Водород пероксид: J35.0 — Хронический тонзиллит — список препаратов нозологической группы в справочнике МКБ-10

J35.0 — Хронический тонзиллит — список препаратов нозологической группы в справочнике МКБ-10

инструкция по применению, аналоги, статьи » Справочник ЛС

Водорода пероксид обладает оксидантным эффектом, который обуславливает антисептическое действие. Контактируя с поврежденными слизистыми оболочками и кожей, пероксид водорода под действием пероксидазы и каталазы распадается, с выделением кислорода (включая активные формы), в результате чего создаются неблагоприятные условия для развития микроорганизмов (включая гнилостную и анаэробную флору), но эффект этот имеет слабую выраженность и малую продолжительность. При попадании пероксида водорода в рану происходит разрушение (в результате окисления) крови, протеинов, гноя и механическое очищение раны от мелких инородных тел, загрязняющих частиц, сгустков крови вследствие обильного пенообразования (за счет пузырьков газа, которые поднимаются со стенок). Вспенивание также способствует образованию тромба и остановке кровотечений из мелких сосудов.
Пероксид водорода оказывает возбуждающее действие на рецепторы носовой полости носа (кратковременно воздействует на афферентную иннервацию), которые функционально и анатомически связаны с базальными ганглиями и средним мозгом, нейрохимические изменения в которых являются основой для появления и развития поражений экстрапирамидной системы головного мозга (включая болезнь Паркинсона). Пероксид водорода рефлекторно увеличивает физиологическую эффективность нейромедиаторов, индуцирует нейропротективные и антиокислительные механизмы мозга, регулирует нейротрансмиттерные реакции. Нормализует серотонинергические и дофаминергические процессы в центральной нервной системе, индуцирует эндогенные механизмы угнетения моноаминооксидазы, в том числе моноаминооксидаза-А гипоталамуса и моноаминооксидаза-В базальных ганглиев. Модулирует активность аденогипофиза. Угнетает избыточную продукцию лактотропина. Стимулирует образование адренокортикотропного гормона, в результате чего облегчается нейротрансмиссия и возрастает содержание эндогенного кортизола, который обладает антиокислительным и противовоспалительным действием. Способствует уменьшению ригидности, тремора, двигательных нарушений. Снижает уровень тревоги, эндогенную депрессию, улучшает качество сна. Имеет нормотензивное действие. Улучшает бытовое самообслуживание пациентов, увеличивает качество жизни. К концу 1-й недели терапии проявляется действие препарата, ко 2 – 3 неделе лечения действие пероксида водорода достигает своего максимума. Эффективен на разных стадиях заболевания. Используется интраназально; метаболизируется ферментами слизистой оболочки полости носа (каталазой и прочими) в течение нескольких микросекунд с образованием нейтрального кислорода и воды; в структуры мозга и системный кровоток не проникает.

В космосе впервые обнаружена перекись водорода

В межзвездной среде впервые обнаружена перекись водорода, что поможет объяснить происхождение воды во Вселенной. Данное открытие было сделано на одном из телескопов Европейской южной обсерватории, членом которой, возможно, в ближайшее время станет и Россия.

Следы пероксида водорода, впервые наблюдаемого в межзвездной среде, обнаружила шведско-немецкая команда астрономов, руководимая Пером Бергманом, сотрудником космической радиообсерватории в Онсале (Швеция). Их коллективная статья с анализом и оценкой данных, полученных за прошлый год на одном из телескопов Европейской южной обсерватории (членом которой, возможно, в ближайшее время станет и Россия), опубликована в июльском номере журнала Astronomy & Astrophysics.

close

100%

Возможность вступления России в Европейскую южную обсерваторию

(из стенограммы рабочей встречи главы правительства РФ В.Путина и президента Академии наук РФ Ю.С.Осипова 4 июня 2011 года)

Читать дальше

Направив 12-метровую антенну радиотелескопа APEX (Atacama Pathfinder EXperiment telescope — телескоп Атакамского исследовательского эксперимента), работающего в субмиллиметровом диапазоне (0,2–1,5 мм) и смонтированного на высоте 5100 м над уровнем моря на плато Чахнантор (Чилийские Анды), на газопылевое облако, расположенное на один градус к югу от ρ Змееносца,

астрономы детектировали четыре спектральные линии, совпадающие с лабораторной спектроскопией пероксида водорода.

