JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

ويرد على بروتوكول للغزل موائع جزيئية وتوصيف المجهرية من شعيرات fibroin الحريرية المجددة.

Abstract

البروتوكول يوضح طريقة لمحاكاة عملية الغزل من دودة القز. في عملية الغزل الأصلية، تمكن القناة الغزل المتعاقدة بروتينات الحرير المدمجة وأمرت قوات القص واستطالة. هنا، تم تصميم قناة موائع جزيئية المحاكاة البيولوجية لتقليد الهندسة المحددة من لاصق الغزل من دودة القز. كان مقذوف الغزل fibroin الحريرية المجددة (مراسلون بلا حدود) يخدر بتركيز عال، من خلال microchannel لألياف الجاف-تدور في درجة حرارة الغرفة والضغط. في عملية ما بعد المعالجة، واستخلاص الألياف نسج والمخزنة في المحلول الإيثانول. تم استخدام تكنولوجيا حيود الأشعة السينية واسعة الزاوية (SR-واكسد) الإشعاع السنكروتروني التحقيق المجهرية واحد ألياف منظمة مراسلون بلا حدود، التي كانت ثابتة على حامل عينة مع محور الألياف مراسلون بلا حدود العادي إلى ميكروبيم من الأشعة السينية. كريستالينيتي، كريستاليتي حجم واتجاه الألياف البلورية حسبت من بيانات واكسد. أقواس حيود قرب خط الاستواء لنمط واكسد ثنائي الأبعاد تشير إلى أن الألياف مراسلون بلا حدود ما بعد المعالجة بدرجة عالية توجه.

Introduction

دودة القز والعنكبوت يمكن أن تنتج ألياف الحرير المعلقة من حل البروتين مائي في درجة حرارة الغرفة والضغط. يمكن أن يستحث تدفق القص واكستينسيونال تشكيل مادة الكريستال السائل في الغدة الحرير1. في السنوات الأخيرة، كان هناك اهتمام كبير بمحاكاة عملية الغزل العنكبوت من أجل إنتاج ألياف اصطناعية عالية القوة. ومع ذلك، لا يمكن إنتاج كميات كبيرة من بروتين حرير العنكبوت كفاءة واقتصادياً بتربية العناكب بسبب أكل لحوم البشر. يمكن الحصول على كميات كبيرة من الحرير دودة القز بسهولة بالزراعة. خلاف ذلك، يكون بدودة القز والعنكبوت تكوين العملية والأحماض الأمينية غزل مماثل. ولذلك، يتم تحديد دودة القز الحرير fibroin كبديل تدور الحرير الاصطناعي الحيوان بكثير من الباحثين.

دودة القز والعنكبوت بثق حل البروتين من خلال مجرى الغزل بهم إلى الألياف في الهواء. قوي التحمل عالية المتولدة على طول مجرى الغزل الأكثر احتمالاً تمتد الجزيئات fibroin الحرير إلى تكيف أكثر موسعة2. الحرير الصناعي قد تم نسج الألياف باستخدام التقليدية الغزل الرطب والجاف-الغزل العمليات3،4، التي لا تأخذ في الاعتبار القوات السوائل التي تم إنشاؤها في القناة الغزل.

أولاً، استخدمت النهج موائع جزيئية للتحقيق في الجمعية العامة من بروتين الحرير5،6. ثم درست تلفيق موائع جزيئية لمنظمة مراسلون بلا حدود عن طريق النمذجة الإمالة واكستينسيونال7،قوات8. معامل يونغ والقطر من ألياف مراسلون بلا حدود يمكن ضبطها بالغزل الرطب موائع جزيئية ولكن قوة الشد من الألياف تعادل أقل من 100 MPa7. وأخيراً، أعدت قوة عالية الألياف مراسلون بلا حدود بنجاح باستخدام الأسلوب الجاف-الغزل موائع جزيئية، ولكن قطر الألياف هو فقط 2 ميكرومتر8. في الآونة الأخيرة، استخدمت الغزل الرطب موائع جزيئية بنجاح في إنتاج الألياف الحريرية العنكبوت المؤتلف قوة عالية. الرسم بعد الغزل في الهواء تحسين العيوب الداخلية والسطحية للألياف الاصطناعية9.

