不同方法脫膠蠶絲及轉(zhuǎn)蜘蛛拖牽絲蛋白基因家蠶蠶絲的力學(xué)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(duì)家蠶繭絲進(jìn)行了脫膠處理，并采用單纖強(qiáng)力儀對(duì)這五種脫膠蠶絲進(jìn)行了力學(xué)行為的測(cè)試，獲得了負(fù)載-位移曲線，結(jié)果表明不同脫膠方法對(duì)繭絲的力學(xué)行為造成了不同程度的影響，包括初始斜率和屈服點(diǎn)的降低，其中碳酸鈉和尿素脫膠對(duì)其影響最大，這些結(jié)果說(shuō)明脫膠至少削弱了一種非共價(jià)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(duì)蠶絲的力學(xué)性能幾乎沒(méi)有貢獻(xiàn)，但是它對(duì)蠶絲纖維橫截面面積卻有很

2、大的貢獻(xiàn)，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(fù)載．位移曲線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力-應(yīng)變曲線時(shí)，不能重現(xiàn)脫膠對(duì)兩核心絲纖維分子結(jié)構(gòu)的影響。有以下兩個(gè)因素影響著脫膠蠶絲的力學(xué)性能：1)兩核心絲纖維分子結(jié)構(gòu)的改變，包括分子間的和／或分子內(nèi)的結(jié)構(gòu)改變；2)脫膠率。因此，對(duì)應(yīng)力．應(yīng)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(yīng)力-應(yīng)變曲線才有意義。本實(shí)驗(yàn)采用臨近連續(xù)絲纖維法，相鄰核心絲纖維的力學(xué)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(duì)應(yīng)的負(fù)載-位移曲線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力-應(yīng)變曲線，則所得到的曲線形狀不變。這樣，不同脫膠方法對(duì)兩核心絲纖維分子結(jié)構(gòu)的影響就可以通過(guò)脫膠前后蠶絲的力學(xué)行為和力學(xué)性能的變化表現(xiàn)出來(lái)。 此外，還采用掃描電鏡對(duì)各種脫膠蠶絲的表面進(jìn)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(jiàn)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(jiàn)其腐蝕過(guò)

4、的痕跡；硼酸-硼砂緩沖液脫膠效果最好，其整個(gè)沿徑向排列的絲素纖維都清晰可見(jiàn)；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(jié)果表明，不同的脫膠溶液可能對(duì)蠶絲纖維結(jié)構(gòu)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(dāng)，二者均具有較好的脫膠效果，但碳酸鈉脫膠對(duì)兩核心絲纖維分子結(jié)構(gòu)的影響較強(qiáng)。綜合考慮脫膠效果與絲的力學(xué)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(duì)較好。

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

6、色熒光蛋白基因?yàn)閳?bào)告基因、含有人工合成的1.6kb的蜘蛛拖牽絲蛋白基因及轉(zhuǎn)座子piggyBac的轉(zhuǎn)基因載體成功導(dǎo)入減秋無(wú)滯育家蠶受精卵中，得到了轉(zhuǎn)蜘蛛拖牽絲蛋白基因家蠶及綠色熒光繭。對(duì)轉(zhuǎn)基因家蠶與對(duì)照家蠶絲素蛋白進(jìn)行了氨基酸組成分析，結(jié)果表明轉(zhuǎn)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(duì)轉(zhuǎn)基因家蠶繭絲的機(jī)械性能進(jìn)行了測(cè)試研究，結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因家蠶蠶繭生絲的伸長(zhǎng)率降低，斷裂強(qiáng)度和初始模量增加，且