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).

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 <ol><li>הכנה של RSF מימית ספינינג סמים 4 , 15 , 16 <ol><li>Degumming של silkworm קוקון <ol><li>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.</li>
		</ol></li> <li>Dissolving של קוקון silkworm degummed גסה <ol><li>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').</li>
		</ol></li> <li>Centrifuging וסינון <ol><li>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.</li>
		</ol></li> <li>Dialyzing <ol><li>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.</li>
		</ol></li> <li>Concentrating <ol><li>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%.</li>
			<li>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</li></ol></li></ol></li> <li>הכנת צ'יפס microfluidic 8 , 19 <ol><li>הכנת photomask <ol><li>עיצוב המיקרו-הערוץ ב התיב ם. להדפיס קובץ CAD לייצר שקיפות ברזולוציה גבוהה 19.</li>
		</ol></li> <li>מכינים את התבנית <ol><li>ניקוי השקופית זכוכית <ol><li>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.</li>
			</ol></li> <li>לרחוץ את השקופית זכוכית <ol><li>לרחוץ את השקופית זכוכית באמצעות מים יונים, ולפוצץ יבש עם חנקן טוהר גבוהה.</li>
			</ol></li> <li>הסרט ציפוי <ol><li>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-</li>
			</ol></li> <li>ספין ציפוי <ol><li>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.</li>
			</ol></li> <li>התמצקות <ol><li>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.</li>
			</ol></li> <li>סגול בהיר חשיפה <ol><li>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.</li>
			</ol></li> <li>לחזק את photoresist כפי שמתואר בשלב 1.2.2.5.</li>
			<li>מתפתחות <ol><li>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-</li>
			</ol></li> <li>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.</li>
		</ol></li> <li>ליתוגרפיה רך <ol><li>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)).</li>
		</ol></li> <li>החבטות <ol><li>אגרוף חור המשוכפל PDMS בהתחלה של הערוץ לפי הנוהל. הקוטר של התרגיל הוא 1.2 מ מ.</li>
		</ol></li> <li>איטום <ol><li>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'</li>
		</ol></li></ol></li> <li>פבריקציה נוספת של RSF סיבים <ol><li>הזרקה של ספינינג סמים <ol><li>להזריק את RSF ספינינג סמים לתוך microchannel ב µL 2/דקה על ידי מזרק משאבה.</li>
		</ol></li> <li>הסביבה תקנה <ol><li>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 %-</li>
		</ol></li> <li>הפקה של RSF סיבים <ol><li>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 ).</li>
		</ol></li> <li>אחסן הסיבים RSF desiccator חתומה על ה 24</li>
		<li>סיבים שלאחר הטיפול <ol><li>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.</li>
		</ol></li> <li>הכנת המדגם אפיון <ol><li>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.</li>
		</ol></li></ol></li></ol> 2. סינכרוטרון קרינה אפיון של גבישי מבנה של RSF סיבים <ol><li>קרינה סינכרוטרון אפיון 4 , 13 , 17 <ol><li>ההתאמה של הפרעות לקרן החלקיקים <ol><li>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.</li>
		</ol></li> <li>המיקום של נקודת צילום רנטגן <ol><li>למצוא את המיקום של הנקודה רנטגן. 
			הערה: המיקום של הנקודה רנטגן מכוון על ידי הטכנאי במעבדה במתקן קרינה סינכרוטרון.</li>
		</ol></li> <li>בדיקה של מדגם רגיל: דו תחמוצת Cerium (מנכ ל 2) <ol><li>מבחן אבקה 2 מנכ ל מדגם רגיל. האבקה 2 מנכ ל התאפיינה לחישוב למרכז המעגל ואת המרחק הדגימה הגלאי.</li>
		</ol></li> <li>לטעום הכנה <ol><li>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.</li>
		</ol></li> <li>SR-WAXD בדיקת <ol><li>לפתוח את התריס <ol><li>לסגור את הדלת של התחנה הפרעות לקרן החלקיקים לאחר בדיקה שאין אין אנשים בחדר. לפתוח את התריס של מקור קרן רנטגן.</li>
