铜为什么能杀毒?

2020年3月,媒体报道了一个惊人说法:新冠病毒在塑料、玻璃和不锈钢表面能存活几天,但在铜具表面几小时内就会死亡。英国南安普顿大学微生物学家吉维尔看到这一说法却一点也不惊讶,但他好奇的是:新冠病毒居然能在铜具表面活几个小时一真有这么久?

吉维尔对铜克制微生物的作用已经研究了20多年。在实验室里,他观察到单用铜就能杀死一种又一种病原体(包括细菌和病毒),其中包括导致军团病的细菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、中东呼吸综合征病毒和H1Nl流感病毒。2015年,他把目光转向冠状病毒229E。这种新冠病毒的近亲会引起普通感冒和肺炎。吉维尔发现,虽然229E在不锈钢和玻璃表面能存活多达5天,但在铜具表面几分钟内就被杀死。

吉维尔说,人们喜欢安装不锈钢器具,因为不锈钢看起来确实清爽。然而,虽然不锈钢在公众场合几乎无处不在,但问题是人们可能并未经常清洁它们。铜具则不同,就算你把它们放在那儿不管,它们照样能发挥抗病作用。

古老知识

吉维尔的研究可以说是用现代科学证实了一种古老配方。数千年来,在了解细菌或病毒之前很久,人们一直都知道铜的杀毒功效。对于铜能预防感染的最早记载见于已知最早期的医学著作之——古埃及的《史密斯纸草书》。考古学家认为,虽然公元前1700年的古埃及医生知道铜能抗感染,但这个信息最早在公元前3200年就已为人所知。在古埃及象形文字中,用于表示铜的符号是不死之神的符号。

最晚在公元前1600年,中国古人用铜钱治疗胸痛、胃痛和尿崩。擅长航海的腓尼基人把从剑上削下的铜屑塞进战斗伤口里预防感染。几千年来很多妇女都清楚,如果孩子经常用铜杯喝水就不容易拉肚子。

铜的抗病功效还很持久。几年前,吉维尔的团队检验过美国纽约中央车站的铜栏杆,结果发现这些100多年前安装的栏杆至今完全保持抗病功效。

《史密斯纸草书》。美国批准的抗病铜具之一。铜的原子结构(示意图)。

为何强大

美国环境保护署迄今已注册了大约400种抗微生物铜具。这无疑是对铜的抗病功效的权威认可。但,铜为什么这么神奇?吉维尔说,包括金和银在内的重金属都有抗菌特性,但铜的特殊原子构成赋予铜更强大的抗病能力。铜原子的最外电子层轨道中有一个自由电子,因此铜不仅是很好的金属导体,而且容易参与氧化一还原反应。这样一来,铜就成为一枚“分子氧手榴弹”。

吉维尔的研究表明,铜还有其他抗病方式。当一个微生物病原体降落在铜表面尤其是干燥表面上。铜离子(离子是原子或原子基团失去或得到一个或几个电子而形成的带电荷的粒子)会像导弹一般轰炸病原体,由此阻止病原体细胞呼吸,在细胞膜或病毒包膜上“炸”出洞,并产生能促进杀灭作用的自由基。更重要的是,铜离子寻找并摧毁细菌或病毒内部的DNA和RNA,由此阻止能导致超级耐药病原体产生的变异。不仅如此,就算铜表面有污点,铜的抗病特性也永不消失。

铜病床栏杆。

医院良友

吉维尔的合作者、美国微生物学家施密特致力于研究这样一个课题:在经常接触的表面使用铜合金,是否能降低医院内的感染率?根据美国疾控中心数据,在任何日子,医院内1/32的患者都会出现至少一种被纳入医保治疗范围的感染,由此产生的医保费用高达5万美元。在美国军方支持下,施密特对美国3家医院所使用器具的铜合金表面(包括床边围栏、折叠式小餐桌、输液架和座椅扶手等)进行调查。为期43个月的调查表明,与非铜合金表面相比,使用铜合金表面的医院减少感染数达58%。

由于军方关注方向改变,施密特在这方面的研究一度中断。于是,他改为与一家铜病床生产商合作。2020年初,施密特发布了最新研究结果。在这项研究中,他比较了有塑料表面或铜表面的医院重症监护室,发现表面为塑料的床边围栏超过最低风险标准值近90%,而表面为铜的只有9%。施密特还参与了一项为期18个月、针对一家乡村医院里49张病床的研究,再次证实铜能减少细菌数量。虽然铜合金仍需清洁,但铜的持续杀毒优势占了上风。

刚刚起步

吉维尔和施密特发现,哪怕只把医院里经常接触的器具表面中10%换成铜,安装成本与节省的感染治療成本相比也堪称微不足道。然而,为什么医院对安装铜表面不积极?这与医保费用吃紧不无关系。毕竟,前期的安装费用不是一个小数字,而被换掉的原有表面也花了很多钱。

2016年,美国一家医院报告了一项试验结果:铜合金表面减少了院内耐药病原体数量的78%。2017年,美国多家医院改为采用以铜为表面的器具。以色列开发的一种先进技术,让医院采用铜寝具更方便有效。吉维尔说,法国和波兰医院正开始推广铜合金。在产铜的秘鲁和智利,铜合金也已开始被用于医院和公共运输系统。不过。把铜用于消毒在全球来说才算刚刚起步。

如果铜真的能杀死新冠病毒,那么你是不是只需经常用手捏铜币就能预防这种病毒?科学家说,预防新冠病毒最可靠的办法还是戴口罩、勤洗手、少聚集,毕竟手上的病原体太多,仅仅靠铜恐怕搞不定。铜的抗病能耐究竟有多大?还需要进一步研究。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午10:16。
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