CN111194728A - 蛛蚕丝生产方法及由其生产的蛛蚕丝 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蛛蚕丝生产方法，包括：(1)将从蜘蛛的体内的腺管中取出的蛛丝蛋白粘液植入家蚕卵中获得家蚕种；(2)将家蚕种孵化得到幼蚕，即为蛛蚕；(3)采用家蚕的饲养方法饲养蛛蚕；(4)待蛛蚕吐丝，即为蛛蚕丝。较佳地，在步骤(1)之前，还包括步骤：(11)在室内无菌条件下在显微镜下用生理盐水冲洗蜘蛛的体内的内脏。在步骤(1)和步骤(2)之间，还包括步骤：(12)将家蚕种置于保温箱催种。还提供了由此生产的蛛蚕丝。本发明的蛛蚕丝生产方法容易生产蛛蚕丝，生产的蛛蚕丝强度和弹性比家蚕丝高，以满足用于军工防护和医用的新材料的需要，设计巧妙，操作简便，成本低，适于大规模推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术技术领域，更具体地，涉及蛛丝蚕丝生产技术领域，特别是指一种蛛蚕丝生产方法及由其生产的蛛蚕丝。
背景技术
蜘蛛为了捕获食物而吐出蛛丝织成丝网，在可织网蜘蛛中最有价值的是园蛛，园蛛吐出的蛛丝主要包括拖丝和牵引丝，其中拖丝主要用于构成蜘蛛网的牵丝和轮状网面，牵引丝则用来粘附昆虫并在昆虫挣扎时提供强大的弹性来防止昆虫的脱网，蜘蛛有很多个存放蛛丝的腺管，其中拖丝是由鞭状腺分泌的，其主要作用于圆网上螺旋状丝的轴心，虽然并不具有黏性，但具有极高的延展性使蛛丝被拉扯再长也不易断裂。如此一来，任凭猎物再怎么拉扯，牵引丝依然不断地持续纠缠住猎物。所以蛛丝是人类急需的新型防护织造材料。由于蛛丝蛋白具有独特的结构特征，因而呈现一些独特的物理化学性质，使得蛛丝强度高，韧性大，适合用于军工及医疗行业中防护服及防弹服的织造新材料。
蛛丝蛋白主要由甘氨酸和丙氨酸组成，其中甘氨酸占氨基酸总量的37％，丙氨酸占 18％。而牵引丝蛋白主要氨基酸是甘氨酸和脯氨酸，甘氨酸占氨基酸总量的44％，脯氨酸占21％。此外其它如谷氨酸，丝氨酸，亮氨酸，酪氨酸和缬氨酸等，具有独特的三维空间网状结构。具有一定的热稳定性，在250℃高温下它能保持稳定，只有在250℃以上时才会分解。耐疲劳性。具可降解性，在一定的酸性条件或者紫外线照射情况下会发生降解。蛛丝蛋白是一种很特殊的纤维蛋白，由丙氨酸组成的β-折叠和富含脯氨酸的A-螺旋、及其紧密堆砌的二级结构使之成为一种半结晶状态的分子弹簧结构，决定了其具有强度高、韧性大等一些重要特点。蛛丝蛋白独特的结构和性质，使其在医学领域尤其是组织工程方面有着诱人的前景，因为在医疗领域的一大难题是没有合适的材料来替代损坏的肌腱。当将磷酸集团嵌入蛛丝后，蛛丝纤维可以吸附到骨骼的主要成分羟磷灰石形成坚固的晶体外层，而且蛛丝本身还具有高强度、韧性以及良好的柔性和可塑性。这一切都使其成为适宜替代肌腱的前景材料。用在军工上可以制造防弹衣、防化服，可防止子弹及细菌的射入，同时又可以制造降落伞，因此在未来的军工及民用防护领域蛛丝将有非常乐观的广阔前景。
蜘蛛具有与家蚕相同的吐丝功能，但与家蚕不同的是蜘蛛生性吃昆虫为生，体内毒性较大，人沾蛛毒后会死亡，人工饲养很困难，造成蛛丝稀缺，而家蚕生性温柔，体内无毒，只要有桑树的地方就可以养蚕收茧抽丝，可家蚕丝的不足之处是强度不够高和弹性性能有限。蛛丝的强度和弹性比家蚕丝高很多，高500多倍，它是目前已知的天然动物纤维丝中强度和弹性最高的一种蛋白纤维。蛛丝的延伸度可以达到130％而不断裂。同时它还具有耐湿、耐高温和耐低温性能，蛛丝在高温250℃以上才能融解，在零下50～60℃的低温下仍能保持高弹性和防菌防霉的特性。目前，蛛丝已经是制造轻质防弹衣、防护服和航空陀螺仪悬线的最好材料。
因此，希望提供一种天然纤维丝，其获取容易，强度和弹性比家蚕丝高，以满足用于军工防护和医用的新材料的需要。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种蛛蚕丝生产方法，采用该方法容易生产蛛蚕丝，生产的蛛蚕丝强度和弹性比家蚕丝高，以满足用于军工防护和医用的新材料的需要，适于大规模推广应用。
