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
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

פרוטוקול microfluidic ספינינג, מיקרו אפיון מחדש fibroin משי monofilament מוצג.

Abstract

הפרוטוקול מדגימה שיטה לחקות את תהליך ספינינג silkworm. בתהליך ספינינג מקורית, צינור ספינינג קבלנות מאפשר את החלבונים משי להיות קומפקטי, שהוזמנו על ידי הטיית וכוחות התארכות. כאן, ערוץ microfluidic הביוני תוכנן כדי לחקות את הגיאומטריה ספציפי של ההדבקה ספינינג של ה-silkworm. Fibroin משי מחדש (RSF) מסתובב מסטול עם הריכוז הגבוה, היה extruded דרך microchannel כדי יבש-ספין סיבים-טמפרטורת החדר ובלחץ. בתהליך שלאחר טיפול, הסיבים שמשמיע כמו היו נמשכים ומאוחסנים בתמיסה המימית אתנול. סינכרוטרון קרינת רנטגן רחבת זווית עקיפה (SR-WAXD) טכנולוגיה שימש לחקור את מיקרו של סיבי RSF יחיד, אשר היו קבוע כדי בעל מדגם עם הציר סיבים RSF נורמלי microbeam צילומי הרנטגן. Crystallinity, crystallite הגודל והכיוון הגבישי של סיבי חושבו מתוך הנתונים WAXD. הקשתות עקיפה בסמוך לקו המשווה של התבנית WAXD דו-ממדית מציינים כי סיבים RSF שלאחר טיפול יש תואר אוריינטציה גבוהה.

Introduction

עכביש, silkworm יכול לייצר סיבי משי מצטיין מהפתרון חלבון מימית-טמפרטורת החדר ובלחץ. ההטיה, הארכת זרימה יכול לגרום להיווצרות של גביש נוזלי מרקם בלוטת משי1. בשנים האחרונות חלה התעניינות רבה מחקה את התהליך ספינינג של העכביש על מנת לייצר סיבים מלאכותיים חוזק גבוה. עם זאת, כמויות גדולות של חלבוני משי עכביש לא יכול להיות מיוצר יעילות וחיסכון על ידי חקלאות עכבישים עקב אכילת בשר אדם. כמויות ניכרות של משי silkworm ניתן להשיג בקלות על ידי חקלאות. אחרת, silkworm עכביש יש דומה ספינינג תהליך ושל חומצות אמינו קומפוזיציה. לכן, fibroin משי silkworm נבחר כתחליף לסובב משי מלאכותי בבעלי חיים על ידי חוקרים רבים.

עכביש, silkworm הבלטת חלבון פתרון באמצעות צינור ספינינג שלהם לתוך סיב באוויר. כוחות לחץ נפשי שנוצר לאורך התעלה ספינינג סביר למתוח מולקולות fibroin משי קונפורמציה מורחב יותר2. משי מלאכותי סיבי נטוו באמצעות המסתובבים הרגילים רטוב יבש-ספינינג תהליכים3,4, אשר לא עשה חשבון כוחות נוזל שנוצר בצינור ספינינג.

ראשית, גישות microfluidic שימשו כדי לחקור את מכלול של חלבוני משי5,6. לאחר מכן, ייצור microfluidic של RSF נחקר באמצעות מידול את ההטיה, הארכת כוחות7,8. מודולוס של יאנג וקוטר RSF סיבים ניתן לכוונן לפי ספינינג רטוב microfluidic, אך חוזק מתיחה של סיבים מצוירות MPa פחות מ-1007. לבסוף, חוזק גבוה RSF סיבי הוכנו בהצלחה באמצעות השיטה יבש-ספינינג microfluidic, אבל הקוטר של סיבי הוא רק 2 מיקרומטר8. לאחרונה, ספינינג רטוב microfluidic שימש בהצלחה בייצור של סיבי משי עכביש רקומביננטי חוזק גבוה. הציור ספינינג שלאחר באוויר משופרת על פגמיו משטח ופנימיים של סיבים מלאכותיים9.

