蜘蛛絲的人工生產技術

蜘蛛絲是一種可生物降解的材料，而且蜘蛛制絲是在常溫、常壓，以水為溶劑的溫和條件下進行的，故對環境無污染。因此，該領域近幾年成為生物學家及材料學家的研究熱點，但由于蜘蛛絲的來源極為有限，且蜘蛛是肉食動物，不喜群居，相互之間殘殺，規?；a困難極大（中國目前已有適量飼養），所以世界各國科學家對蜘蛛絲的化學組成、結構以及蜘蛛絲的基因組成進行了深入地研究，以期研制出人工制造的蜘蛛絲。
5 c& g! z$ }1 D1 A# p# a3 U/ p) n目前對蜘蛛絲的研究主要集中在以下兩個方面。

% F( j1 O; Y9 B( g/ k; h; P  v１．利用轉基因技術　
3 O, T" v$ }8 M7 C. N) u將蜘蛛牽引絲的相關基因轉移到細菌、植物體、哺乳動物的乳腺上皮或腎細胞中進行表達，生成蜘蛛牽引絲蛋白質，并提純出此蛋白質。該領域包括以下幾個探索方向。
（１）蠶吐蜘蛛絲：有研究者提出將蜘蛛牽引絲的基因移植到蠶體內“吐”蜘蛛絲，此方法目前尚未實現。
（２）動、植物合成蜘蛛絲：將蜘蛛絲蛋白基因轉移到山羊、奶牛、小白鼠等動物體或煙草等植物體內，然后將蛋白質單體從中分離出來，并經紡絲得到蜘蛛絲纖維，但目前此方法的效率極低。
0 m" V2 X0 `! w（３）微生物合成蜘蛛絲：將蜘蛛牽引絲蛋白基因轉入細菌中，通過細菌發酵的方法得到蜘蛛牽引絲蛋白，再進一步紡絲得到蜘蛛絲纖維。１９９７年中國福建師范大學曾在大腸桿菌和酵母中分別表達了蜘蛛絲蛋白基因。此方法目前尚在研究。

3 p; |! O/ u4 L# s, n" f２．采用合適的仿生紡絲技術　
) a% H: Z; @' B# U# U  D3 \這也是把蜘蛛絲蛋白最終轉變成高性能纖維的一個關鍵點。１９９８年美國杜邦公司曾用六氟異丙醇溶解蜘蛛絲蛋白進行人工紡絲研究，但由于紡絲方法與蜘蛛吐絲過程并不一樣，且所用溶劑有很強的極性作用，因此結果并不理想。２００２年，美國陸軍生物化學部首次用水作溶劑對蜘蛛絲蛋白進行了紡絲探索，但由于得到的絲極少，強度也較低，還需對紡絲過程進行進一步的研究和優化。