划重点!化学老师教你新型冠状病毒相关知识‘半岛.综合体育入口’
发布时间:2024-02-03
划重点!化学老师教你新型冠状病毒相关知识
本文摘要:划重点!化学老师教你新型冠状病毒相关知识

划重点!化学老师教你新型冠状病毒相关知识

新型冠状病毒来势汹汹,但是它依然可防可控,采取有效的措施预防,戴口罩、勤洗手,给自己居住、生活的环境消消毒,都是非常行之有效的方法。
冠状病毒是一类具有包膜的RNA病毒,当包膜被消毒剂破坏后,RNA也非常容易被降解,从而使病毒失活。由于有这个包膜,冠状病毒对化学消毒剂敏感,75%酒精、乙醚、氯仿、甲醛、含氯消毒剂、过氧乙酸和紫外线均可灭活病毒。

下面,我们就从化学的视角来解读一下抗击病毒的各个关键环节吧!
一、消毒剂
化学消毒剂是指用于杀灭传播媒介上病原微生物,使其达到无害化要求的制剂,不同于抗生素,它在防控中的主要作用是将病原微生物消灭于人体之外,切断传染病的传播途径,达到控制传染病的目的。常用的消毒剂产品按照成分可分为9种:含氯消毒剂、过氧化物类消毒剂、醛类消毒剂、醇类消毒剂、含碘消毒剂、酚类消毒剂、环氧乙烷、双胍类消毒剂和季铵盐类消毒剂。
消毒剂本身是具有一定危险性的化学品,必须严格按照说明选用。

消毒剂不是浓度越高越好,过度使用会带来其他风险。如过氧乙酸是一种强氧化剂,可以轻易地将微生物杀灭,常用于衣物、地面、墙壁、房屋空间等的消毒,但使用浓度过高时可刺激、损害皮肤黏膜,腐蚀物品。同时,长期大量使用同一种消毒剂、灭菌剂,会使微生物产生抗药性,灭菌效果大大降低。

为避免致病菌产生耐药性,可以轮换使用不同消毒剂。部分消毒剂一定程度可以在功能上相互替代,但各类消毒剂消毒原理不同,使用和禁忌事项也各不相同,必须慎重选用,才能做到安全消毒、有效消毒、绿色消毒。

1、醇类消毒剂,如医用酒精(75%的乙醇)。

常见的醇类消毒剂是乙醇和异丙醇。95%的酒精能将细菌表面包膜的蛋白质迅速凝固,并形成一层保护膜,阻止酒精进入细菌体内,因而不能将细菌彻底杀死。如果酒精浓度低于70%,虽可进入细菌体内,但不能将其体内的蛋白质凝固,同样也不能将细菌彻底杀死。

只有70%-75%的酒精即能顺利地进入到细菌体内,又能有效地将细菌体内的蛋白质凝固,可彻底杀死细菌。因此,WHO推荐含量70%-75%的乙醇作为手消毒剂,但酒精不适宜用于大面积消毒。

乙醇在常温常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体,低毒性,纯液体不可直接饮用;具有特殊香味,并略带刺激;微甘,并伴有刺激的辛辣滋味。其蒸气能与空气形成爆炸性混合物,能与水以任意比互溶。

能与氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶。

要使蛋白质变性,就要让蜷曲、螺旋的蛋白质分子长链舒展、松弛,其中关键是破坏形成蜷曲和螺旋的各种力。

酒精分子有两个末端,一端是憎水的(一C2H5),可以破坏蛋白质内部憎水基团之间的吸引力;一端是亲水的(一OH),但它难以破坏蛋白质外部的亲水基团之间的吸引力。另一方面。水分子虽然可以松弛蛋白质亲水基团之间的吸引力,但它即使钻进细菌内部,也无法破坏其蛋白质中憎水基团之间的吸引力。所以,纯酒精或水都不足以使细菌内的蛋白质变性,只有酒精和水共同存在,同时使保持蛋白质几何形状的各种吸引力松弛,蛋白质才会失去生理活性。

因此,只有一定浓度的酒精溶液,才能达到良好的消毒杀菌目的。

使用注意事项:
(1)酒精是易燃易挥发的液体,当空气中的酒精含量达到19%,温度等于或大于13℃以上时,遇到火星就会闪燃,使用时切记远离火种。使用前彻底清除周围易燃及可燃物,使用时不得接触明火或靠近明火。

