蜘蛛丝的人工生产技术

蜘蛛丝是一种可生物降解的材料，而且蜘蛛制丝是在常温、常压，以水为溶剂的温和条件下进行的，故对环境无污染。因此，该领域近几年成为生物学家及材料学家的研究热点，但由于蜘蛛丝的来源极为有限，且蜘蛛是肉食动物，不喜群居，相互之间残杀，规模化生产困难极大（中国目前已有适量饲养），所以世界各国科学家对蜘蛛丝的化学组成、结构以及蜘蛛丝的基因组成进行了深入地研究，以期研制出人工制造的蜘蛛丝。
3 M/ @" ~3 H% `: R& t目前对蜘蛛丝的研究主要集中在以下两个方面。
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8 b# e1 `& _5 n2 ~' @3 g; a１．利用转基因技术　
. t& g# ?% T4 W, I* @" C' I6 y将蜘蛛牵引丝的相关基因转移到细菌、植物体、哺乳动物的乳腺上皮或肾细胞中进行表达，生成蜘蛛牵引丝蛋白质，并提纯出此蛋白质。该领域包括以下几个探索方向。
! w* `0 {# j. U. \& H. ]- Z2 g（１）蚕吐蜘蛛丝：有研究者提出将蜘蛛牵引丝的基因移植到蚕体内“吐”蜘蛛丝，此方法目前尚未实现。
（２）动、植物合成蜘蛛丝：将蜘蛛丝蛋白基因转移到山羊、奶牛、小白鼠等动物体或烟草等植物体内，然后将蛋白质单体从中分离出来，并经纺丝得到蜘蛛丝纤维，但目前此方法的效率极低。
（３）微生物合成蜘蛛丝：将蜘蛛牵引丝蛋白基因转入细菌中，通过细菌发酵的方法得到蜘蛛牵引丝蛋白，再进一步纺丝得到蜘蛛丝纤维。１９９７年中国福建师范大学曾在大肠杆菌和酵母中分别表达了蜘蛛丝蛋白基因。此方法目前尚在研究。
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２．采用合适的仿生纺丝技术　
这也是把蜘蛛丝蛋白最终转变成高性能纤维的一个关键点。１９９８年美国杜邦公司曾用六氟异丙醇溶解蜘蛛丝蛋白进行人工纺丝研究，但由于纺丝方法与蜘蛛吐丝过程并不一样，且所用溶剂有很强的极性作用，因此结果并不理想。２００２年，美国陆军生物化学部首次用水作溶剂对蜘蛛丝蛋白进行了纺丝探索，但由于得到的丝极少，强度也较低，还需对纺丝过程进行进一步的研究和优化。