科學人雜誌
教科書之外

馬鈴薯和炒米粉的啟示

2021-05-01 陳文盛
想像和發明手牽著手走。——艾多涅圖(Alexandra Adornetto,澳大利亞演員、作家)


每天早晨起床,走進廚房第一件事就是打開咖啡機開關熱機,準備沖泡咖啡。這例行的晨間咖啡已經不知道有幾十年了,從最早的即溶咖啡粉、濾紙咖啡、法式浸泡咖啡、義式濃縮咖啡、冰滴咖啡,一直到現在的膠囊咖啡。這些不同的咖啡沖泡法,除了即溶咖啡之外,都使用到過濾技術,把咖啡裡的豆渣濾掉。可做為過濾的介質有很多種,包括紙、布和金屬網等;過濾的方式也很多種,每一種過濾技術都有獨特的效果,吸引很多講究沖泡趣味和口味的粉絲。


過濾是非常古老、普遍的技術。廚房、工廠、自來水廠、衛生設備等,到處都用得到。過濾基本上就是用有孔洞的介質把混合物中較大的成份截留下來,讓小的穿過去。小時候念書讀到「濾過性病毒」(filterable virus),印象非常深刻,因為我們居然沒辦法用任何過濾器阻擋這些可怕的小傢伙。幸好現在的科技已經發展出可以過濾它們的濾紙,所以講起病毒,早就沒有人再使用「濾過性」三個字了。


回想我擔任博士後研究員,進行噬菌體的蛋白質分離的時候,接觸到另類的過濾技術,叫做「凝膠過濾層析法」(gel filtration chromatography)。我把噬菌體感染細菌時產生的蛋白質,放入塞著凝膠粒的管柱中進行過濾。指導教授說,用那過濾技術,大分子會先流出來,小分子後流出來。我還以為他說錯了,過濾不是大東西留在後頭,小東西比較容易流過嗎?


原來凝膠過濾和傳統過濾技術的原理很不一樣:傳統過濾用的介質(例如濾紙或濾網)是讓較小的分子容易流過去,較大的流得較慢;凝膠過濾用的是一顆顆的凝膠網小球,過濾時較小的分子容易鑽入球網中,在裡面亂撞,不容易跑出來;較大的分子不容易進入球網中,甚至完全無法進入,所以很快從球體之間流過。凝膠過濾就這樣子分離大小不同的分子。


是誰想出這奇特的過濾原理呢?靈感來自......


# 關鍵字:教科書之外過濾凝膠層析
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