في هذه الدراسة، هو عرض موائع جزيئية تحسن الغزل العملية للألياف مراسلون بلا حدود. ويهدف إلى محاكاة عملية الغزل دودة القز الحرير، بما في ذلك المخدر الغزل، القص القوات، وعملية الغزل الجاف. هذا الأسلوب للغزل لا يمكن إنتاج ألياف الحرير الاصطناعي قوة عالية فحسب، بل أيضا يمكن ضبط قطر الألياف. أولاً، مراسلون بلا حدود الغزل منشطات المنفصمة وممدود في قناة بيوميميك مع تحلل أسي ثاني ترتيب. وثانيا، درست تأثيرات الرطوبة النسبية (RH) على مورفولوجيا الألياف والخصائص في عملية الغزل الجاف موائع جزيئية10. مقارنة مغزال الغزل التقليدية، هو الغاية من المحاكاة البيولوجية نظامنا موائع جزيئية ويمكن استخدامها لإنتاج الألياف عالية القوة من الحلول في درجة حرارة الغرفة قبل الجاف أو الرطب الغزل الأسلوب.

سبب عالية الدقة، عالية السطوع، والجسيمات ذات الطاقة العالية من الإشعاع السنكروتروني ميكروفوكوس الأشعة السينية، يمكن استخدامه لوصف المجهرية من ألياف بصرية واحدة يبلغ قطرها عدة ميكرومتر4،11 , 12 , 13 , 14-وهنا استخدمت تقنية واكسد ريال لحساب كريستالينيتي، كريستاليتي حجم واتجاه بلوري من ألياف منظمة مراسلون بلا حدود.

Protocol

تنبيه: يرجى استشارة جميع صحائف بيانات السلامة المادية ذات الصلة قبل الاستخدام. العديد من المواد الكيميائية المستخدمة في إعداد صب ذات سمية حادة. الرجاء استخدام معدات الوقاية الشخصية (سلامة النظارات والقفازات ومعطف مختبر، وكامل طول السراويل وأحذية أغلقت تو)-

1-"موائع جزيئية الغزل من منظمة مراسلون بلا حدود المحلول"

