表面活性劑（surface active agents, surfactants）在日常生活和生化實(shí)驗(yàn)中都很常見(jiàn)镊靴。在日常生活中，各種洗滌劑比如肥皂锉桑、洗面奶等的作用成分是表面活性劑排霉。在生化實(shí)驗(yàn)中，裂解細(xì)胞需要表面活性劑民轴。那么其發(fā)揮作用的原理是什么呢攻柠？
1. 細(xì)胞膜的生物學(xué)結(jié)構(gòu)
要回答這個(gè)問(wèn)題，首先要從細(xì)胞膜的生物學(xué)結(jié)構(gòu)講起后裸。細(xì)胞膜由磷脂雙分子層構(gòu)成（圖2a）瑰钮。當(dāng)細(xì)胞處于靜息狀態(tài)下，細(xì)胞質(zhì)側(cè)的細(xì)胞膜主要是富含陰離子和胺的磷脂質(zhì)微驶，如磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine浪谴，PS）和磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine）；而外側(cè)的細(xì)胞膜則主要是富含膽堿的磷脂質(zhì)因苹，如鞘磷脂（sphingomyelin）和卵磷脂（phosphatidylcholine）苟耻。當(dāng)細(xì)胞活化或凋亡時(shí)，帶負(fù)電的磷脂質(zhì)外翻（這也是Annexin V檢測(cè)細(xì)胞凋亡的原理扶檐，因?yàn)锳nnexin V可以與PS高親和力結(jié)合）凶杖。
2. 表面活性劑
表面活性劑可以減少液體表面張力（使表面分子具有內(nèi)向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，并使表面自動(dòng)收縮至最小面積的力）蘸秘。比如油和水不互溶官卡，但當(dāng)表面活性劑存在時(shí)，它會(huì)減少油和水表面的表面張力醋虏，從而促進(jìn)二者溶合寻咒。
是不是覺(jué)得表面活性劑和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)很像毛秘！
3. 表面活性劑與細(xì)胞膜的作用過(guò)程
當(dāng)表面活性劑濃度較低時(shí)叫挟，表面活性劑單體整合到磷脂雙分子層中，但不會(huì)破壞其結(jié)構(gòu)（圖2b）限煞。當(dāng)表面活性劑濃度超過(guò)臨界飽和濃度（critial saturation concentration抹恳，Csat）時(shí)，單體會(huì)在細(xì)胞膜內(nèi)聚集而破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)（圖2c）署驻。當(dāng)表面活性劑與脂質(zhì)比達(dá)到臨界溶解濃度（critical solubilisation concentration奋献，CSC）時(shí)健霹，磷脂雙分子層溶解，表面活性劑-脂質(zhì)膠團(tuán)（surfactant-lipid micelles）和短的膜片段形成（圖2d）瓶蚂。隨著溶解的進(jìn)行糖埋，最終只剩下表面活性劑-脂質(zhì)膠團(tuán)和表面活性劑包裹的膜碎片。表面活性劑還會(huì)取代脂質(zhì)窃这，與膜蛋白的疏水端相互作用（圖2e）瞳别。
4. 表面活性劑的種類
4.1 離子型表面活性劑（ionic surfactants）
親水端帶有電荷的表面活性劑稱為離子型表面活性劑。根據(jù)所帶電荷的電性又可分為三類：
- 陽(yáng)離子型表面活性劑（cationic surfactants）
陽(yáng)離子型表面活性劑主要分為銨鹽型和季銨鹽型兩類杭攻，主要用于殺菌祟敛、消毒。
e.g. 新潔爾滅（苯扎溴銨）朴上、潔爾滅（苯扎氯銨）垒棋。 - 陰離子型表面活性劑（anionic surfactants）
陰離子型表面活性劑通常帶有硫酸鹽（sulphate）、磺酸鹽（sulphonate）或羥酸鹽（carboxylate）基團(tuán)痪宰。
e.g.十二烷基硫酸鈉（SDS）叼架。 - 兩性離子型表面活性劑（zwitterionic/amphoteric/ampholytic surfactants）
這類表面活性劑的親水端同時(shí)帶有陽(yáng)離子和陰離子，但凈電荷為零衣撬。其既能和酸反應(yīng)乖订，也能和堿反應(yīng)。在酸性溶液中呈陽(yáng)離子具练，在堿性溶液中呈陰離子乍构。其又可分為四類：甜菜堿類、氨基酸類扛点、咪唑啉類哥遮、氧化銨類。
4.2 非離子型表面活性劑 （non-ionic surfactants）
非離子型表面活性劑的親水端不帶電荷陵究。它的親水親油特性可以用親水親油平衡（hydrophilic-lipophilic balance眠饮，HLB）來(lái)衡量。HLB值越高越親油铜邮，反之則親水仪召。一般來(lái)說(shuō)，非離子型表面活性劑作用比較親和松蒜，不會(huì)使蛋白變性扔茅。
e.g.聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100）、吐溫（Tweens）秸苗。
5. 表面活性劑是如何殺菌/病毒的？
也許“表面活性劑”這個(gè)術(shù)語(yǔ)太專業(yè)了惊楼，但其實(shí)我們每天的生活幾乎都離不開它萤晴。我們?nèi)粘Ｊ褂玫难栏嗤戮洹⒚嫠埠蟆⑾礈靹┑葞缀醵寄芸吹剿纳碛暗甓痢Ｆ鋵?shí)它起到殺菌作用的原理上述已經(jīng)提到了——表面活性劑可以破壞細(xì)胞膜。
那么病毒呢攀芯？
病毒根據(jù)其生物學(xué)構(gòu)造可以分為兩大類屯断，有包膜病毒（如COVID-19和流感病毒）和無(wú)包膜病毒（腺病毒）。對(duì)于有包膜病毒侣诺，表面活性劑的作用原理與其和細(xì)胞的作用原理相似殖演，都是破壞外層的脂質(zhì)層。而對(duì)于非包膜病毒年鸳，由于其有蛋白質(zhì)外殼保護(hù)趴久，較難被滅活，只有一部分表面活性劑才能破壞蛋白質(zhì)外殼搔确。
6. 參考資料
本文整合了網(wǎng)上諸多資料膳算，因?yàn)橐?翻譯過(guò)多座硕，幾乎都不是原創(chuàng)，因此未能一一注明出處涕蜂。如有侵權(quán)华匾，請(qǐng)聯(lián)系作者刪除。
[1] Parsi K, Connor D, Pilotelle A, et al.. Low concentration detergent sclerosants induce platelet activation but inhibit aggregation due to suppression of GPIIb/IIIa activation in vitro. Thromb Res 2012; 130: 472– 478.
[2] “Breaking Down” Surfactants: What they are, how they work, and their role in the pandemic.
[3] Surfactant Definition and Examples
