有没有可能发明出一种类似安检仪,扫一下就可以发现病毒的机器?

现在很多地方都进入了高级别的应急响应状态,在我们家这儿,无论是出入小区还是超市都需要测量体温。但是这一次还有少量没有发热症状的感染者,一般的体温检测是没有办法的,于是有的童鞋就开始思考了,能否发明一种机器,就像X光机一样一扫就能知道这个人有没有感染病毒呢?

▲一目了然,真方便

简单地来说,永远不可能。

微生物的世界没有那么缤纷

很多人可能对生物研究有一个误解,认为只要取病人的一点体液,放到显微镜下一看就能发现病毒,就像进了鸡窝的黄鼠狼一样明显。

这可能与我们多年来科普没有将细节说清楚有关,很多人并不知道其实科普配图为了直观,并没有还原微生物本来的样子,比如说我们经常能看到这样一些用五颜六色来标细菌的简笔画,那些张牙舞爪长着眼睛嘴巴的自不必说,就算是一些相对更科学的图,也同样五彩缤纷。

▲这张图中有很多常见细菌的结构形态

这些也就算了,毕竟还比较卡通,有一些三维制作的细菌病毒模型或电子显微镜的照片也同样拥有鲜艳的色彩,于是大家会默认为这些小东西都是很显眼的。

▲这是一张典型的伪彩色电子显微照

其实根本不是这样呀!所有彩色的电子显微镜照其实本来都是黑白的,那些颜色都是后来加的,所以想加什么颜色就加什么颜色啦,这些照片也被称为“伪彩色电子显微照”。而我们有时候看到的一些彩色——特别是粉红色的细菌显微镜照都是经过染色处理的,这是研究人员为了观察方便而做的,毕竟盯着透明的小东西可太费眼睛了。

▲这就是典型的染色细菌

色素是多数生命颜色的来源

除了少数能光合作用的细菌之外,所有其它细菌在显微镜下几乎都是透明的!与大家想象的不同,构成生命体的主要成分——水、蛋白质、核酸、糖类、磷脂类都是透明的。你可能想像不到,人类眼睛最透明的部分,调节焦距的晶状体其实就是由细胞中分泌的几种最普通,最常见的酶填充的,而酶就是蛋白质。

▲眼中的小凸透镜就是晶状体了

如果一个生物组织要有颜色,就必须要有色素。比如血红蛋白,它其实是蛋白质(珠蛋白)与色素(血红素)的组合体,血红素主要由2价铁离子与卟啉环组成的,而珠蛋白部分就像固定器,卜琳环镶嵌在其中;同样地,我们肌肉的红同样来自肌红蛋白的血红素,皮肤的颜色是因为表皮细胞中合成了黑色素。

▲血红蛋白与血红素(红色的肠状物其实是透明的,小圆盘才是红色的)

对于多数简单结构的生命活动来说,色素是非必须的,特别是在细菌这样极简单的生命结构上。所以除了积累代谢废物等原因外,多数细菌都是透明的,通过显微镜我们看到的都是一个个透明的小球。

▲没有染色的细菌本来面貌

要注意哟,这还只是细菌而已,如果是更微小的病毒呢?它们的平均体积只有细胞的十亿分之一!而且因为组成病毒的只有蛋白质、核酸与少量的糖类,所以是完全是透明的。

现在请想像一下,一艘航母上撒了一些透明的砂子,而作用观察者的你最少需要站在5公里之外,你能看出它与其它正常的航母有什么区别吗?

▲冠状病毒的伪彩色电镜照

细菌与病毒无处不在

人类于1898年发现了第一种病毒——烟草花叶病毒。虽然说是发现,但是在之后的长达40年里,人类都不知道这种病毒的真面目,科学家们只是通过实验证明了存在一种比细菌更小的,可传染的致病因子。但是它是具体是什么成分?什么结构?如何致病?通通不得而知。

▲烟草花叶病毒伪彩色电镜照

透明不是鉴别病毒的唯一障碍,事实上人体大约有39万亿个细胞与30万亿个微生物与你共伴一生,而且你体内的病毒数量甚至比细菌还要多得多。多数细菌与病毒在人健康的时候都不致病,所以只是分辩是否存在细菌或病毒是完全没有意义的。就算是超高分辩率的电子显微镜,想通过扫描来寻找具体病毒也无异于沙里淘金,不是绝对不可以,只是完全没有实用意义。

▲没有上色的电镜照片

现在你明白这种机器无法制造的原因了吧,无论是从现在的技术层面还是理论层面都是不可能的,但其实现在已经存在快速准确的鉴别方法了——有核酸试剂,只是目前产量跟不上而已,可能在不久的将来就能解决产能问题吧。

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