			</ol></li> <li>התמקדות <ol><li>להעביר סיבים מעט עד בפוקוס. להתאים את המיקום של סיבים לאורך x, y, z כיוון מרחוק באמצעות תוכנה ( איור 1 ג).</li>
			</ol></li> <li>לטעום חשיפה <ol><li>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).</li>
			</ol></li> <li>רקע עקיפה <ol><li>בדיקה עקיפה של רקע אוויר עם הזמן חשיפה של המהלך ס' 20 הסיבים מן המקום רנטגן מרחוק באמצעות תוכנה. הקש &#34; התחלה &#34; לחצן על התוכנה כדי לחשוף את הפרעות לקרן החלקיקים רנטגן כדי &#34; אוויר בינוני &#34; עבור 20 ס</li>
			</ol></li></ol></li></ol></li> <li>עיבוד נתונים SR-WAXD 13 <ol><li>תוכנת כיול <ol><li>לעבד נתונים WAXD באמצעות FIT2D (V12.077). לכייל את מרכז המעגל ולמרחק של הדגימה כדי-הגלאי באמצעות הנתונים עקיפה של האבקה 2 מנכ ל.</li>
		</ol></li> <li>תבנית עקיפה 2-D <ol><li>להחסיר את הרקע אוויר מהרשימה תבנית עקיפה של סיבים באמצעות FIT2D (V12.077).</li>
		</ol></li> <li>Crystallinity וגודל crystallite <ol><li>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: <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/56271/56271eq1.jpg" /> , 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 &#39; s נוסחה 4.</li>
		</ol></li> <li>קביעה של אוריינטציות crystallite <ol><li>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 &#39; 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).</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Asakura, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+observations+on+the+structure+and+function+of+the+spinning+apparatus+in+the+silkworm+Bombyx+mori.">Some observations on the structure and function of the spinning apparatus in the silkworm Bombyx mori.</a> Biomacromolecules. 8 (1), 175-181 (2007).</li><li>Vollrath, F., Knight, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid+crystalline+spinning+of+spider+silk.">Liquid crystalline spinning of spider silk.</a> Nature. 410 (6828), 541-548 (2001).</li><li>Zhou, G. Q., Shao, Z. Z., Knight, D. P., Yan, J. P., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+Fibers+Extruded+Artificially+from+Aqueous+Solutions+of+Regenerated+Bombyx+mori+Silk+Fibroin+are+Tougher+than+their+Natural+Counterparts.">Silk Fibers Extruded Artificially from Aqueous Solutions of Regenerated Bombyx mori Silk Fibroin are Tougher than their Natural Counterparts.</a> Adv Mater. 21 (3), 366-370 (2009).</li><li>Sun, M. J., Zhang, Y. P., Zhao, Y. M., Shao, H. L., Hu, X. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure-property+relationships+of+artificial+silk+fabricated+by+dry-spinning+process.">The structure-property relationships of artificial silk fabricated by dry-spinning process.</a> J Mater Chem. 22 (35), 18372-18379 (2012).</li><li>Martel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+Fiber+Assembly+Studied+by+Synchrotron+Radiation+SAXS/WAXS+and+Raman+Spectroscopy.">Silk Fiber Assembly Studied by Synchrotron Radiation SAXS/WAXS and Raman Spectroscopy.</a> J Am Chem Soc. 130 (50), 17070-17074 (2008).</li><li>Rammensee, S., Slotta, U., Scheibel, T., Bausch, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assembly+mechanism+of+recombinant+spider+silk+proteins.">Assembly mechanism of recombinant spider silk proteins.</a> P Natl Acad Sci USA. 105 (18), 6590-6595 (2008).</li><li>Kinahan, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable+silk:+using+microfluidics+to+fabricate+silk+fibers+with+controllable+properties.">Tunable silk: using microfluidics to fabricate silk fibers with controllable properties.</a> Biomacromolecules. 12 (5), 1504-1511 (2011).</li><li>Luo, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tough+silk+fibers+prepared+in+air+using+a+biomimetic+microfluidic+chip.">Tough silk fibers prepared in air using a biomimetic microfluidic chip.</a> Int J Biol Macromol. 66, 319-324 (2014).