不同方法脫膠蠶絲及轉蜘蛛拖牽絲蛋白基因家蠶蠶絲的力學性能研究.pdf

1、用蒸餾水、硼酸-硼砂緩沖液、碳酸鈉、尿素及丁二酸對家蠶繭絲進行了脫膠處理，并采用單纖強力儀對這五種脫膠蠶絲進行了力學行為的測試，獲得了負載-位移曲線，結果表明不同脫膠方法對繭絲的力學行為造成了不同程度的影響，包括初始斜率和屈服點的降低，其中碳酸鈉和尿素脫膠對其影響最大，這些結果說明脫膠至少削弱了一種非共價鍵，如氫鍵或范德華鍵，鍵的削弱加快了絲的斷裂。 雖然絲膠對蠶絲的力學性能幾乎沒有貢獻，但是它對蠶絲纖維橫截面面積卻有很

2、大的貢獻，不同脫膠方法的脫膠程度不同，因此用脫膠絲的橫截面面積將負載．位移曲線轉換成應力-應變曲線時，不能重現(xiàn)脫膠對兩核心絲纖維分子結構的影響。有以下兩個因素影響著脫膠蠶絲的力學性能：1)兩核心絲纖維分子結構的改變，包括分子間的和／或分子內的結構改變；2)脫膠率。因此，對應力．應變曲線的解釋需要考慮到脫膠率，即在相同脫膠率的情況下比較應力-應變曲線才有意義。本實驗采用臨近連續(xù)絲纖維法，相鄰核心絲纖維的力學性能具有相似性，在脫膠率相似的情

3、況下，用兩核心絲纖維的橫截面積把對應的負載-位移曲線轉換成應力-應變曲線，則所得到的曲線形狀不變。這樣，不同脫膠方法對兩核心絲纖維分子結構的影響就可以通過脫膠前后蠶絲的力學行為和力學性能的變化表現(xiàn)出來。 此外，還采用掃描電鏡對各種脫膠蠶絲的表面進行了觀察，掃描電鏡圖片表明不同方法脫膠繭絲具有不同的外貌形態(tài)。蒸餾水只產(chǎn)生了部分脫膠效果；尿素脫膠也不完全，且可見其腐蝕的凹痕和孔洞；碳酸鈉脫膠效果較為 明顯，但仍然可見其腐蝕過

4、的痕跡；硼酸-硼砂緩沖液脫膠效果最好，其整個沿徑向排列的絲素纖維都清晰可見；丁二酸脫膠絲表面則呈現(xiàn)出不均一的網(wǎng)格狀，脫膠效果也不理想。結果表明，不同的脫膠溶液可能對蠶絲纖維結構產(chǎn)生了不同的修飾。雖然碳酸鈉與硼酸-硼砂緩沖液的脫膠率相當，二者均具有較好的脫膠效果，但碳酸鈉脫膠對兩核心絲纖維分子結構的影響較強。綜合考慮脫膠效果與絲的力學性能，硼酸-硼砂緩沖液脫膠的整體效果優(yōu)于碳酸鈉。同樣，與尿素脫膠效果相比，丁二酸脫膠的整體效果也相對較好。

5、 從硼酸-硼砂緩沖液脫膠繭絲中分離出單絲，并測定了其力學性能。在單絲的負載．位移曲線中可以觀察到第二個屈服點，這表明單絲在拉伸的過程中，除了分子之間的滑移以及無規(guī)卷曲和螺旋結構向β-折疊結構的轉變之外，還存在一種分子結構的變化。單絲力學性能的測試結果表明脫膠處理對脫膠絲兩根單絲造成了不同程度的損傷，同時可以推斷出家蠶繭絲可能并不存在微觀結構的缺陷，脫膠絲力學性能可重復性差可能是由于脫膠處理對其造成了不同程度的損傷。 將以綠

6、色熒光蛋白基因為報告基因、含有人工合成的1.6kb的蜘蛛拖牽絲蛋白基因及轉座子piggyBac的轉基因載體成功導入減秋無滯育家蠶受精卵中，得到了轉蜘蛛拖牽絲蛋白基因家蠶及綠色熒光繭。對轉基因家蠶與對照家蠶絲素蛋白進行了氨基酸組成分析，結果表明轉基因家蠶蠶絲絲素蛋白甘氨酸和丙氨酸的百分含量分別增加了1.65％和1.80％(平均值)。對轉基因家蠶繭絲的機械性能進行了測試研究，結果表明轉基因家蠶蠶繭生絲的伸長率降低，斷裂強度和初始模量增加，且