本发明的另一目的在于提供一种蛛蚕丝生产方法，其设计巧妙，操作简便，成本低，适于大规模推广应用。
本发明的另一目的在于提供一种蛛蚕丝，其获取容易，强度和弹性比家蚕丝高，以满足用于军工防护和医用的新材料的需要，适于大规模推广应用。
本发明的另一目的在于提供一种蛛蚕丝，其设计巧妙，组成简洁，制备简便，成本低，适于大规模推广应用。
为达到以上目的，在本发明的第一方面，提供一种蛛蚕丝生产方法，其特点是，包括以下步骤：
(1)将从蜘蛛的体内的腺管中取出的蛛丝蛋白粘液植入家蚕卵中获得家蚕种；
(2)将所述家蚕种孵化得到幼蚕，所述幼蚕即为蛛蚕；
(3)采用家蚕的饲养方法饲养所述蛛蚕；
(4)待所述蛛蚕吐丝，所述丝即为蛛蚕丝。
较佳地，在所述步骤(1)中，所述蜘蛛为园蛛。
较佳地，在所述步骤(1)中，所述腺管为鞭状腺管。
较佳地，在所述步骤(1)中，采用针筒从所述的蜘蛛的体内的腺管中取出所述蛛丝蛋白粘液。
更佳地，在所述步骤(1)中，采用所述针筒插入所述蜘蛛的尾部的所述腺管取出所述蛛丝蛋白粘液。
较佳地，在所述步骤(1)之前，所述蛛蚕丝生产方法还包括步骤：
(11)在室内无菌条件下在显微镜下用生理盐水冲洗所述的蜘蛛的体内的内脏。
较佳地，在所述步骤(1)和所述步骤(2)之间，所述蛛蚕丝生产方法还包括步骤：
(12)将所述家蚕种置于保温箱催种。
更佳地，在所述步骤(12)中，所述保温箱的温度为15℃～20℃。
在本发明的第二方面，提供一种蛛蚕丝，其特点是，采用上述的蛛蚕丝生产方法生产而成。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的蛛蚕丝生产方法包括以下步骤：(1)将从蜘蛛的体内的腺管中取出的蛛丝蛋白粘液植入家蚕卵中获得家蚕种；(2)将家蚕种孵化得到幼蚕，幼蚕即为蛛蚕； (3)采用家蚕的饲养方法饲养蛛蚕；(4)待蛛蚕吐丝，丝即为蛛蚕丝，因此，采用该方法容易生产蛛蚕丝，生产的蛛蚕丝强度和弹性比家蚕丝高，以满足用于军工防护和医用的新材料的需要，适于大规模推广应用。
2、本发明的蛛蚕丝生产方法包括以下步骤：(1)将从蜘蛛的体内的腺管中取出的蛛丝蛋白粘液植入家蚕卵中获得家蚕种；(2)将家蚕种孵化得到幼蚕，幼蚕即为蛛蚕； (3)采用家蚕的饲养方法饲养蛛蚕；(4)待蛛蚕吐丝，丝即为蛛蚕丝，因此，其设计巧妙，操作简便，成本低，适于大规模推广应用。
3、本发明的蛛蚕丝采用上述的蛛蚕丝生产方法生产而成，因此，其获取容易，强度和弹性比家蚕丝高，以满足用于军工防护和医用的新材料的需要，适于大规模推广应用。
4、本发明的蛛蚕丝采用上述的蛛蚕丝生产方法生产而成，因此，其设计巧妙，组成简洁，制备简便，成本低，适于大规模推广应用。
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。
具体实施方式
为了提供一种高强度、天然的丝材料用于军工防护和医用的新材料，本发明人提供了一种将蜘蛛体内的蛛丝蛋白粘液嫁接在家蚕卵中的方法：蛛蚕丝由蜘蛛体内的蛛丝蛋白粘液与家蚕卵混合培育而成，其中，所述蜘蛛优选是选择蜘蛛类中的可织网的园蛛(织网蛛)作为本体，由家蚕卵为宿主。
本发明的蛛丝蛋白粘液与家蚕卵蛋白质粘液混合的方法进一步改进了无法单靠蜘蛛吐丝获得可供人类需要的蛛丝的问题，本发明解决了人类无法获得蛛丝的问题。
具体地，本发明首先提供一种蛛蚕丝生产方法，包括以下步骤：
(1)将从蜘蛛的体内的腺管中取出的蛛丝蛋白粘液植入家蚕卵中获得家蚕种；
(2)将所述家蚕种孵化得到幼蚕，所述幼蚕即为蛛蚕；
(3)采用家蚕的饲养方法饲养所述蛛蚕；
(4)待所述蛛蚕吐丝，所述丝即为蛛蚕丝。
在所述步骤(1)中，所述蜘蛛可以是任何合适的可织网的蜘蛛，较佳地，在所述步骤(1)中，所述蜘蛛为园蛛。
