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本文作者：孔進(jìn)楊明星何劍寒作者單位：中國地質(zhì)大學(xué)珠寶學(xué)院

1實(shí)驗(yàn)原理與方法

1.1實(shí)驗(yàn)原理

三角帆蚌經(jīng)過插核手術(shù)后會形成珍珠囊并開始孕育珍珠，經(jīng)過1年的生長期后，囊內(nèi)會形成有一定珠層厚度的養(yǎng)殖珍珠。本實(shí)驗(yàn)將配置好的染料用細(xì)針注入已經(jīng)形成的珍珠囊中，此時(shí)染料在珍珠囊內(nèi)從育珠表面向內(nèi)部逐漸擴(kuò)散，活性染料中相關(guān)基團(tuán)可以與珍珠內(nèi)有機(jī)質(zhì)等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成離子鍵穩(wěn)定結(jié)合，直接染料可以依靠自身的親和力與有機(jī)質(zhì)形成氫鍵和范德華力的結(jié)合，最終固結(jié)在有機(jī)質(zhì)表面[4]。此外，部分染料則依靠機(jī)械物理作用在育珠內(nèi)部空隙中附著與沉積[5]；珍珠囊在手術(shù)后經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)整后恢復(fù)機(jī)能，囊內(nèi)圍繞原來已經(jīng)形成的育珠繼續(xù)分泌珍珠質(zhì)，從而將存留在囊內(nèi)的染料覆蓋包裹起來，此時(shí)注入的染料穩(wěn)定存在于珍珠內(nèi)部。以此方法對生長過程中的淡水無核珍珠進(jìn)行顏色處理，染料透過實(shí)驗(yàn)后表面生長的珍珠微透明薄層而顯現(xiàn)出一定的顏色，回收得到彩色珍珠。

1.2實(shí)驗(yàn)方法及條件

實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)在湖北鄂州東溝鎮(zhèn)魚蚌混養(yǎng)養(yǎng)殖基地，基于普通三角帆蚌的育珠養(yǎng)殖環(huán)境，實(shí)驗(yàn)時(shí)水溫為25℃。實(shí)驗(yàn)試劑采用紅色系（直接大紅、活性紅X-3B、活性紅B-3BF）和黑色系（直接黑、直接耐曬黑VSF600）共5種常見化工染料，配制成的3mg/ml，4mg/ml兩組濃度。實(shí)驗(yàn)對象選取3～4齡的三角帆蚌，其都在1～2齡間經(jīng)過人工插核處理，蚌體長約15cm，閉殼肌強(qiáng)勁有力。將現(xiàn)場配制好的染料溶液通過注射器注入到實(shí)驗(yàn)蚌單邊最上排珍珠囊內(nèi)，約8個(gè)囊/側(cè)，當(dāng)染料開始沿注射孔洞外溢時(shí)停止注入，用鑷子和挑針盡量撥動(dòng)珍珠囊，使染料與珍珠均勻接觸，完成后盡快編號裝入網(wǎng)袋放入水中掛養(yǎng)。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)蚌經(jīng)過6個(gè)月生長期后回收，情況如表1所示：整體實(shí)驗(yàn)蚌為20個(gè)，回收14個(gè)，總體存活率為70%，其中色料濃度為3mg/ml時(shí)的存活率為100%，而濃度為4mg/ml時(shí)實(shí)驗(yàn)蚌的存活率僅為40%。

2.1染料對蚌體的機(jī)能影響

回收實(shí)驗(yàn)蚌，剔除生物組織，發(fā)現(xiàn)蚌殼內(nèi)表面有不同程度的染料分布與異常珍珠質(zhì)的堆積。如圖1a所示，蚌殼內(nèi)表面光滑，有少量紅色及褐黃色色素分布，與正常蚌殼內(nèi)表面現(xiàn)象相似；從圖1b可見，有少量貝附珠存在，且圍繞貝附珠有少量的異常暗灰色珍珠質(zhì)堆積；從圖1c可見，大量的貝附珠及大范圍不均勻分布的黑色染料；在圖1d中易見大面積分布的暗黑色異常珍珠質(zhì)的隆起堆積，且隆起部位局部存在孔洞與破口。將實(shí)驗(yàn)蚌依據(jù)蚌殼內(nèi)表面特征劃分為兩類：(1)內(nèi)殼較為光滑，顏色與正常蚌殼相似可能呈現(xiàn)白色、黃褐色以及少量染料的分布，僅出現(xiàn)少量貝附珍珠，局部可能出現(xiàn)少量的異常珍珠質(zhì)堆積，如實(shí)驗(yàn)中分別注射了3mg/ml直接大紅、直接黑、活性紅B-3BF、活性紅X-3B、直接耐曬黑VSF600的實(shí)驗(yàn)蚌。筆者認(rèn)為，蚌體外套膜對如上濃度的染料試劑的耐受性較好，外套膜未出現(xiàn)或僅有輕微的異常。(2)蚌殼表面有大量的貝附珍珠分布，內(nèi)殼表面由于珍珠質(zhì)包覆了大量的染料，可見形態(tài)不規(guī)則的染料分布，部分個(gè)體可見暗灰色異常珍珠質(zhì)的大范圍堆積導(dǎo)致內(nèi)殼表面有不規(guī)則的高度隆起，如實(shí)驗(yàn)中分別注射了4mg/ml直接黑、直接大紅、直接耐曬黑VSF600實(shí)驗(yàn)的蚌體。提高染料的濃度增強(qiáng)了刺激性使得外套膜無法耐受，導(dǎo)致外套膜穿孔出現(xiàn)大量的貝附珠及異常珍珠質(zhì)的分泌。