Притом две из них были локализованы в центральной части облака.

В газопылевых облаках, где миллиарды лет складируются и вновь пускаются в расход продукты жизнедеятельности звезд, из которых образованы мы с вами, а также пятна, застилающие прекрасный вид на Млечный Путь, регулярно обнаруживают какую-нибудь экзотическую химию, вплоть до аминокислот. В этом смысле у незатейливого пероксида водорода, которым блондируют брюнеток и прижигают прыщи, было бы мало шансов украсить собой химическую номенклатуру далеких космических туманностей, если бы не та роль, которую это вещество может играть в процессе генерации воды в условиях межзвездных сред.

Космическое происхождение земной воды, как и большинства других химических соединений, из которых состоит наша планета, вопросов ни у кого не вызывает — запасами монооксида дигидрогена, как ее за глаза величают химики, во всех его агрегатных состояниях наша Вселенная не обделена точно. В Солнечной системе вода входит в состав планет, их спутников и астероидов (притом оценки ее запасов все время увеличиваются), из водяного льда состоят кометы и, по всей видимости, мириады астероидов в поясе Койпера, сформированных из вещества протосолнечного газопылевого диска и захваченных из межзвездного пространства. Наконец, скопления молекул воды и гидроксидных радикалов обнаружены в облаках газа и пыли, дрейфующих в далеком космосе.

Но вот происхождение самих вселенских вод объяснить, как оказалось, совсем не просто.

Водород и кислород входят в первую шестерку самых распространенных химических элементов во Вселенной. Из простого школьного эксперимента все прекрасно помнят, при каких условиях из соединения двух молекул водорода и молекулы кислорода получается вода (и большое количество энергии, так вдохновляющее апологетов водородной энергетики). Простым смешением молекул этих газов, даже при высокой концентрации водорода, желаемого окисления мы не добьемся, если не подстегнуть реакцию с помощью зажженной спички или проволоки, разогретой до 600 градусов.

В межзвездной среде водород, как и более редкий кислород, сконцентрирован в виде облаков разреженного, часто ионизованного и очень охлажденного газа, и, как бы ни был прост наш эксперимент, понятно, что гигантские количества воды продуцируются в космосе совсем не по школьному сценарию.

Ключевым маркером такого сценария и стало обнаружение одного из прекурсоров воды — пероксида водорода — в межзвездной среде.

close

100%

Если отсечь промышленное производство, перекись водорода присутствует в очень незначительных количествах в земной атмосфере, где Н₂О₂ формируется посредством реакции между молекулами водорода и гидропироксида (НО₂), либо посредством реакции с участием двух гидроксильных радикалов ОН. Такие реакции, идущие по газофазной модели, протекают очень медленно, сильно зависят от дополнительных факторов (ионизующего излучения, высокой температуры, присутствия других агентов) и дают очень маленький выход Н₂О₂, так что для разреженных и холодных облаков газа и пыли они не подходят точно.

Понять происхождение воды помогла космическая пыль — рассеянные в межзвездном пространстве частицы графита и кремния, рожденные в атмосферах звезд-гигантов. Диэлектрически заряженные частицы пыли конденсируют на своей поверхности молекулы межзвездных газов, играя роль микроскопических и все более усложняющихся, по мере химической эволюции галактик, химических реакторов. Мантии таких гранул могут содержать целые «букеты» химических соединений, и еще на рубеже 80-х годов прошлого века была сделано предположение, что молекулы воды могут формироваться в открытом космосе посредством поверхностной диффузии водородных атомов микрокристалликами кислорода, аггрегированными на частицах космической пыли, по следующей схеме:

O₂ +H+H → HOOH
HOOH + H → H₂O +OH

Совсем недавно такой сценарий был подтвержден экспериментально в лабораториях хоккайдского Института низких температур.

Японцы, обдувая водородом микрокристаллики кислорода, получили на выходе пять частей водяного льда и одну часть перекиси водорода в температурном диапазоне 10–40 К, то есть при обычных для газопылевых облаков температурах.

В свою очередь, модель космического газопылевого облака типичной плотности, рассчитанная по следам успешных лабораторных опытов (где она, естественно, отличалась от космической), предсказала, что концентрация перекиси водорода по отношению к атомарному водороду в таком облаке должна составлять 1•10^-14. Что всего лишь

на три порядка отличается от большего значения, полученного группой Бергмана при наблюдении Облака ρ Змееносца — 1•10^-10 (одна молекула перекиси на десять миллиардов атомов водорода).

Разница с теорией хоть и ощутимая, но уже не такая большая по сравнению с предыдущими теоретическими оценками концентрации перекиси, полученными косвенным путем при спектральном анализе областей интенсивного звездообразования в созвездии Ориона (4,5•10^-10) и никак не объяснявшими огромные количества водяного льда, накопившиеся в Галактике.

Теперь же, благодаря перекиси водорода, обнаруженной в области ρ Змееносца, гипотеза «водяной пыли» уверенно приобретает звание теории, находящейся в стадии опытной и наблюдательной проверки.

Означает ли это, что с открытием межзвездных облаков, насыщенных пероксидом водорода, мы получили единственно верное объяснение происхождения вселенских вод? Это было бы слишком просто.

Скорее, обнаружение перекиси водорода в Змееносце подтверждает некоторые позитивные ожидания, связанные с гипотезой «водяной пыли», делая ее пока что наиболее вероятной.

Для более уверенного понимания механизма образования H₂O в межзвездной среде, резюмируют авторы, сначала необходимо уточнить, сколько воды и молекулярного кислорода сосредоточено в Облаке Змееносца, чтобы проверить на крепость теорию «водяной пыли» не менее важными наблюдательными данными. И лишь потом, глядя в жаркий день на стакан с водой, уже решать, благодарить ли нам Вселенную за то, что она у нас такая «пыльная».

Перекись водорода помогает половому размножению ели

Физиологи растений из МГУ имени М.В.Ломоносова впервые доказали, что опасные активные формы кислорода, которые часто рассматриваются как побочный продукт производства энергии в клетке, необходимы пыльце хвойных растений, чтобы оплодотворять яйцеклетку. Эксперименты с пыльцой голубой ели (Picea pungens) позволили найти белок, без которого эта система не работает. Учёные уверяют, что полученные данные помогут оптимизировать процесс восстановления хвойных лесов. Результаты исследования опубликованы в журнале Plant Reproduction.

«Изучение полового размножения у хвойных только началось, его физиологические аспекты практически неизвестны, — рассказала соавтор статьи Мария Брейгина, старший научный сотрудник кафедры физиологии растений биологического факультета МГУ, научный сотрудник лаборатории электрофизиологии РНИМУ имени Н.И. Пирогова. — Эти исследования имеют важное фундаментальное значение, так как пыльца хвойных — более древний объект с направленным ростом по сравнению с пыльцой цветковых растений».

У цветковых растений есть цветки с тычинками, откуда разлетается пыльца, и пестиками, куда она должна попасть для оплодотворения. Обычно растению выгодно, чтобы оплодотворение было перекрестным (между разными организмами) — так достигается большее генетическое разнообразие. Семена у цветковых формируются внутри завязи, из которой образуется плод (отсюда их второе название — покрытосеменные). Однако у не имеющих цветков и плодов голосеменных растений, самые известные современные представители которых — хвойные, тоже есть свои приспособления для перекрестного оплодотворения. У хвойных это шишки, которые на самом деле представляют собой видоизмененный побег. Шишки хвойных раздельнополы, причем мужские шишки относительно мелкие и образуют пыльцу, которая разносится ветром, а женские — крупные, в них образуются семена. Достигая женских шишек, пыльцевые зерна прилипают на специальную жидкость (как у сосны и ели) или клейкие волоски (как у другого хвойного — псевдотсуги).

Приземлившись в нужном месте (у цветковых растений — на пестик цветка, а у хвойных — под приподнявшуюся семенную чешуйку), пыльцевое зерно начинает прорастать, образуя пыльцевую трубку. По этой трубке мужские половые клетки достигают яйцеклетки, чтобы оплодотворить ее. У цветковых растений в дело вступает и второй спермий, который сливается со специальной клеткой, чтобы образовать эндосперм (питательная часть семян, например, у зерна пшеницы), поэтому их тип оплодотворения называют двойным.

Все эти процессы описаны довольно давно, но современная наука рассматривает их глубже, на молекулярном и биохимическом уровне. Так, недавно ученые установили, что у покрытосеменных ключевую роль в прорастании пальцевого зерна играют активные формы кислорода (АФК). Так называют нейтральные или отрицательно заряженные частицы, где у кислорода есть электрон без пары. К ним относятся пероксиды (в основном, перекись водорода) и радикалы, такие, как супероксид-радикал O₂^–.