在所述步骤(1)中，所述腺管可以是任何合适的腺管，较佳地，在所述步骤(1) 中，所述腺管为鞭状腺管。
在所述步骤(1)中，可以采用任何合适的工具从所述的蜘蛛的体内的腺管中取出所述蛛丝蛋白粘液，较佳地，在所述步骤(1)中，采用针筒从所述的蜘蛛的体内的腺管中取出所述蛛丝蛋白粘液。
在所述步骤(1)中，采用针筒从所述的蜘蛛的体内的腺管中取出所述蛛丝蛋白粘液可以采用任何合适的方式，更佳地，在所述步骤(1)中，采用所述针筒插入所述蜘蛛的尾部的所述腺管取出所述蛛丝蛋白粘液。
在所述步骤(1)之前，为了防止污物污染蜘蛛的体内的腺管例如鞭状腺管中的蛛丝蛋白粘液，较佳地，在所述步骤(1)之前，所述蛛蚕丝生产方法还包括步骤：
(11)在室内无菌条件下在显微镜下用生理盐水冲洗所述的蜘蛛的体内的内脏。
为了加快所述家蚕种的孵化时间，较佳地，在所述步骤(1)和所述步骤(2)之间，所述蛛蚕丝生产方法还包括步骤：
(12)将所述家蚕种置于保温箱催种。
在所述步骤(12)中，所述保温箱的温度可以根据需要确定，更佳地，在所述步骤(12)中，所述保温箱的温度为15℃～20℃。
本发明还提供一种蛛蚕丝，采用上述的蛛蚕丝生产方法生产而成。
实施例1
以家蚕为宿主，在室内无菌条件下在显微镜下将活园蛛用生理盐水将其内脏冲洗一遍，防止污物污染蛛体内腺管中的蛛丝蛋白粘液，并用医用针筒插入蛛体尾部内的腺管中提取蛛丝蛋白粘液并快速植入家蚕卵中，放入温控15℃保温箱催种，等家蚕种孵化出幼蚕后即为杂交新品种蚕，称之为蛛蚕。
植入蛛丝蛋白粘液的蛛蚕其饲料为桑叶，饲养属性与家蚕相同，通过杂交后的蛛蚕一个生存的期限为5个阶段，即5次脱皮，称之为5龄蚕，蛛蚕成熟后进入结茧阶段，获得蛛蚕丝，蛛蚕丝与家蚕丝相比，通过杂交得来的蛛蚕所吐蛛蚕丝强度高、张力强，强度和弹性是普通家蚕丝的100倍，丝白，柔软，但丝长没有改变。
等蛛蚕蛹化蛾后，以10条雄蚕、配20条雌蚕的比例进行交配，交配后雌蚕即产卵，即为下一代具有蛛丝蛋白成份的蛛蚕。将植有蛛丝蛋白粘液的蛛蚕在繁殖中只保留第三代，第四代蛛蚕将与第一代蛛蚕进行交配，这样可防止蛛蚕的变异性与蛛蚕丝成份的减退性。用第一代蛛蚕与第四代蛛蚕交配始终保持在蛛蚕体内含有50％蛛丝蛋白，其蛛蚕丝将也含50％的蛛丝蛋白。
实施例2
以家蚕为宿主，在室内无菌条件下在显微镜下将活园蛛用生理盐水将其内脏冲洗一遍，防止污物污染蛛体内腺管中的蛛丝蛋白粘液，并用医用针筒插入蛛体尾部内的腺管中提取蛛丝蛋白粘液并快速植入家蚕卵中，放入温控18℃保温箱催种，等家蚕种孵化出幼蚕后即为杂交新品种蚕，称之为蛛蚕。
植入蛛丝蛋白粘液的蛛蚕其饲料为桑叶，饲养属性与家蚕相同，通过杂交后的蛛蚕一个生存的期限为5个阶段，即5次脱皮，称之为5龄蚕，蛛蚕成熟后进入结茧阶段，获得蛛蚕丝，蛛蚕丝与家蚕丝相比，通过杂交得来的蛛蚕所吐蛛蚕丝强度高、张力强，强度和弹性是普通家蚕丝的100倍，丝白，柔软，但丝长没有改变。
等蛛蚕蛹化蛾后，以10条雄蚕、配20条雌蚕的比例进行交配，交配后雌蚕即产卵，即为下一代具有蛛丝蛋白成份的蛛蚕。将植有蛛丝蛋白粘液的蛛蚕在繁殖中只保留第三代，第四代蛛蚕将与第一代蛛蚕进行交配，这样可防止蛛蚕的变异性与蛛蚕丝成份的减退性。用第一代蛛蚕与第四代蛛蚕交配始终保持在蛛蚕体内含有50％蛛丝蛋白，其蛛蚕丝将也含50％的蛛丝蛋白。
实施例3
以家蚕为宿主，在室内无菌条件下在显微镜下将活园蛛用生理盐水将其内脏冲洗一遍，防止污物污染蛛体内腺管中的蛛丝蛋白粘液，并用医用针筒插入蛛体尾部内的腺管中提取蛛丝蛋白粘液并快速植入家蚕卵中，放入温控20℃保温箱催种，等家蚕种孵化出幼蚕后即为杂交新品种蚕，称之为蛛蚕。
植入蛛丝蛋白粘液的蛛蚕其饲料为桑叶，饲养属性与家蚕相同，通过杂交后的蛛蚕一个生存的期限为5个阶段，即5次脱皮，称之为5龄蚕，蛛蚕成熟后进入结茧阶段，获得蛛蚕丝，蛛蚕丝与家蚕丝相比，通过杂交得来的蛛蚕所吐蛛蚕丝强度高、张力强，强度和弹性是普通家蚕丝的100倍，丝白，柔软，但丝长没有改变。
