缺水新解方? 陽明交大教授研究阿茲海默症類澱粉蛋白濾海水

類澱粉蛋白是一種不可溶的纖維性蛋白質,異常堆積在身體器官會造成嚴重疾病,最有名的就是阿茲海默症。醫界無不希望能找到清除腦中類澱粉蛋白堆積的方法來治療阿茲海默症。

陽明交大生命科學系暨基因體科學研究所教授許世宜反其道而行,利用類澱粉蛋白可以阻擋鹽離子的特性,將阿茲海默症的「類澱粉蛋白」用來傳輸水分子,甚至達到海水100%脫鹽的神奇效果。

海水淡化示意圖:(A) 類澱粉蛋白纖維自組裝形成Aβ折疊片狀結構和Aβ奈米微管;(B) Aβ奈米微管具有分子馬達、水泵功能和嵌入膜中作為奈米通道;(C) 海水淡化的商業設計和應用。(圖/陽明交大提供)
海水淡化示意圖:(A) 類澱粉蛋白纖維自組裝形成Aβ折疊片狀結構和Aβ奈米微管;(B) Aβ奈米微管具有分子馬達、水泵功能和嵌入膜中作為奈米通道;(C) 海水淡化的商業設計和應用。(圖/陽明交大提供)

許世宜表示,類澱粉蛋白所形成的片狀結構不僅可以自動引導水分子,只要將結構中的一個胺基酸改成帶電,增加奈米微管的親水位能,就能提高水分子與鹽離子的分離效能。實驗成果能讓科學界瞭解仿生材料的自動傳輸機制,以及一種有效且節能的淡化海水方法。

這項方法是用3片類澱粉蛋白組成的奈米微管(nanotube),利用蛋白薄膜表面上的電位差來推動水分子往單一方向移動,同時又能達到阻擋鹽離子穿過,不需外部提供任何能量,就能達到海水淡化處理的效果。

許世宜指出,目前海水淡化技術主要採逆滲透法,需要透過馬達加壓讓海水通過逆滲透膜,才能分離海水中的鹽分,得花費大量電力與設備,以至於無法達到規模經濟的效益;利用類澱粉蛋白來過濾海水的方式,展示了一種仿生奈米材料可以做為有效又節能的海水淡化新方向。

研究團隊就理論上估算,由一片10乘10平方公分類澱粉蛋白奈米微管組合而成的過濾膜,一天可過濾生產2.5噸的淡水,是目前已知逆滲透法的200倍。

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