«Лишний» электрон заставляет АФК с непреодолимой силой вступать в химические реакции. Если в клетке образуется слишком много АФК, последствия могут быть угрожающими. Эти соединения могут нарушать сложный ансамбль биохимических реакций, повреждать мембраны, ДНК и другие компоненты клетки. Поэтому очень часто активные формы кислорода, независимо от места производства, воспринимают как опасные побочные продукты, которые нужно как можно скорее нейтрализовать. Тем не менее, ряд клеток синтезирует их специально в небольших количествах и использует как сигнал. В связи с двойственной природой этих соединений, очень важно изучать полезные функции АФК, например, участие в оплодотворении растений.

Физиологи растений из МГУ впервые изучили роль АФК в прорастании пыльцы у хвойных на примере голубой ели и обнаружили, что пыльцевое зерно выделяет пероксид водорода и O₂^– перед прорастанием в окружающую среду. Позднее в пыльцевой трубке образуется градиент пероксида водорода, то есть его концентрация возрастает по направлению к кончику. Оказалось, что этот градиент необходим трубке для роста к яйцеклетке, а также для поддержания мембранного потенциала (отрицательного заряда мембраны), на первый взгляд, никак с ним не связанного и впервые обнаруженного у ели.

Ученым также обнаружили белок, который управляет этим процессом. Им оказалась НАДФH-оксидаза, расположенная в мембране клеток. Этот белок отвечает за перенос электронов изнутри клетки и образование супероксида на наружной стороне. Так как АФК быстро взаимопревращаются, O₂^– переходит в перекись, которая входит обратно в клетку. Из-за этого пероксид водорода распределяется в пыльцевой трубке по градиенту. Эксперименты показали, что при подавлении НАДФH-оксидазы пыльцевое зерно не может прорастать, а пыльцевая трубка теряет способность к росту, и оплодотворение становится невозможным.

«Результаты этого и последующих исследований могут быть использованы для оптимизации воспроизводства лесов (ели, кедра, сосны, пихты), их селекции и создании коллекции лесных пород в России», — пояснила Мария Брейгина.

Все соавторы научной статьи учатся или работают в МГУ. Сама Мария писала текст статьи и занималась обработкой данных экспериментов, которые проводили аспирант Никита Максимов и студентка Анастасия Евменьева. Автором идеи и координатором исследования был доктор биологических наук и профессор кафедры физиологии растений Игорь Ермаков.

ВОДОРОДА ПЕРОКСИД | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

ВОДОРОДА ПЕРОКСИД – (старое название – перекись водорода), соединение водорода и кислорода Н₂О₂, содержащее рекордное количество кислорода – 94% по массе. В молекулах Н₂О₂ содержатся пероксидные группы –О–О– (см. ПЕРОКСИДЫ), которые во многом определяют свойства этого соединения.

Впервые пероксид водорода получил в 1818 французский химик Луи Жак Тенар (1777 – 1857), действуя сильно охлажденной соляной кислотой на пероксид бария:

BaO₂ + 2HCl ® BaCl₂ + H₂O₂. Пероксид бария, в свою очередь, получали сжиганием металлического бария. Для выделения из раствора Н₂О₂ Тенар удалил из него образовавшийся хлорид бария: BaCl₂ + Ag₂SO₄ ® 2AgCl + BaSO₄. Чтобы не использовать дорогую соль серебра в последующем для получения Н₂О₂ использовали серную кислоту: BaO₂ + H₂SO₄ ® BaSO₄ + H₂O₂, поскольку при этом сульфат бария остается в осадке. Иногда применяли другой способ: пропускали углекислый газ во взвесь ВаО₂ в воде: BaO₂ + H₂O + CO₂ ® BaCO₃ + H₂O₂, поскольку карбонат бария также нерастворим. Этот способ предложил французский химик Антуан Жером Балар (1802–1876), прославившийся открытием нового химического элемента брома (1826). Применяли и более экзотические методы, например, действие электрического разряда на смесь 97% кислорода и 3% водорода при температуре жидкого воздуха (около –190° С), так был получен 87%-ный раствор Н₂О₂.

