蜘蛛から学ぶ絹フィブロインの効率的可溶化

从蜘蛛身上学到的丝素蛋白的高效溶解

基本信息

批准号：
11875215
负责人：
伊藤啓
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Heian Jogakuin (St. Agnes') College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875215/
关键词：
蜘蛛の糸絹フィブロイン可溶化溶解機構水系溶媒常温溶解

项目摘要

絹フィブロインは従来の繊維製品の用途だけでなく、食品化や化粧品添加剤、生医学材料などへの展開が始まっている。しかし、この実用化のためには効率的な可溶化技術の確立が不可欠の課題である。蜘蛛の巣の糸は、比較的短時間(約30分)で蜘蛛自身が張りなおしているので、糸をアミノ酸モノマーまで分解して再合成しているとは考えにくく、高分子量のまま常温の水系で効率的に可溶化して再紡糸していると思われる。このリサイクル過程での蜘蛛の糸の可溶化機構を明らかにし、さらにその成果を難溶性の絹フィブロインに応用して常温水系での可溶化を企図した。本年度の研究では以下の成果を得た。糸の劣化や再生のための消化(溶解)・紡糸過程の検討の観点から、種々の蜘蛛の糸の力学的性質を調べ、劣化に関する知見や蜘蛛の牽引糸の安全工学的な巧妙さを見出した。フィブロインを簡便かつ効率的に可溶化する方法について、当初、企図した「蜘蛛から学ぶ常温/水系での可溶化」は遠大過ぎるものであった。しかし、この検討過程で超臨界水・亜臨界水による絹フィブロインの可溶化の可能性を見出すことができた。絹フィブロイン可溶化物が容易に入手できれば、上述の絹の展開はさらなる進展が期待できると考え、この研究計画を次年度以降の基盤研究として申請中である。

丝素蛋白不仅用于传统纺织产品，还用于食品生产、化妆品添加剂、生物医用材料等。然而，对于这种实际应用，有必要建立一种有效的增溶技术。蜘蛛网线在相对较短的时间内（约30分钟）由蜘蛛本身重新拉丝，因此丝线不太可能被分解为氨基酸单体并重新合成，它似乎被有效地溶解并重新纺丝。在水性体系中。我们阐明了蜘蛛丝在回收过程中的增溶机制，并将结果应用于室温水体系中难溶性丝素蛋白的增溶。今年的研究取得了以下成果。我们从考虑线的降解和再生的消化（溶解）和纺丝过程的角度研究了各种蜘蛛丝的机械性能，并发现了有关蜘蛛牵引线劣化和安全工程独创性的知识。至于一种简单有效的溶解丝心蛋白的方法，“在室温/水系统中溶解，从蜘蛛那里学到的”的最初想法太深远了。然而，在这个研究过程中，我们发现了使用超临界和亚临界水溶解丝素蛋白的可能性。我们相信，如果能够容易地获得丝素蛋白可溶材料，我们就可以期待如上所述的蚕丝开发取得进一步进展，目前我们正在申请这项研究计划作为明年起的基础研究。