等蛛蚕蛹化蛾后，以10条雄蚕、配20条雌蚕的比例进行交配，交配后雌蚕即产卵，即为下一代具有蛛丝蛋白成份的蛛蚕。将植有蛛丝蛋白粘液的蛛蚕在繁殖中只保留第三代，第四代蛛蚕将与第一代蛛蚕进行交配，这样可防止蛛蚕的变异性与蛛蚕丝成份的减退性。用第一代蛛蚕与第四代蛛蚕交配始终保持在蛛蚕体内含有50％蛛丝蛋白，其蛛蚕丝将也含50％的蛛丝蛋白。
蜘蛛通过丝囊尖端的突起分泌粘液，这种粘液一遇空气即可凝成很细的丝。蜘蛛体内有多条可以吐丝的腺管，在腺管中含有很高浓度的蛛丝蛋白粘液用于吐丝，即蛛丝蛋白一般存在于蜘蛛的腺管中，提取蜘蛛的蛛丝蛋白与家蚕进行杂交获得含有蛛丝成份的家蚕，利用家蚕繁殖快、易饲养，获得理想的强有力的蛛蚕丝。
从生物学角度上看，蜘蛛与成年活蚕进行杂交是没有可能性的。但利用蜘蛛腺管内的蛛丝蛋白粘液提取后加在蚕卵中与蚕胚胎混合后蚕卵在15-20℃的温度中就能得以孵化成活，这种蛛与蚕的混合生长过程中蛛蚕抗病率强，蚕丝中含有蛛丝成份可达50％，是人类理想的新型军工医药行业的新织造材料及新的动物品种，可为人类带来无限的价值和财富。
通过本发明，通过蛛丝蛋白转植到家蚕体中可获得含有蛛丝的复合茧丝。与普通蚕丝相比，蛛蚕丝的强度比普通蚕丝增加50％，而断裂伸长丝比普通蚕丝增加50％。根据上述发明获得蛛蚕丝年产量比蛛丝产量高出无法估计的产量及价格，同时蛛蚕的发病率底于普通家蚕的发病率100倍。
综上所述，本发明的蛛蚕丝生产方法容易生产蛛蚕丝，生产的蛛蚕丝强度和弹性比家蚕丝高，以满足用于军工防护和医用的新材料的需要，设计巧妙，操作简便，成本低，适于大规模推广应用。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (9)
1.一种蛛蚕丝生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将从蜘蛛的体内的腺管中取出的蛛丝蛋白粘液植入家蚕卵中获得家蚕种；
(2)将所述家蚕种孵化得到幼蚕，所述幼蚕即为蛛蚕；
(3)采用家蚕的饲养方法饲养所述蛛蚕；
(4)待所述蛛蚕吐丝，所述丝即为蛛蚕丝。
2.根据权利要求1所述的蛛蚕丝生产方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述蜘蛛为园蛛。
3.根据权利要求1所述的蛛蚕丝生产方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述腺管为鞭状腺管。
4.根据权利要求1所述的蛛蚕丝生产方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，采用针筒从所述的蜘蛛的体内的腺管中取出所述蛛丝蛋白粘液。
5.根据权利要求4所述的蛛蚕丝生产方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，采用所述针筒插入所述蜘蛛的尾部的所述腺管取出所述蛛丝蛋白粘液。
6.根据权利要求1所述的蛛蚕丝生产方法，其特征在于，在所述步骤(1)之前，所述蛛蚕丝生产方法还包括步骤：
(11)在室内无菌条件下在显微镜下用生理盐水冲洗所述的蜘蛛的体内的内脏。
7.根据权利要求1所述的蛛蚕丝生产方法，其特征在于，在所述步骤(1)和所述步骤(2)之间，所述蛛蚕丝生产方法还包括步骤：
(12)将所述家蚕种置于保温箱催种。
8.根据权利要求7所述的蛛蚕丝生产方法，其特征在于，在所述步骤(12)中，所述保温箱的温度为15℃～20℃。
9.一种蛛蚕丝，其特征在于，采用根据权利要求1～权利要求8中任一项所述的蛛蚕丝生产方法生产而成。
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|---|---|---|---|
| CN202010087656.7A CN111194728A (zh) | 2020-02-12 | 2020-02-12 | 蛛蚕丝生产方法及由其生产的蛛蚕丝 |