במחקר זה, הוא הציג את microfluidic משופר ספינינג תהליך סיבים RSF. הוא שואף לחקות את תהליך ספינינג silkworm משי, כולל ספינינג, הסמים, הטיית הכוחות ותהליך יבש-ספינינג. שיטה זו ספינינג לא רק יכול לייצר סיבי משי מלאכותי חוזק גבוה, אלא גם יכול להתאים הקוטר של הסיבים. ראשית, RSF ספינינג סמים לכסנתם, מוארך בערוץ biomimic עם דעיכה מעריכית הסדר השני. שנית, השפעותיהם של לחות יחסית (RH) על מורפולוגיה סיבים ועל מאפייני נחקרו על תהליך יבש-ספינינג microfluidic10. בהשוואה ל- spinneret המסתובבים הרגילים, שלנו microfluidic המערכת מאוד ביונים, יכול לשמש כדי לייצר סיבי חוזק גבוהה מפתרונות בטמפרטורת הסביבה על ידי בסאונה היבשה או רטוב ספינינג בשיטה.

עקב ברזולוציה גבוהה, בהירות, אנרגיה גבוהה של microfocus סינכרוטרון קרינת רנטגן, זה יכול לשמש כדי לאפיין את מיקרו של סיבים יחיד בקוטר של מיקרומטר מספר4,11 , 12 , 13 , 14. כאן, SR-WAXD טכניקה השתמשו כדי לחשב את crystallinity, crystallite גודל וכיוון הגבישי של סיבי RSF.

Protocol

אזהרה: נא עיין גליונות נתונים בטיחות חומרים רלוונטיים כל לפני השימוש. כמה מן הכימיקלים שמשתמשים בהם בהכנת המכייר רעילים בחריפות. נא להשתמש ציוד מגן אישי (בטיחות משקפיים, כפפות, חלוק המעבדה, באורך מלא מכנסיים ונעליים סגורות).