</li><li>Peng, Q. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recombinant+spider+silk+from+aqueous+solutions+via+a+bio-inspired+microfluidic+chip.">Recombinant spider silk from aqueous solutions via a bio-inspired microfluidic chip.</a> Sci Rep. 6, (2016).</li><li>Peng, Q. F., Shao, H. L., Hu, X. C., Zhang, Y. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+humidity+on+the+structures+and+properties+of+regenerated+silk+fibers.">Role of humidity on the structures and properties of regenerated silk fibers.</a> Prog Nat Sci-Matter. 25 (5), 430-436 (2015).</li><li>Sampath, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+diffraction+study+of+nanocrystalline+and+amorphous+structure+within+major+and+minor+ampullate+dragline+spider+silks.">X-ray diffraction study of nanocrystalline and amorphous structure within major and minor ampullate dragline spider silks.</a> Soft Matter. 8 (25), 6713-6722 (2012).</li><li>Martel, A., Burghammer, M., Davies, R. J., Riekel, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+Behavior+of+Bombyx+mori+silk:+Evolution+of+crystalline+parameters,+molecular+structure,+and+mechanical+properties.">Thermal Behavior of Bombyx mori silk: Evolution of crystalline parameters, molecular structure, and mechanical properties.</a> Biomacromolecules. 8 (11), 3548-3556 (2007).</li><li>Pan, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoconfined+crystallites+toughen+artificial+silk.">Nanoconfined crystallites toughen artificial silk.</a> J Matter Chem B. 2 (10), 1408-1414 (2014).</li><li>Zhang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstructural+evolution+of+regenerated+silk+fibroin/graphene+oxide+hybrid+fibers+under+tensile+deformation.">Microstructural evolution of regenerated silk fibroin/graphene oxide hybrid fibers under tensile deformation.</a> Rsc Adv. 7 (6), 3108-3116 (2017).</li><li>Wei, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bio-inspired+capillary+dry+spinning+of+regenerated+silk+fibroin+aqueous+solution.">Bio-inspired capillary dry spinning of regenerated silk fibroin aqueous solution.</a> Mat Sci Eng C-Mater. 31 (7), 1602-1608 (2011).</li><li>Jin, Y., Zhang, Y. P., Hang, Y. C., Shao, H. L., Hu, X. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+process+for+dry+spinning+of+regenerated+silk+fibroin+aqueous+solution.">A simple process for dry spinning of regenerated silk fibroin aqueous solution.</a> J Mater Res. 28 (20), 2897-2902 (2013).</li><li>Jin, Y., Hang, Y. C., Zhang, Y. P., Shao, H. L., Hu, X. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+Ca2++on+structures+and+properties+of+regenerated+silk+fibroin+aqueous+solutions+and+fibres.">Role of Ca2+ on structures and properties of regenerated silk fibroin aqueous solutions and fibres.</a> Mater Res Innov. 18, 113-116 (2014).</li><li>Koh, L. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structures,+mechanical+properties+and+applications+of+silk+fibroin+materials.">Structures, mechanical properties and applications of silk fibroin materials.</a> Prog Polym Sci. 46, 86-110 (2015).</li><li>McDonald, J. C., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(dimethylsiloxane)+as+a+material+for+fabricating+microfluidic+devices.">Poly(dimethylsiloxane) as a material for fabricating microfluidic devices.</a> Accounts Chem Res. 35 (7), 491-499 (2002).</li><li>Knight, D. P., Vollrath, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid+crystals+and+flow+elongation+in+a+spider's+silk+production+line.">Liquid crystals and flow elongation in a spider's silk production line.</a> P Roy Soc B-Biol Sci. 266 (1418), 519-523 (1999).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