Концентрировали Н₂О₂ путем осторожного упаривания очень чистых растворов на водяной бане при температуре не выше 70–75° С; так можно получить примерно 50%-ный раствор. Сильнее нагревать нельзя – происходит разложение Н₂О₂, поэтому отгонку воды проводили при пониженном давлении, используя сильное различие в давлении паров (и, следовательно, в температуре кипения) Н₂О и Н₂О₂. Так, при давлении 15 мм рт.ст. сначала отгоняется в основном вода, а при 28 мм рт.ст. и температуре 69,7° С, отгоняется чистый пероксид водорода. Другой способ концентрирования – вымораживание, так как при замерзании слабых растворов лед почти не содержит Н₂О₂. Окончательно можно обезводить поглощением паров воды серной кислотой на холоде под стеклянным колоколом.

Многие исследователи 19 в., получавшие чистый пероксид водорода, отмечали опасность этого соединения. Так, когда пытались отделить Н₂О₂ от воды путем экстракции из разбавленных растворов диэтиловым эфиром с последующей отгонкой летучего эфира, полученное вещество иногда без видимых причин взрывалось. В одном из таких опытов немецкий химик Ю.В.Брюль получил безводный Н₂О₂, который обладал запахом озона и взорвался от прикосновения неоплавленной стеклянной палочки. Несмотря на малые количества Н₂О₂ (всего 1–2 мл) взрыв был такой силы, что пробил круглую дыру в доске стола, разрушил содержимое его ящика, а также стоящие на столе и поблизости склянки и приборы.

Физические свойства.

Чистый пероксид водорода очень сильно отличается от знакомого всем 3%-ного раствора Н₂О₂, который стоит в домашней аптечке. Прежде всего, он почти в полтора раза тяжелее воды (плотность при 20° С равна 1,45 г/см³). Замерзает Н₂О₂ при температурой немного меньшей, чем температура замерзания воды – при минус 0,41° С, но если быстро охладить чистую жидкость, она обычно не замерзает, а переохлаждается, превращаясь в прозрачную стеклообразную массу. Растворы Н₂О₂ замерзают при значительно более низкой температуре: 30%-ный раствор – при минус 30° С, а 60%-ный – при минус 53° С. Кипит Н₂О₂ при температуре более высокой, чем обычная вода, – при 150,2° С. Смачивает стекло Н₂О₂ хуже, чем вода, и это приводит к интересному явлению при медленной перегонке водных растворов: пока из раствора отгоняется вода, она, как обычно, поступает из холодильника в приемник в виде капель; когда же начинает перегоняться Н₂О₂, жидкость выходит из холодильника в виде непрерывной тоненькой струйки. На коже чистый пероксид водорода и его концентрированные растворы оставляют белые пятна и вызывают ощущение жгучей боли из-за сильного химического ожога.

В статье, посвященной получению пероксида водорода, Тенар не очень удачно сравнил это вещество с сиропом, возможно, он имел в виду, что чистый Н₂О₂, как и сахарный сироп, сильно преломляет свет. Действительно, коэффициент преломления безводного Н₂О₂ (1,41) намного больше, чем у воды (1,33). Однако то ли в результате неверного толкования, то ли из-за плохого перевода с французского, практически во всех учебниках до сих пор пишут, что чистый пероксид водорода – «густая сиропообразная жидкость», и даже объясняют это теоретически – образованием водородных связей. Но ведь вода тоже образует водородные связи. На самом деле вязкость у Н₂О₂ такая же, как и у чуть охлажденной (примерно до 13° С) воды, но нельзя сказать, что прохладная вода густая, как сироп.

Реакция разложения.

Чистый пероксид водорода – вещество очень опасное, так как при некоторых условиях возможно его взрывное разложение: Н₂О₂ ® Н₂О + 1/2 О₂ с выделением 98 кДж на моль Н₂О₂ (34 г). Это очень большая энергия: она больше, чем та, которая выделяется при образовании 1 моля HCl при взрыве смеси водорода и хлора; ее достаточно, чтобы полностью испарить в 2,5 раза больше воды, чем образуется в этой реакции. Опасны и концентрированные водные растворы Н₂О₂, в их присутствии легко самовоспламеняются многие органические соединения, а при ударе такие смеси могут взрываться. Для хранения концентрированных растворов используют сосуды из особо чистого алюминия или парафинированные стеклянные сосуды.