(2)使用后必须将容器上盖封闭,严禁敞开放置。使用过的毛巾等布料清洁工具,在使用完后应用大量清水清洗后密闭存放,或放通风处晾干。

(3)家中需要酒精消毒时,可购买小瓶装酒精(≤500毫升)使用。家中不要囤积酒精。

酒精容器必须有可靠的密封,严禁使用无盖的容器。存放时远离火种、热源,温度不宜超过30℃,防止阳光直射。

(4)酒精着火灭火简易方法。湿布盖火,断氧是最靠谱扑灭酒精起火方法。

在实际操作中,有条件时,最好事先将覆盖物浸湿。最好使用覆盖面较大的湿布,灭火时不能有快速拍打动作。一旦被烧伤,第一要紧的事情,当然是灭火。伤者正确的应对措施应当包括以下几点:第一,立即脱去衣物,由于衣物沾上酒精,已经成为燃烧物,以最快速度去除衣物,脱离热源,可以最大限度的减轻损伤和后果;第二,避免高声喊叫,在头面部已经被火焰包围的情况下,喊叫会引起严重呼吸道烧伤,而呼吸道烧伤是烧伤患者三大死亡原因之一;第三,设法灭火,就地打滚压灭火焰或至少压制火势,减轻损伤。

2、漂白粉与84消毒液(均需密封保存)
其原理均利用了HClO的强氧化性,HClO是一种极弱的酸,比碳酸都弱,但其具有极强的氧化性,能够将大多数物质氧化,使其变性,因而能够起到消毒的作用。然而,次氯酸不稳定,常制成次氯酸盐。

(1)将氯气通入NaOH溶液中可以得到以NaClO为主要成分的漂白液:(必修一)
C12 +2NaOH=NaCl+ NaClO+ H2O
将氯气通入冷的消石灰中即可制得以次氯酸钙为有效成分的漂白粉:
2C12 +2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+ 2H2O
如果氯气与消石灰反应充分,并使次氯酸钙为主要成分,则得到漂粉精。漂白液、漂粉精、漂白粉既可用作漂白剂,又可用于游泳池及环境的消毒。
(2)84消毒液:是以次氯酸钠为主要有效成分的消毒液,有效氯含量为1.1%~1.3%,可杀灭肠道致病菌、化脓性球菌和细菌芽孢。

适用于一般物体表面、白色衣物、医院污染物品的消毒。NaClO的漂白性不是NaClO具有的,而是HClO(次氯酸)。

空气中的二氧化碳(CO₂)可以与NaClO参加反应得到HClO,必须密封保存。

反应的方程式为:
NaClO+CO₂+H₂O = NaHCO₃+HClO
使用84消毒液需要注意:
①84消毒液有一定的刺激性与腐蚀性,使用时应戴手套,避免接触皮肤。必须稀释以后才能使用。
②84消毒液的漂白作用与腐蚀性较强,最好不要用于衣物的消毒,必须使用时浓度要低,浸泡的时间不要太长。

③不要与洁厕灵混合使用,因为洁厕灵含有HCl,混合后会产生有毒的氯气:Cl-+ ClO- +2 H+ = C12+ H2O
④不要与酒精混合使用,因为酒精有还原性,能被次氯酸氧化。
3、过氧乙酸:又名过醋酸,分子式C2H4O3,结构简式CH₃COOOH
性质:过氧乙酸是一种无色液体,有强烈刺激性气味。溶于水、醇、醚、硫酸。属强氧化剂,极不稳定。

在-20℃也会爆炸,浓度大于45%就有爆炸性,遇高热、还原剂或有金属离子存在就会引起爆炸。

作用与用途:系广谱、速效、高效灭菌剂,本品是强氧化剂,可以杀灭一切微生物,对病毒、细菌、真菌及芽孢均能迅速杀灭,可广泛应用于各种器具及环境消毒。0.2%溶液接触10分钟基本可达到灭菌目的。

用于空气、环境消毒、预防消毒。用作纸张、石蜡、木材、淀粉的漂白剂。

医药工业用作饮水、食品和防止传染病的消毒剂。有机工业用作制造环氧丙烷、甘油、己内酰胺的氧化剂和环氧化剂。

合成原料:冰醋酸、硫酸、过氧化氢。
制备原理:CH₃COOH + H₂O₂=CH₃COOOH + H₂O(硫酸作催化剂)
市售过氧乙酸浓度一般为加有稳定剂的20%的混合水溶液,除含主要成分过氧乙酸,另含过氧化氢、冰醋酸、硫酸等。杀菌效果比过氧化氢强。

另一种剂型为二元包装型过氧乙酸稳定性较差,但合成过氧乙酸所用的冰醋酸、硫酸与过氧化氢等原料却比较稳定,因此,将加有催化剂硫酸的冰醋装于一瓶,将过氧化氢装于另一瓶,两瓶配套出售。临用前,将两瓶液体混匀,静置2h以上,即可产生预定浓度的过氧乙酸。