1-Microfluidic ספינינג של RSF תמיסה מימית

  1. הכנה של RSF מימית ספינינג סמים 4 , 15 , 16
    1. Degumming של silkworm קוקון
      1. Degum טוואי המשי הפקעות פעמיים ב נה 2 CO 3 מימית פתרונות (0.5% wt במים) ב 100 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות, ולאחר מכן לשטוף את המשי עם מים יונים כדי להסיר sericin.
    2. Dissolving של קוקון silkworm degummed גסה
      1. לייבש את הבדים קוקון degummed גסה באוויר; ואז לפזר את הבדים קוקון degummed גסה ב תמיסה מימית LiBr 9.0 מ' עם יחס של 1:10 (w/v) ב 40 מעלות צלזיוס במשך שעתיים. לדוגמה, הוסף 10 מ"ל LiBr לכל 1 גרם משי ( איור 1 א').
    3. Centrifuging וסינון
      1. לדלל את הפתרון RSF פי 1.5 על ידי מים יונים. צנטריפוגה וסינון כדי להסיר זיהומים. צנטריפוגה הפתרון RSF בבקבוקי 250 מ ל- 4 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות ב ג x 1,234.8 לסנן את הפתרון RSF באמצעות מסנן 20 מיקרומטר משאבת ואקום. מיטה נייר סינון כפול עדיפה בהתחשב באפקט ניסויים.
    4. Dialyzing
      1. Dialyze הפתרון RSF במים יונים ב 5 מעלות צלזיוס במשך 3 ימים באמצעות ממברנה חדירה תאית (MWCO: 14,000 ± 2,000). הנפח הכולל של פתרון RSF הוא כ- 1 ליטר, נטען ב- 4 שקיות הדיאליזה. שימו את התיקים דיאליזה אלה בדלי, אשר מלא 10 L אוסמוזה הפוכה (RO) יונים מים.
        הערה: ערך ה-pH של מים יונים צריך להיות גבוה יותר מאשר 6, כדי להימנע gelation במהלך תהליך ריכוז. ה-pH של מים יונים לא מחייבים התאמה עבור פרוטוקול זה.
    5. Concentrating
      1. להתרכז על ידי אוויר מאולץ אז צופף הפתרון מימית RSF כדי 20 wt % זרימת אוויר מאולץ-תמיסה מימית של 5 ° C. להוסיף 3 מ' CaCl 2 לתוך הפתרון RSF כדי 1.0 mmol/g Ca 2 + ריכוז סופי; זרימה wt 38-47%.
      2. שוקלת טיפה אחת של פתרון RSF על משטח זכוכית, ואז לייבש אותו כבר שעתיים בתנור 105 מעלות צלזיוס
        הערה: משקל האחוזים הנותרים מוצק לעומת המשקל של הירידה לפני הייבוש הוא ריכוז מוחלט של חלבון ו- CaCl 2. ריכוז RSF נגזר לאחר ניכוי של המסה של CaCl 2. לפחות ארבעה חזר מדידות בוצעו. שלנו מחקרים קודמים הראו כי הריכוז של Ca 2 + השפיעה מאוד את מאפייני rheological ואת spinnability של פתרונות מימית RSF. בינתיים, התוספת של Ca 2 + גרם להיווצרות מוגבלת של β-גיליון והן הצבירה של RSF 17. סם ספינינג מקורית, נחשב CaCl 2 כדי לשחק תפקיד חשוב במהלך האחסון של ספינינג סמים כדי להימנע gelation לפני ספינינג. 18
  2. הכנת צ'יפס microfluidic 8 , 19
    1. הכנת photomask
      1. עיצוב המיקרו-הערוץ ב התיב ם. להדפיס קובץ CAD לייצר שקיפות ברזולוציה גבוהה 19.
    2. מכינים את התבנית
      1. ניקוי השקופית זכוכית
        1. בשכונה כימי, מרתיחים את השקופית זכוכית הפתרון מעורבות של חומצה גופרתית מרוכזת, 30 vol % מימן על-חמצני פתרון (10:1) במשך 20 דקות על פלטה חמה.
          התראה: חומצה גופרתית, חמצן ואדים רעילים מאוד.
      2. לרחוץ את השקופית זכוכית
        1. לרחוץ את השקופית זכוכית באמצעות מים יונים, ולפוצץ יבש עם חנקן טוהר גבוהה.
      3. הסרט ציפוי
        1. להרגיע את photoresist SU-8 על השקופית זכוכית על-ידי התקן שהותקן ציפוי עם פער של 100 מיקרומטר בין המשטח התחתון של הבר ציפוי המשטח העליון של זכוכית-
      4. ספין ציפוי