Чаще приходится встречаться с менее концентрированным 30%-ным раствором Н₂О₂, который называется пергидролем, но и такой раствор опасен: вызывает ожоги на коже (при его действии кожа сразу же белеет из-за обесцвечивания красящих веществ), при попадании примесей возможно взрывное вскипание. Разложение Н₂О₂ и его растворов, в том числе и взрывное, вызывают многие вещества, например, ионы тяжелых металлов, которые при этом играют роль катализатора, и даже пылинки.

Взрывы Н₂О₂ объясняются сильной экзотермичностью реакции, цепным характером процесса и значительным снижением энергии активации разложения Н₂О₂ в присутствии различных веществ, о чем можно судить по следующим данным:

Фермент каталаза содержится в крови; именно благодаря ей «вскипает» от выделения кислорода аптечная «перекись водорода», когда ее используют для дезинфекции порезанного пальца. Реакцию разложения концентрированного раствора Н₂О₂ под действием каталазы использует не только человек; именно эта реакция помогает жуку-бомбардиру бороться с врагами, выпуская в них горячую струю (см. ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА). Другой фермент – пероксидаза действует иначе: он не разлагает Н₂О₂, но в его присутствии происходит окисление других веществ пероксидом водорода.

Ферменты, влияющие на реакции пероксида водорода, играют большую роль в жизнедеятельности клетки. Энергию организму поставляют реакции окисления с участием поступающего из легких кислорода. В этих реакциях промежуточно образуется Н₂О₂, который вреден для клетки, так как вызывает необратимое повреждение различных биомолекул. Каталаза и пероксидаза совместно превращают Н₂О₂ в воду и кислород.

Реакция разложения Н₂О₂ часто протекает по радикально-цепному механизму (см. ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ), при этом роль катализатора заключается в инициировании свободных радикалов. Так, в смеси водных растворов Н₂О₂ и Fe²⁺ (так называемый реактив Фентона) идет реакция переноса электрона с иона Fe²⁺ на молекулу H₂O₂ с образованием иона Fe³⁺ и очень неустойчивого анион-радикала [H₂O₂]^. –, который сразу же распадается на анион ОН^– и свободный гидроксильный радикал ОН^. (см. СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ). Радикал ОН^. очень активен. Если в системе есть органические соединения, то возможны их разнообразные реакции с гидроксильными радикалами. Так, ароматические соединения и оксикислоты окисляются (бензол, например, превращается в фенол), непредельные соединения могут присоединить гидроксильные группы по двойной связи: СН₂=СН–СН₂ОН + 2ОН^. ® НОСН₂–СН(ОН)–СН₂–ОН, а могут вступить в реакцию полимеризации. В отсутствие же подходящих реагентов ОН^. реагирует с Н₂О₂ с образованием менее активного радикала НО₂^., который способен восстанавливать ионы Fe²⁺, что замыкает каталитический цикл:

H₂O₂ + Fe²⁺ ® Fe³⁺ + OH^. + OH^–

ОН^. + Н₂О₂ ® H₂O + HO₂^.

HO₂^. + Fe³⁺ ® Fe²⁺ + O₂ + H⁺

H⁺ + OH^– ® H₂O.

При определенных условиях возможно цепное разложение Н₂О₂, упрощенный механизм которого можно представить схемой

ОН^. + Н₂О₂ ® H₂O + HO₂^.₂^. + H₂O₂ ® H₂O + O₂ + OH^. и т.д.

Реакции разложения Н₂О₂ идут в присутствии различных металлов переменной валентности. Связанные в комплексные соединения, они часто значительно усиливают свою активность. Например, ионы меди менее активны, чем ионы железа, но связанные в аммиачные комплексы [Cu(NH₃)₄]²⁺, они вызывают быстрое разложение Н₂О₂. Аналогичное действие оказывают ионы Mn²⁺ связанные в комплексы с некоторыми органическими соединениями. В присутствии этих ионов удалось измерить длину цепи реакции. Для этого сначала измерили скорость реакции по скорости выделения из раствора кислорода. Затем в раствор ввели в очень малой концентрации (около 10^–5 моль/л) ингибитор – вещество, эффективно реагирующее со свободными радикалами и обрывающее таким образом цепь. Выделение кислорода сразу же прекратилось, но примерно через 10 минут, когда весь ингибитор израсходовался, снова возобновилось с прежней скоростью. Зная скорость реакции и скорость обрыва цепей, нетрудно рассчитать длину цепи, которая оказалась равной 10³ звеньев. Большая длина цепи обусловливает высокую эффективность разложения Н₂О₂ в присутствии наиболее эффективных катализаторов, которые с высокой скоростью генерируют свободные радикалы. При указанной длине цепи скорость разложения Н₂О₂ фактически увеличивается в тысячу раз.

