封装的酶

这周我们一直在谈论保护每天帮助我们的微小生物实体。对于酶，或者我们需要在恶劣环境中保护的物质，比如洗涤液，甚至我们的胃，我们能做些什么呢?

剑桥大学的亚历克斯·罗斯开发了一种新技术，可以在这些助剂混合的小水滴周围制造保护壳。

首先，将水——他想要包装和保护的东西——与植物油和一种特殊设计的聚合物混合，这种聚合物将形成保护壳。

摇晃这种混合物会产生数百万个悬浮在油中的小水滴。由于其化学性质，形成壳的聚合物聚集在每一个微小的水滴周围，在它们与油相遇或形成界面的地方，完全包裹住它们。

然后加入一些酒精——乙醇——将这些聚合物外壳锁定在适当的位置，这样油就可以被去除，留下被包裹的水滴和一开始混合在水中的东西在一起。

亚历克斯在剑桥英国石油公司研究所向凯特·兰布尔展示了这项技术是如何工作的。

亚历克斯:所以，我们一直在努力在恶劣的环境中保护生物。所以，你可能会想到洗衣液中的酶或益生菌酸奶中的细菌。胃是用来保护我们免受你可能吃的讨厌的东西的伤害的。所以，益生菌酸奶中的很多细菌会在胃里被杀死。如果我们能制造出能让更多的人存活的配方，那将是一件更好的事情。

凯特:当你开始考虑封装时，你是通过什么过程来决定你想要使用哪种设备的?你是如何开始思考这个问题的?

亚历克斯:嗯，我们试着思考如何把生物包裹起来，很快，我们想到了水滴，因为生物在水里很快乐。所以，我们可以把酶或者细菌放进一个水滴里然后你想要在水滴周围放一个外壳，如何把这个外壳放在那里，我们使用一种技术，我们在水中有大量的小颗粒。我们这样做是为了让它能融入油中。因此，它们会自然地迁移到油界面。因此，它们会自己形成外壳，形成胶囊，从而保护酶。

凯特:我们能去看看是怎么做的吗?

亚历克斯:当然。所以，我们在BP研究所的实验室里。我们请来了魏金·根他是我们这里的博士后之一他将向我们展示他是如何制作我们称之为胶体体的东西也就是我们可以将生物实体包裹在里面的胶囊。

Weijin -我要用移液管吸7.6毫升葵花籽油，就是典型的sainsbury或Waitrose葵花籽油。

凯特-维特罗斯葵花籽油会给你更高等级的生物胶囊。

魏晋:是啊，可能是一个时髦的微胶囊。

亚历克斯:有趣的是，我们有一个日本游客，他试着用日本葵花籽油，但是没有用。

为什么日本葵花籽油不起作用?

亚历克斯:这是另一种蔬菜。

我已经移走了7.6毫升的葵花籽油。现在加入乙醇。

亚历克斯:我们这样做的原因是，当小粒子进入界面时，我们不希望它们只进入界面。我们希望它们不可逆地停留在那里。

凯特:乙醇是如何帮助颗粒锁定的?

亚历克斯:它会改变粒子之间的相互作用，这样它们就会走到一起。

Weijin -所以，当我把乙醇和葵花籽油混合在一起时，我开始把溶液旋转一分钟。所以现在，你可以看到有点混浊，因为你有空气滴进来，但乙醇分散得很好。5分钟后，你可以看到溶液中没有气泡了。

亚历克斯-我们有植物油和乙醇。现在，我们要加入有粒子的水相。

凯特:所以，我们加入了一些非常——是不是有点浓的白色溶液?

亚历克斯-看起来真的像牛奶。

凯特:是你自己做的微粒，还是你从货架上拿的?

亚历克斯:我们自己合成这些粒子。它们是由聚苯乙烯和另一种叫做聚丁基丙烯酸酯的聚合物制成的。这些是丙烯酸基颗粒，和你买墙漆时买到的一模一样。

如果你想封装生物材料，你可以放入酵母。

亚历克斯:你从酵母细胞开始的原因是，它们是最强大的生物。所以，它是第一个开始的实体。然后我们谈到了细菌和酶。

维金，我把它加入葵花籽油，这次，我们要再搅拌一分钟。

亚历克斯:我们要在油里制造小水滴。

凯特-所以，这就好像我在摇沙拉酱之类的东西。你会形成同样的东西。

亚历克斯-就像你在家里的油醋酱一样。

凯特:那么，一旦它们混合在一起，如果我们希望它们能被制成洗衣粉或其他东西，那么它们以封装的形式在那里停留多久呢?他们会永远呆在自己的小世界里吗?

亚历克斯:是的，它们会永远呆在那里，因为它们比胶囊里的洞要大。所以，它们可以无限期地呆在那里。我们发现这对细菌很有效。但是酶太小了。所以，当我们形成外壳的时候，里面总是有洞，酶会漏出来。所以我们要在第一个电子层外面再放一个电子层我们所做的就是在这里放一个碳酸钙电子层。

凯特:在我看来，碳酸钙，石灰石。它在酸性环境中生存能力很差。这和我们用来治疗胃酸之类的东西一样吗?

亚历克斯:对于胃酸，我们发现对于细菌，我们不需要碳酸钙的第二层。所以，聚合物外壳是足够的，因为细菌更大，所以它们无法通过这些孔。你完全正确，碳酸钙会溶解在酸中我们用它来释放一些东西所以当你把它放入酸中时，你的胶囊就会被触发释放。

魏晋:正如你所看到的，这是浑浊的溶液。

凯特:但是如果我们仔细观察，我们可以看到那些单独的水滴，如果我们想的话，它们可能含有我们的生物制剂。

魏晋:是的。如果你把酵母放进去，在光学显微镜下观察一段时间，你可以看到酵母细胞在自我复制。

凯特:如果你把细菌之类的东西放在里面，而且没有食物来源，它们能保持多长时间的活性?

亚历克斯:胶囊的外壳是多孔的。所以，我们可以让食物进入胶囊来喂养细菌，然后产品出来。所以，你可以想象用这些作为微型生物反应器，你可以把你的细菌放在那里，从液滴中得到产物。

凯特:我们可以看到多云。当然，比只有油和乙醇的时候更浑浊。我们能看到里面的水滴吗，还是它们太小了，我们看不见?

亚历克斯:我们当然可以把它们放在显微镜上观察液滴。

凯特:太棒了!那么，让我们来看一看。所以，我们来到了一个非常令人印象深刻的显微镜。所以，它现在进入了我们的视野?你可以看到几十个小水滴。就像下了一场雨之后，在你的窗玻璃上，有几百个小水滴。

亚历克斯:当然，现在我们要做的是把这些很容易制造的水滴放在接触面上，把它们保存起来，这样水滴就稳定了。所以，当下雨的时候，你看到水滴沿着挡风玻璃流下来，它们会融合在一起，形成大的水团。我们想要阻止它，让它们保持水滴的形态。

凯特:我们已经讨论了洗衣粉中的酶和有益细菌进入肠道的问题。你将来还想申请什么工作吗?

亚历克斯:我们想研究的应用是口服疫苗。所以，当你接种疫苗时，你必须通过注射让疫苗进入你的血液，因为你的胃会杀死疫苗。所以，如果你能把它封装起来，让它通过胃，让它在这个过程中存活下来，这对那些不喜欢注射的人来说将是巨大的好处。