使用注意事项
(1)因过氧乙酸溶液不稳定,应贮存于通风阴凉处;
(2)过氧乙酸对金属有腐蚀性,配制消毒液的容器最好用塑料制品;配制过氧乙酸时忌与碱或有机物混合,以免产生剧烈分解,甚至发生爆炸;
(3)高浓度药液具有强腐蚀性、刺激性,使用时谨防溅到眼内,皮肤上。

如不慎溅到应立即用水冲洗;

(4)金属器材与天然纺织品经浸泡消毒后,应尽快用清水将药物冲洗干净。熏蒸消毒后,应将有关物品刷净,或用湿布将沾有的药物擦净。

4、双胍类和季铵盐类消毒剂
双胍类和季铵盐类消毒剂都属于阳离子表面活性剂,这类化合物可以改变细菌细胞膜的通透性,使菌体胞浆物质外渗,阻碍其代谢而起到杀灭作用。双胍类是一类低效消毒药物,对细菌的繁殖体杀菌作用强大,但不能杀灭细菌的芽孢、分枝杆菌和病毒。用于皮肤和黏膜消毒,也可用于物体表面消毒。

常用的有氯己定(洗必泰)、皮可洗定。

5、含碘消毒剂
含碘消毒剂包括碘酊和聚伏酮碘等。

碘酊工艺简单,易于制作,是早期主要的消毒剂,但由于其刺激性与腐蚀性,已逐渐被稳定性好、刺激性小的碘伏替代。碘伏是碘与表面活性剂的不稳定络合物,当其与细胞、细菌接触时可以释放游离的碘元素,游离的碘能迅速穿透细胞壁,依靠元素碘的沉淀作用和卤化作用,与蛋白质氨基酸上的羟基、氨基、烃基结合导致蛋白质变性沉淀,发生卤化,从而失去生物活性。碘酊的常用浓度为2%,聚伏酮碘的使用浓度为0.3%~0.5%,它们可卤化病原体蛋白并导致其死亡。

含碘消毒剂可杀灭细菌的繁殖体、真菌和部分病毒,多用于皮肤与黏膜的消毒,医院常用于手部皮肤的消毒,但是与含醇的消毒剂一样,它无法杀死病菌或者细菌芽孢。

6、醛类消毒剂
醛类消毒剂主要包括甲醛和戊二醛等。

此类消毒剂为一种活泼的烷化剂,可作用于病原体蛋白质中的氨基、羧基、羟基和巯基,从而破坏蛋白质分子并导致其死亡。甲醛和戊二醛可杀灭各种病原体,由于它们对人体皮肤与黏膜有刺激、固化作用并可使人致敏,所以不可用于空气、食具的消毒。制药企业常采用甲醛熏蒸法来进行洁净区的环境消毒。

因其对人体有致癌作用,易造成皮肤上皮细胞死亡而导致麻痹死亡,近年来,有些企业已采用过氧化氢蒸汽(VHP) 消毒法来代替甲醛熏蒸法。

7、酚类消毒剂
酚类消毒剂已有100年的历史,曾经是医院主要消毒剂之一,为预防和控制疾病的传播起过重要作用。

酚类化合物是芳烃的含羟基衍生物,在高浓度下,酚类可裂解并穿透细胞壁,使菌体蛋白凝集沉淀,快速杀灭细胞;在低浓度下,可使细菌的酶系统失去活性,导致细胞死亡。

酚类消毒剂是酸类化合物,呈弱酸性,一般都具有特殊的芳香气味,在环境中易被氧化,因此在使用过程中应注意避免与碱性物质接触。其代表产品有苯酚、煤酚皂溶液、六氯酚、对氯间二甲苯酚等。常用的煤酚皂又名来苏尔,其主要成分为甲基苯酚。

卤化苯酚可增强苯酚的杀菌作用,例如三氯羟基二苯醚作为防腐剂已广泛用于临床消毒、防腐。

8、环氧乙烷
环氧乙烷又名氧化乙烯,属于高效消毒剂,对金属不腐蚀,无残留气味,可杀灭细菌(及其内孢子)、霉菌及真菌。它的穿透力强,常将其用于皮革、塑料、医疗器械、医疗用品包装后进行消毒或灭菌,而且对大多数物品无损害。

如用于精密仪器、贵重物品的消毒,尤其因为对纸张色彩无影响,常被用于书籍、文字档案材料的消毒。环氧乙烷具有毒性、致癌性、刺激性和致敏性,属于易燃易爆化学品,因此并不常见于日常生活消毒。一旦意外与人体接触需立即处理。

