蚕丝和蜘蛛丝再生蛋白纤维研究进展

０２５３－９７２１（２０１１）１２－０１４７－１０

蚕丝和蜘蛛丝再生蛋白纤维研究进展

谢吉祥李晓龙张袁松

西南大学纺织服装学院，重庆４００７１５

蚕丝和蜘蛛丝的性能优良，通过人造方法获得性能良好的再生蚕丝和蜘蛛丝一直是国内外学者研究的热点，但目前研究所获得的再生蚕丝或蜘蛛丝并不理想。本文总结了有关蚕丝和蜘蛛丝再生研究，包括纺丝液的制备、湿法纺丝和静电纺丝的方法以及纺丝工艺条件对纤维特性的影响等；探讨了ｐＨ值调整、醇处理、拉伸、热处理

等改善再生丝纤维性能的方法及其效果；阐述了再生丝纤维广阔的发展前景，期望能为今后人造蚕丝和蜘蛛丝提

供有用的信息。

蚕丝；蜘蛛丝；再生；人造纺丝

ＴＳ　１０２．３Ａ

Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｆｉｂｅｒ　ｏｆ　

ｓｉｌｋｗｏｒｍ　ｓｉｌｋ　ａｎｄ　ｓｐｉｄｅｒ　ｓｉｌｋ

ＸＩＥ　ＪｉｘｉａｎｇＬＩ　ＸｉａｏｌｏｎｇＺＨＡＮＧ　Ｙｕａｎｓｏｎｇ

２０１０－１２－１３２０１１－０４－１５

中央高校基本科研业务费专项资金资助（　ＸＤＪＫ２００９Ｂ００７）；第３９批教育部留学回国人员科研启动基金项目（教外司留［２０１０］　１１７４号）；教育部春晖计划项目（教外司留［２０１０］　６１０号）；重庆市自然科学基金项目（ＣＳＴＣ，２００８ＢＢ０００８）；西南大学博士基金项目（ＳＷＵＢ２００７０６７）；人力资源和社会保障部留学人员优先资助基金项目（渝人社办［２００９］１１６号）

谢吉祥（１９８６－），女，硕士生。主要研究方向为复合再生蚕丝蛋白材料的成形与性质。张袁松，通信作者，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｓｚｈａｎｇ＠　ｓｗｕ．　ｅｄｕ．　ｃｎ。

１ 蚕丝和蜘蛛丝的特性

・１４９　・

・１５０・

・１５１　・

・１５２・

＠＠［１］ 陈传杰，刘志斐，娄齐年，等．蚕丝蛋白的开发利用及

其产业化前景［Ｊ］．北方蚕业，２００８，２９（１）：７　－８．

ＣＨＥＮ Ｃｈｕａｎｊｉｅ，　ＬＩＵ Ｚｈｉｆｅｉ，　ＬＯＵ Ｑｉｎｉａｎ，　ｅｔ ａｌ．

Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｓｉｌｋ　ｐｒｏｔｅｉｎ　［　Ｊ　］．

Ｎｏｒｔｈ　Ｓｅｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，　２００８，　２９　（　１　）　：　７　－　８．

＠＠［２］ 盛家镛，潘志娟，陈宇岳，等．蜘蛛丝的化学组成与结 构初探［Ｊ］．丝绸，２０００（４）：８－　１１．

ＳＨＥＮＧ　Ｊｉａｙｏｎｇ，　ＰＡＮ　Ｚｈｉｊｕａｎ，　ＣＨＥＮ＇　Ｙｕｙｕｅ，　ｅｔ　ａｌ．

Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｅａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　

ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ　ｓｐｉｄｅｒ ｓｉｌｋ　［　Ｊ　］． Ｓｉｌｋ Ｍｏｎｔｈｌｙ，

２０００（４）　：　８　－１１．

＠＠［３］ 潘志娟，盛家镛，陈宇岳．大腹圆蛛牵引丝的结构与 性能分析［Ｊ］．中国纺织大学学报，２０００，２６（５）： ８２　－　８４．

ＰＡＮ　Ｚｈｉｊｕａｎ，　ＳＨＥＮＧ　Ｊｉａｙｏｎｇ，　ＣＨＥＮ　Ｙｕｙｕｅ．　Ａｎａｌｙｓｉｓ　

ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｉｄｅｒ　ｓｉｌｋ＇ｓ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　

ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　２０００，　２６　（５）　：　８２　－８４．＠＠［４］ 潘志娟，许箐，刘敏．蜘蛛丝应力－应变行为的分子结 构机理［Ｊ］．科学技术与工程，２００２，２（６）：３２　－３４．ＰＡＮ Ｚｈｉｊｕａｎ， ＸＵ Ｊｉｎｇ， ＬＩＵ Ｍｉｎ． Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　

ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｏｆ　ｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ｓｐｉｄｅｒ　ｓｉｌｋ　［　Ｊ　］．

Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　２００２，　２　（　６　）　：

３２　－　３４．

＠＠［５］ 潘志娟，李春萍，刘敏，等．蜘蛛丝的皮芯层及原纤化 构造［Ｊ］．纺织学报，２００２，２４（４）：　２９８　－３００．

ＰＡＮ　Ｚｈｉｊｕａｎ，　ＬＩ　Ｃｈｕｎｐｉｎｇ，　ＬＩＵ　Ｍｉｎ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｔｈｅ　ｓｋｉｎ

ｃｏｒｅ　ａｎｄ　ｆｉｂｒｉｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｓｐｉｄｅｒ　ｓｉｌｋ　［　Ｊ　］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　

Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，　２００２，　２４（４）　：　２９８－３００．

＠＠［６］ 潘志娟，李春萍，邱芯薇．蜘蛛丝的结晶结构及其取 向［Ｊ］．材料科学与工群，２００２　（６）：３０　－　３２．

ＰＡＮ　Ｚｈｉｊｕａｎ，　ＬＩ　Ｃｈｕｎｐｉｎｇ，　ＱＩＵ　Ｘｉｎｗｅｉ．　Ｔｈｅ　ｃｒｙｓｔａｌ　

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｐｉｄｅｒ　ｓｉｌｋ　［　Ｊ　］． Ｓｃｉｅｎｃｅ　

Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　２００２　（６）　：　３０　－　３２．＠＠［７］ 顾振亚，田俊莹，牛家嵘，等．仿真与仿生纺织 品［Ｍ］．北京：中国纺织出版社，２００７：２２３　－２２５．ＧＵ Ｚｈｅｎｙａ， ＴＩＡＮ Ｊｕｎｙｉｎ， ＮＩＵ Ｊｉａｒｏｎｇ， ｅｔ ａｌ．

Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　Ｂｉｏｎｉｃ　Ｔｅｘｔｉｌｅｓ　［　Ｍ　］． Ｂｅｉｊｉｎｇ：　Ｃｈｉｎａ　

Ｔｅｘｔｉｌｅ　＆　Ａｐｐａｒｅｌ　Ｐｒｅｓｓ，　２００７：２２３　－２２５．

＠＠［８］ 向仲怀．蚕丝生物学［Ｍ］．北京：中国林业出版社， ２００５：２８８　－３０６．

ＸＩＡＮＧ　Ｚｈｏｎｇｈｕａｉ． Ｓｉｌｋ　Ｂｉｏｌｏｇｙ［Ｍ］． Ｂｅｉｊｉｎｇ：　Ｃｈｉｎａ　

Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｐｒｅｓｓ，　２００５　：　２８８　－　３０６．

＠＠［９］ 吕靖．蚕丝和蜘蛛丝的结构与生物纺丝过程［Ｊ］．现 代纺织技术，２００４，１２（１）：　４０　－４２．

Ｌ（Ｕ）　Ｊｉｎｇ． Ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｓｉｌｋｗｏｒｍ ｓｉｌｋ ａｎｄ ｓｐｉｄｅｒ　ｆｉｌａｍｅｎｔ　［　Ｊ　］． Ａｄｖａｎｃｅ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　２００４，　１２（　１　）　：　４０　－４２．

＠＠［　１０　］ ＶＯＬＬＲＡＴＨ　Ｆ，　ＫＮＩＧＨＴ　ＤＰ．　Ｌｉｑｕｉｄ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｏｆ　ｓｐｉｄｅｒ　ｓｉｌｋ　［　Ｊ　］．　Ｎａｔｕｒｅ，　２００１　（３）　：　５４１　－　５４７．

＠＠［１１］ ＺＡＩＮＵＤＤＩＮ，　ＴＲＩ　Ｔ　Ｌｅ，　ＹＯＯＳＵＰ　Ｐ，　ｅｔ　ａｌ． Ｔｈｅ ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ａｇｅｄ　ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ　Ｂｏｍｂｙｘ　ｍｏｒｉ　ｓｉｌｋ　ｆｉｂｒｏｉｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ １Ｈ ＮＭＲ ａｎｄ ｒｈｅｏｌｏｇｙ　［　Ｊ］．

Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，　２００８，　２９：４２６８　－４２７４．

＠＠［１２］ 解芳，邵惠丽，胡学超．再生丝素水溶液在存放过程 中的结构变化［Ｊ］．东华大学学报，２００６，３２（６）： ６－９．

ＸＩＥ Ｆａｎｇ， ＳＨＡＯ Ｈｕｉｌｉ， ＨＵ Ｘｕｅｃｈａｏ． Ｔｈｅ　

ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｓｉｌｋ ｆｉｂｒｏｉｎ　

ａｑｕｅｏｕｓ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　［　Ｊ　］． Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｄｏｎｇｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，

２００６，　３２（６）　：　６－９．

＠＠［　１３］ ＭＥＬＬＯ　Ｃ　Ｍ，　ＳＥＮＥＣＡＬ　Ｋ．　Ｉｎｉｔｉａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　

ｎｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓ　ｄｒａｇｌｉｎｅ　ｐｒｏｔｅｉｎ　［　Ｊ　］．　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ　Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　１９９４，　５４４　：　６７　－　７９．

＠＠［１４］ ＺＨＡＮＧ　Ｙ　Ｓ，　ＨＵ　Ｊ　Ｈ，　ＭＩＡＯ　Ｙ　Ｇ． Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　

ＥＧＦＰ－ｓｐｉｄｅｒ　ｄｒａｇｌｉｎｅ　ｓｉｌｋ　ｆｕｓｉｏｎ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｉｎ　ＢｍＮ　ｃｅｌｌｓ ａｎｄ　ｌａｒｖａｅ　ｏｆ　ｓｉｌｋｗｏｒｍ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈｅ　ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ　ｉｓ　ｐｒｉｍａｒｙ ｌｉｍｉｔ　ｆｏｒ　ｄｒａｇｌｉｎｅ　ｐｒｏｔｅｉｎｓ　ｙｉｅｌｄ　［　Ｊ　］．　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｒｅｐｏｒｔｓ，　２００８，　３５：３２９－３３５．

＠＠［１５］ 彭显能，陈新，武培怡，等．二维相关红外光谱研究再 生蚕丝蛋白膜的构象与温度之间的关系［Ｊ］．化学学 报，２００４，　６２（２１）：　２１２７　－２１３０．

ＰＥＮＧ　Ｘｉａｎｎｅｎｇ， ＣＨＥＮ Ｘｉｎ， ＷＵ Ｐｅｉｙｉ， ｅｔ ａｌ． Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｓｉｌｋ　ｆｉｂｒｏｉｎ　ｆｉｌｍｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｂｙ ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　（　２－Ｄ　） ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ＦＴ－ＩＲ ｓｐｅｃｔｒｏ ｓｃｏｐｙ［Ｊ］． Ａｃｔａ　Ｃｈｉｍｉｃａ　Ｓｉｎｉｃａ， ２００４，　６２　（２１）： ２１２７　－２１３０．

＠＠［１６］ ＺＨＵ　ＺＨ，　ＩＭＡＤＡＡ　Ｔ，　ＡＳＡＫＵＲＡ　Ｔ．　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｆｉｂｅｒ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｑｕｅｏｕｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉ ｃｏｃｏｏｎ ｓｉｌｋ ｆｉｂｒｏｉｎ　［　Ｊ　］． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，　２００９，　１１７：４３０　－ ４３３．

＠＠［１７］许箐，潘志娟，钱丹娜，等．不同工艺条件下再生蜘蛛 丝蛋白的分子结构［Ｊ］．苏州大学学报：工科版， ２００５，　２５（２）：１０　－１４．

ＸＵ　Ｊｉｎｇ，　ＰＡＮ　Ｚｈｉｊｕａｎ，　ＱＩＡＮ　Ｄａｎｎａ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｓｐｉｄｅｒ　ｓｉｌｋ　ｐｒｏｔｅｉｎ　［　Ｊ　］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　

ｏｆ　Ｓｏｏｃｈｏｗ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ： Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ，

２００５，　２５（２）　：　１０　－１４．

＠＠［１８］ 刁均艳，施建，潘志娟，等．两种不同类属蜘蛛丝的溶

解性能及其静电纺再生纤维［Ｊ］．材料科学与工程学 报，２００８，　２６（６）：　９１８　－９２２．

ＤＩＡＯ　Ｊｕｎｙａｎ，　ＳＨＩ　Ｊｉａｎ，　ＰＡＮ　Ｚｈｉｊｕａｎ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ　

ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎ　ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｆｉｂｅｒ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｋｉｎｄｓ　

ｏｆ　ｓｐｉｄｅｒ　ｓｉｌｋ　［　Ｊ　］． Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　＆　

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　２００８，　２６　（６）　：　９１８　－　９２２．

＠＠［１９］ 陈新，邵正中，周丽．高浓度再生丝蛋白水溶液及其 制备方法：中国，０３１４２２０１．２［　Ｐ　］．２００４　－３　－　２４．

ＣＨＥＮ　Ｘｉｎ，　ＳＨＡＯ　Ｚｈｅｎｇｚｈｏｎｇ，　ＺＨＯＵ　Ｌｉ．　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ ｐｒｅｐａｒｅ ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｓｉｌｋ ｐｒｏｔｅｉｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎ　：　Ｃｈｉｎａ，　０３１４２２０１．２　［　Ｐ　］．　２００４　－　３　－　２４．＠＠［２０］ ＩＮ　Ｃｈｕｌ　Ｕｍ，　ＣＨＡＮＧ　Ｓｅｏｋ　Ｋｉ，　ＨＡＥ　Ｙｏｎｇ　Ｋｗｅｏｎ， ｅｔ　ａｌ．　Ｗｅｔ　ｓｐｉｎｎｉｎｇ　ｏｆ　ｓｉｌｋ　ｐｏｌｙｍｅｒ：　Ⅱ．　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｄｒａｗｉｎｇ