第六十六章 待解的谜团-《未来尽头》
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但要想在数年甚至更长的时间内保存细胞,零下数十度的温度是太高了,不冻结住胞内的液体,化学损伤就无法真正避免。而冻结胞内液体的时机选择就是关键中的关键,如果一直低速降温,那么细胞就可能过度收缩,同时高浓度的胞内溶液将直接损伤细胞。
所以,我们需要当细胞收缩恰到好处之时,急速降温冻结住胞内液体。而研究显示,不同的细胞,安全冻结的降温以及复苏的过程差异很大。
这就是为什么,直到今天为止,器官移植中“浪费”现象非常严重,一个器官由太多不同类型的细胞构成,要长时间的安全冻存,今天的科技还无法做到。当然对低温生物学的研究,已经大幅度地延长了器官的保存时间,比如肾脏,从前离体后,必须在6小时内移植,而通过低温抗冻液体灌流术,已经可以延长到72小时,但这点时间依然太短。许多志愿捐献的器官,在突发事件发生后,根本来不及移植给任何人,就彻底地死亡。所以冬眠术看似又走到了一条死胡同,直到无定型冰的出现全面扭转了这一局势。
液体转变成固体有两种方式,一是经过相变,以晶体方式的不连续地固化,而玻璃态固化过程中不经历相变,液体连续地被固化。
其结果是玻璃化态下的固体,依然具有流动性,也就是说你们可以认为常温下的玻璃是一种奇特的液体,但是它的粘滞度比普通液体高得多,要想观察到它的流动现象,需要等待百年的时间。如果水在常压下以每秒100万度的速度冷却,就可以形成低密度无定形冰,也即是玻璃化的冰。
“这怎么听起来还在死胡同里走不出去啊?”黑人族长摇着头问。
小男孩摆了摆手,“这种形态的冰最初是在彗星中发现的,低密度无定形冰可能是宇宙制造有机分子的‘实验室’,虽然时间以十万年为单位,这些分子很有可能参与了生命的起源过程。在地球上,1985年,人们在实验室制造出了无定形冰,这是在研究真空中缓慢沉积的水蒸气的行为时偶然实现的。超低温生物学家发现,凡是成功的超低温保存,细胞内的溶液均以玻璃态的形式被固化,亦即在胞内不会出现晶态的冰。
只要实现超快速冷冻,让细胞直接进入玻璃化状态,就有机会让组织、器官甚至完整的生物体比如人,进入玻璃化状态是实现冬眠术的关键性因素。
后来芬兰人发现,水可以被缓慢地过度冷却为玻璃状,同时缓慢的升温也可避免结晶的形成。这个发现反复再现的话,将极大地促进超低温生物保存技术的实现。
再加之改善细胞的物质结构技术的提出,更是令冬眠术得以实质性的飞跃。细胞的柔韧度和原始胶子数量是决定细胞抗冻能力和进化限度的关键因素。
你们眼前现在所看到的金属容器就是这双重技术结合的产物。”
小男孩在总控制器上操作了几下,一块块彼此分离的无实体界面的显示屏悬浮在空中,里面显示着金属容器中的冬眠人身体内的各种数据,包括体温、心率、血压、血晶体渗透压、红细胞压积等上百种参数一览无余。
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