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台灣清大發現低溫水世界 為太空細胞低溫保存提供新思路

2018年06月20日14:48 | 來源:中國台灣網
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台灣清華大學化學系教授江昀緯說,最簡單的水分子,卻有最復雜的行為。(圖片來源:台灣“中時電子報”)

如果有天人類要去遙遠的星球太空旅行,需要冷凍數光年再復蘇,這就需要更進步的低溫保存方式。據台灣“中時電子報”報道,台灣清華大學化學系教授江昀緯實驗室利用電子自旋共振實驗技術ST-ESR,驗証水溶液降至-93℃的低溫下仍可有兩種不同液相存在,為細胞低溫保存技術的研究再推進一大步。

由江昀緯與其指導的博士生郭雲軒共同完成的論文《水分子與蛋白質的動態關聯》,揭開了水與蛋白質互動的神秘面紗,最近登上美國化學會跨領域類頂尖期刊 《ACS Central Science》,文章標題是《水“奴役”蛋白質運動嗎?》,顯示這項突破性研究成果的重要性。

江昀緯說,水在低溫下並非如大眾認知的隻有結冰一種樣態,光是水結冰的結晶態到目前為止就已經被發現超過21種,還有許多神奇的臨界現象。

江昀緯團隊採用全台灣僅有、價值四千多萬新台幣的電子自旋共振實驗設備ST-ESR,偵測水分子在低溫下的運動,觀察到在-33℃至-93℃的低溫下會發生“液-液臨界現象”。

研究團隊還發現,調入微量甘油的水溶液在-13℃以下,就會進入“液相一”,溫度再降至-83℃“液相二”則會出現,這兩種液態相都相當穩定,但密度等性質不同,運動方式也不同。江昀緯說:“這現象似乎違反直覺,因為兩種相的組成物都一樣、都是液體,但在低溫下卻可以彼此分離,存在於蛋白質表面。”

江昀緯解釋,一般的食物水果若以低溫冷凍,一旦結冰,細胞就易脹破,也就是說,結冰的固態是最不理想的保存方式,很容易造成蛋白質的損傷。未來人類若想完成數百年的太空旅行,將人體冷凍休眠的技術是關鍵,細胞一旦結冰受損,恐怕難以回復原來功能。他們的研究成果,為細胞的低溫保存提供新的思維。(中國台灣網 王怡然)

(責編:胡倩(實習生)、劉潔妍)

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