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为什么要用75%的酒精消毒而不是浓度越高越好

2020-03-25左袁袁

大学生 2020年3期
关键词:空间结构基团酒精

左袁袁德国法兰克福大学微生物学专业博士

有些人不知道消毒原理,觉得酒精浓度越高消毒效果越好,因此可能会选择无水乙醇进行消毒,但效果真的会更好吗?

答案是否定的,消毒效果最好的酒精浓度在70%~75%之间,高于或者低于,都达不到该浓度范围的消毒效果。病毒包含蛋白质,而医用酒精的作用,就是破坏病毒的蛋白质结构,从而使病毒不能入侵细胞。要知道酒精为什么不是浓度越高越好,我们需要先了解蛋白质的结构。

蛋白质是由氨基酸构成的,一个个的氨基酸通过脱去一个水分子连接起来,形成长链,我们称它为肽链,一定长度的肽链还要经过旋转折叠等,形成特定的空间结构,这才是我们所说的蛋白质。高中生物课上我们学过,人体内很多反应需要酶的催化,而酶的本质大部分是蛋白质,它发生催化作用的原理,像是钥匙和锁的原理,必须是对应的钥匙才能打开特定的锁。蛋白质的空间结构的重要性在于只有在该结构下,它才能与特定的物质结合,从而加快化学反应速率,一旦这种结构被破坏,就失去了结合能力,蛋白质也就没有了催化活性。

蛋白质中,有疏水性的基团,也就是与水不亲近。可以借助食用油来理解,食用油不溶于水,可以认为它是疏水的,当然蛋白质也含有亲水的基团,这些基团之间,也会形成各种力,去维持蛋白质空间结构的稳定性。而医用酒精含有75%的乙醇和25%的水,当用医用酒精进行消毒时,乙醇由于含有疏水基团,蛋白质的疏水基团会认为它们是“一家人”,因此允许它进入疏水区域,而乙醇进来之后,会破坏蛋白质疏水基团之间的作用力,水也在此时配合着,去破坏蛋白质亲水基团间的作用力,在乙醇和水的密切配合下,蛋白质的空间结构被破坏,失去了原有的作用。

单靠纯水不能破坏蛋白质的空间结构,因为它只能破坏亲水基团之间的吸引力,疏水基团还在牢牢结合着,因此并不能改变蛋白质的空间结构。同理,纯乙醇消毒效果不好,也是因为它仅能破坏病毒的疏水基团,经过科研人员的研究,发现约75%浓度的乙醇消毒效果最好。

为什么破坏了蛋白质的结构,就能让病毒无法入侵细胞了呢?我们知道,此次的病毒被称为冠状病毒,因为它的表面有像皇冠一样的突起,细胞结构中有细胞膜,它能起到保护细胞的作用,因此具有选择透过性,一些小分子可以自由出入细胞膜,而大分子,则需要通过细胞膜上特殊的受体蛋白识别,这与钥匙的原理有点像。大分子物质想要进入细胞,需要与细胞上的受体蛋白结合,结合之后则会通过特定的通道进入细胞内,而如果不能结合,则无法进入细胞。之前的SARS病毒,就是能與人体细胞表面的ACE2受体蛋白结合,从何进入细胞内部。冠状病毒表面的突起,是能与细胞表面的受体蛋白结合的,一旦病毒的蛋白质结构被破坏,病毒也就失去了与受体蛋白结合的能力,所以无法成功侵入人体细胞。

了解了这些,我们再来看待这一场疫情。其实病毒也好,细菌也罢,都是与我们在共享地球,理想的状态就是互不伤害,偶尔的小波动也能接受和理解。但是,人类不是地球的主宰,病毒和细菌比人类更早出现在这个地球上,它们包容了我们人类的出现,我们人类也应该对地球上其他的生命报以友好的态度。

责任编辑:徐玲玲

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