        1. להפיץ את photoresist על השקופית זכוכית כדי ליצור סרט אחיד באמצעות coater ספין ב 40.3 x g עבור 30 s. העובי של הסרט אחיד הוא כ-85 מיקרומטר.
      5. התמצקות
        1. לחזק את photoresist בתוך תנור עם חום שליטה התוכנית. לרומם את הטמפרטורה בטמפרטורת החדר עד 65 ° C-2 ° C/min ו- 65 ° C עבור 2 דק המשך לחום מ- 65 ° C עד 95° C ולאחוז ב 95 מעלות צלזיוס במשך 15 דקות להפוך התנור, מגניב באופן טבעי לחדר הטמפרטורה בתנור.
      6. סגול בהיר חשיפה
        1. וחושפים הצד של זכוכית להחליק עם photoresist האור האולטרה סגול 12 s באמצעות השקיפות כפי photomask על ידי פוטוליתוגרפיה 19.
          הערה: מספר גל של האור האולטרה סגול הוא 365 nm והאנרגיה החשיפה היא mJ/ס מ 273.6 2.
          התראה: לקחת אמצעי בטיחות נאותים בעת עבודה עם אור UV ואת התנור.
      7. לחזק את photoresist כפי שמתואר בשלב 1.2.2.5.
      8. מתפתחות
        1. לנקות את photoresist ultrasonically בתמיסה מפתח עבור 30 ס' לשטוף השקופית זכוכית על-ידי אלכוהול איזופרופיל ומפתח, לסירוגין בין השניים, עד שיש אין משקעים בשקופית זכוכית-
      9. לחזק את photoresist בתוך תנור עם חום שליטה התוכנית. לרומם את הטמפרטורה בטמפרטורת החדר עד 170 ° C ב- 2 ° C/דקה והחזק ב 170 מעלות צלזיוס במשך 30 דקות להפוך התנור, מגניב טבעי לטמפרטורת החדר בתנור.
    3. ליתוגרפיה רך
      1. שופכים 8.8 g פולימר נוזלי polydimethylsiloxane (PDMS) מראש העובש ואת התרופה למשך 30 דקות ב 65 ° C, ו- 15 דקות ב- 80 ° C. PDMS נוזלי קדם פולימר מורכב PDMS וסוכן ריפוי (בדרך כלל 10:1 (w/w)).
    4. החבטות
      1. אגרוף חור המשוכפל PDMS בהתחלה של הערוץ לפי הנוהל. הקוטר של התרגיל הוא 1.2 מ מ.
    5. איטום
      1. לאטום את העותק המשוכפל של PDMS עם הערוץ לשכבת PDMS שטוח ללא תבנית על-ידי טיפול פלזמה חמצן על המשטחים של שתי השכבות PDMS.
        הערה: תהליך הכנה הכוללת של השבב לוקח בערך 72 ה'
  3. פבריקציה נוספת של RSF סיבים
    1. הזרקה של ספינינג סמים
      1. להזריק את RSF ספינינג סמים לתוך microchannel ב µL 2/דקה על ידי מזרק משאבה.
    2. הסביבה תקנה
      1. להתאים את הלחות היחסית כדי 40 ± 5% לחות יחסית או 50 ± 5% לחות יחסית באמצעות מכשיר לחות. ב- 40 RH ± 5%, כמו שמשמיע סיבים פני השטח למוצק במהירות רבה יותר מאשר 50 ± 5 RH %-
    3. הפקה של RSF סיבים
      1. לגעת הירידה RSF על ידי מדויק משקע החשמל של הערוץ microfluidic לצייר RSF סיבים לאוויר, אז תגלגל אותו על גלגלת דרך פרצה ס מ-10 אוויר במהירות של 3 ס"מ/s ( איור 1b ).
    4. אחסן הסיבים RSF desiccator חתומה על ה 24
    5. סיבים שלאחר הטיפול
      1. לצייר את הסיבים שמשמיע כמו 4 פעמים ב s מ מ -1 ב- 80 vol % ethano פתרון על-ידי המכונה לפי הזמנה ולאחר מכן לשמור סיבים מצוירות קבוע, לטבול את הסיבים בפתרון מאובטח. בגלל טיפול זה, אורך הסיבים מ"כיכר במקור 15 מ מ 60 מ מ.
    6. הכנת המדגם אפיון
      1. לתקן את הסיבים שלאחר שטופלו על מסגרת נייר באורך 10-מ מ מד. סיבי לפחות 20 הם הצורך המדידה, כולל בדיקת מתיחה, SEM, FTIR ו WAXS. הקוטר של הטווח סיבים שלאחר נמשך בין 5 ל- 10 מיקרומטר. איור 1 מראה התרשים של סיבים ייצור ואפיון WAXD. תכונות מכניות של הסיבים RSF נבחנו על-ידי מערכת בדיקות גשמי-(25 ± 2) ° C (45 ± 5) % לחות יחסית. הסיומת לדרג ולהערכת אורך היו 2 מ"מ/min ו- 1 ס מ, בהתאמה.

