海虹的创新启示与应用

海虹/海红，是贻贝的“小名”，除此之外还有壳菜蛤、“东海夫人”等称呼，熟制加工的干品被人们称为“淡菜”。海虹是一种物美价廉的亲民海鲜，味道鲜美，蒸、煮、焖、炒皆宜，因其营养价值高，故有海中鸡蛋的美誉。我们在市场上常见的海虹主要包括：贻贝（学名：Mytilus edulis）、厚壳贻贝（学名：Mytilus coruscus）、紫贻贝 （学名：Mytilus galloprovincialis，因为英文名是Mediterranean mussel，所以也被直译为地中海贻贝）和翡翠贻贝（学名：Perna viridis，俗称青口）等。今天我们来了解一下海虹除了作为人类的食物之外，还有哪些鲜为人知的用途。

蒸海虹丨图源：RitaE / Pixabay

贻贝是一种双壳类的软体动物，除了其在受精卵发育为浮游幼体的一个月左右的时间内可以自由移动之外，剩下时间都是附着在岩石或其它物体上“守株待兔”，依靠过滤流经的海水来获取所需的食物，了却贝生。就算周围不断有狂涛巨浪的冲击，它们也总是能牢牢地粘在湿滑的附着物上，很难使其脱落，几百年前的人们就发现了它们的这种粘附超能力，但一直没能搞明白是怎么回事。

南非开普敦海边的贻贝丨图源：Magda Ehlers / Pexels

科学家花费了很长时间来研究这些看似普通的生物，直到二十世纪七十年代终于弄清楚了这其中的奥秘：贻贝的足丝腺会分泌一种液态的蛋白质（主要成分是左旋多巴，L-dopa，或称为3,4-二羟苯丙氨酸），贻贝把它像挤牙膏一样通过足丝孔挤到岩石等附着物上，这些蛋白质会在很短的时间里就凝固成像麻绳纤维一样的足丝（小时候以为海虹是附着在麻绳上养殖的，当时认为这些足丝就是麻绳里的纤维，吃海虹肉之前要先把这些“麻绳纤维”扯掉，这种想法一直萦绕在我脑海中很久），牢牢地把自己和附着物拴在一起。

贻贝的足丝牢牢地黏附于礁石上 | Brocken Inaglory / Wikipedia

科学家们把贻贝分泌的这些粘性物质叫做“贻贝粘附蛋白”（mussel adhesive proteins，简称MAPs），受贻贝粘附蛋白的启发，科学家们不断研制出各种仿生胶水，提高胶水胶合强度并解决潮湿环境下的各种粘附难题，如修复韧带撕裂，移植皮肤，修补牙齿以及断骨接合[1]等。青岛能源所在2016年把贻贝的仿生研究成果转化为新型强力胶粘剂，其胶合强度可达17.3 MPa，高于502胶及环氧树脂胶（即俗称万能胶），而且其制备工艺简单，原料廉价易得[2]。

贻贝仿生胶粘剂 | 文献[3]

科学家以贻贝粘附蛋白的为灵感，进而研发出各种仿生高科技产品：有的能够实现快速止血、伤口愈合[4]，替代手术缝合或外科钉应，减轻手术伤痛；有的能够激活肌肤活力、改善肌肤问题[5]；还有的能够诱导眼角膜再生[6]；甚至还能将RhD阳性的红细胞通过三维水凝胶支架屏蔽RhD表面抗原转换为可供RhD阴性受血者使用的人造“通用熊猫血”，这种红细胞外部拥有贻贝仿生材料涂层，不会被人体免疫系统察觉，从而避免了不同血型血液混合引发的致命免疫反应[7]等等。

看似不起眼的一种海洋生物，它不仅以大众海鲜的面孔出现在我们的餐桌上，而且还成为表面化学、高分子材料与工程、生物医学、海洋工程学等众多领域的研究热点，为我们打开了一扇通往新科技、新产品的大门，越来越多地走进我们生活的各个角落。

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参考文献：

[1]樊廷俊,汪小锋.贻贝足腺细胞的超强度粘液[J].生命的化学,2001(04):331-332.

[2]Mu Y , Wan X . Simple but Strong: A Mussel‐Inspired Hot Curing Adhesive Based on Polyvinyl Alcohol Backbone[J]. Macromol Rapid Commun, 2016, 37(6):545-550.

[3]Ailei, Li, Youbing, et al. A mussel-inspired adhesive with stronger bonding strength under underwater conditions than under dry conditions.[J]. Chemical communications (Cambridge, England), 2015.

[4]Han L , Yan L , Wang K , et al. Tough, self-healable and tissue-adhesive hydrogel with tunable multifunctionality[J]. NPG Asia Materials, 2017, 9(4).

[5]黄海峰, 毕鸣晔, 胡君,等. 贻贝粘蛋白的生物特性及在皮肤色素痣CO2激光术后创面的临床应用[J]. 中华损伤与修复杂志(电子版), 2016, 11(001):49-52.

[6]Kong B , Chen Y , Liu R , et al. Fiber reinforced GelMA hydrogel to induce the regeneration of corneal stroma[J]. Nature Communications, 2020, 11(1).

[7]Zhao Y , Fan M , Chen Y , et al. Surface-anchored framework for generating RhD-epitope stealth red blood cells[J]. Science Advances, 2020, 6(12):eaaw9679.