我們生活的地方即使很干凈的地方都會(huì)產(chǎn)生病菌,病菌無(wú)處不在,但是病菌也不是沒(méi)有辦法抑制,只是病菌存在的利害性大小的問(wèn)題,現(xiàn)在有很多人因?yàn)楦腥旧喜【鷽](méi)有及時(shí)得到清理而引發(fā)的種種疾病。
然而面對(duì)病菌的入侵,人類也不是待宰的羔羊,自從我們知道了這些看不見(jiàn)的微生物無(wú)處不在,一旦感染上了就會(huì)導(dǎo)致疾??;水要燒開(kāi)了喝,食物要煮熟了吃,有些疾病會(huì)傳染,需要要與患者隔離,這些防護(hù)措施早已深入人心??墒?,依然不能有效地遏制病菌的感染,醫(yī)院收住的因流感、乙肝、結(jié)核、手足口病、各類炎癥等等的病人早已人滿為患。
逐漸人們意識(shí)到這些病原微生物們:不僅具有傳染性且對(duì)環(huán)境的耐受能力也很強(qiáng),僅采用洗凈、煮熟、通風(fēng)、打掃衛(wèi)生的辦法難以徹底清除。我們需要一些外來(lái)的輔助措施,才能建立有效的防護(hù)。
人們投入了大量的時(shí)間、時(shí)間和精力,各種疫苗,抗生素被研制出來(lái),有效地阻止了病菌入侵的步伐;但畢竟道高一尺魔高一丈,這些微生物們有著強(qiáng)大的突變能力,不斷地產(chǎn)生變異,和耐藥性。新變種的流感病毒每隔幾年就爆發(fā)一次,各種耐藥細(xì)菌接踵而來(lái)。預(yù)防醫(yī)學(xué)也在這種過(guò)程中不斷發(fā)展,醫(yī)學(xué)家們研究了各類病菌的生長(zhǎng)及傳播機(jī)制,發(fā)現(xiàn)抵御病菌的最好方式是阻斷其傳播,在接近人體之前就將其殺滅。一旦它們侵入人體,引發(fā)病癥,處理將會(huì)變得棘手。
“無(wú)菌”的理念開(kāi)始盛行,醫(yī)療、食品采取嚴(yán)格的消毒措施,可是消毒劑的表現(xiàn)卻不盡人意,消毒效果好的毒性太大,需要遠(yuǎn)離人體使用,而對(duì)人體相對(duì)安全的,僅僅能殺滅某一類特定的病菌。這些微生物們?nèi)匀粚?duì)人類產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅??茖W(xué)家們開(kāi)始琢磨了:能不能制造出一種消毒藥劑,既能夠?qū)θ梭w沒(méi)有一點(diǎn)毒副作用,又能夠殺滅細(xì)菌、病毒、真菌、包括芽孢在內(nèi)的一切病原微生物?
海水的啟示
科學(xué)家們從海水那里得到靈感,高濃度的鹽水具有較高滲透壓,當(dāng)細(xì)菌與其接觸的同時(shí),由于離子的吸附作用,將會(huì)把細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的水分吸附出來(lái),于是細(xì)胞會(huì)萎縮,發(fā)生質(zhì)壁分離,這樣的環(huán)境極不利于細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖。
可是,高濃度的鹽水并不對(duì)所有的細(xì)菌都起作用,細(xì)菌具有強(qiáng)大的進(jìn)化及適應(yīng)能力,在高滲透壓的環(huán)境下生產(chǎn)對(duì)它們來(lái)說(shuō)不算是什么難事,要知道,生命的起源就是從海水當(dāng)中孕育的,人類就是由細(xì)菌這樣的單細(xì)胞生物進(jìn)化而來(lái)。只不過(guò)后來(lái)一些細(xì)菌脫離了海水,來(lái)到了陸地,從而喪失了對(duì)海水的適應(yīng)能力。而高滲的海水僅僅對(duì)這類細(xì)菌有效,結(jié)果也是微乎其微,只能是抑制生長(zhǎng)繁殖,并不能有效殺滅。啟發(fā)只是邁向偉大第一步,就如同人類看到鳥(niǎo)兒能夠飛翔,從而研制出了飛機(jī)一樣。
科學(xué)家們從海水當(dāng)中收獲了不少靈感:
1、細(xì)菌對(duì)環(huán)境適應(yīng)性也有要求,如果生存條件被破壞,它們將難以繁殖;
2、通過(guò)研制利用高滲透壓這類通過(guò)物理作用來(lái)對(duì)細(xì)菌的破壞消毒產(chǎn)品,可能會(huì)收獲到有別于化學(xué)原理消毒劑意向不到的成果。
寫(xiě)到這里,有必要提及一下目前消毒的兩種方式,一種是物理消毒,另一種是化學(xué)消毒。
物理消毒即通過(guò)物理機(jī)械作用對(duì)細(xì)菌進(jìn)行殺滅的一種方式,比如高溫消毒,紫外線消毒,電離輻射消毒等。
而化學(xué)消毒是用化學(xué)消毒藥物作用于微生物和病原體,使其蛋白質(zhì)變性,失去正常功能而死亡。目前常用的有含氯消毒劑、氧化消毒劑、碘類消毒劑、醛類消毒劑、醇類消毒劑等等。
