古埃及绘画、粘合剂和其他文物制作材料的确切成分，目前大多仍是未解之谜，部分原因在于全面分析需要采集样本，而这可能损坏这些珍贵文物。前沿的非破坏性检测技术的发展，正帮助揭开这些谜团，同时助力文物保护工作。
最新研究中，科学家们利用基于质谱技术的蛋白质组学，分析了一批广泛的古埃及文物中所使用的胶水和粘合剂成分，相关成果发表在《科学进展》（Science Advances）期刊上。研究人员发现了许多预期中的材料来源，例如动物胶原蛋白和蛋清蛋白，同时也检测到了植物蛋白成分，具体来自芝麻和辣木（一种谷类植物）种子。
正如此前报道所述，古埃及人拥有高度程式化且极易辨识的绘画风格，学界一直对研究其具体颜料成分和绘画技法抱有浓厚兴趣。当时常见的颜料包括：赤铁矿和雄黄用于制作红色；针铁矿和雌黄用于制作黄色；埃及蓝；埃及绿；碳基黑色颜料；以及方解石、石膏、硬石膏和水镁石用于制作白色颜料。（就在去年，华盛顿州立大学的研究人员通过按不同比例混合二氧化硅、铜、钙和碳酸钠，并在接近古代窑炉的高温条件下加热，成功复刻出了埃及蓝颜料。）
古埃及艺术家所使用的许多颜料都含有可通过X射线荧光成像技术检测的元素标记。宏观X射线荧光成像技术（Macro-XRF）此前曾与高光谱成像技术结合使用，用于研究一幅公元二世纪的希腊罗马时期彩绘葬礼肖像画，以及确定希腊德尔斐大理石上残留的颜色痕迹。2023年，科学家们曾使用便携式MA-XRF成像设备研究古埃及绘画作品，这是调查底比斯墓地墓室壁画这一更大项目的组成部分。
蛋白质的力量
基于质谱技术的蛋白质组学是这一研究领域相对较新的技术手段，能够对样本中存在的任何蛋白质残留物及其累积损伤情况，进行全面而详尽的表征分析。该技术灵敏度极高，与其他方法相比，所需样本量更少。而且与气相色谱-质谱联用技术不同，它还能够表征样本中存在的所有蛋白质（无论混合物成分多么复杂），而不是仅局限于检测预先设定的特定蛋白质。
2023年，科学家们运用这一方法发现，啤酒副产品曾是丹麦黄金时代艺术家们广泛使用的画布底料。今年早些时候，我们还曾报道过研究人员从文艺复兴时期人们翻阅医学手册留下的指纹中，鉴定出了相关蛋白质成分，这一发现进一步揭示了那个时期人们是如何通过实践积累知识经验的。
在这项最新研究中，作者们从瑞典、英国和丹麦不同收藏机构保存的多件古埃及文物中提取了微量样本，这些文物的年代跨度为公元前1425年至公元400年。样本涵盖彩绘木棺、墓室壁画残片、用于制作木乃伊胸像的彩绘石膏，以及彩绘石灰石建筑构件。除了这些样本外，研究团队还分析了空白阴性对照样本，并检测了所有已检出蛋白质的化学损伤情况，以排除实验室污染影响最终结果的可能性。
研究结果证实，古埃及人经常使用牛胶，以及从绵羊、山羊、马、驴和羚羊身上提取的胶原蛋白。这些材料很可能是通过熬煮动物皮肤和结缔组织制成的。这些成分不仅出现在粘合剂样本中，也存在于颜料和底层材料样本中，这表明古埃及人在选择材料时，主要依据的是材料的易获取性。研究作者写道：“我们并未观察到动物种类/部位的选择，与文物类型、应用方式、颜色、年代、地理来源或使用场景（葬礼用途或宫殿用途）之间存在明显关联。”
研究团队还检测到了来自芝麻和辣木种子的特征性蛋白质，这两种植物在当时的古埃及都很常见；从这些种子中提取的油脂品质优良，因此被广泛用于烹饪、医药、驱虫、化妆品制作以及木乃伊制作等领域。芝麻蛋白在一件棺木残片的红色样本和一件墓室壁画残片中被检出，而辣木蛋白则在一件棺木样本中被发现。研究人员表示，这些蛋白质有可能是种子加工过程中残留的副产品，但要更清楚地了解芝麻和辣木在当时是如何以及为何被使用的，还需要结合多种互补技术开展进一步研究。
有一条线索或许能提供一些启示：辣木树对古埃及人而言具有特殊的象征意义，被认为是工匠守护神卜塔（Ptah）的化身之一，而在棺木上发现辣木蛋白的痕迹，恰好印证了这种关联。研究作者总结道：“我们的研究清楚地表明，辣木是工匠完成其创作所需的珍贵材料来源。另一种可能的解释是，使用辣木也可能是艺术家为了奉献或守护其手工艺创作最终成果而采取的一种特殊举动。”
《科学进展》，2026年。DOI: 10.1126/sciadv.ady3618（关于DOI说明）。
Q&A
Q1：科学家是如何在不破坏文物的情况下分析古埃及材料成分的？
A：科学家采用基于质谱技术的蛋白质组学方法，这种技术只需极少量样本，就能全面详细地检测出材料中残留的蛋白质成分及其损伤情况，从而在保护珍贵文物的前提下完成成分分析。
Q2：古埃及人制作胶水和粘合剂使用了哪些原料？
A：研究发现，古埃及人经常使用牛胶，以及从绵羊、山羊、马、驴和羚羊身上提取的胶原蛋白，这些材料通常是通过熬煮动物皮肤和结缔组织制成的，选择依据主要是材料是否易于获取。
Q3：为什么会在古埃及文物中发现芝麻和辣木蛋白？
A：芝麻和辣木种子在古埃及被广泛用于榨油，油脂可用于烹饪、医药、驱虫和化妆品等。此外，辣木在当时具有特殊象征意义，被视为工匠守护神卜塔的化身，可能与艺术创作或作品守护有关。