  1. ، إعداد من مراسلون بلا حدود مائي الغزل منشطات 4 ، 15 16
    1. ديجومينج من دودة القز شرنقة
      1. ديجوم الشرانق موري بومباي مرتين في Na 2 CO 3 المحاليل (0.5% wt في الماء) عند 100 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة، ويغسل الحرير مع المياه لإزالة سيريسين.
    2. ديسولفينج شرنقة دودة القز ديجوميد
      1. الجاف للحرير شرنقة degummed في الهواء؛ ثم حل الحرير شرنقة degummed في مكتبة 9.0 م المحلول بنسبة 01:10 (w/v) عند 40 درجة مئوية ح 2. على سبيل المثال، أضف 10 مل مكتبة كل 1 جرام الحرير ( الشكل 1a).
    3. سينتريفوجينج وتصفية
      1. تمييع الحل مراسلون بلا حدود 1.5 مرة من المياه. أجهزة الطرد المركزي وتصفية لإزالة الشوائب. أجهزة الطرد المركزي حل منظمة مراسلون بلا حدود في زجاجات 250 مل عند 4 درجة مئوية لمدة 10 دقيقة في 1,234.8 س زاي تصفية منظمة مراسلون بلا حدود الحل باستخدام عامل تصفية 20 ميكرومتر ومضخة فراغ. ضعف ورقة تصفية سرير من الأفضل النظر في تأثير التجريب.
    4. دياليزينج
      1. دياليزي حل منظمة مراسلون بلا حدود في المياه في 5 درجة مئوية لمدة 3 أيام استخدام غشاء semipermeable السليلوز (موكو: 14,000 ± 2,000). الحجم الإجمالي لمنظمة مراسلون بلا حدود الحل هو حوالي 1 لتر، محملة بأكياس الغسيل الكلوي 4. وضع هذه الأكياس الغسيل الكلوي في الدلو، الذي يتم تعبئة مع 10 لتر التناضح العكسي (RO) منزوع الماء.
        ملاحظة: ينبغي أن يكون قيمة الرقم الهيدروجيني للمياه أعلى من 6، لتجنب جيلاتيون أثناء عملية الاعتقال. الرقم الهيدروجيني للمياه لا يتطلب تعديل لهذا البروتوكول-
    5. التركيز
      1. تتكثف مراسلون بلا حدود المحلول إلى 20 في المائة بالوزن من تدفق الهواء القسري في 5 ° "جيم إضافة 3 م كاكل" 2 المحلول إلى حل منظمة مراسلون بلا حدود 1.0 مليمول/ز Ca 2 + التركيز النهائي؛ ثم التركيز عن طريق الجو القسري تدفق إلى 38-47% wt.
      2. تزن قطره واحدة من حل منظمة مراسلون بلا حدود على شريحة زجاجية والجافة ثم ح 2 في فرن في 105 درجة مئوية.
        ملاحظة: الوزن في المئة المتبقية الصلبة مقارنة بوزن القطرة قبل التجفيف يتم التركيز الكلي للبروتين وكاكل 2. يتم اشتقاق تركيز منظمة مراسلون بلا حدود بعد خصم كتلة كاكل 2. وكرر أربعة على الأقل أجريت قياسات. وأظهرت دراساتنا السابقة أن تركيز Ca 2 + أثر تأثيراً كبيرا على خصائص انسيابية وسبينابيليتي من المحاليل مراسلون بلا حدود. وفي الوقت نفسه، تطالب إضافة Ca 2 + β--ورقة تشكيل محدودة وتجميع مراسلون بلا حدود 17. في مخدر أصلي لغزل، يعتبر كاكل 2 تلعب دوراً هاما أثناء التخزين من الغزل منشطات لتجنب جيلاتيون قبل الغزل. 18
  2. 8 ، إعداد رقاقة موائع جزيئية 19
    1. إعداد النبائط
      1. التصميم الصغير في القناة برنامج CAD. طباعة الملف CAD لإنتاج شفافية عالية الدقة 19-
    2. إعداد العفن
      1. تنظيف الشريحة الزجاجية
        1. في غطاء كيميائية، الشريحة الزجاجية في الحل مختلطة من حمض الكبريتيك و 30 المجلد % بيروكسيد الهيدروجين الحل (10:1) لمدة 20 دقيقة على لوحة الساخن يغلي.
          تنبيه: الأبخرة حامض الكبريتيك، وفوق أكسيد الهيدروجين بالغة السمية.
      2. غسل الشريحة الزجاجية
        1. تغسل الشريحة الزجاجية باستخدام المياه، وضربه الجافة بدرجة نقاء عالية النيتروجين.
      3. فيلم الطلاء
        1. معطف مقاوم سو-8 الضوء على الشريحة الزجاجية بجهاز طلاء مبنية خصيصا مع وجود فجوة من 100 ميكرومتر بين السطح السفلي لشريط طلاء والسطح العلوي من الزجاج-
      4. تدور طلاء
        1. تنتشر مقاوم الضوء على الشريحة الزجاجية لتشكيل فيلم موحدة استخدام المغطى تدور في 40.3 x ز لمدة 30 ثانية. سمك الفيلم موحد هو حوالي 85 ميكرون.
