魏云梦拼凑出来的这套野路子流水线,效果出奇的好。
巨大的离心机不知疲倦的轰鸣着,将成吨的水解液进行初步分离。
分离出来的液体,再通过多层高分子滤膜组成的过滤床。
不同分子量的氨基酸,就像被不同尺寸的筛子筛过一样,被分成了几十种不同的组分。
整个生化所,都变成了氨基酸的海洋。
一排排贴着标签的大玻璃瓶,整齐的码放在实验室的架子上,里面装着各种颜色深浅不一的液体。
可很快,新的问题出现了。
当分析组的研究员,将这些提纯出来的氨基酸样品送去检测时,一个令人沮丧的结果摆在了所有人面前。
纯度,卡在了95%。
“怎么会这样?”赵所长拿着分析报告,眉毛紧拧,“离心和过滤都做了,按理说,大部分杂质应该都被去除了才对。”
一位负责分析的老教授解释道:“所长,问题在于,水解液里的杂质,很多都是结构类似的肽链片段,它们的分子量和我们的目标氨基酸非常接近。常规的物理分离法,很难把它们彻底分开。”
95%的纯度,对于一般的化学反应来说,已经足够了。
可是,对于要进行精确序列合成的蛋白质来说,这点杂质是致命的。
一个错误的零件被装到肽链上,整个蛋白质的功能就会完全失效。
要想合成出有生物活性的胰岛素,氨基酸的纯度,必须达到99%以上,甚至是99.9%。
连续三天,魏云梦把自己关在实验室里,尝试了各种办法。
她调整离心机的转速,更换不同孔径的滤膜,甚至动用了化学沉淀法。
可结果都一样。
纯度就像撞上了一堵无形的墙,卡在95%,再也上不去一分一毫。
整个项目组的气氛,再次变得沉闷起来。
这天深夜,实验室里依旧灯火通明。
魏云梦站在巨大的过滤床前,清冷的脸上写满了疲惫和不甘。
她一双漂亮的眸子微红,里面布满了血丝。
实验室的门被轻轻推开。
林振端着一个搪瓷缸走了进来,里面是热气腾腾的牛奶,还卧着一个荷包蛋。
“先吃点东西。”他把缸子放在实验台上,“人是铁,饭是钢。机器也得歇歇,何况是你。”
魏云梦没有动,只是盯着面前不断滴落液体的管道,仿若要把它看穿。
“逻辑上不应该。”她喃喃自语,像是在问林振,又像是在问自己,“物理分离已经做到了极限,为什么还是分不开?”
林振没直接回答她的问题。
他拉过一把椅子,坐在她旁边,用勺子搅动着牛奶。
“云梦,我问你个问题。”
“嗯?”
“还记得我们在渤海造船厂,炼超低碳贝氏体双相钢的时候吗?”林振温声问道。
魏云梦愣了一下,脑海里浮现出几个月前,在钢厂高炉旁不眠不休的日日夜夜。
“记得。”
“当时,我们为了把钢材里的碳含量,从千分之几,降到万分之几,是怎么做的?”林振循循善诱。
魏云梦的睫毛动了动。
她想起来了。
当时,钢水在经过初步脱碳后,里面依旧残留着极少量的碳原子。
这些碳原子和铁原子混杂在一起,用常规的办法根本无法分离。
最后,是她提出了一套控轧控冷的方案。
通过精确控制钢坯在不同温度区间的冷却速度,诱导钢材内部发生特定的相变。
在相变过程中,铁的晶格结构会发生重组,就像一间正在重新装修的屋子。
而那些尺寸不合适的碳原子,就会被从新的晶格结构中,挤出来,富集到一起,从而被清除掉。
“你是说……”魏云梦的呼吸一滞,一个大胆的念头在她脑海中闪过。
“用控制温度的办法,来控制结晶?”
“对。”林振微微颔首,把牛奶推到她面前。
“思路别陷在分离上。既然筛子筛不干净,那就让它们自己排队站好。”
“氨基酸溶液在冷却结晶的时候,同样会发生相变。纯的氨基酸分子,会自发的寻找最稳定的晶格位置,形成规整的晶体。而那些结构不一样的杂质分子,就像不合群的坏孩子,会被排挤出晶格之外。”
“只要我们能精确控制降温的速率和梯度,就能诱导目标氨基酸形成最大、最纯的晶体,把杂质留在溶液里。”
话落,魏云梦豁然开朗!
对啊!
她怎么把最拿手的相变理论给忘了!
金属的相变和溶液的结晶,在微观热力学的底层逻辑上,是完全共通的!
她一直在用生物化学的思路去死磕,却忘了自己最强大的武器,是材料物理学!
“我明白了!”
魏云梦的眼睛立刻亮了起来,那是一种找到了问题核心的兴奋和喜悦。
她一把抢过林振手里的搪瓷缸,把温热的牛奶和荷包蛋几口就吃完,然后抹了抹嘴。
“我需要一套精确的温控设备,还有一台高精度的偏光显微镜,用来实时观察晶体的生长!”
她马上冲向电话,开始调动资源。
看着她重新燃起斗志的背影,林振笑了笑。
他的媳妇,就是这样一个纯粹的人。
只要有技术难题可以攻克,她就永远充满了能量。
第二天,一套由半导体致冷片和精密温控仪组成的全新设备,被安装在了过滤系统的末端。
魏云梦亲自操刀。
她将纯度为95%的氨基酸溶液注入结晶罐,然后像一个经验丰富的炼钢师一样,开始小心的控制降温曲线。
时间一分一秒的过去。
实验室里,所有人都屏住了呼吸。
赵所长和几位老教授,围在偏光显微镜前,紧张的观察着晶体的变化。
只见溶液在缓慢降温的过程中,开始出现一个个微小的晶核。
这些晶核在魏云梦的精确操控下,没有野蛮生长,它们像训练有素的士兵一样,缓慢而有序的吸收着周围的同类分子,逐渐长大,形成了一片片通透完美的菱形晶体。
而那些杂质,则被孤零零的留在了晶体之外的母液中。
当结晶过程完成,新的样品被再次送去分析时。
分析室里,爆发出了一声惊呼。
“出来了!出来了!”
一个年轻的研究员,举着一张分析图谱,像疯了一样冲进实验室。
“纯度!纯度99.9%!!”
轰的一声。
整个实验室,彻底沸腾了!
赵所长和那几位老教授,看着图谱上那个几乎顶到头的峰值,激动得浑身发抖。
他们看看图谱,又看看站在一旁,神色依旧清冷的魏云梦,眼神里只剩下了彻彻底底的拜服。
用炼钢的法子,去提纯氨基酸。
这种神仙操作,打死他们也想不出来。
他们今天,算是亲眼见识了,什么叫降维打击。