ITMO 的 SCMT 研究所的研究人员和他们来自瑞典农业科学大学 (SLU) 的合作者分析了Linothele fallax蜘蛛丝的表面特性，以及它们如何影响整个材料的特性。

该研究（生物大分子，“通过溶剂处理调节 Linothele fallax 蜘蛛网的表面特性”）表明蜘蛛网可用于手术和食品包装。

实验介绍

在这项研究中，蜘蛛丝用原子力显微镜和扫描电子显微镜进行了分析。这种方法的组合使研究人员能够研究蜘蛛网的表面特性，例如其粘性和粗糙度。特别是，该分析有助于证明在网表面上看到的小球是其不可分割的部分，而不是独立的蛋白质 - 碳水化合物集合。

研究人员使用各种溶剂试图改变网的特性。虽然乙醇和水都没有对材料产生显着影响，但二甲基亚砜 (DMSO) 几乎完全去除了丝绸上的小球，使其更光滑，从而与其他材料粘合。

然后，使用核磁共振 (NMR) 和液相色谱-质谱 (LC-MS) 分析每种溶剂处理产生的提取物。事实证明，它们的成分几乎相同——这又一次证明了表面的小球实际上是丝线结。

Linothele fallax 丝的显微照片。（图片：阿纳斯塔西娅·纳夫罗茨卡娅）

为什么要进行溶剂处理

溶剂处理会改变蜘蛛丝的表面结构，从而影响其生物相容性，这意味着它能够与人体组织长时间相互作用而不会引起负面反应。

蜘蛛丝结合了疏水（不溶于水）和亲水（水溶性）的交替区域，以及带电荷和不带电荷的区域。鉴于生物物体的各种特性，这种特性的组合使蜘蛛丝的应用具有高度的通用性——无论是天然形式还是处理后。

例如，如果包裹在用疏水性更强的溶剂（如 DMSO）处理过的丝绸中，富含蛋白质的产品可以保持更长时间的新鲜。相反，如果包裹在天然蜘蛛丝中，植物性材料会保留更多水分。

此外，提取物中发现的不饱和脂肪酸显示出抗菌特性。这意味着它们有利于食品运输（消除对其他有毒抗菌溶液的任何需求）和药物——用于伤口愈合敷料、植入物涂层、手术线和人造器官。

我们并不是说蜘蛛网的抗菌特性可以完全取代抗生素。在我们的研究中，这些提取物被证明对金黄色葡萄球菌有效。我们认为该网可用作植入涂层，因为它不会被身体排斥并减少细菌菌落的生长。文章的合著者、ITMO 的博士生 Anastasiia Kriuchkova 说。

为什么要研究蜘蛛网

自从发现天然聚合物以来，它们就在工业和我们的日常生活中得到了积极的应用。然而，它们的生产有时可能很复杂、昂贵，而且不一定有利可图。这就是为什么化学家、物理学家和生物学家一直在寻找不同的方法来在实验室和生产中复制天然配方。

天然蜘蛛丝是一种耐用且柔韧的材料，目前还没有合适的合成对应物——现有的蜘蛛丝可以模仿原始的一两个属性，但永远无法模仿所有属性。例如，合成纤维网耐用但不灵活。原因是蜘蛛腺的功能类似于优雅和微调的生物反应器。到目前为止，研究人员还无法完全描述它们的功能或它们在丝绸生产中使用的化合物和结构。

是什么让Linothele fallax脱颖而出

Linothele fallax 蜘蛛属于 Dipluridae 科，也被称为帘网蜘蛛 - 该科的蜘蛛不是旋转圆形网，而是创造帘状蜘蛛。这种网的一个优点是它们的物理和化学成分在网的不同部分几乎相同。此外，由此产生的丝绸非常致密，因为亚麻籽产生的丝腺有一个带有均匀插口的丝腺。除此之外，这些蜘蛛的工作效率非常高，可以在一周内在整个生活隔间里织网。

蜘蛛丝的应用前景

SCMT 发现的丝绸特性不仅可以对基础研究做出重大贡献，还可以对应用解决方案做出重大贡献。该研究的作者正计划研究蚕丝的抗菌特性，以便他们在未来能够更多地关注医疗应用。

动物和植物性食品的实验尚未证明任何明显的结果。此外，蜘蛛网很难成为有利可图的食品包装——它不可能大规模生产。然而，它在这个领域也有前景。Anastasiia Kriuchkova 总结道。