      5. التصلب
        1. يصلب مقاوم الضوء في فرن بدرجة حرارة مراقبة البرنامج. رفع درجة الحرارة من درجة حرارة الغرفة إلى 65 درجة مئوية إلى 2 درجة مئوية/دقيقة وعقد في 65 درجة مئوية للحد الأدنى 2 متابعة للحرارة من 65 درجة مئوية إلى 95 درجة مئوية وابق على 95 درجة مئوية عن 15 دقيقة تشغيل إيقاف تشغيل الفرن وتبريد بطبيعة الحال إلى غرفة درجة الحرارة في الفرن.
      6. الأشعة فوق البنفسجية ضوء التعرض
        1. فضح الجانب من الزجاج الشريحة مع مقاوم الضوء للأشعة فوق البنفسجية ل 12 s استخدام الشفافية النبائط التصويرية 19.
          ملاحظة: وافينومبير الضوء فوق البنفسجي هو 365 نانومتر والطاقة التعرض هو 273.6 مللي جول/سم 2-
          تنبيه: اتخاذ تدابير السلامة المناسبة أثناء العمل مع ضوء الأشعة فوق البنفسجية والفرن.
      7. يصلب مقاوم الضوء كما هو موضح في الخطوة 1.2.2.5.
      8. النامية
        1. تنظيف مقاوم الضوء يتم في الحل المطور ليغسل س. 30 الشريحة الزجاجية بالكحول والمطور، بالتناوب بين البلدين، حتى يكون هناك لا هطول الأمطار على الشريحة الزجاجية.
      9. يصلب مقاوم الضوء في فرن بدرجة حرارة مراقبة البرنامج. رفع درجة الحرارة من درجة حرارة الغرفة إلى 170 درجة مئوية إلى 2 درجة مئوية/دقيقة وابق على 170 درجة مئوية للحد الأدنى 30 تشغيل إيقاف تشغيل الفرن وتبريد بطبيعة الحال إلى درجة حرارة الغرفة في الفرن.
    3. الطباعة الحجرية الناعمة
      1. صب 8.8 ز السائل بولي دايمثيل سيلوكسان (PDMS) البوليمر قبل أكثر من العفن وعلاج لمدة 30 دقيقة عند 65 درجة مئوية، و 15 دقيقة في 80 درجة جيم PDMS السائلة قبل البوليمر يتكون من PDMS وعامل المعالجة (عادة في 10:1 (w/w))-
    4. اللكم
      1. لكمه ثقب النسخة المتماثلة PDMS في بداية القناة بالحفر. قطر التدريبات 1.2 مم-
    5. ختم
      1. ختم النسخة المتماثلة PDMS مع القناة لطبقة PDMS شقة دون نقش بمعالجة بلازما أكسجين على الأسطح من طبقتين PDMS.
        ملاحظة: عملية إعداد شاملة للرقاقة يأخذ حوالي 72 h.
  3. الألياف "تلفيق مراسلون بلا حدود"
    1. حقن المخدر الغزل
      1. حقن مراسلون بلا حدود الغزل المخدر في microchannel في 2 ميليلتر/دقيقة بمضخة المحاقن.
    2. تنظيم البيئة
      1. ضبط الرطوبة النسبية إلى 40 ± 5 RH % أو 50 ± 5% RH باستخدام مرطب. في 40 RH ± 5%، كما-نسج الألياف توطد بسرعة أكبر من 50 ± 5 RH %.
    3. الألياف "الإنتاج لمنظمة مراسلون بلا حدود"
      1. اللمس قطره مراسلون بلا حدود بتحديد عند مخرج القناة موائع جزيئية واستخلاص الألياف مراسلون بلا حدود في الهواء ثم بكرة على اسطوانة من خلال فجوة هواء 10 سم بسرعة 3 سم/ثانية ( الشكل 1b ).
    4. تخزين الألياف مراسلون بلا حدود في مجفف مختومة ل 24 h.
    5. الألياف بعد العلاج
      1. استخلاص الألياف نسج 4 مرات في 0.9 مم s -1 في المجلد 80% اتنوالحل ل آلة مبنية خصيصا، وثم الاحتفاظ الألياف تعادل ثابت وتزج الألياف في الحل بالنسبة ح 1. بسبب هذا العلاج، تم تغيير طول الألياف من الأصل 15 ملم إلى 60 ملم.
    6. بإعداد النموذج لتوصيف
      1. إصلاح ألياف ما بعد المعالجة في إطار ورقة بطول قياس 10 ملم. على الأقل 20 الألياف هي الحاجة إلى القياس، بما في ذلك في اختبار الشد، ووزارة شؤون المرأة، وفتير وواكسس. أقطار مجموعة ألياف بعد تعادل من 5 إلى 10 ميكرون. الشكل 1 يبين التخطيطي لإنتاج الألياف وتوصيف واكسد. ودرست الخواص الميكانيكية للألياف مراسلون بلا حدود بنظام اختبار المواد في (25 ± 2) درجة مئوية والرطوبة النسبية % (45 ± 5). التمديد معدل وقياس طول يبلغ 2 مم/دقيقة و 1 سم، على التوالي.