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...

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.

<table><tbody><tr><td>&lt;em&gt;B. mori&lt;/em&gt; Cocoons</td><td>Farmer in Tongxiang, Zhejiang Province, China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sodium carbonate, anhydrous, 99.8%</td><td>Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., China</td><td></td><td>Analytically Pure</td></tr><tr><td>Lithium bromide, 99.1%</td><td>Shanghai China Lithium Industrial Co., Ltd., China</td><td></td><td>Analytically Pure</td></tr><tr><td>Calcium chloride, anhydrous, 96.0%</td><td>Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., China</td><td></td><td>Analytically Pure</td></tr><tr><td>Ethanol, anhydrous, 99.7%</td><td>Sinopharm Group Chemical Reagent Co.,Ltd., China</td><td>10009218</td><td>Analytically Pure</td></tr><tr><td>SU-8 photoresist</td><td>MicroChem Corp., USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Developing solution</td><td>MicroChem Corp., USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sylgard 184</td><td>Dow Corning, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isopropanol</td><td>Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd., China</td><td></td><td>Analytically Pure</td></tr><tr><td>Concentrated sulfuric acid</td><td>Pinghu Chemical Reagent Factory, China</td><td></td><td>Analytically Pure</td></tr><tr><td>30 vol% hydrogen peroxide</td><td>Shanghai Jinlu Chemical reagent Co., Ltd., China</td><td></td><td>Analytically Pure</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Shanghai Zhengxing Chemical Reagent Factory, China</td><td></td><td>Analytically Pure</td></tr><tr><td>Oxygen plasma treatment</td><td>DT-01, Suzhou Omega Machinery Electronic Technology Co., Ltd., China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Syringe pump</td><td>&amp;nbsp;KD Scientific, USA</td><td></td><td>KDS 200P</td></tr><tr><td>Humidifier</td><td>SEN electric</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Driller</td><td>Hangzhou Bo Yang Machinery Co., Ltd., China</td><td></td><td>bench drilling machine Z406c</td></tr><tr><td>Material testing system</td><td>Instron, USA</td><td></td><td>Model: 5565</td></tr><tr><td>PeakFit</td><td>Systat Software, Inc., USA</td><td></td><td>Version 4.12</td></tr></tbody></table>

microfluidic dry-spinning and characterization of regenerated silk fibroin fibers

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.

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?...

Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Dry-spinning and Characterization of Regenerated Silk Fibroin Fibers at JoVE.com

Microfluidic Dry-spinning and Characterization of Regenerated Silk Fibroin Fibers

Microfluidic יבש-ספינינג ואפיון של סיבי Fibroin משי מחדש

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

The protocol demonstrates a method for mimicking the spinning process of silkworm. In the native spinning process, the contracting spinning duct enables ...

microfluidic-dry-spinning-characterization-regenerated-silk-fibroin

Research

JoVE Journal

Chemistry

9.7K Views.  Donghua University. פרוטוקול microfluidic ספינינג, מיקרו אפיון מחדש fibroin משי monofilament מוצג.

Video: Microfluidic Dry-spinning and Characterization of Regenerated Silk Fibroin Fibers

Synthetic Spider Silk Production on a Laboratory Scale

As society progresses and resources become scarcer, it is becoming increasingly important to cultivate new technologies that engineer next generation biomaterials with high performance properties. The development of these new structural materials must be rapid, cost-efficient and involve processing methodologies and products that are environmentally friendly and sustainable. Spiders spin a multitude of different fiber types with diverse mechanical properties, offering a rich source of next generation engineering materials for biomimicry that rival the best manmade and natural materials. Since the collection of large quantities of natural spider silk is impractical, synthetic silk production has the ability to provide scientists with access to an unlimited supply of threads. Therefore, if the spinning process can be streamlined and perfected, artificial spider fibers have the potential use for a broad range of applications ranging from body armor, surgical sutures, ropes and cables, tires, strings for musical instruments, and composites for aviation and aerospace technology. In order to advance the synthetic silk production process and to yield fibers that display low variance in their material properties from spin to spin, we developed a wet-spinning protocol that integrates expression of recombinant spider silk proteins in bacteria, purification and concentration of the proteins, followed by fiber extrusion and a mechanical post-spin treatment. This is the first visual representation that reveals a step-by-step process to spin and analyze artificial silk fibers on a laboratory scale. It also provides details to minimize the introduction of variability among fibers spun from the same spinning dope. Collectively, these methods will propel the process of artificial silk production, leading to higher quality fibers that surpass natural spider silks.

