二氧化硅是啥东西,二氧化硅都是现实中什么东西

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-10-27 05:27:14

图2 美国联邦调查局发布的悬赏通知(图源自网络)

细菌“武器”?

"Weaponized" bacteria?

在后来的美国电影中在表达细菌邮件事件时,为了让观众直观地感受到细菌攻击的过程,通常我们可以看到:一个人打开邮件,一些粉末飘了起来,随着呼吸进入人体。

这取材自炭疽细菌邮件事件中一个真实的细节:与实验室平常处理的液态炭疽细菌不同,这批邮件中的炭疽孢子粉末是干燥过的,并且可以在空气中四处飘浮。细菌只有能够在空气中形成稳定的气溶胶,才能够在空气中扩散,并被人体吸入。

这些炭疽细菌是怎么气溶胶化的?

美国武装部队病理学研究所(AFIP)在寄给参议员Tomas A. Daschle的病原中发现了二氧化硅。时任美国陆军传染病医学研究院的Peter Jahrling博士在看过AFIP的分析结果后,公开宣称:“这些炭疽病原是被‘武器化’了的。”Jahrling博士认为,凶手加入了纳米二氧化硅颗粒将细菌包裹起来,以提高其稳定性、增强其分散性,从而使其以气溶胶的形式稳定漂浮在空中,形成武器。

然而,桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)随后的TEM分析确定了:二氧化硅是细胞形成过程中由炭疽细菌自然形成的。如果是人为添加的二氧化硅,其TEM图像应该像是“洒满了粗糖粒的甜甜圈”。但分析结果显示:二氧化硅是在孢子内壁(exosporium)之内。

面对证据,Jahrling博士撤回了之前的声明,于2008年9月16日告诉《洛杉矶时报》:“我认为我犯了一个诚实的错误。”

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图3 Scientist admits mistake on anthrax, Los Angeles Times, Sept. 12, 2008(图源自网络)

美国官方公布的调查结果认定:“此次攻击使用的炭疽细菌不是武器级的。”

疑云密布

Unsolved Problems

2008年中,FBI把怀疑集中到了在德特里克堡政府生物防御实验室中工作的资深微生物学家Bruce Edwards Ivins博士身上。Ivins博士在接到FBI即将对他发起指控的消息后,于7月27日服用大量对乙酰氨基酚自*。

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图4 Bruce Edwards Ivins博士(图源自网络)

2008年8月6日,联邦调查局宣布Ivins博士为此次袭击的唯一嫌疑犯。但是,FBI并没有足够的证据支持这一指控。为了应对公众质疑,FBI决定将该案的证据交给一个独立的科研机构进行审查。

然而,2011年2月,专家小组公布了委员会的审查结果,认为:“仅凭现有的科学证据,不能针对邮件炭疽孢子的来源得出明确结论。”

是谁制造了这场炭疽邮件攻击?

这些粉末状的炭疽细菌是有意制造的吗?

炭疽细菌作为原核生物,为什么会在体内生成二氧化硅?

这些并不是这个事件留下的唯一未解之谜。万万没想到,美国的炭疽邮件攻击事件给地球元素的循环也带来了新的问题。

原核生物与硅的生物矿化

Prokaryotes and Biominalization

Jahrling博士为什么会犯下那个“诚实的错误”呢?

长期以来,硅的生物矿化被认为是许多真核生物的专属特性。炭疽细菌是一种原核生物,最初被认为是无法自发形成二氧化硅的。因此,最初在发现二氧化硅的时候,研究人员自然而然地认为:二氧化硅是人为添加的。

在此之后,更多的原核生物被发现可以生成二氧化硅。2010年,日本广岛大学研究人员证实:枯草芽孢杆菌在其芽孢(内生孢子,一种细菌的休眠体)外壁沉淀形成一层二氧化硅薄膜,可以提高芽孢抗酸腐蚀和紫外辐射的能力。2012年,美国石溪大学研究人员发现:聚球藻属的蓝细菌能从周围水体中摄取和富集大量的硅。

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图5

枯草芽孢杆菌(SEM照片,上)

聚球藻属蓝细菌(光学显微镜照片,下)

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