2. الإشعاع السنكروتروني توصيف لبلورات بنية من منظمة مراسلون بلا حدود الألياف

  1. ، وصف الإشعاع السنكروتروني 4 ، 13 17
    1. تكيف بيمليني
      1. ضبط الطول الموجي للأشعة السينية، وحجم البقعة إلى 0.07746 شمال البحر الأبيض المتوسط و 2 من 3 × 2 ميكرومتر، على التوالي.
        ملاحظة: يتم تنفيذ البروتوكول باستخدام بيامليني BL15U1 في "مرفق الإشعاع السنكروتروني شانغهاي"-
    2. موقع الفور الأشعة السينية
      1. البحث عن موقع الحادث الأشعة السينية.
        ملاحظة: يتم ضبط موقع البقعة الأشعة السينية بفني مختبر في "مرفق الإشعاع السنكروتروني".
    3. اختبار العينة القياسية: ثاني أكسيد السيريوم الرباعي (المدير التنفيذي 2)
      1. اختبار مسحوق 2 المدير التنفيذي عينة قياسية. تميزت مسحوق 2 المدير التنفيذي لحساب مركز الدائرة والمسافة من العينة إلى الكاشف.
    4. عينة إعداد
      1. إصلاح خيوط مراسلون بلا حدود بالتوازي مع بعضها البعض في إطار ورقة بقياس طول 10 ملم. الصق ورقة الإطار في مرحلة الاختبار-
        ملاحظة: الاحتفاظ الألياف الأفقية.
    5. واكسد ريال اختبار
      1. فتح المصراع
        1. إغلاق باب محطة بيمليني بعد التأكد من أنه لا يوجد أشخاص في الغرفة. فتح المصراع للأشعة السينية شعاع المصدر.
      2. التركيز
        1. نقل الألياف قليلاً حتى في التركيز. ضبط مكان الألياف على طول x، y، z التوجيه عن بعد عن طريق برنامج ( الشكل 1 ج)-
      3. عينة من التعرض
        1. حرك الألياف صعودا وهبوطاً عن بعد عن طريق برمجيات، حتى يتم على الفور بالأشعة السينية. اضغط على زر ابدأ في البرنامج إلى فضح هذه الألياف إلى بيمليني الأشعة السينية ل 20 s ( الشكل 1 ج)-
      4. الخلفية الحيود
        1. اختبار حيود الخلفية الهواء مع وقت التعرض لنقل س. 20 الألياف بعيداً عن المكان بالأشعة السينية عن بعد عن طريق برنامج. اضغط " ابدأ " زر في البرنامج إلى فضح بيمليني الأشعة السينية ل " الجوية المتوسطة " ل 20 س.
  2. معالجة البيانات SR-واكسد 13
    1. معايرة البرمجيات
      1. معالجة البيانات واكسد باستخدام FIT2D (V12.077). معايرة مركز الدائرة والمسافة من عينة لكشف استخدام البيانات الحيود مسحوق 2 المدير التنفيذي-
    2. نمط حيود 2-د
      1. طرح الخلفية الهواء من نمط حيود الألياف باستخدام FIT2D (V12.077)-
    3. كريستالينيتي وكريستاليتي حجم
      1. تكامل كثافة حيود كدالة لنثر زاوية 2θ. تنفيذ deconvolution التكامل كثافة بذروة الآلي البرمجيات (الإصدار 4.12) الفصل 12. وقدرت درجة كريستالينيتي، س ج، من العلاقة:
        figure-protocol-10244
        , حيث أنا c هو مجموع شدة المتكاملة من قمم البلورية، و هو كثافة 4 ، غير متبلور هالة 11 متكامل. دمج أنماط واكسد أظهر العرض ذروة [200], [020]، [002] تأملات. فوهم من هذه القمم واستخدمت لتحديد حجم كريستاليتي على طول أ، ب، ومحاور ج باستخدام شيرر ' s الصيغة 4.
    4. تحديد التوجهات كريستاليتي
      1. حساب لتوجهات كريستاليتي وغير متبلور وفقا التكاملات السمتية من (020) و (210) قمم 11. يمكن حساب اتجاه بلوري كمياً وفقا هيرمان ' s التوجه. هنا، على حد سواء (020) وقمم (210) كانت مزودة بمهمتين الضبابي. واحد أضيق للتوجه البلورية والآخر الأوسع ل المواد غير متبلور المنحى 13. هنا، كانت التوجهات كريستاليتي من ألياف مراسلون بلا حدود مقارنة باستخدام العرض الكامل نصف الحد الأقصى (فوم) من قمم التكاملات السمتية (002)-

النتائج

وأنتجت قوة عالية الألياف مراسلون بلا حدود بنجاح باستخدام موائع جزيئية الغزل الأسلوب. وترد في الشكل 2منحنيات الإجهاد-الانفعال والصور SEM من الألياف مراسلون بلا حدود امتدت C44R40. وقيست على الأقل 10 ألياف في اختبار الشد. وقد اختيرت منحنيات الإجهاد-الانفعال وفقا ...

