为什么用酒精来保存东西?

为什么用酒精来保存东西?

我曾经参观过实验室或博物馆,欣赏过玻璃罐中漂浮的原始眼球或已故的小动物,您已经看到了酒精的保存能力。这种技术的正式名称是液体保存。自 1600 年代以来,科学家们一直依靠它来保存他们好奇的标本。而且,根据美国自然历史博物馆的说法,如果操作正确,它可以将样本保存数百年。

但是,它是如何工作的?

“总而言之,它对导致腐烂的微生物种类有毒,”印第安纳大学布卢明顿分校化学副教授比尔卡罗尔告诉 Live Science。他以葡萄酒为例。它是由酵母从葡萄中摄取糖分然后排出酒精而制成的。但酵母分泌的酒精过多,浓度变得有毒并杀死酵母,他说。据加州葡萄酒顾问称,酒精含量 – 约 14% – 有助于延缓细菌的生长多年(许多葡萄酒还含有额外的防腐剂,如硫磺)。

西雅图伯克博物馆的鱼类收藏经理 Katherine Maslenikov 说,保存其他有机材料——例如DNA、组织甚至整个动物——需要更高的酒精浓度。Maslenikov 通常依赖酒精,特别是乙醇来长期储存。

例如,Maslenikov 可能会取一条鱼标本,取出一些组织样本进行 DNA 分析,然后给鱼注射福尔马林(甲醛气体溶解在水中的溶液)以停止内部生物过程,例如酶促反应和组织降解。然后,她可能会将鱼标本浸入装有 70% 酒精和 30% 水的罐子中。对于长期存储,“70% 似乎是那个神奇的数字,”Maslenikov 说。她说,溶液中有足够的水使组织保持水分,这有助于动物或标本保持其形状,并且有足够的酒精防止霉菌和细菌生长。

更高浓度的酒精,例如 95% 的乙醇,可以起到脱水剂的作用,这意味着它可以用酒精去除和替代细胞、组织或全身样本中的水分。缺水会导致对水敏感的蛋白质发生变化;根据由阿肯色州立大学发起的“Ask a Biologist”系列文章,它们展开或变性并在彼此相邻的位置硬化,从而固定了标本的形状。根据PLOS One杂志 2013 年的一项研究,这种技术是保存 DNA 的常用方法。

决定使用多少百分比的酒精可能会很棘手。使用过多或过少都会影响样品的形状和柔韧性,甚至会降低其在溶液中保存样品的能力。用于使标本脱水的高浓度酒精可以保存它。但马斯列尼科夫说,这个过程也会使样本干瘪(因水分流失)和变脆(因蛋白质变硬)。有时没关系;这一切都取决于您要保留的内容。

同时,如果样品保留太多水分,它可能会迅速变质。

堪萨斯大学堪萨斯生物调查和生态研究中心副研究教授克里斯托弗罗杰斯在一封电子邮件中告诉 Live Science:“如果生物体的组织中有足够的水,它可以稀释酒精。” 如果发生这种情况,酒精浓度可能不足以杀死潜伏在标本深处的微生物,比如整个动物标本的肠道。那些遗漏的细菌可以分解标本。罗杰斯说:“这就是为什么在腌制小动物后 [大约] 24 小时更换酒精很重要”,因为它会提高溶液的酒精浓度。

当谈到使用酒精作为防腐剂时,卡罗尔说你正在寻找一个浓度最佳点:“一个浓度可以抑制微生物,但不会破坏你所看到的细胞结构。”

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