Despite the outstanding mechanical and biochemical properties of spider silks, this material cannot be harvested in large quantities by conventional means. Here we describe an efficient strategy to spin artificial spider silk fibers, which is an important process for investigators studying spider silk production and their use as next-generation biomaterials.

ייצור סינתטי קורי עכביש בקנה מידה מעבדה

As society progresses and resources become scarcer, it is becoming increasingly important to cultivate new technologies that engineer next generation ...

Bioengineering

Air Filter Devices Including Nonwoven Meshes of Electrospun Recombinant Spider Silk Proteins

Based on the natural sequence of Araneus diadematus Fibroin 4 (ADF4), the recombinant spider silk protein eADF4(C16) has been engineered. This highly repetitive protein has a molecular weight of 48kDa and is soluble in different solvents (hexafluoroisopropanol (HFIP), formic acid and aqueous buffers). eADF4(C16) provides a high potential for various technical applications when processed into morphologies such as films, capsules, particles, hydrogels, coatings, fibers and nonwoven meshes. Due to their chemical stability and controlled morphology, the latter can be used to improve filter materials. In this protocol, we present a procedure to enhance the efficiency of different air filter devices, by deposition of nonwoven meshes of electrospun recombinant spider silk proteins. Electrospinning of eADF4(C16) dissolved in HFIP results in smooth fibers. Variation of the protein concentration (5-25% w/v) results in different fiber diameters (80-1,100 nm) and thus pore sizes of the nonwoven mesh.
Post-treatment of eADF4(C16) electrospun from HFIP is necessary since the protein displays a predominantly &alpha;-helical secondary structure in freshly spun fibers, and therefore the fibers are water soluble. Subsequent treatment with ethanol vapor induces formation of water resistant, stable &beta;-sheet structures, preserving the morphology of the silk fibers and meshes. Secondary structure analysis was performed using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and subsequent Fourier self-deconvolution (FSD).
The primary goal was to improve the filter efficiency of existing filter substrates by adding silk nonwoven layers on top. To evaluate the influence of electrospinning duration and thus nonwoven layer thickness on the filter efficiency, we performed air permeability tests in combination with particle deposition measurements. The experiments were carried out according to standard protocols.

Spider silk fibers display extraordinary mechanical properties. Engineered Araneus diadematus Fibroin 4 (eADF4) can be processed into nonwoven meshes using electrospinning. Here, the eADF4 nonwoven meshes are used to improve the performance of air filtering devices.

התקנים כוללים מסנן אוויר משתלב לא ארוג של חלבונים קורי עכביש רקומביננטי electrospun

Based on the natural sequence of Araneus diadematus Fibroin 4 (ADF4), the recombinant spider silk protein eADF4(C16) has been engineered. This highly ...

Designing Silk-silk Protein Alloy Materials for Biomedical Applications

Fibrous proteins display different sequences and structures that have been used for various applications in biomedical fields such as biosensors, nanomedicine, tissue regeneration, and drug delivery. Designing materials based on the molecular-scale interactions between these proteins will help generate new multifunctional protein alloy biomaterials with tunable properties. Such alloy material systems also provide advantages in comparison to traditional synthetic polymers due to the materials biodegradability, biocompatibility, and tenability in the body. This article used the protein blends of wild tussah silk (Antheraea pernyi) and domestic mulberry silk (Bombyx mori) as an example to provide useful protocols regarding these topics, including how to predict protein-protein interactions by computational methods, how to produce protein alloy solutions, how to verify alloy systems by thermal analysis, and how to fabricate variable alloy materials including optical materials with diffraction gratings, electric materials with circuits coatings, and pharmaceutical materials for drug release and delivery. These methods can provide important information for designing the next generation multifunctional biomaterials based on different protein alloys.