Discussion

أثناء الغسيل الكلوي الحل مراسلون بلا حدود، قيمة pH حاسمة بالنسبة لعملية تركيز التالية. إذا كانت قيمة الرقم الهيدروجيني المياه أصغر من 6، سيكون من الأسهل جل أثناء عملية تركيز حل منظمة مراسلون بلا حدود. لتجنب جيليشن، يتم إضافة كاكل2 إلى حل منظمة مراسلون بلا حدود. تركيز كاكل2 ميللي ?...

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgements

هذا العمل يتم تحت رعاية مؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية الصينية (21674018)، والبحوث الرئيسية الوطنية وبرنامج التنمية في الصين (2016YFA0201702/2016YFA0201700)، وفي "شو" دعم البرنامج عن طريق "تطوير التعليم في شانغهاي" مؤسسة وشنغهاي البلدية لجنة التعليم (15SG30)، ذو تميز برنامج الأستاذ الشباب (A201302)، أموال البحوث الأساسية للجامعات المركزية، والمشروع 111 (رقم 111-2-04).

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
B. mori CocoonsFarmer in Tongxiang, Zhejiang Province, China
Sodium carbonate, anhydrous, 99.8%Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., ChinaAnalytically Pure
Lithium bromide, 99.1%Shanghai China Lithium Industrial Co., Ltd., ChinaAnalytically Pure
Calcium chloride, anhydrous, 96.0%Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., ChinaAnalytically Pure
Ethanol, anhydrous, 99.7%Sinopharm Group Chemical Reagent Co.,Ltd., China10009218Analytically Pure
SU-8 photoresistMicroChem Corp., USA
Developing solutionMicroChem Corp., USA
Sylgard 184Dow Corning, USA
IsopropanolShanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., ChinaAnalytically Pure
Concentrated sulfuric acidPinghu Chemical Reagent Factory, ChinaAnalytically Pure
30 vol% hydrogen peroxideShanghai Jinlu Chemical reagent Co., Ltd., ChinaAnalytically Pure
AcetoneShanghai Zhengxing Chemical Reagent Factory, ChinaAnalytically Pure
Oxygen plasma treatmentDT-01, Suzhou Omega Machinery Electronic Technology Co., Ltd., China
Syringe pump KD Scientific, USAKDS 200P
HumidifierSEN electric
DrillerHangzhou Bo Yang Machinery Co., Ltd., Chinabench drilling machine Z406c
Material testing systemInstron, USAModel: 5565
PeakFitSystat Software, Inc., USAVersion 4.12

References

  1. 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).
  2. Vollrath, F., Knight, D. P. Liquid crystalline spinning of spider silk. Nature. 410 (6828), 541-548 (2001).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Kinahan, M. E., et al. Tunable silk: using microfluidics to fabricate silk fibers with controllable properties. Biomacromolecules. 12 (5), 1504-1511 (2011).
  8. Luo, J., et al. Tough silk fibers prepared in air using a biomimetic microfluidic chip. Int J Biol Macromol. 66, 319-324 (2014).
  9. Peng, Q. F., et al. Recombinant spider silk from aqueous solutions via a bio-inspired microfluidic chip. Sci Rep. 6, (2016).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Pan, H., et al. Nanoconfined crystallites toughen artificial silk. J Matter Chem B. 2 (10), 1408-1414 (2014).
  14. Zhang, C., et al. Microstructural evolution of regenerated silk fibroin/graphene oxide hybrid fibers under tensile deformation. Rsc Adv. 7 (6), 3108-3116 (2017).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Koh, L. D., et al. Structures, mechanical properties and applications of silk fibroin materials. Prog Polym Sci. 46, 86-110 (2015).
  19. McDonald, J. C., Whitesides, G. M. Poly(dimethylsiloxane) as a material for fabricating microfluidic devices. Accounts Chem Res. 35 (7), 491-499 (2002).
  20. 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).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

127 fibroin

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved