微观世界：肥皂水对病毒的反击

为什么肥皂对新型冠状病毒以及大多数病毒都如此有效？这是因为，病毒是一种自组装的纳米颗粒，其中最薄弱的环节是脂质（脂肪）双分子层。

这听起来很科学。让我解释一下。

肥皂溶解脂肪膜，战胜了病毒和皮肤表面之间的相互作用，让病毒像纸牌屋一样崩溃并“死亡”，或者更确切地说，病毒并不是真正“活着”，它会变得失去活性。（一般而言，病毒是可以在体外保持活性长达数小时甚至数天的。）

含有酒精（和肥皂）的消毒剂、湿巾、凝胶和乳霜也具有相似的效果，但不如普通肥皂。除了酒精和肥皂，这些产品中含有的抗菌剂对病毒结构影响不大。因此，许多抗菌产品基本上只是普通肥皂的昂贵版本。肥皂是最好的。

一块肥皂，可以迅速破坏病毒的构造，使它们阵亡。如果进入微观尺度欣赏，那效果简直大快人心。

但确切地说，为什么肥皂这么好？为了解释这一点，本文将带您经历超分子化学、纳米科学和病毒学的旅程，试着用通用语言来解释这一点。

大多数病毒由三个关键的组成部分组成：RNA、蛋白质和脂质。RNA是病毒的遗传物质，类似于DNA。蛋白有几种作用，包括侵入目标细胞、协助病毒复制，基本上是病毒结构中的关键构件（就像房屋里的砖块）。然后，脂质在病毒周围形成一层保护层，既起到保护作用，又有助于病毒的传播和入侵细胞。RNA、蛋白质和脂质自行组装以形成病毒。至关重要的是，没有强的“共价键”将这些单元结合在一起。

相反，病毒自我组装是基于蛋白质、RNA和脂质之间微弱的“非共价”相互作用。它们联合在一起，就像魔术贴一样一起工作，所以很难分解自组装的病毒粒子。尽管如此，我们还是可以做到—用肥皂就行！

大多数病毒，包括冠状病毒，都在50-200纳米之间—所以它们确实是纳米颗粒。纳米颗粒与它们所处的表面有着复杂的相互作用；病毒也是如此。皮肤、钢材、木材、织物、油漆和瓷器都是非常不同的表面。

当病毒入侵细胞时，RNA像计算机病毒一样“劫持”细胞机制，并迫使细胞复制自己的RNA和各种蛋白质。这些新的RNA、蛋白质分子与脂质自行组装，形成病毒的新副本。也就是说，病毒不会复制自身；它会复制最基础的构建模块，然后自行组装成新的病毒。

所有这些新病毒最终会压倒细胞，使得它死亡或爆炸，释放出病毒，然后感染更多的细胞。在肺部，病毒最终进入气道和粘膜。

当你咳嗽或者打喷嚏时，呼吸道里的小飞沫（液滴）可以飞到30英尺（约9米）远。飞沫里较大的液滴被认为是冠状病毒的主要携带者，它们至少可以走7英尺（约2米）。所以，捂住你的咳嗽和打喷嚏！

这些微小液滴滴落在物体表面会迅速干燥，但病毒仍然是有活性的。接下来发生的一切都是关于病毒这种超分子化学自组装纳米颗粒如何与它们的环境相互作用。

现在是时候引入一个强大的超分子化学概念了，简单来说：相似的分子似乎比不同的分子相互作用更强。木材、织物、皮肤与病毒的相互作用相当强烈。表面结构也很重要。表面越平坦，病毒粘在上面的几率就越小。而粗糙的表面实际上会把病毒拉过来。

 

病毒会保持活性多久呢？这要看情况。新型冠状病毒被认为可以在有利的表面存活数小时，甚至几天。那么，有什么能使病毒不那么稳定呢？答案是水分（“溶解”）、阳光（紫外线）和热量（分子运动）。

皮肤是病毒的理想表面。这很显然，因为它是有机的，表皮上死亡细胞中的蛋白质和脂肪酸会通过氢键和“类脂”亲水作用与病毒相互作用。因此，当你接触带有病毒颗粒的钢铁表面时，它会立刻粘到皮肤上来，从而转到你的手上。不过此时你还没有被感染。但是，如果你触摸自己的脸，病毒可能会被传播。

现在，病毒正危险地靠近呼吸道和你嘴巴眼睛周围的粘膜。这样它就能侵入，除非你的免疫系统把病毒杀死。

那么你多久摸一次脸？事实证明，大多数人每2-5分钟摸一次脸。因此一旦病毒到达你手上，你就处于高风险中，除非你洗掉了活性病毒。

所以让我们试着用水把它洗掉。这可能行得通。但水要与皮肤和病毒之间通过氢键形成的“胶状”相互作用去“竞争”。病毒是粘住的，可能拉不动。所以仅仅水是不够的。

肥皂水完全不同。肥皂含有被叫做两亲体的类脂物质，其中一些在结构上与病毒包膜中的脂类相似，能够与病毒膜中的脂质“竞争”。这或多或少也说明了它是如何去除皮肤上的污垢的。

肥皂分子还能与许多其他有助于蛋白质、RNA和脂质粘在一起的非共价键竞争，加上水的话，就能有效地“溶解”粘合病毒的“胶水”。它们抵消掉了病毒和皮肤表面的相互作用。很快，在肥皂和水的共同作用下，病毒像纸牌屋一样分解开来，砰，就消失了！

皮肤粗糙而有皱褶，这就是为什么你需要大量摩擦和浸泡，以确保肥皂到达皮肤表面可能隐藏活性病毒的每一个角落和缝隙。

以酒精为基础的产品，包括含有很高比例酒精溶液的所有“消毒剂”和“抗菌剂”，通常是60%-80%的乙醇，有时还会加入一点异丙醇、水和一点肥皂。

乙醇和其他类型的醇不仅容易与病毒物质形成氢键，而且作为溶剂，它们比水更亲脂。因此，酒精确实可以溶解脂质膜并破坏病毒中的其他超分子相互作用。但你需要一个相当高浓度（可能60%以上）的酒精才能快速溶掉病毒。整体而言，酒精在杀菌这项任务上不如肥皂。几乎所有的抗菌产品都含有酒精和一些肥皂，这确实有助于杀死病毒。但也有一些含有“活性”杀菌剂，如二氯苯氧氯酚，它们对病毒基本没有用。

总而言之，水并不能有效地将我们手上的病毒洗掉。含酒精的产品效果更好。但没有什么能比肥皂更有效——病毒会从皮肤上脱落下来，并在肥皂水中迅速分解。