臺灣清大發現低溫水世界 為太空細胞低溫保存提供新思路

2020-12-05 人民網

臺灣清華大學化學系教授江昀緯說，最簡單的水分子，卻有最複雜的行為。（圖片來源：臺灣「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甦，這就需要更進步的低溫保存方式。據臺灣「中時電子報」報導，臺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，驗證水溶液降至-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只有結冰一種樣態，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。

江昀緯團隊採用全臺灣僅有、價值四千多萬新臺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。（中國臺灣網 王怡然）

(責編：胡倩(實習生)、劉潔妍)

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