為什么75%的酒精消毒效果要比100%酒精效果好？

酒精消毒液作為我們的生活必需品，廣泛用于日常生活中的物品消毒、皮膚清潔等方面。尤其在疫情防控工作中，酒精消毒液更是扮演了重要的角色。相信大家不會陌生，在核酸采樣過程中，每一次拭子采樣過后，采樣員都會用酒精噴霧對手套進(jìn)行消毒，避免交叉感染。但是大家仔細(xì)閱讀說明書時(shí)會發(fā)現(xiàn)，酒精消毒液的主要成分是75%的乙醇溶液。黑心食品商家“一斤白酒半斤水”我認(rèn)了，可是為什么連藥房買的醫(yī)用酒精都是75%的？純的酒精殺菌效果難道不會更好嗎？

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酒精殺菌消毒的原理

(資料圖)

首先我們要明白，殺菌消毒廣義上指的是對三類常見微生物進(jìn)行殺滅作用，分別是細(xì)菌、真菌和病毒。其中細(xì)菌與真菌本身具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，因此針對細(xì)菌與真菌，可以通過破壞其細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從而抑制其生命活動的代謝途徑來殺滅。而病毒作為一種古老而神秘的生命體，由蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部遺傳物質(zhì)組成，在體外時(shí)可以看作是一個遺傳信息的載體，只有當(dāng)遇到合適的宿主后，病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)部開始完成生命活動。想要在體外殺滅病毒，只需要通過破壞其基本結(jié)構(gòu)——蛋白質(zhì)外殼及內(nèi)部遺傳物質(zhì)便可實(shí)現(xiàn)。

在利用酒精消毒液消毒的過程中，其主要成分乙醇最主要的作用是使蛋白質(zhì)變性，令蛋白質(zhì)失去基本功能。其次，如果乙醇進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，可以抑制酶的活性，破壞細(xì)胞的生命活動，從而殺滅細(xì)胞。此外，乙醇還可以溶解細(xì)菌、真菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，如細(xì)菌細(xì)胞壁表面的脂多糖和肽聚糖，使細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞溶解，殺滅細(xì)菌。[1]

為何消毒酒精是75%的

通過上面的解釋不難看出，針對沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒而言，越高濃度的乙醇可以越快速地使蛋白質(zhì)變性，破壞病毒蛋白質(zhì)外殼結(jié)構(gòu)，達(dá)到高效殺滅效果。[2]不過當(dāng)對于細(xì)菌真菌進(jìn)行殺滅時(shí)，高濃度的乙醇會使得細(xì)胞表面蛋白質(zhì)迅速變性，反而會在細(xì)胞外部生成堅(jiān)固的薄膜，如同一層保護(hù)膜，阻止乙醇向細(xì)胞內(nèi)部擴(kuò)散。細(xì)菌或真菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)未受到嚴(yán)重破壞，其細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)中酶的功能也未受到抑制。因此，高濃度酒精在短時(shí)間內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)對于細(xì)菌與真菌的高效殺滅，菌體活性可以保持十幾分鐘至幾日不等。

不過當(dāng)含水量增加時(shí)，乙醇破壞細(xì)胞壁及細(xì)胞膜表面蛋白速度降低，此時(shí)乙醇會滲透進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，抑制細(xì)胞內(nèi)部酶的活性。同時(shí)由于乙醇分子同時(shí)具有親水性和親脂性，因此滲透過程會破壞細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)部物質(zhì)外流，更快地實(shí)現(xiàn)殺菌效果。通過長時(shí)間研究探索發(fā)現(xiàn)，70-80%體積分?jǐn)?shù)的乙醇水溶液殺菌效果最好，通?？梢栽趲资胪瓿蓺⒕镜倪^程。[3]而當(dāng)乙醇的含量提高至90%以上，或降低至30%以下，其殺菌的速度將會大大減弱。因此，綜合對于三種常見微生物的殺滅效果考慮，消毒酒精通常選用體積分?jǐn)?shù)為75%的乙醇溶液。乙醇消毒一定需要水，消毒的效果才不“水”。

酒精消毒液如何正確使用

能殺死細(xì)菌的物質(zhì)成千上萬，但對人體及環(huán)境友好的卻寥寥無幾。諸如乙醇、次氯酸鈉、碘、過氧化氫等化學(xué)物質(zhì)都是經(jīng)過長期研究評估后，驗(yàn)證了這些物質(zhì)在有效殺菌消毒的同時(shí)不會對人體健康造成影響，并且使用后也不會對環(huán)境造成污染。不過在使用酒精消毒過程中，使用不當(dāng)仍會造成一些問題。

首先，乙醇對于人體有很強(qiáng)的刺激作用，對于破損皮膚清洗消毒時(shí)會造成強(qiáng)烈的不適。其次，乙醇是易燃物，在使用過程中避免大面積噴灑且要遠(yuǎn)離火源和電器，以免發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)。此外，盡管酒精無毒，但是乙醇消毒液是外用消毒液，不可內(nèi)服。最后，乙醇的沸點(diǎn)較低，保存時(shí)一定要注意避免高溫和陽光直射，同時(shí)盡量避免長時(shí)間儲存，以免乙醇揮發(fā)后濃度降低，影響殺菌消毒效果。

參考文獻(xiàn)

[1] Hu L, Zhou C, Li H, et al. Instantaneous response of bacteria to external stimuli monitored by syringe spray mass spectrometry[J]. Analytical chemistry, 2018, 90(19): 11417-11422.

[2] Kampf G. Efficacy of ethanol against viruses in hand disinfection[J]. Journal of Hospital Infection, 2018, 98(4): 331-338.

[3] Sauerbrei A. Bactericidal and virucidal activity of ethanol and povidone‐iodine[J]. Microbiologyopen, 2020, 9(9): e1097.

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作者：Denovo 科普作者

審核：復(fù)旦大學(xué)附屬上海市第五人民醫(yī)院 主任護(hù)師 楊青敏

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