng)”呢？但是蜘蛛太難“合作”了，故蜘蛛絲很難量產(chǎn)。為了搞定這個(gè)問(wèn)題，其它實(shí)驗室有嘗試過(guò)紡織出人造蛛絲，甚至考慮過(guò)將蜘蛛 DNA 轉入蠶體。
好消息是，科學(xué)家們已經(jīng)打造出了一款新機器，讓我們距離未來(lái)紡織材料又近了一步。根據Nature Chemical Biology《自然化學(xué)生物》期刊上的研究報告，研究人員設計出了一款可結合兩種天然蛛絲蛋白的機器。
借助這款機器，研究人員們制作出了迄今為止最強的人造蛛絲。其性狀與真實(shí)的蛛絲幾乎無(wú)異，可生物降解、且制造成本相當低。然而今日取得的進(jìn)步并不意味著(zhù)可以很快投入大規模生產(chǎn)，因為當前只造出了一臺機器，且科學(xué)家們僅紡出了大約 1 千米的材料。

外媒稱(chēng)，一個(gè)國際科學(xué)家小組研究出生產(chǎn)新型人造蜘蛛絲的方法，這種仿生產(chǎn)品比天然蜘蛛絲更結實(shí)也更廉價(jià)，可以應用于醫學(xué)和紡織業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。

　　據埃菲社馬德里1月9日報道，1月9日刊登在英國《自然·化學(xué)生物學(xué)》月刊上的這項研究，由瑞典農業(yè)科學(xué)大學(xué)的揚·約翰松和安娜·里辛帶頭進(jìn)行，西班牙馬德里工業(yè)大學(xué)和中國及英國的科學(xué)家共同參與。

　　馬德里工業(yè)大學(xué)的研究員古斯塔沃·普拉薩說(shuō)：“蜘蛛絲是一種生物可降解材料，它在變形到斷裂過(guò)程中具有非凡的吸收能量的能力，同時(shí)也是一種具備良好生物相容性的材料。因此，蜘蛛絲具有多種用途?！?/div>

　　但天然蜘蛛絲是一種極其昂貴的材料，因此商業(yè)利用價(jià)值不高。

　　普拉薩說(shuō)：“2009年至2012年，經(jīng)過(guò)多年努力，通過(guò)從天然蜘蛛絲中提取物質(zhì)，科學(xué)家終于在馬達加斯加成功編織出兩件以蜘蛛絲為材料的衣物。目前，這兩件衣物在倫敦和紐約的博物館中展出?！?/div>

　　為了能獲得與天然蜘蛛絲成分類(lèi)似的人造蜘蛛絲，科學(xué)家們已付出了巨大努力。過(guò)去10年來(lái)，科學(xué)家研發(fā)出與蜘蛛絲特性類(lèi)似的重組蛋白。但是，用這種重組蛋白紡織纖維通常需使用在某些情況下會(huì )帶有毒性的溶解劑或凝結劑，這對人造蜘蛛絲的生物醫學(xué)應用構成了障礙。

　　普拉薩還指出，迄今為止已獲得的人造蜘蛛絲都呈現出不如天然蜘蛛絲的一面，這也阻礙了商業(yè)利用。

　　蜘蛛絲的主要成分是大量蛋白質(zhì)。蜘蛛腹部的多種腺體負責分泌絲蛋白，這些蛋白中含有高度濃縮的溶液。溶液通過(guò)一個(gè)狹窄的通道，在這個(gè)通道中酸性被改變，從而提高了濃度，蜘蛛絲也變成了一種不溶性纖維。

　　受到蜘蛛分泌蜘蛛絲的方式的啟發(fā)，揚·約翰松、安娜·里辛及其同行共同研發(fā)出一種混合蛋白，其中包含存在于兩種不同種類(lèi)蜘蛛體內的蜘蛛絲的氨基酸序列。這種方法達到了控制蛋白凝聚的目的，從而模仿出蜘蛛吐絲的自然過(guò)程。

　　此外，科學(xué)家們還研究出一種能夠控制蛋白溶液酸度的吐絲方法，從而制造出結實(shí)程度接近天然蜘蛛絲且可以變形的人造蜘蛛絲。研究人員強調，這種方法只使用了改變了PH值的水溶劑，因此這種人造材料不會(huì )產(chǎn)生生物相容性問(wèn)題。

　　采用這種方法獲得的可降解的人造蜘蛛絲更加經(jīng)濟廉價(jià)，也更容易獲得，可以用來(lái)大批量地生產(chǎn)輕型材料，應用于先進(jìn)的生物材料和醫療設備等。

　　(參考消息網(wǎng))