Blending is an efficient approach to generate biomaterials with a broad range of properties and combined features. By predicting the molecular interactions between different natural silk proteins, new silk-silk protein alloy platforms with tunable mechanical resiliency, electrical response, optical transparency, chemical processability, biodegradability, or thermal stability can be designed.

עיצוב פרוטאין משי משי חומרי סגסוגת עבור יישומים ביו

Fibrous proteins display different sequences and structures that have been used for various applications in biomedical fields such as biosensors, ...

Engineered 3D Silk-collagen-based Model of Polarized Neural Tissue

Despite huge efforts to decipher the anatomy, composition and function of the brain, it remains the least understood organ of the human body. To gain a deeper comprehension of the neural system scientists aim to simplistically reconstruct the tissue by assembling it in vitro from basic building blocks using a tissue engineering approach. Our group developed a tissue-engineered silk and collagen-based 3D brain-like model resembling the white and gray matter of the cortex. The model consists of silk porous sponge, which is pre-seeded with rat brain-derived neurons, immersed in soft collagen matrix. Polarized neuronal outgrowth and network formation is observed with separate axonal and cell body localization. This compartmental architecture allows for the unique development of niches mimicking native neural tissue, thus enabling research on neuronal network assembly, axonal guidance, cell-cell and cell-matrix interactions and electrical functions.

Insight into the complex actions of the brain requires advanced research tools. Here we demonstrate a novel silk-collagen-based 3D engineered model of neural tissue resembling brain-like architecture. The model can be used to study neuronal network assembly, axonal guidance, cell-cell interactions and electrical activity.

דגם של רקמות עצביות מקוטב מבוסס משי-קולגן מהונדס 3D

Despite huge efforts to decipher the anatomy, composition and function of the brain, it remains the least understood organ of the human body. To gain a ...

Reactive Inkjet Printing and Propulsion Analysis of Silk-based Self-propelled Micro-stirrers

In this study, a protocol for using reactive inkjet printing to fabricate enzymatically propelled silk swimmers with well-defined shapes is reported. The resulting devices are an example of self-propelled objects capable of generating motion without external actuation and have potential applications in medicine and environmental sciences for a variety of purposes ranging from micro-stirring, targeted therapeutic delivery, to water remediation (e.g., cleaning oil spills). This method employs reactive inkjet printing to generate well-defined small-scale solid silk structures by converting water soluble regenerated silk fibroin (silk I) to insoluble silk fibroin (silk II). These structures are also selectively doped in specific regions with the enzyme catalase in order to produce motion via bubble generation and detachment. The number of layers printed determines the three-dimensional (3D) structure of the device, and so here the effect of this parameter on the propulsive trajectories is reported. The results demonstrate the ability to tune the motion by varying the dimensions of the printed structures.

This protocol demonstrates the ability to utilize reactive inkjet printing to print self-motile biocompatible and environmentally friendly micro-stirrers for use in biomedical and environmental applications.

הדפסת הזרקת דיו וניתוח הנעה של משי מבוסס עצמית הנעה מיקרו-שטירים

In this study, a protocol for using reactive inkjet printing to fabricate enzymatically propelled silk swimmers with well-defined shapes is reported. The ...

Fabrication and Characterization of Griffithsin-modified Fiber Scaffolds for Prevention of Sexually Transmitted Infections

Electrospun fibers (EFs) have been widely used in a variety of therapeutic applications; however, they have only recently been applied as a technology to prevent and treat sexually transmitted infections (STIs). Moreover, many EF technologies focus on encapsulating the active agent, relative to utilizing the surface to impart biofunctionality. Here we describe a method to fabricate and surface-modify poly(lactic-co-glycolic) acid (PLGA) electrospun fibers, with the potent antiviral lectin Griffithsin (GRFT). PLGA is an FDA-approved polymer that has been widely used in drug delivery due to its outstanding chemical and biocompatible properties. GRFT is a natural, potent, and safe lectin that possesses broad activity against numerous viruses including human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). When combined, GRFT-modified fibers have demonstrated potent inactivation of HIV-1 in vitro. This manuscript describes the methods to fabricate and characterize GRFT-modified EFs. First, PLGA is electrospun to create a fiber scaffold. Fibers are subsequently surface-modified with GRFT using 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS)chemistry. Scanning electron microscopy (SEM) was used to assess the size and morphology of surface-modified formulations. Additionally, a gp120 or hemagglutinin (HA)-based ELISA may be used to quantify the amount of GRFT conjugated to, as well as GRFT desorption from the fiber surface. This protocol can be more widely applied to fabricate fibers that are surface-modified with a variety of different proteins.

This manuscript describes the procedure to fabricate and characterize Griffithsin-modified poly(lactic-co-glycolic acid) electrospun fibers that demonstrate potent adhesive and antiviral activity against human immunodeficiency virus type 1 infection in vitro. Methods used to synthesize, surface-modify, and characterize the resulting morphology, conjugation, and desorption of Griffithsin from surface-modified fibers are described.

ייצור ואפיון של סיבים Griffithsin-השתנה פיגומים לצורך מניעת מחלות המועברות

Electrospun fibers (EFs) have been widely used in a variety of therapeutic applications; however, they have only recently been applied as a technology to ...

Material Formation of Recombinant Spider Silks through Aqueous Solvation using Heat and Pressure

Many spiders produce seven types of silks. Six of the silks are fiber in form when produced by the spiders. These fibers are not water soluble. In order to reproduce the remarkable mechanical properties of spider silks, they must be produced in heterologous hosts as spiders are both territorial and cannibalistic. The synthetic analogs of spider silk also tend to be insoluble in aqueous solutions. Thus, a large percentage of research in recombinant spider silks rely upon organic solvents that are detrimental to large scale production of materials. Our group&#8217;s method forces the solvation of these recombinant spider silks into water. Remarkably, when these proteins are prepared using this method of heat and pressure, a wide range of material forms can be prepared from the same solution of recombinant spider silk proteins (rSSp) including: films, fibers, sponge, hydrogel, lyogel, and adhesives. This article demonstrates the production of the solvated rSSp and material forms in a manner that is more easily understood than from written materials and methods alone.

Here, we present a protocol to produce water soluble recombinant spider silk protein solutions and the material forms that can be formed from those solutions.

היווצרות חומר של משי רקומביננטי עכביש באמצעות מימית Solvation באמצעות חום ולחץ

Many spiders produce seven types of silks. Six of the silks are fiber in form when produced by the spiders. These fibers are not water soluble. In order ...

In Vivo Targeted Expression of Optogenetic Proteins Using Silk/AAV Films

The quest to understand how neural circuits process information in order to drive behavioral output has been greatly aided by recently-developed optical methods for manipulating and monitoring the activity of neurons in vivo. These types of experiments rely on two main components: 1) implantable devices that provide optical access to the brain, and 2) light-sensitive proteins that change neuronal excitability or provide a readout of neuronal activity. There are a number of ways to express light-sensitive proteins, but stereotaxic injection of viral vectors is currently the most flexible approach because expression can be controlled with genetic, anatomical, and temporal precision. Despite the great utility of viral vectors, delivering the virus to the site of optical implants poses numerous challenges. Stereotaxic virus injections are demanding surgeries that increase surgical time, increase the cost of studies, and pose a risk to the animal's health. The surrounding tissue can be physically damaged by the injection syringe, and by immunogenic inflammation caused by the abrupt delivery of a bolus of high-titer virus. Aligning injections with optical implants is especially difficult when targeting small regions deep in the brain. To overcome these challenges, we describe a method for coating multiple types of optical implants with films composed of silk fibroin and Adeno-associated viral (AAV) vectors. Fibroin, a polymer derived from the cocoon of Bombyx mori, can encapsulate and protect biomolecules and can be processed into forms ranging from soluble films to ceramics. When implanted into the brain, silk/AAV coatings release virus at the interface between optical elements and the surrounding brain, driving expression precisely where it is needed. This method is easily implemented and promises to greatly facilitate in vivo studies of neural circuit function.