2. סינכרוטרון קרינה אפיון של גבישי מבנה של RSF סיבים

  1. קרינה סינכרוטרון אפיון 4 , 13 , 17
    1. ההתאמה של הפרעות לקרן החלקיקים
      1. להתאים את אורך הגל של צילומי רנטגן, בגודל נקודה 0.07746 ננומטר, 3 x 2 מיקרומטר 2, בהתאמה.
        הערה: הפרוטוקול מתבצעת באמצעות הפרעות לקרן החלקיקים של BL15U1 במתקן קרינה סינכרוטרון שנגחאי.
    2. המיקום של נקודת צילום רנטגן
      1. למצוא את המיקום של הנקודה רנטגן.
        הערה: המיקום של הנקודה רנטגן מכוון על ידי הטכנאי במעבדה במתקן קרינה סינכרוטרון.
    3. בדיקה של מדגם רגיל: דו תחמוצת Cerium (מנכ ל 2)
      1. מבחן אבקה 2 מנכ ל מדגם רגיל. האבקה 2 מנכ ל התאפיינה לחישוב למרכז המעגל ואת המרחק הדגימה הגלאי.
    4. לטעום הכנה
      1. לתקן את חוטים RSF במקביל אחד עם השני על המסגרת נייר באורך מד 10 מ מ. הדבק את המסגרת נייר על הבמה בדיקות.
        הערה: לשמור על הסיבים אופקיים.
    5. SR-WAXD בדיקת
      1. לפתוח את התריס
        1. לסגור את הדלת של התחנה הפרעות לקרן החלקיקים לאחר בדיקה שאין אין אנשים בחדר. לפתוח את התריס של מקור קרן רנטגן.
      2. התמקדות
        1. להעביר סיבים מעט עד בפוקוס. להתאים את המיקום של סיבים לאורך x, y, z כיוון מרחוק באמצעות תוכנה ( איור 1 ג).
      3. לטעום חשיפה
        1. להזיז הסיבים למעלה ולמטה מרחוק באמצעות תוכנה, עד שזה על המקום רנטגן. לחצו על לחצן start על התוכנה כדי לחשוף את סיבים הפרעות לקרן הרנטגן החלקיקים 20 s ( איור 1 ג).
      4. רקע עקיפה
        1. בדיקה עקיפה של רקע אוויר עם הזמן חשיפה של המהלך ס' 20 הסיבים מן המקום רנטגן מרחוק באמצעות תוכנה. הקש " התחלה " לחצן על התוכנה כדי לחשוף את הפרעות לקרן החלקיקים רנטגן כדי " אוויר בינוני " עבור 20 ס
  2. עיבוד נתונים SR-WAXD 13
    1. תוכנת כיול
      1. לעבד נתונים WAXD באמצעות FIT2D (V12.077). לכייל את מרכז המעגל ולמרחק של הדגימה כדי-הגלאי באמצעות הנתונים עקיפה של האבקה 2 מנכ ל.
    2. תבנית עקיפה 2-D
      1. להחסיר את הרקע אוויר מהרשימה תבנית עקיפה של סיבים באמצעות FIT2D (V12.077).
    3. Crystallinity וגודל crystallite
      1. לשלב את עוצמת עקיפה כפונקציה של פיזור זווית 2θ. לבצע deconvolution של שילוב עוצמת-שיא אוטומטיות ההפרדה התוכנה (גירסה 4.12) 12. מידת crystallinity, x, c, היה מוערך מן היחס:
        figure-protocol-9546
        , איפה אני c הוא הסכום של עוצמות משולב של הפסגות גבישי ואני זה את העוצמה משולב של הילה אמורפי 4 , 11. השילוב של הדפוסים WAXD הראה את רוחב שיא [200], [020], השתקפויות [002]. FWHM הפסגות הללו שימשו כדי לקבוע את גודלו crystallite לאורך a, b ו- c צירים באמצעות Scherrer ' s נוסחה 4.
    4. קביעה של אוריינטציות crystallite
      1. לחשב את כיווני של crystallite ואת אמורפי לפי שילובי azimuthal של (020) (210) פסגות 11. ניתן לחשב את הכיוון גבישי באופן כמותי על-פי הרמן ' s התמצאות. הנה, שני (020) (210) פסגות היו מצויד עם שתי פונקציות לפי עקומת גאוס. הצרה היא לאוריינטציה גבישי והוא השני רחבה עבור חומרים אמורפיים 13 מונחה. . הנה, הכיוונים crystallite RSF סיבים הושוו באמצעות לכל רוחב חצי מקסימום (FWHM) של פסגות azimuthal שילובים (002).

תוצאות

חוזק גבוה RSF סיבי יוצרו בהצלחה באמצעות microfluidic של ספינינג בשיטה. עקומות לחץ-זן תמונות SEM של סיבי RSF מתוח C44R40 מוצגים באיור2. סיבי לפחות 10 נמדדו בבדיקת מתיחה. מתח-זן עקומות נבחרו לפי הערך הממוצע של שבירת לחץ ומתח של סיבים. הנתונים WAXD של סיבי מוצגים בא?...

Discussion

במהלך הדיאליזה של הפתרון RSF, ערך pH הוא קריטי עבור תהליך ריכוז הבא. אם ערך ה-pH של המים יונים הוא קטן יותר מאשר 6, הפתרון RSF יהיה קל יותר להתחבר במהלך תהליך ריכוז. כדי להימנע gelation, CaCl2 נוסף הפתרון RSF. ריכוז CaCl2 הוא mmol 1 לכל כובד RSF.

העבודות הקודמות שלנו הוכיח את האפשרות של mic...

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

עבודה זו ממומנת על ידי את נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (21674018), המחקר מפתח הלאומי, תוכנית פיתוח של סין (2016YFA0201702 /2016YFA0201700), את "תוכנית Shuguang" נתמך על ידי פיתוח החינוך שנגחאי קרן, שנגחאי העירוני ועדת החינוך (15SG30), ד'ו להבחין פרופסור צעיר התוכנית (A201302), קרנות מחקר בסיסי האוניברסיטאות המרכזי, והפרוייקט 111 (No.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

127fibroinmicrofluidic

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