深入分子層面 他們能找到已經“消失”的古絲綢

如果絲綢製品,在漫長的時光中已經降解,化成灰,碾成泥,考古學家還能判斷出它是什麼嗎?

答案是――只要絲綢沒有徹底分解成碳氮氧氫這些化學元素,就可以!

中國絲綢博物館首創的免疫分析法,考古人員已經成功在仰韶村遺址仰韶文化和龍山文化墓葬土壤中檢測絲素蛋白微痕跡,說明墓葬中可能曾經存在過絲綢實物。在三星堆的祭祀坑中,用同樣的方法證明了當時祭祀焚燒過絲綢製品。

絲綢,對於其他考古機構來說,只是衆多研究領域的一個分支。但對中國絲綢博物館來說,卻是他們研究的重中之重。在絲綢文物的尋找和修復上,他們有“獨門絕技”。當傳統方法束手無策時,他們一出手,便撥雲散霧。

遺存物質大海”,撈出絲素蛋白這根“針”

中國絲綢博物館是紡織品文物保護國家文物局重點科研基地的依託單位,尋找絲綢起源,是他們的一項重要學術命題。

2012年起,中國絲綢博物館就與浙江大學、浙江理工大學等高校合作,完成了一系列基於免疫學原理的絲織品微痕檢測課題研究。

這種技術,適用於降解非常嚴重的樣品,比如已經泥化碳化灰化礦化了的脫離了紡織品物質實體的絲綢。當傳統方法已經無計可施時,免疫分析法就能大顯身手。

中國絲綢博物館副館長、紡織品文物保護國家文物局重點科研基地主任周�D告訴科技日報記者,免疫分析法,靠的是抗原抗體的免疫應答。

這一技術的關鍵,是找到絲綢的分子標識物,製備抗體。

絲素蛋白是一種天然高分子蛋白質,由18種氨基酸按照特定序列連接。

分子標識物的確定,就得益於科研人員對絲素蛋白微觀分子層面的瞭解。

製備抗體也並非一次就能成功。研究人員需要通過動物免疫,從動物血清中提煉抗體。因爲涉及動物養殖,使得這一過程的一致性和穩定性難以得到保證。如果抗體效價不佳,就要重新來過。

免疫分析法的優點是非常精準,而且這種方法還非常靈敏,即使樣本特別複雜、絲素蛋白濃度極低,只要它沒有被徹底分解,都會產生免疫應答。“免疫分析法能在考古現場衆多遺存物質構成的‘大海’中,發現絲素蛋白這一根‘針’。” 周�D說。此外,它還能判斷絲綢的生物學種屬,看它是桑蠶絲還是野蠶絲,只要有相關的定製抗體,就還能進行更精細的分類。

即使絲綢化成泥,免疫分析法也能認出來

這一技術爲我國原創,有30多項發明專利,具有獨立知識產權。此前,中國絲綢博物館的“考古現場紡織品(絲、毛)文物免疫檢測關鍵技術研究與應用”成果經專家鑑定,被認爲“達到國際領先水平”。

“我們的目標是拓展絲綢考古的時空範圍,尋找絲綢起源。”周�D說。技術,將考古第一現場可能被忽略的信息揭示出來,將考古從肉眼可見的物質層面延伸到不可見的分子層面。

爲什麼要尋找絲綢起源?周�D說,這個問題別人也問過她很多次。

中華文明來講,最初的絲綢起源是在神話故事裡,黃帝的元妃嫘祖就教人種桑養蠶。絲綢一直伴隨着中華文明,沒有遲到,也沒有早退,還沿着絲綢之路走向了全世界。在物質層面,它是全球化的貿易商品;在精神層面,它是一種文化符號。絲綢這麼重要,它的起源在哪,是否起源於中國,中國人對世界的原創性貢獻能不能得到確鑿的證明?“要回答這些問題,就要靠考古學實證。”周�D說。

去年,中國絲綢博物館的研究人員在河南汪溝遺址出土的甕棺中發現了距今5000多年的桑蠶絲殘留物,這也是目前世界發現的年代最早的絲綢實物。

免疫分析法不僅能爲絲綢尋根溯源,還幫南海1號找到了“隱藏”貨物。

現在在網上搜索南海1號,還能看到某問答網站有人提問:南海1號爲什麼沒有絲綢?

有人回答:應該有的,在船體泥中檢測出絲素蛋白了。

這一“正名”,也出自周�D團隊之手。

在南海1號沉船10號艙的底部泥沙裡,他們用免疫分析法找到了絲綢。

南海1號是南宋時期的一艘沉船,船上滿載陶瓷、金屬器和漆器等當時流行的外銷商品。它是海上絲綢之路貿易的重要實物資料和珍貴水下文化遺產。

但是,既然是行駛在海上絲綢之路上的貿易商船,船上有沒有絲綢呢?

團隊去取樣時,面對的是一個空艙,只有艙底有些爛泥。就是從爛泥中,他們檢測到了強烈的絲素蛋白的信號。說明這個現在看來空空如也的船艙,曾經可能裝滿絲綢。

“當時真的很開心,我們做了一件有意義的事情,說明海上絲綢之路是有絲的!”提起這件事,周�D的語氣都雀躍了起來。

絲固絲,治療絲綢文物的“癌症

中國絲綢博物館還有另一大絕技,就是修復絲織品,化腐朽爲神奇,讓絲綢文物“起死回生”。

這個絕技名叫絲素蛋白接枝加固技術。技術的應用對象是無強度的絲綢,也就是一碰就碎的絲綢。

糟朽,被稱作絲綢文物的癌症。有些絲綢文物埋藏太久,氨基酸的化學鍵大多斷掉了,會變得異常脆弱。“但我們是紡織品文物保護重點科研基地,越是難的問題,越要攻克。”周�D說。

那麼,能不能在微觀層面,把斷掉的化學鍵重新接上?

中國絲綢博物館研究團隊和浙江理工大學合作,研發出絲素蛋白接枝加固法,將小分子的絲素蛋白片段,放入糟朽的絲綢文物。

“說白了,是同源加固,以絲固絲。”周�D說,修復材料和被修復對象具有同源性,有利於規避用化學方法修復後出現的“不良反應”。

修復時,工作人員需要找到合適的材料,保證絲素蛋白片段加得進去,黏得起來,形成新的化學鍵。

周�D打了個比方,好比現在有一棟破房子,磚塊之間已經開裂,露出縫隙。“你要修復它,就得搞清楚縫隙有多大,用哪種型號的水泥。”絲素蛋白片段的大小得恰到好處,能夠在縫隙中生長。

每一件患上糟朽病害的絲綢文物,都是一位病入膏肓的病人。必須先進行各種檢查,瞭解基礎數據;然後專家會診,爲它定製治療方案;方案定好了,藥劑也製備好了,才能進入臨牀動手術

周�D說,他們堅持最小干預原則,若非必要,不輕易使用這種方法。

中國絲綢博物館修復過一件南宋紫褐色羅印金彩繪花邊單衣,它距今已經800年。

用這一加固技術,他們成功“喚醒”了這件南宋絲綢服飾。單衣從脆弱糟朽重新變得柔軟,如今已能夠展出,向觀衆講述800年前主人的人生。

“怎麼強調科技在文物保護領域裡的重要性都不爲過。”在紡織品文物保護與研究領域工作了近30年,周�D感慨,很多技術,經過了十幾年的打磨,才能拿出來加以應用。她表示,還需繼續加強面向文物保護利用基礎理論、關鍵科學問題的研究,這樣才能產生新的技術、裝備和材料。(記者 張蓋倫