Publications (1)
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| CN111194728A true CN111194728A (zh) | 2020-05-26 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010087656.7A Pending CN111194728A (zh) | 2020-02-12 | 2020-02-12 | 蛛蚕丝生产方法及由其生产的蛛蚕丝 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6872869B2 (en) * | 2001-01-02 | 2005-03-29 | Chengdu Tianchuang Bio-Tech Co., Ltd. | Method for establishing an expression system of spider dragline silk gene in bombyx mori |
| CN101016556A (zh) * | 2007-01-10 | 2007-08-15 | 浙江大学 | 一种用于家蚕转基因的方法 |
| CN105400815A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-03-16 | 浙江大学 | 利用家蚕丝腺生物反应器合成分泌黑寡妇蜘蛛牵引丝蛋白1的方法 |
| CN105400817A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-03-16 | 浙江大学 | 利用家蚕同时合成分泌黑寡妇蜘蛛牵引丝蛋白1和蛋白2的方法 |
| CN110551190A (zh) * | 2018-06-04 | 2019-12-10 | 中国科学院上海生命科学研究院 | 一种利用家蚕生产蜘蛛丝的方法 |
-
2020
- 2020-02-12 CN CN202010087656.7A patent/CN111194728A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6872869B2 (en) * | 2001-01-02 | 2005-03-29 | Chengdu Tianchuang Bio-Tech Co., Ltd. | Method for establishing an expression system of spider dragline silk gene in bombyx mori |
| CN101016556A (zh) * | 2007-01-10 | 2007-08-15 | 浙江大学 | 一种用于家蚕转基因的方法 |
| CN105400815A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-03-16 | 浙江大学 | 利用家蚕丝腺生物反应器合成分泌黑寡妇蜘蛛牵引丝蛋白1的方法 |
| CN105400817A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-03-16 | 浙江大学 | 利用家蚕同时合成分泌黑寡妇蜘蛛牵引丝蛋白1和蛋白2的方法 |
| CN110551190A (zh) * | 2018-06-04 | 2019-12-10 | 中国科学院上海生命科学研究院 | 一种利用家蚕生产蜘蛛丝的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 袁小红: "蜘蛛丝的研究进展及应用", 《北京纺织》 * |
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