戊二醛 - 水族

注意! 本文含有機化學、植物生理學、電子顯微技術等相關內容
如有錯誤之處煩請告知


Seachem Flourish Excel推出後由於具有極佳的效用，包含除藻及提供碳源等作用
因而受到許多水草玩家的注目及使用
http://www.seachem.com/Products/product_pages/FlourishExcel.html
後來有水草玩家發現到這項產品與戊二醛(Glutaraldehyde)非常相似
不管是在味道、顏色、化性、作用等方面
Oscarfish.com
http://ppt.cc/5n4h

戊二醛本身應用在許多方面，例如leather tanning,醫療用具消毒,工業用防腐劑,固定液
值得注意的是戊二醛具有毒性，碰觸到皮膚的話可能會使皮膚變黃變硬(通常之後會脫皮)
避免吸入戊二醛(揮發)，以免傷害呼吸道系統
因此在實驗室操作戊二醛時都會戴口罩及手套，並在hood裡使用
http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9924161

為何戊二醛不能直接滴到生物上呢?

前述中曾提到戊二醛是一種固定液(Fixative)，它會使細胞的新陳代謝停止
因此細胞(或組織)就可以製備成樣本，做切片來觀察構造(像是超薄切片)
戊二醛的分子結構為 O=CH-CH2-CH2-CH2-CH=O
基本上左右兩端的醛基很容易與蛋白質作用，脫去兩個水分子
戊二醛可與兩個蛋白質形成非常穩定的化合物，這意味著許多化學反應將無法進行
生命的最小單位－細胞裡的反應一旦停止，生命機能也就無法維持

為何戊二醛會對苔蘚類造成較大的傷害?

Tom Barr提出由於不具有氣孔的苔蘚類會受戊二醛的影響
而具有氣孔的苔蘚類及高等植物則不會受到毒害
個人不同意這個說法，因為大部分的水草並不具有或有非常少量的氣孔
氣孔的有無不是關鍵性的差別
關鍵性的差別應該是在組織構造上的差異
由於戊二醛分子量不小，因此滲透組織的速度不快
高等植物具有較複雜的結構，會降低戊二醛的滲透速度及程度
但!這只是我個人提出的理論，並沒有實驗證據證明
有興趣的人可以做做看

戊二醛溶液常會形成dimer,trimer,polymer等結構，使用上會得到較差的效果
而在不同的pH值中，戊二醛也會互相鍵結形成polymer
polymer的戊二醛比較穩定，毒性也相對校小
這或許可以說明實驗級的戊二醛為何比市售的戊二醛包裝嚴密很多
Glutaraldehyde: behavior in aqueous solution, reaction with proteins, and
application to enzyme crosslinking
http://ppt.cc/WmLF

至於戊二醛如何殺藻呢?

除了直接滲透進細胞中與蛋白質鍵結外，戊二醛也會immobolize enzyme
這或許可以說明Tom Barr所說的戊二醛會抑制碳酸酐酶Carbonic Anhydrase）

那戊二醛是如何提供水草碳源呢?

依照Seachem的說法是具五個碳的戊二醛可以轉化成光合作用的前軀物
因此可迅速被植物利用
但...請看Calvin cycle
http://0.tqn.com/d/chemistry/1/0/_/n/1/Calvin-Cycle.png
五碳結構的前軀物Ribulose 1,5-bisphosphate其實是重複利用的，需要不斷補充的是CO2
因此個人認為Tom Barr所提的戊二醛會在水中分解出CO2會是比較合理的說法
至於為何沒人用C14去標定產物來證明呢?
看一下Clavin當年的protocol就知道為什麼了，不好做又麻煩

戊二醛轉換器
http://rota.la/glut/

戊二醛在自然環境中的影響
http://www.quicerwater.com/pdf/Ecotoxicology.pdf
戊二醛可被微生物分解成二氧化碳，但較高濃度的戊二醛仍會殺死微生物(5 mg/L)

無用~
要怎麼判斷戊二醛呢?
學長:是不是有戊二醛的味道，"好臭的甜味"


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