皮肤接触:应立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15min,就医。
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15min,就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。

保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧;如呼吸停止,立即进行人工呼吸;呼吸心跳停止时,立即进行人工呼吸和胸外心脏按压术。

二、防护——口罩、防护服
面对突然而来的新型冠状病毒感染的肺炎疫情,越来越多的人意识到了口罩的重要作用。

那么,关于口罩的这些科学知识,您是否知道呢?从设计上,如果按照对佩戴者自身的防护能力优先级排名的话(从高到低):N95口罩>外科口罩>普通医用口罩>普通棉口罩。对于这次的新型冠状病毒感染的肺炎有明显阻隔作用的是医用外科口罩和对非油性颗粒的过滤大于等于95%的口罩,如N95、KN95、DS2、FFP2等。目前我国医用口罩主要分为3种:防护级别最高的医用防护口罩、手术室等有创操作环境常用的医用外科口罩和普通级别的一次性使用医用口罩。那么口罩为什么能够阻挡病毒的传播呢?它又是什么样的材质呢?

具体到口罩上,其原料全部都是聚丙烯(Polypropylene,简称PP),医用口罩一般都是多层结构,一般简称为SMS结构:

划重点!化学老师教你新型冠状病毒相关知识‘半岛.综合体育入口’(图1)

聚丙烯:英文名polypropylene,简称PP,是一种无色、无臭、无毒、半透明固体物质,是丙烯加聚反应而成的聚合物。

分子式为-[CH2CH(CH3)]n-。聚丙烯广泛应用于服装、毛毯等纤维制品、医疗器械、汽车、自行车、零件、输送管道、化工容器等生产,也用于食品、药品包装。从口罩用料上来看,聚丙烯高熔指无纺布专用料成为最佳选择,生产熔体质量流动速率在33-41g/min的聚丙烯产品,达到卫材聚丙烯无纺布标准。聚丙烯无纺布专用料生产的无纺布可用于一次性手术衣、被单、口罩、盖布、液体吸收垫等医疗卫生用品。

其中,无纺布口罩是由专业用于医疗卫生的纤维无纺布内两层,中间增加一层过滤防菌达99.999%的以上过滤溶喷布经超声波焊接而成。

这里告诉大家有哪些防病毒医用口罩:能起到病毒防护作用的口罩主要有医用外科口罩和N95口罩。国家YY0469-2004《医用外科口罩技术要求》标准规定,医用外科口罩须达到的重要技术指标包括过滤效率、细菌过滤效率和呼吸阻力:
过滤效率:在空气流量(30±2)L/min条件下,对空气动力学中值直径(0.24±0.06)μm氯化钠气溶胶的过滤效率不低于30%;
细菌过滤效率:在规定条件下,对平均颗粒直径为(3±0.3)μm的金黄色葡萄球菌气溶胶的过滤效率不低于95%;
呼吸阻力:在过滤效率流量条件下,吸气阻力不超过49Pa,呼气阻力不超过29.4Pa。
其中保证细菌过滤效果的标准就是第二条,金黄色葡萄球菌细菌气溶胶过滤效率不低于95%,这也就是N95概念的由来。

因此N95口罩虽然不是医用口罩,但是满足过滤效率满足95%的标准,且能更好地贴合人体面部,所以也能起到很好的病毒预防作用。而给这两种口罩带来病毒过滤作用的主要材料就是极细密且带静电的内层过滤布——熔喷无纺布。熔喷无纺布主要材质是聚丙烯,是一种超细静电纤维布,可以捕捉粉尘。含有肺炎病毒的飞沫靠近熔喷无纺布后,会被静电吸附在无纺布表面,无法透过。

这就是这种材料隔绝病菌的原理。粉尘被超细静电纤维捕捉住后,极不易因清洗而脱离,且水洗亦会被破坏静电的吸尘能力。因此这种口罩只能一次性使用。

适合平面口罩熔喷过滤级别有:普通级、BFE95(滤效95%)、BFE99(滤效99%)、VFE95(滤效99%)、PFE95(滤效99%)、KN90(滤效90%)。医用外科口罩一般是由三层无纺布制成。