通常情況下物理消毒比化學(xué)消毒作用單元更基本,更具有徹底性。舉個(gè)例子,化學(xué)消毒劑與細(xì)菌之間的爭(zhēng)斗,就像兩個(gè)水平相當(dāng)高手在空手肉搏,你一拳我一腿,你來(lái)我往,互有勝負(fù)。而物理消毒方式如同一顆子彈一樣,任憑你武藝再高,肌肉再硬,也能將你打穿。所以醫(yī)院醫(yī)療器械的消毒,往往都采用高壓蒸汽滅菌,食品采用輻射滅菌,這樣滅菌更安全,且不會(huì)有化學(xué)殘留。
物理與化學(xué)的結(jié)合電化學(xué)消毒
澳大利亞一名科學(xué)家berking在1960年提出了細(xì)菌的生存環(huán)境說(shuō),在他的水系環(huán)境PH值和ORP(氧化還原電位)值與微生物生存關(guān)系的理論中,他發(fā)現(xiàn)大多數(shù)微生物的生存環(huán)境PH值為4~9之間,ORP值為-400mV~+900mV,且ORP值對(duì)微生物生存影響極大,如果我們能制造出一種低PH值和高ORP值(≥+1100mV)的消毒劑破壞細(xì)菌微生物生存所必要的酸堿和電位環(huán)境,那么殺滅細(xì)菌就將成為可能。
從19世紀(jì)末,電化學(xué)消毒就開(kāi)始發(fā)展,使這種設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)提供了有力的支持。我們知道物質(zhì)與物質(zhì)相遇,并不是所有的都會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),但是在電解槽中,可以利用電能促使發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),從而使電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。在電解池當(dāng)中,陽(yáng)極的溶液界面發(fā)生粒子失去電子的氧化反應(yīng),陰極發(fā)生粒子和電子結(jié)合的還原反應(yīng)??茖W(xué)家們沿著這條思路,做了許許多多的嘗試,可是都沒(méi)力取得大的突破,始終不能制得高氧化還原電位,且具有穩(wěn)定殺菌能力,并且不會(huì)對(duì)人造成傷害的消毒劑。
名為酸性氧化電位水
從1960年berking提出設(shè)想,27年過(guò)去,終于迎來(lái)了突破性的進(jìn)展。日本科學(xué)家利用特制的離子隔膜,不斷地改良電解工藝與電極材料,電解低濃度的氯化鈉溶液,在陽(yáng)極得到了一種富含氫離子的離子水。并對(duì)其表現(xiàn)大為驚訝,當(dāng)時(shí)有著超級(jí)細(xì)菌之稱MRSA(耐甲氧西林金黃色葡萄球菌)肆虐,對(duì)許多消毒劑與抗生素都具有多重耐藥,如何殺滅它們成為了棘手的難題。當(dāng)用這種離子水作用到MRSA時(shí),不到60S即被殺滅。
科學(xué)家不敢相信顯微鏡下所觀察到的事實(shí),超級(jí)細(xì)菌MRSA就這樣輕易低被消滅了。后續(xù)又做了一系列的試驗(yàn),這種離子水不僅對(duì)細(xì)菌有效,而且對(duì)真菌、病毒、乃至細(xì)菌芽孢同樣有效。在實(shí)驗(yàn)室的條件下殺滅了都達(dá)到了100%。而在陰極產(chǎn)生的離子水卻表現(xiàn)得不盡如意,沒(méi)有多大殺菌能力,僅僅具有較強(qiáng)的去污能力。同一電解槽中同一離子隔膜兩端的水,所呈現(xiàn)出的性質(zhì)天差地別。
這種富含氫離子的離子水后來(lái)被命名為“酸性氧化電位水”。
酸性氧化電位水的殺菌原理
科學(xué)家們并不清楚這種新制備的物質(zhì)的殺菌原理到底是怎么一回事,甚至對(duì)它的安全性產(chǎn)生了懷疑。
普通的鹽水,在電流的作用下,到底發(fā)生了怎樣的一種變化,能夠?qū)ξ⑸飩儺a(chǎn)生這般大的破壞力。
科學(xué)家們后來(lái)發(fā)現(xiàn),酸性氧化電位水的理化性質(zhì)主要表現(xiàn)三大特質(zhì):高氧化還原電位(ORP)值:≥1100mV,低PH值:<2.7,低有效氯濃度:20-70mg/L。這三種要素構(gòu)成了殺滅細(xì)菌的重要原因。
通過(guò)不斷地深入研究,酸性氧化電位水的作用機(jī)理逐漸被闡明:
L B. Liao教授利用鐵離子改變酸性氧化電位水的ORP值,然后再通過(guò)透射電鏡觀察ORP對(duì)細(xì)菌細(xì)胞的損傷,結(jié)果顯示ORP在600mV時(shí),80%的細(xì)菌不能存活;當(dāng)ORP達(dá)800mV以上時(shí),所有細(xì)菌都在幾分鐘以內(nèi)死亡;當(dāng)ORP達(dá)到900mV以上時(shí),則細(xì)胞膜破裂甚至達(dá)到細(xì)菌破碎的程度,其說(shuō)明了氧化還原電位對(duì)殺滅細(xì)菌起到了重要的作用。
