麦吉尔牙科学院的麦基研究团队和工程学院的理查德·克劳米克团队，用新的样品制备技术揭示蛋壳的内部，研究其分子纳米结构与力学性能。

　　“蛋壳很难用传统方法研究，我们想制成薄薄一片用于电子显微镜成像，但它很容易破碎。”麦吉尔大学解剖与细胞生物学系的马克·麦基教授说，“现在，借助麦吉尔电子显微镜研究所的聚焦离子束切片系统，我们能将蛋壳精确地切割成很薄的样品，并将其内壁的结构成像。”

　　蛋壳由无机物质和有机物质组成，其中有含钙矿物质，以及丰富的蛋白质。研究的第一作者、研究生迪米特拉·阿沙纳西亚多发现，矿物与骨桥蛋白组成的纳米结构，是提供壳体强度的关键因素。骨桥蛋白不仅见于蛋壳中，也见于组合生物材料（比如骨骼）。如果骨桥蛋白的含量多，蛋壳的纳米结构就致密、坚固（附图中C）；含量少，就反之（B）；骨桥蛋白含量为零，结构就很疏松了（A）。

　　研究结果让科学家们对鸡蛋的生物学和鸡胚胎的发育有了更深入的认识。鸡蛋在产下和孵卵时足够坚硬，做到不破裂；而当鸡雏在蛋壳里长大时，它需要钙来形成骨骼。在卵孵化的过程中，蛋壳内侧的蛋白质溶解，以供应所需的矿物离子。蛋壳也被逐渐削弱，到小鸡出壳时易于打破。利用原子力显微镜以及电子和X射线成像方法，麦基教授的合作团队发现，这种照顾到双重苛求的机制之所以能实现，是因为孵化过程中蛋壳纳米结构的细微变化。

　　在平行实验中，研究人员将骨桥蛋白加入到实验室制备的矿物晶体，依照蛋壳中发现的纳米结构，重新创建了与之类似的纳米结构。

　　他们的研究结果可能对农产品的食品安全有重要影响。麦基教授认为，更好地理解外壳蛋白在钙化事件中的重要作用——调节蛋壳硬化和强度——通过生物矿化，可能影响食品安全。“大约10%-20%的鸡蛋会破碎或有裂缝，这增加了沙门氏菌中毒的风险。了解了矿物纳米结构对蛋壳强度的贡献，将有助于选择产蛋母鸡的遗传性状，以持续生产蛋壳更强的鸡蛋，提高食品安全性。”凌启渝（图：Mcgill Uni）