新型脂质中间相的三维模型，立方基序会在材料中规律性重复出现。
冰块的制作过程很简单，在塑料托盘中装满水，放进冰箱，过一段时间水就会结冰。分析冰的结构你会发现，水分子是以规则的三维晶格结构排列的。而在液态水中，水分子是无序的，这也是水会流动的原因。
sciencedaily.com网站4月10日报道，瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）和苏黎世大学（UZ）的Raffaele Mezzenga教授和Ehud Landau教授领导的研究团队发现，可以通过一种“神奇”的方法阻止水形成冰晶：即便在极低的温度下，水仍然具有液体的非晶态特征。相关成果发表于《自然?纳米技术》杂志中。
首先，研究人员设计并合成了一种脂类物质，该物质是一种新的“软”生物质，即脂质中间相。在这种材料中，脂质会自发组装和聚集成膜，并表现出与天然脂肪分子相似的性质。随后，研究人员将脂质薄膜按统一的排列方式，构筑为一个含微型连接通道（直径小于1纳米）的立体网络。温度、含水量和脂质分子结构都会对中间相的结构产生影响。
中间相结构的特别之处在于，其狭窄的连接通道没有足够的空间让水形成冰晶。因此即便在极低的温度之下，水也能保持无序态。此外，脂质本身也不会冻结。实验中，研究人员利用液氦将中间相冷却到零下263摄氏度，仍然没有发现冰晶的形成。ETH Zurich食品与软材料实验室研究人员Mezzenga教授解释说：“影响结构性质的关键因素是脂质与水的比例。含水量决定了中间相形状变化的温度。例如，当含水量为12%时，中间相的结构将在零下15摄氏度时由‘立方迷宫’变成层状结构。”
UZ化学系教授Landau表示：“受合成方法和纯化过程限制，这类脂质的制备非常困难。脂质分子中含有的疏水部分和亲水部分难以共存。”研究人员还尝试在某些细菌的细胞膜上构建了这种新的脂质——细菌产生的特殊自组装脂质，可以将水限制在细胞内部，使其在极其寒冷的环境中生存下来。Landau说：“我们制备的脂质的奇特之处在于，在分子的疏水部分引入高张力的三元环，由此而成的微小通道可以防止脂质结晶。”
新脂质中间相有望成为研究人员的“好帮手”。它们可以用于非破坏性分离、生物分子保存和研究等。Mezzenga教授说：“在冷冻过程中，冰晶的形成通常会破坏细胞膜和生物大分子，这使研究人员无法确定它们与脂质膜相互作用时的情况。新脂质中间相是无损的，它能保持分子的原始状态。”
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编译：雷鑫宇
审稿：alone
责编：唐林芳
期刊来源：《自然?纳米技术》
期刊编号：1748-3387
原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190410114117.htm
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