In Vivo Targeted Expression of Optogenetic Proteins Using Silk/AAV Films

Here, we present a method for delivering viral expression vectors into the brain using silk fibroin films. This method allows targeted delivery of expression vectors using silk/AAV coated optical fibers, tapered optical fibers, and cranial windows.

אין ויוו יישוב ביטוי של חלבונים Optogenetic באמצעות סרטי משי/AAV

The quest to understand how neural circuits process information in order to drive behavioral output has been greatly aided by recently-developed optical ...

Neuroscience

<meta charset="utf8"></head><body>היווצרות וחיבור של קרומי משי FN לתוספות של תרבית תאים

Nanofibrillar Basement Membrane Mimic Made of Recombinant Functionalized Spider Silk in Custom-Made Tissue Culture Inserts

Replicating tissue barriers&#160;is critical for generating relevant in vitro models for evaluating novel therapeutics. Today, this is commonly done using tissue culture inserts with a plastic membrane, which generates an apical and a basal side. Besides providing support for the cells, these membranes come far from emulating their native counterpart, the basement membrane, which is a nanofibrillar, protein-based matrix. In this work, we show a simple way to considerably improve the biological relevance of the tissue culture inserts by replacing the plastic membrane with one made from a pure recombinant functionalized spider silk protein. The silk membrane forms through self-assembly and will spontaneously adhere to a membrane-free tissue culture insert, where it can provide support for cells. Custom-designed tissue culture inserts can be printed using a standard 3D printer, following the instructions provided in the protocol, or commercial ones can be purchased and used instead. This protocol shows how the culture system with silk membranes in inserts is set up and, subsequently, how the same cell culturing techniques that are used with traditional, commercially available inserts can be implemented.

<meta charset="utf8"></head><body>מחבר זרקור: שיפור מודלים של תרביות תאים חוץ גופיות עם קרומי משי עכביש פונקציונליים רקומביננטיים

Tissue culture inserts with plastic membranes are the golden standard in cell culture labs as permeable supports to establish cell layers and models of barrier tissues. Herein, we present a simple method to replace the plastic membrane with a more biologically relevant membrane made from a recombinant functionalized spider silk protein.

חיקוי קרום מרתף ננופיברילרי עשוי ממשי עכביש פונקציונלי רקומביננטי בתוספות תרבית רקמה בהתאמה אישית

Replicating tissue barriers&#160;is critical for generating relevant in vitro models for evaluating novel therapeutics. Today, this is commonly done using ...

Microfluidic יבש-ספינינג ואפיון של סיבי Fibroin משי מחדש

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

ייצור סינתטי קורי עכביש בקנה מידה מעבדה

התקנים כוללים מסנן אוויר משתלב לא ארוג של חלבונים קורי עכביש רקומביננטי electrospun

עיצוב פרוטאין משי משי חומרי סגסוגת עבור יישומים ביו

דגם של רקמות עצביות מקוטב מבוסס משי-קולגן מהונדס 3D

הדפסת הזרקת דיו וניתוח הנעה של משי מבוסס עצמית הנעה מיקרו-שטירים

ייצור ואפיון של סיבים Griffithsin-השתנה פיגומים לצורך מניעת מחלות המועברות

היווצרות חומר של משי רקומביננטי עכביש באמצעות מימית Solvation באמצעות חום ולחץ

אין ויוו יישוב ביטוי של חלבונים Optogenetic באמצעות סרטי משי/AAV

חיקוי קרום מרתף ננופיברילרי עשוי ממשי עכביש פונקציונלי רקומביננטי בתוספות תרבית רקמה בהתאמה אישית

חיקוי קרום מרתף ננופיברילרי עשוי ממשי עכביש פונקציונלי רקומביננטי בתוספות תרבית רקמה בהתאמה אישית