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教科書之外 不勝酒力的病毒 2021-04-01 陳文盛 葡萄酒裡有智慧，啤酒裡有自由，水裡有細菌。——富蘭克林（Benjamin Franklin，美國博物學家及開國元勳） 歷史上，原始人很早就在野外發酵的水果和穀類接觸到酒精（乙醇），被它對神經的麻醉效應所迷住。後來人類開始釀酒，到了1000多年前又發展出蒸餾高濃度烈酒和乙醇的技術。高濃度的乙醇除了讓人類感受更強烈的神經效應之外，還帶來一些其他用途，包括燃燒、溶劑、清潔和消毒等。 乙醇的多功能來自於它的低毒性和物理特性。它的分子（C2H5OH）一端是疏水（非極性）的乙基（C2H5－），另一端是親水（極性）的羥基（－OH），因此可以和疏水的有機溶劑相溶，也可以形成氫鍵而與水相溶。這「兩親性」（amphiphilic）和肥皂及清潔劑一樣，但是較為溫和。這些兩親性分子在水溶液中會破壞生化物質的結構。以蛋白質為例，它長串的胺基酸（多?）能摺疊成特定結構，是依賴很多非共價鍵的作用，包括親水性胺基酸之間的氫鍵，以及疏水性胺基酸之間的相吸引。酒精一方面會搶著和親水性胺基酸形成氫鍵，破壞它們之間原有的氫鍵和離子鍵，另一方面又會搶著結合疏水性胺基酸，破壞內部原有的疏水性核心，結果就使蛋白質失去自然的結構和活性（亦即「變性」）。酒精濃度夠高的話，還會讓蛋白質凝結沉澱。相同的道理，高濃度的酒精也會沉澱DNA和RNA。 這種會讓蛋白質變性的特性，使酒精成為很棒的消毒液，特別在新冠病毒帶來全球瘟疫的當頭，到處都有人使用酒精液消毒。 公衛專家特別強調消毒液的酒精體積濃度（v/v）要75%左右最好。一般蒸餾純化的酒精可以達到95%濃度，市面上也常見到。有好奇心的人會問：為什麼不用95%的酒精呢？酒精濃度更高不是更好嗎？這問題我從前在實驗室研究細菌的時候就出現。指導教授說：酒精接觸到細菌時，會使細菌的蛋白質變性；夠多的蛋白質變性，細菌就會死去。如果使用的酒精是95%或100%，細菌表層的蛋白質全都變性，凝固起來，反而形成一層保護罩，阻擋更多酒精進入。如此一來細菌就可能只是暫時休眠、沒有死去，等到酒精消失（例如蒸發）後，細菌就復甦過來。假如一開始使用的酒精濃度只有75%，也就是還有25%的水，細菌表層的蛋白質不會完全凝固，仍然留下空隙讓酒精繼續進入內部，就可達到殺死細菌的效果.......
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教科書之外
不勝酒力的病毒
2021-04-01 陳文盛
葡萄酒裡有智慧，啤酒裡有自由，水裡有細菌。——富蘭克林（Benjamin Franklin，美國博物學家及開國元勳）
歷史上，原始人很早就在野外發酵的水果和穀類接觸到酒精（乙醇），被它對神經的麻醉效應所迷住。後來人類開始釀酒，到了1000多年前又發展出蒸餾高濃度烈酒和乙醇的技術。高濃度的乙醇除了讓人類感受更強烈的神經效應之外，還帶來一些其他用途，包括燃燒、溶劑、清潔和消毒等。
乙醇的多功能來自於它的低毒性和物理特性。它的分子（C2H5OH）一端是疏水（非極性）的乙基（C2H5－），另一端是親水（極性）的羥基（－OH），因此可以和疏水的有機溶劑相溶，也可以形成氫鍵而與水相溶。這「兩親性」（amphiphilic）和肥皂及清潔劑一樣，但是較為溫和。這些兩親性分子在水溶液中會破壞生化物質的結構。以蛋白質為例，它長串的胺基酸（多?）能摺疊成特定結構，是依賴很多非共價鍵的作用，包括親水性胺基酸之間的氫鍵，以及疏水性胺基酸之間的相吸引。酒精一方面會搶著和親水性胺基酸形成氫鍵，破壞它們之間原有的氫鍵和離子鍵，另一方面又會搶著結合疏水性胺基酸，破壞內部原有的疏水性核心，結果就使蛋白質失去自然的結構和活性（亦即「變性」）。酒精濃度夠高的話，還會讓蛋白質凝結沉澱。相同的道理，高濃度的酒精也會沉澱DNA和RNA。
這種會讓蛋白質變性的特性，使酒精成為很棒的消毒液，特別在新冠病毒帶來全球瘟疫的當頭，到處都有人使用酒精液消毒。
公衛專家特別強調消毒液的酒精體積濃度（v/v）要75%左右最好。一般蒸餾純化的酒精可以達到95%濃度，市面上也常見到。有好奇心的人會問：為什麼不用95%的酒精呢？酒精濃度更高不是更好嗎？這問題我從前在實驗室研究細菌的時候就出現。指導教授說：酒精接觸到細菌時，會使細菌的蛋白質變性；夠多的蛋白質變性，細菌就會死去。如果使用的酒精是95%或100%，細菌表層的蛋白質全都變性，凝固起來，反而形成一層保護罩，阻擋更多酒精進入。如此一來細菌就可能只是暫時休眠、沒有死去，等到酒精消失（例如蒸發）後，細菌就復甦過來。假如一開始使用的酒精濃度只有75%，也就是還有25%的水，細菌表層的蛋白質不會完全凝固，仍然留下空隙讓酒精繼續進入內部，就可達到殺死細菌的效果.......