2蜘蛛丝纤维的开发
蜘蛛的天然共存性很差,它们会自相残杀,同类相食[32]。如果通过大量饲养繁殖蜘蛛的方法来获取蜘蛛丝是无法满足生产需要的。如何克服影响蜘蛛丝的性能的诸多因素,制造出性能稳定的蜘蛛丝纤维已成为一个倍受关注的课题。随着生物技术、遗传基因技术的发展,通过对蜘蛛丝蛋白和腺体分泌物的研究,科学家们成功地制造出了蜘蛛丝蛋白的合成基因,利用这种基因可生产出与天然蜘蛛丝蛋白相同的产品,这一研究成果,使得大规模生产人工合成蜘蛛丝成为可能[33]。
2.1牛羊乳蜘蛛丝
利用生物技术、转基因技术将蜘蛛的蛋白基因注入奶牛或奶羊,其产下的奶中就含有大量的柔软光滑的蜘蛛丝蛋白质纤维成分,这种含有蜘蛛丝基因的蛋白质可用来生产有“生物钢”之称的纤维。
2.2蚕吐蜘蛛丝
利用转基因技术,将蜘蛛丝的基因通过“电穿孔”的方法注入很小的蚕卵中,用蜘蛛丝基因替代蚕丝基因中有关强度的部分,从而在家蚕基因重链中产生了部分蜘蛛丝基因[34]。
2.3植物合成蜘蛛丝
利用转基因方法,将能产生蜘蛛丝蛋白的基因转移到植物上,通过大面积种植,使这种植物大量生产出类似蜘蛛丝蛋白的蛋白质,然后通过提取加工,便可以作纺纱的原料,同时也能降低成本。
2.4微生物合成蜘蛛丝
将蜘蛛丝蛋白的基因移植给微生物,当微生物繁殖时,可产生大量的类似于蜘蛛丝蛋白的蛋白质。已经发现一种细菌[35]和一种酵母菌通过基因移植技术能合成出类似于蜘蛛丝蛋白的蛋白质。
2.5其他合成方法
我国于2002年开始了“生物钢”的研究,并将其列入“863”重大研究计划中。科学家们成功地将“生物钢”蛋白基因转移到老鼠身上,培育出第一批携带“生物钢”蛋白基因的转基因鼠,并成功地从小白鼠的乳液中获得“生物钢”蛋白。
3结语
蜘蛛丝作为一种高性能、环保型的天然纤维,其研究必将继续深化。虽然蜘蛛丝的性能受到诸多因素的影响,但随着科学的发展以及多学科之间的交叉应用,这些问题必然会被逐渐攻克。在不久的将来,蜘蛛丝必然广泛应用于纺织服装业、军事、医疗、航空航天、建筑与汽车工业等各个领域,成为新一代高级生物材料。
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