2.2實(shí)驗(yàn)珍珠的改色情況

收獲實(shí)驗(yàn)改色珍珠根據(jù)色料的濃度及品種依次排列，如下圖2所示：實(shí)驗(yàn)收獲的珍珠樣品均可見不同程度的顏色改變，說明本實(shí)驗(yàn)方法具有一定的可行性。

2.2.1染料種類及濃度對珍珠改色效果的對比分析

紅色系染料對珍珠的改色效果較為明顯，使用3mg/ml的活性紅X-3B的效果最為理想，改色珍珠的顏色相對均勻，有較好的珍珠光澤，局部會出現(xiàn)麻點(diǎn)、小丘等生長瑕疵，顏色在瑕疵部位有濃集。黑色系染料在珍珠改色部位的顏色較濃，效果明顯，但分布不均勻，3mg/ml直接黑的改色效果相對較好，但改色珍珠表面的麻點(diǎn)和生長小丘部位珍珠光澤較弱；在未改色區(qū)域呈現(xiàn)珍珠的正常體色，有較好的珍珠光澤。

2.2.2改色珍珠的顏色分布特征

改色珍珠的顏色與染料的顏色有一定的對應(yīng)關(guān)系，但在色調(diào)的飽和度上存在差異。如圖3e所示，珍珠正面呈均勻分布的紅色，珍珠光澤較強(qiáng)，珍珠邊緣可見有未封閉的鋸齒狀珍珠質(zhì)薄層，背面如圖3f可見，后期生長的珍珠薄層未將初期生長的珍珠完全包覆，在邊緣空隙中有紅色物質(zhì)的聚集。此外，如圖3a中染料呈不均勻流動(dòng)狀分布，無規(guī)則形態(tài)；如圖3b所示染料在珠面凹坑等瑕疵部位濃集。

2.2.3改色珍珠的光澤特征

總結(jié)發(fā)現(xiàn)，改色珍珠的光澤特點(diǎn)如圖3a所示，改色區(qū)域的形態(tài)不規(guī)則，表面存在瑕疵、光澤暗淡，而未改色區(qū)域光澤整體一致呈現(xiàn)較強(qiáng)的珍珠光澤。

2.2.4改色珍珠的表面瑕疵的特征

改色珍珠表面可能出現(xiàn)一般養(yǎng)殖珍珠中常見的瑕疵情況，而染料的刺激直接導(dǎo)致了珍珠囊局部亢奮過度的分泌珍珠質(zhì)，從而在珠面改色區(qū)域表面出現(xiàn)特征的麻點(diǎn)與生長丘等瑕疵。如圖3a可見在表面黑色區(qū)域出現(xiàn)了大量密集的小麻點(diǎn)；而圖3c可見表面出現(xiàn)了很多坡度較緩的生長丘。

3改色珍珠的掃描顯微鏡分析

在室溫17℃、相對濕度小于80%的環(huán)境下，采用Quanta200型環(huán)境掃描電子顯微鏡對經(jīng)過噴金預(yù)處理的特征樣品進(jìn)行了表面微形貌的觀察，測試條件：加速電壓200KV，最大束流2μA。

3.1不均勻改色珍珠表面改色與未改色部分的SEM測試

測試樣品為不均勻改色的粉紅色貝附珍珠，A部位為白色的珍珠原體色，珍珠光澤較強(qiáng)，B部位為改色部位，珍珠光澤中等，本文分別對A、B兩個(gè)部位的SEM圖進(jìn)行比較分析（圖4a）。圖4b所示，A部位放大5000倍可見到規(guī)則的六邊形文石片（邊長約2μm）以及瓦片狀構(gòu)造，與普通的光澤較強(qiáng)的養(yǎng)殖珍珠表面現(xiàn)象一致；B部位放大至1300倍后（圖4c）發(fā)現(xiàn)文石晶體呈現(xiàn)長條形的層狀生長（長約4.5μm，寬約1.5μm），放大至4000倍（圖4d）可見長條形的文石片厚度較薄，與周邊的不同層文石間的突起較低，與正常的養(yǎng)殖珍珠的表面形貌存在明顯差異。測試結(jié)果說明，本實(shí)驗(yàn)對珠面未改色區(qū)域的結(jié)構(gòu)和表面形貌無影響，而改色部位的文石片厚度較薄、形狀不規(guī)則是直接導(dǎo)致了光澤的差異。

3.2改色珍珠表面麻點(diǎn)與生長丘

改色珍珠表面常出現(xiàn)生長丘（圖5a）和生長麻點(diǎn)（圖5d）等瑕疵特征，筆者對其進(jìn)行了SEM測試分析。很多改色珍珠表面會出現(xiàn)類似于A部位的坡度較緩的生長丘，珍珠光澤較好（圖5a）；放大觀察（圖5b），文石片呈有序排布，在生長丘部位有隆起，文石疊成“等高線”紋理；繼續(xù)放大至2000倍（圖5c），文石片呈六方形有序的疊瓦狀排布，普通養(yǎng)殖珍珠無明顯差異。如圖5d中B所示為改色珍珠表面覆蓋了染料的生長麻點(diǎn)，放大150倍（圖5e）發(fā)現(xiàn)，麻點(diǎn)周圍的正常區(qū)域的文石片呈有序的疊瓦狀分布，但在麻點(diǎn)部位呈現(xiàn)密集的突起堆積；放大2500倍（圖5f）可見突起部分不同于正常珍珠層的有序?qū)訝钌L，而是形成多個(gè)生長中心，文石片縱向的無序堆積，同層文石晶體間緊密程度明顯較差，相鄰的文石片間存在很多空隙及雜質(zhì)。結(jié)果顯示，改色珍珠表面的生長丘部位與普通珍珠的表面形貌無明顯區(qū)別；而表面密集的生長麻點(diǎn)實(shí)則為文石片的紊亂堆積所致。