德國柏林自然歷史博物館東翼儲存在酒精中的錘頭鯊。
我想你參觀過實驗室或博物館,欣賞過一個質樸的人嗎眼球或者是一個漂浮在玻璃瓶裡的死去的小動物,你已經看到了酒精的儲存能力。這項技術的正式名稱是流體儲存。自17世紀以來,科學家們就一直依靠它來儲存他們的奇異標本。而且,如果操作正確的話,它可以維持一個樣本幾百年美國自然歷史博物館 .
但是,它是如何工作的?
印第安納大學布盧明頓分校的化學副教授比爾·卡羅爾在接受《生活科學》雜誌採訪時說:“總的來說,它對那些會導致腐爛的微生物是有毒的。”。他以酒為例。它是由酵母從葡萄中吸收糖,然後排出酒精而製成的。但是酵母分泌的酒精太多,酒精濃度變得有毒,會殺死酵母。而酒精含量(約14%)有助於延緩細菌的生長多年(許多葡萄酒還含有額外的防腐劑,如硫磺)加州葡萄酒顧問 .
儲存其他有機物質-例如DNA西雅圖伯克博物館(Burke Museum)魚類收藏品經理凱瑟琳•馬斯列尼科夫(Katherine Maslenikov)說,組織甚至整個動物都需要更高的酒精濃度。馬斯列尼科夫通常依賴酒精,特別是乙醇,進行長期儲存。
例如,Maslenikov可能會採集一個魚標本,取出一些組織樣本進行DNA分析,並向魚注射福爾馬林(一種溶解在水中的甲醛氣體溶液),以阻止體內的生物過程,例如酶反應和組織降解。然後,她可能會把魚標本浸入一個裝有70%酒精,30%水的罐子裡。對於長期儲存,“70%似乎是個神奇的數字,”馬斯列尼科夫說。她說,溶液中有足夠的水,組織將保持水分,這有助於動物或標本保持其形狀,還有足夠的酒精防止黴菌和細菌生長。
更高濃度的酒精,例如95%的乙醇,可以起到脫水的作用,這意味著它可以去除細胞、組織或全身標本中的水分,並用酒精代替。缺水導致水敏感蛋白的變化;它們展開,或者變性,然後在彼此相鄰的地方變硬,固定了標本的形狀,根據一位生物學家的說法阿肯色州立大學的一個系列節目。該雜誌2013年的一項研究表明,這種技術是儲存DNA的常用方法公共科學圖書館一號 .
決定酒精使用的百分比可能很棘手。使用過多或過少都會影響樣品的形狀和柔韌性,甚至會降低其在溶液中儲存樣品的能力。用高濃度的酒精使標本脫水可以儲存它。但是Maslenikov說,這個過程也會使樣本萎縮(由於水分流失)和脆性(硬化的蛋白質)。有時候這沒關係;這完全取決於你想儲存什麼。
同時,如果一個標本保留了太多的水分,它可能會很快變質。
堪薩斯大學堪薩斯生物調查與生態研究中心副研究員克里斯托弗·羅傑斯在電子郵件中告訴《生活科學》雜誌:“如果一個有機體的組織中有足夠的水,它可以稀釋酒精。”。如果發生這種情況,酒精濃度可能不足以殺死潛伏在標本深處的微生物,比如整個動物標本的腸道。那些漏掉的細菌可以分解成標本。羅傑斯說:“這就是為什麼在醃魚24小時後改變酒精濃度很重要,”因為這樣可以提高溶液中的酒精濃度。
當談到使用酒精作為防腐劑時,卡羅爾說你在尋找濃度的最佳點:“這樣的濃度可以抑制微生物,但不會破壞你所看到的東西的細胞結構。”