太空制药起步:利用剪力培养微生物

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【大纪元2020年04月30日讯】(大纪元记者张妮编译)微生物培养是制药的起步环节。在地面环境制药业已有了成熟的设备,但显然只适合于地面的重力环境。科学家现在开始设计适合在太空微重力环境中培养微菌的新设备。

微菌的生长需要充足的氧气。在地面环境,常用的办法是使用轨道震荡器,通过不断水平晃动容器,加上重力的作用,使里面的真菌与空气充分混合,促进真菌生长。

美国宇航局(NASA)和伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)合作设计的新设备,利用剪力,即像剪刀一样向不同方向错开的作用力,代替重力在太空环境下促进液体内的空气流动。

这种仪器先用注射器产生一颗内含空气的液滴,液滴的一端附着在一个固定环上,另一端附着在一个旋转环上。旋转环转动的过程,在液滴的表面形成剪力,促进液滴晃动。

目前,这种新仪器已经在国际空间站(ISS)上进行对淀粉样原纤维的研究。淀粉样原纤维是与阿兹海默症、帕金森氏症、糖尿病等疾病相关的蛋白质。

在地面上,科学家也设计了一种旋转剪力装置,与传统的轨道震荡器对比它们促进细菌生长的效果。这种仪器金属管的一端具有旋转机制,类似太空剪力仪的旋转环,为金属管内的液体施加剪力促进其混合。

结果显示,在高转速下,旋转剪力仪内微菌生长的速度接近传统的轨道震荡器。在低转速下,微菌的生长速度也明显高于没有施加这种机制的情况。

主要设计师美国伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)的波诺科拉(Richard Bonocora)说:“这是一个促进微生物生长可行的途径。我们开辟了一条新路,接下来将在实地环境中改进,比如太空站。”

人类要想进行长途太空旅行,将无法依赖地面药物的补给,因此必须有在太空制药的能力。

伦斯勒理工学院科学院院长布雷尼曼(Curt Breneman)说:“太空制药业是人们向深空安全拓展的关键环节,这项研究是迈向这个目标的一块重要的奠基石。”◇

责任编辑:朱涵儒

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