手指消毒剤は、細菌の細胞膜を溶解し、細菌の生命に不可欠なタンパク質を変性させることによって機能します.
手指消毒剤のおかげで、手の細菌に別れを告げるのに必要なのは3つの簡単なステップだけです.その結果、衛生について話すとき、手指消毒剤が標準になりました。世界中の何十億もの人々が、手を清潔で安全に保つために定期的に使用しています。母親は、遊びの後に消毒剤のボトルを子供たちに渡します。おそらく (そして願わくば) 利用可能な手指消毒剤を使用する前に公衆トイレを離れることはありません。
また、これらのボトルはレストランのテーブルに置かれ、病院の壁に取り付けられ、かわいい小さなボトルに入った人々のバックパックからぶら下がっています。問題は、このキラキラしたゲルが実際にどのようにバクテリアを殺すのかということです.
実際に手を洗うことから、単純に冷感を楽しむことまで、手指消毒剤は毎日何度も使用されます。
手指消毒剤の組成
手指消毒剤のボトルをひっくり返して成分タブを読むと、イソプロピルアルコール、エタノール/エチルアルコール、プロパノールなどの名前が見つかります.非アルコールベースの手指消毒剤には、塩化ベンザルコニウムやトリクロサンなどの抗菌化合物が含まれています。これらは手指消毒剤の有効成分であり、これらの厄介な細菌を取り除く役割を果たします.
イソプロピルアルコールは消毒用アルコールに使用されるものと同じものですが、エタノールは毎週土曜日の夜に飲む酒の主要成分であり、プロパノールはイソプロピルアルコールの構造上のいとこにすぎません.手指消毒剤には、細菌を殺すために、これらのアルコール化合物の 60% から 95% のどこかが含まれている必要があります。アルコール濃度が 60% 未満の手指消毒剤は、細菌を殺すのに効果的ではありません。
ほとんどの手指消毒剤には有効成分としてエタノールが含まれているため、定期的に飲酒するアルコールの安価な代替品を探している人々によって、それらが飲み込まれることがあります.したがって、メーカーは、このようなシナリオを回避するために、アミノメチル プロパノールなどの苦味のある化合物を追加しています。
手指消毒剤の有効成分であるアルコールは、肌の乾燥を引き起こします。したがって、グリセリン、カプリリルグリコール、ミリスチン酸イソプロピルなどの成分がコンディショナーとして使用され、肌の乾燥を防ぎます.心地よい香りとジェルのような一貫性を提供するために、それぞれ香料とポリマーが追加されています。
手指消毒剤はどのように細菌を殺しますか?
細菌細胞は、他の細胞と同様に、他のすべてのオルガネラを囲む原形質/細胞膜を持っています。膜は、細菌の内部と外部環境との間のバリアとして機能します。細胞膜が損傷を受けると、細菌死の水門が開かれます。これがまさに手指消毒剤の仕組みです。それらは最初に細胞膜を溶解/切断し、次に細菌細胞内のタンパク質を変性させます.
細胞膜の崩壊
細菌の細胞膜は、主にリン脂質で構成されています。リン脂質は、「テール」と呼ばれる 2 つの疎水性 (水を嫌う &非極性) 脂肪酸と、本質的に親水性 (水を好む &極性) である「ヘッド」を含む脂質のクラスです。頭部に結合したリン酸基により、極性と親水性になります。通常、この 2 つの部分はグリセロール分子によって結合されています。
細胞の内部と外部は大部分が水 (極性化合物) に囲まれているため、疎水性の非極性尾部が内側に縮み、親水性の極性頭部が細胞膜の内部と外部を覆っています。 (写真提供:Soleil Nordic/Shutterstock)
尾は疎水性かもしれませんが、本質的に親油性 (脂質を好む) でもあります。手指消毒剤は、尾のこの親油性を利用して、「似たような溶解」の原理により細胞膜を崩壊させます。非極性の尾部は、他の非極性化合物に容易に溶解します。
手指消毒剤に使用される有機溶媒、すなわちプロパノールまたはエタノールは両親媒性化合物であり、親水性部分と親油性 (または疎水性) 部分の両方を含むことを意味します。それらはマスター溶媒であり、極性化合物と非極性化合物の両方を溶解できます。
脂質は非極性化合物であるため、他の非極性化合物に溶けます。エタノールは、-OH 基が存在するために極性があり、炭化水素鎖のために非極性でもあります。
したがって、手の消毒剤のエタノール分子が細胞膜と接触するとすぐに、細胞膜と結合し、親油性の尾部を溶解し始めます.したがって、膜はその構造的完全性を失い、さまざまな場所で破裂し、細胞内臓がこぼれます.細胞小器官がにじみ出るので、それ自体が細菌の死を引き起こしますが、手の消毒剤は細胞タンパク質を変性させることによってさらに一歩進んでいます.
細菌タンパク質の変性
あなたはおそらく、タンパク質が生命の鍵であることを何度も読んだことがあります.タンパク質分子を破壊すると、生物の生命が続きます。変性とは、外部ストレスの適用によるタンパク質分子の分解です。外部ストレスは、放射線、熱、または強酸や強塩基、濃縮無機塩、有機溶媒などの化学化合物の形をとることがあります。イソプロピル アルコール、エタノール、プロパノールはすべて有機溶媒の例です。
タンパク質はアミノ酸のポリマーであり、4 つの異なるレベルの構造組織を持っています。 (写真提供:Designua/Shutterstock)
タンパク質の構造は、分子がその機能を適切に実行できるかどうかを決定する決定的な役割を果たします。何らかの形でタンパク質構造を乱すと、それらは価値がなくなり、最終的に細胞死に至ります.
手の消毒剤は、二次および三次タンパク質構造の水素結合に干渉することにより、タンパク質を変性させます。二次構造ではアミド基間に水素結合が現れ、三次構造では側鎖によって水素結合が形成されます。
エタノールは、三次構造の側鎖間の水素結合を分解し、タンパク質分子を広げます。
細胞膜を弱めた後、アルコール分子が突入し始め、これらの水素結合を壊します.タンパク質分子とアルコールの間に新しい結合が形成されると、タンパク質分子は構造を失い、その結果として機能を失います。すでに確立されているように、これらのタンパク質が機能しなければ、細菌細胞は生存を停止し、すぐに死んでしまいます.
結論
このように、手指消毒剤は、まず細菌細胞の防御壁 (細胞膜) を柔らかくし、次にその貴重な宝石 (タンパク質) を攻撃することによって機能します.ただし、手指消毒剤は常に機能するとは限りません。研究者は、手が目に見えて汚れている場合、手指消毒剤は効果がなく、通常の石鹸と水で手を洗うよりも全体的に効果が低いことを発見しました.したがって、FDA は、通常の石鹸と水を使用して手を洗い、それらのリソースが利用できない場合にのみ手指消毒剤を使用することをお勧めします.
