小小藥罐子

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2015年3月14日 星期六

五色藥水(四):無色



  現在,我們說一說一種沒有顏色的消毒劑--雙氧水。
  雙氧水,正式的化學名稱,是過氧化氫(Hydrogen Peroxide, H2O2),在外用消毒劑上,一般會配製成3%的水溶液。

  雙氧水之所以能夠殺滅細菌,最重要的原因,在於它的化學穩定性非常低,能夠很容易的自我進行化學反應,釋放出水分和氧氣:

  H2O2 → H2O + O
  請各位看倌注意,這個氧(O.),是以自由基(Free radicals 的身分出現的。
  說到自由基,新聞、報章、雜誌,不是時時刻刻,鋪天蓋地,提醒大家要對抗自由基嗎?所謂自由基,是氧化反應(Oxidation 中所產生的化合物,具有極強的氧化性,不但可以破壞生物的細胞和組織,影響身體維持正常的機能,從而削弱免疫系統,促進機能衰退、身體老化。
  問題是,自由基為何這樣可怕呢?
  (不喜歡化學的看倌,可以直接略過)
  以上文這個氧原子(O.)為例,氧,這個元素,需要玩一個遊戲,就是,它的最外層,必須要湊夠四對電子(別問我為什麼是四對電子,而不是兩對、六對、八對?我不知道。要問,請問創造氧原子背後的那位上帝吧!)注意,不是每一種元素,都是需要四對電子,來維持穩定性,不管是從人家搶奪過來的(離子鍵),還是跟人家五五分帳的(共價鍵),這樣,便能夠維持它的穩定性。
    問題是,上述這個氧原子,剛剛少了一粒電子,這就是說,其中一組電子,沒有成對,但是,不管是離子鍵,還是共價鍵,沒有其他化合物,可以騰出一粒電子出來,跟這個不成對的電子,發生化學反應,湊成一對,那麼,這個氧原子,怎麼辦?
  它的做法,是拆散鴛鴦,從其他化合物裡,硬巴巴的拆散人家的共價鍵,然後,跟其中一家,五五分帳,形成共價鍵,湊成一對電子!
  聰明的看倌,看到這裡,應該會發現一個可怕的事實,被撕裂的對象,現在,換自己缺了一粒電子,自己其中一組電子,沒有成對,所以,轉眼一瞬間,它已經變成另一個自由基了,繼續破壞,所以,自由基的氧化反應(在化學上,搶人家電子的行為,稱為「氧化」,給人家電子的行為,稱為「還原(Reduction)」),是連鎖反應(Chain reaction),簡單說,就是不是單一化應,還會一直延伸下來,直到遇到兩個自由基,兩者一拍即合,這種氧化反應,便能夠得以停止。
  如果,自由基拆散的對象,是細胞、組織的話,便會可能破壞細胞、組織的結構,造成死亡,這就是我們所說的「老化」。
  如果,自由基拆散的對象,是脱氧核糖核酸(它就是我們所熟悉的DNA)的話,便會可以破壞遺傳基因,從而誘發基因異變,不過,實際上,在大多數的情況下,較常見的後果,是罹患癌症,而不是大家經常在美國電影裡看到的,像蜘蛛俠的超級英雄。
  總之,一言以蔽之,自由基是有害的,記住這個概念,一切就好了。
  所以,簡單說,雙氧水是透過釋放出氧氣,來消毒、殺菌的。
  在繼續討論前,有看倌問:「雙氧水給我的印象,就是會冒一大堆氣泡吧!但是,有時候,我用雙氧水,清潔家中地板的時候,為什麼不會冒氣泡呢?」
  其實,這是因為雙氧水接觸人體血液的時候,透過人體內的過氧化氫酶(Catalase),會跟紅血球中的鐵質(Fe2+),進行氧化反應,釋出氧氣,從而產生氣體,形成氣泡。
  2Fe2+ + H2O2 → 2Fe3+ + 2H2O + O2
  所以,在傷口上,塗抹雙氧水的時候,便會泛起一堆小氣泡,主要是因為雙氧水接觸到體內的血液後,便會迅速自我進行分解,生成大量的水和氧氣。實際上,這些氣泡,在相當程度上,可以促進傷口因為癒合所產生的血塊、膿液,容易剝落,減少因為撕開結痂,導致傷口出現二次傷害、二次感染的風險。
  如果,只是利用雙氧水清潔、消毒物件的話,在沒有過氧化氫酶下,是不會冒氣泡。
  在應用上,因為它是利用氧化來殺滅細菌的,所以,它會對一種叫「厭氧菌(Anaerobes)」的細菌,特別有效。所謂「厭氧菌」,顧名思義,是「討厭氧氣」,是指一種可以適應低氧、無氧的環境下生存的微生物,反過來說,如果在有氧的環境下,它們一般會較難存活、生長、繁殖。出乎意料,這類微生物,一般寄宿在人體的口腔內壁,所以一般應用於含漱口腔,以作消毒。
  雙氧水,不但無色、無味、無臭(這就像古龍武俠小說筆下的乾坤聖水),而且,代謝物是氧氣和水分,不會造成二次污染,因此,在使用上,比較安全,但是,我還是不太建議使用雙氧水,作為消毒劑,理由如下:
  第一,過氧化氫會大量釋放氧氣,在相當程度上,對傷口,還是會有一定的刺激性。
  第二,過氧化氫的分解反應,屬於釋熱反應,簡單說,就是它在分解生成氧氣和水分的時候,會釋放熱能,對,它是會發熱的,所以,如果雙氧水的濃度過高、用量過大的話,會容易灼傷皮膚,讓傷口較難復原、癒合。
  第三,過氧化氫自我分解的速度較快,消耗的速度較快,造成消毒的深度較淺,殺菌的時效較短。
  第四,過氧化氫的分解反應,是需要人體內的過氧化氫酶,作為催化劑的,因此,會容易受到血液的影響,減弱過氧化氫的消毒、殺菌能力。
  第五,過氧化氫的化學穩定性低,容易出現氧化,導致失效,因此,保存期較一般其他外用消毒劑為短。
  第六,作為一種外用消毒劑,最重要的原則,是「殺菌不殺人」,遺憾的是,過氧化氫的消毒原理,是採取「不分敵我」的無差別模式,沒有選擇性,只要是細胞、組織,就能殺滅,所以,在消毒的過程中,是同時消耗很多自己的細胞、組織,與細菌、病菌同歸於盡的。
  最後,因為雙氧水真的佷像水一樣,乍看一瞥,其實,真的跟水沒有任何差別,小孩可能真的會將它當水喝,這也說不定,因此,如果放在兒童能夠觸及的地方,會大大增加兒童誤服的風險。