材料是纺粘无纺布+熔喷无纺布+纺粘无纺布。也可以一层改用短纤改善皮肤触感,即ES热轧无纺布+熔喷无纺布+纺粘无纺布。

口罩外层具有防飞沫设计,中层过滤,内存吸湿。熔喷布一般选用20克重的。而N95杯型口罩则由针刺棉、熔喷布、及无纺布组成,其熔喷布通常采用40克重甚至更高,再加上针刺棉的厚度,所以外观上看起来比平面口罩更厚一些,其防护效果至少能达到95%。几层口罩,在口罩的国家标准GB/T32610中并没有规定,如果是医疗用口罩,至少应该是3层,即我们说的SMS(2层S层和1层M层),目前国内最高的层数是5层,即SMMMS(2层S层和3层M层),做口罩并不难,比较难的是做SMMMS布,一台进口的无纺布设备价格都是上亿元。

划重点!化学老师教你新型冠状病毒相关知识‘半岛.综合体育入口’(图2)

这里面的S表示纺粘层(Spunbond),其纤维直径比较粗,在20微米(μm)左右,2层S纺粘层主要作用是支撑整个无纺布结构,对阻隔并没有太大的作用。口罩里面最重要的是阻隔层或熔喷层M(Meltblown),熔喷层的纤维直径比较细,在2微米(μm)左右,所以只有纺粘层直径的十分之一,这个对防止细菌、血液渗透其至关重要的作用。

如果S纺粘层过多,口罩就比较硬,而熔喷层M过多,则呼吸比较困难,所以从口罩呼吸的难易程度可以判断口罩的隔绝效果,呼吸越困难,则阻隔效果更好,但是,如果M层变为薄膜,就基本上不透气了,病毒是阻隔了,但人也无法呼吸了。所以,这也是一个技术问题。为了更能说明问题,我们将纺粘层S纤维,熔喷层M纤维和头发做一个对比:头发直径的1/3,接近纺粘层纤维,而头发直径的1/30,和熔喷层M纤维直径接近了。

当然,研发人员还在开发更细的纤维,来保证更好的抗菌阻隔性。前面提到,M层越细,就越能阻挡细菌等微小颗粒的进入,比如N95,就是指在正常情况下,能阻挡95%的微小颗粒(0.3微米),按照医用防护口罩国家标准GB/T 19083要求,在气体流量为85L/min情况下,口罩对非油性颗粒过滤效率符合下表要求:

划重点!化学老师教你新型冠状病毒相关知识‘半岛.综合体育入口’(图3)

从上面的解释来说,N95实际上就是用聚丙烯无纺布SMMMS制作成的能过滤95%微细颗粒的5层口罩。

最后,还是恳请每一个人:戴好口罩,做好防护,这不仅是对自己的保护,也是为防控疫情做出应有的贡献。人人都是一道防线,将病毒挡在口罩之外,疫情的魔鬼终究会被彻底罩住。

三、冠状病毒的克星药物
1、据湖北日报报道:1月28日,一系列好消息从中国科学院武汉病毒研究所传出:该所刚研制出了用于研究的抗体检测试纸;同时,该所与军事医学科学院毒物药物研究所联合发现了在细胞层面上对新型冠状病毒(2019-nCoV)有较好抑制作用的雷米迪维或伦地西韦( Remdesivir,GS-5734)、氯喹(Chloroquine,Sigma-C6628)、利托那韦(Ritonavir)等三种“老药物”。

其后续的临床使用,正在走相关程序报批。这三种药物的结构简式分别为:

划重点!化学老师教你新型冠状病毒相关知识‘半岛.综合体育入口’(图4)

2、2月2日,中日友好医院宣布其在武汉疫区牵头开展瑞德西韦(Remdesivir)治疗2019-nCoV新型冠状病毒临床研究,为抗击疫情带来曙光。

划重点!化学老师教你新型冠状病毒相关知识‘半岛.综合体育入口’(图5)

3、刚刚,李兰娟院士团队公布了治疗冠状病毒的最新药物。——阿比朵尔和达芦那韦。

据李兰娟院士团队介绍,在体外细胞实验中显示:

阿比朵尔在10~30微摩尔浓度下,与药物未处理的对照组比较,能有效抑制冠状病毒达到60倍,并且显著抑制病毒对细胞的病变效应。
达芦那韦在300微摩尔浓度下,能显著抑制病毒复制,与未用药物处理组比较,抑制效率达280倍。
四、考考你:回答与抗击病毒有关的问题

划重点!化学老师教你新型冠状病毒相关知识‘半岛.综合体育入口’(图6)

划重点!化学老师教你新型冠状病毒相关知识‘半岛.综合体育入口’(图7)

划重点!化学老师教你新型冠状病毒相关知识‘半岛.综合体育入口’(图8)

划重点!化学老师教你新型冠状病毒相关知识‘半岛.综合体育入口’(图9)


本文关键词:半岛.综合体育入口

本文来源:半岛.综合体育入口-www.shlsxny.com