重水是什么水(眼科重水是什么水)

(资料来源:Shiuli Debnath/Pixabay)

从技术角度来说，地球上的水并不都是由同一个分子组成的。

不到一个世纪前，人们发现了氢的同位素氘(也缩写为D)，也揭示了另一种水的存在——重水。

两者确实有区别。普通氢原子的原子核只是一个质子，而其同位素氘的原子核中还含有一个中子，这使得氘原子具有更大的质量。因此，由这种较重的氢原子组成的水通常被称为重水。

除了密度相差10%之外，水和重水没有太大区别。这两种水的化学性质相同，但氘和普通氢原子的化学键略有不同。

因为键合行为的细微差别，喝重水摄入氘会影响体内的化学反应。科学家认为喝重水不是一个好主意，至少狂喝重水不是一个好主意。

但小剂量摄入被认为对人体无害。事实上，重水经常被分配给科学实验的参与者。

因为这种偶然的摄入，近一个世纪以来，人们一直在疑惑重水和普通饮用水的味道有何异同——人类的味觉能感知到同位素的细微差别吗？

一个国际研究小组在最新研究中指出:“自20世纪30年代以来，就有传言称称过的水的味道与水的味道不同，通常被称为‘甜味’。”这项研究由两位第一作者，生物化学家娜塔莉·本·阿布和菲利普·梅森领导。

“然而，Urey(发现氘的化学家Harold Urey)和Failla在1935年就这个问题给出了结论——‘我们两个人都找不到普通蒸馏水和纯重水在味道上的区别’。”

这个结论是否为时过早？阿布和梅森说，尤里和费拉对这个话题的明确态度实际上扼杀了下一个世纪在这一领域的研究，至少在人类口味方面是如此。

在老鼠身上的实验表明，大量摄入重水对动物是致命的，但老鼠能否分辨出重水却没有明确的线索。

在过去的二十年里，我们对人类味觉受体的了解一直在提高，促使人们重新审视这些旧案例。在本·阿布和梅森的最新研究中，他们的团队最终证实了重水的味道确实不同。

“虽然这两种同位素名义上具有相同的化学性质，但我们已经证明，人类可以通过味觉(基于化学感知)区分水和重水，后者具有明显的甜味。”高级研究作者、捷克科学院物理化学家帕维尔·容格沃思(Pavel Jungwirth)说。

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在一项有28名参与者的味觉测试实验中，大多数受试者都能区分水和重水，混合两者的测试显示，重水的比例越高，混合物尝起来越甜。

然而，在小鼠实验中，小鼠原本偏好糖水，但它们并没有表现出对重水的偏好超过对普通水的偏好——这意味着，对于小鼠来说，重水无法诱发人类感知到的甜味。

该团队进行的其他味觉测试指出了原因，表明人类对重水的味觉是由TAS1R2/TAS1R3受体介导的，该受体对天然糖和人工甜味剂都有反应。

使用HEK 293细胞的实验室实验也说明了相同的观点，表明TAS1R2/TAS1R3在接触重水时会有明显的反应。

此外，基于分子动力学模拟的建模计算也揭示了蛋白质与水和重水相互作用的细微差异。该团队表示，需要进一步的研究来完全解释这一点，但目前的结果与之前的研究一致，提供了化学系统(包括水)中核量子效应的又一个例子。

“我们的研究结果表明，人类的甜味受体TAS1R2/TAS1R3对于重水的甜味感知非常重要。”作者总结。

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“在分子水平上，这种普遍的行为可以归因于重水中的氢键比水中的氢键略强。这是由于核量子效应，特别是零点能量的差异……虽然重水显然不能用作甜味剂，但它使我们能够一窥甜味分子的广阔化学世界。”

这一发现发表在《通讯生物学》上。

彼得·多克里尔写的

翻译:吴

编辑:齐一引用

来源:科学警报

本文来自:中国数字科技馆