近日,日本研究人员发明了一种设备,可纺出与自然产生的蛛丝非常接近的人造蜘蛛丝。人造丝腺能模仿蜘蛛丝腺中自然发生的各种化学和物理变化,重建丝的复杂分子结构。
蜘蛛的丝腺就像是一种天然的微流控装置。研究人员试图用微流控来模拟天然蜘蛛丝的产生,开发出一种外观像矩形盒子的设备,里面有微小的沟槽。他们先将前体蛛丝蛋白溶液放置在一端,然后通过负压将其拉向另一端。当蛛丝蛋白溶液经过微流控通道时,它们暴露在化学和物理环境的精确变化中。在正确的条件下,蛋白质自组装成丝纤维,且具备特有的复杂结构。
研究人员通过实验找到了这些正确的条件,最终能够优化微流控系统不同区域之间的相互作用。他们还发现,只有当使用负压拉动蛛丝蛋白溶液时,才能组装出具有正确β-片层排列的连续丝纤维。