而有效氯的成分為次亞鹽素酸,和人體免疫細(xì)胞白細(xì)胞的殺菌因子為同一物質(zhì)。它能與細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)反應(yīng),形成化合物N-Cl,N-Cl與細(xì)胞膜和蛋白質(zhì)結(jié)合,阻止細(xì)胞代謝,同時(shí)造成細(xì)胞通透性異常,并且能夠抑制細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)代謝酶的活性,抑制糖代謝及能量代謝。
自然界中大多數(shù)種類的微生物生活在pH 4至9的環(huán)境中。而酸性氧化電位水的酸性pH值影響微生物生物膜上的電荷以及養(yǎng)料的吸收、酶的活性,并改變環(huán)境中養(yǎng)料的可給性或有害物質(zhì)的毒性,從而也起到殺滅微生物的效果。
在三者協(xié)同的作用下,細(xì)菌的細(xì)胞壁保護(hù)被瓦解,細(xì)胞膜電位,滲透壓,通透性發(fā)生改變,從而使細(xì)菌包膜破裂,胞質(zhì)溢出,細(xì)胞內(nèi)容物,代謝酶被迅速滅活,細(xì)菌死亡。
酸性氧化電位水的安全性
科學(xué)家們恍然大悟,原來(lái)化學(xué)消毒劑不能有效殺滅病原微生物們,甚至產(chǎn)生耐藥性,正是因?yàn)樗鼈兺獠坑姓甙?、?xì)胞壁、殼蛋白之類的堅(jiān)固的保護(hù),化學(xué)成分難以接近,殺傷其核心。而酸性氧化電位水的高氧化還原電位在接觸它們的同時(shí),便能大量奪取它們表面的電子,微生物們通過(guò)電磁力聚合起來(lái)的護(hù)甲,瞬間分崩離析,摧枯拉朽。酸性氧化電位水就這樣一馬平川,直搗黃龍。
作用機(jī)理清晰了,科學(xué)家們心頭上的疑慮也漸漸消除,他們還發(fā)現(xiàn),酸性電位水不僅有著強(qiáng)力的殺滅微生物的作用,而且還很安全,在奪取了微生物表面的電子后,自身能夠立馬還原為天然水。
日本科學(xué)家小山寬機(jī)對(duì)此繼續(xù)做了一系列的動(dòng)物實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證酸性氧化電位水的的毒理學(xué)安全性。他通過(guò)小鼠急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)、小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗(yàn)、多次皮膚刺激試驗(yàn)及急性眼刺激試驗(yàn)。證明了酸性氧化電位水的小鼠經(jīng)口LD50>5000mg/kg;對(duì)小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核發(fā)生率無(wú)影響;急性眼刺激試驗(yàn)和多次完整皮膚刺激試驗(yàn)均未引起動(dòng)物的刺激反應(yīng)。結(jié)論表明酸性氧化電位水屬于實(shí)際無(wú)毒級(jí)物質(zhì),無(wú)致微核作用,對(duì)皮膚、眼睛均無(wú)刺激性。
偉大的勝利
這是喜人的科研成果,昭示著人類數(shù)千年抵抗病菌進(jìn)程當(dāng)中又有了一項(xiàng)新的制勝武器??茖W(xué)家用水和食鹽,掀翻了微生物們生存的天花板,使它們無(wú)所遁形。酸性氧化電位水展現(xiàn)出了驚人的威力,對(duì)人體卻是如此的溫和,這看似不可思議,其實(shí)它的成功在1948 年諾伯特·維納發(fā)表的偉大著作《控制論》里早有喻示。
“任何生命個(gè)體能夠保持自身穩(wěn)定的方式就是要有取得、使用、保持和傳遞信息的方法,否則必將消解。”
酸性氧化電位水摧毀了微生物的保護(hù)屏障,使它們無(wú)法完成正常的生命信息交流。就如同地球失去了大氣層的庇護(hù),生命就會(huì)消亡一樣,生命的發(fā)展需要信息交流,而大氣層屏蔽了許多干擾,為生命的信息交流提供了適宜的環(huán)境。許多化學(xué)消毒藥劑并不能完全做到這一點(diǎn),甚至對(duì)人體的正常信息交流也產(chǎn)生了干擾,這恰恰是它們的不足之處,也成為了酸性氧化電位水的偉大之處。
經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)南京同仁堂成功將酸性氧化電位水研發(fā)出來(lái)這個(gè)是科學(xué)上的進(jìn)步,也是讓病菌無(wú)處可逃,讓我們的生活更美好。
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