Иногда заметное разложение Н₂О₂ вызывают даже следы примесей, которые почти не обнаруживаются аналитически. Так, одним из самых эффективных катализаторов оказался золь металлического осмия: сильное каталитическое действие его наблюдалось даже при разведении 1:10⁹, т.е. 1 г Os на 1000 т воды. Активными катализаторами являются коллоидные растворы палладия, платины, иридия, золота, серебра, а также твердые оксиды некоторых металлов – MnO₂, Co₂O₃, PbO₂ и др., которые сами при этом не изменяются. Разложение может идти очень бурно. Так, если маленькую щепотку MnO₂ бросить в пробирку с 30%-ным раствором Н₂О₂, из пробирки вырывается столб пара с брызгами жидкости. С более концентрированными растворами происходит взрыв. Более спокойно протекает разложение на поверхности платины. При этом на скорость реакции сильное влияние оказывает состояние поверхности. Немецкий химик Вальтер Шпринг провел в конце 19 в. такой опыт. В тщательно очищенной и отполированной платиновой чашке реакция разложения 38%-ного раствора Н₂О₂ не шла даже при нагревании до 60° С. Если же сделать иглой на дне чашки еле заметную царапину, то уже холодный (при 12° С) раствор начинает выделять на месте царапины пузырьки кислорода, а при нагревании разложение вдоль этого места заметно усиливается. Если же в такой раствор ввести губчатую платину, обладающую очень большой поверхностью, то возможно взрывное разложение.

Быстрое разложение Н₂О₂ можно использовать для эффектного лекционного опыта, если до внесения катализатора добавить к раствору поверхностно-активное вещество (мыло, шампунь). Выделяющийся кислород создает обильную белую пену, которую назвали «зубной пастой для слона».

Некоторые катализаторы инициируют нецепное разложение Н₂О₂, например:

H₂O₂ + 2I^– + 2H⁺ ® 2H₂O + I₂

I₂ + H₂O₂ ® 2I^– + 2H⁺ + O₂.

Нецепная реакция идет и в случае окисления ионов Fe²⁺ в кислых растворах: 2FeSO₄ + H₂O₂ + H₂SO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ + 2H₂O.

Поскольку в водных растворах почти всегда есть следы различных катализаторов (катализировать разложение могут и ионы металлов, содержащихся в стекле), к растворам Н₂О₂, даже разбавленным, при их длительном хранении добавляют ингибиторы и стабилизаторы, связывающие ионы металлов. При этом растворы слегка подкисляют, так как при действии чистой воды на стекло получается слабощелочной раствор, что способствует разложению Н₂О₂.

Все эти особенности разложения Н₂О₂ позволяют разрешить противоречие. Для получения чистого Н₂О₂ необходимо проводить перегонку при пониженном давлении, поскольку вещество разлагается при нагревании выше 70° С и даже, хотя очень медленно, при комнатной температуре (как сказано в Химической энциклопедии, со скоростью 0,5% в год). В таком случае, как же получена фигурирующая в той же энциклопедии температура кипения при атмосферном давлении, равная 150,2° С? Обычно в таких случаях используют физико-химическую закономерность: логарифм давления пара жидкости линейно зависит от обратной температуры (по шкале Кельвина), поэтому если точно измерить давление пара Н₂О₂ при нескольких (невысоких) температурах, то легко можно рассчитать, при какой температуре это давление достигнет 760 мм рт.ст. А это и есть температура кипения при обычных условиях.

Теоретически радикалы ОН^. могут образоваться и в отсутствие инициаторов, в результате разрыва более слабой связи О–О, но для этого нужна довольно высокая температура. Несмотря на относительно небольшую энергию разрыва этой связи в молекуле Н₂О₂ (она равна 214 кДж/моль, что в 2,3 раза меньше, чем для связи Н–ОН в молекуле воды), связь О–О все же достаточно прочная, чтобы пероксид водорода был абсолютно устойчив при комнатной температуре. И даже при температуре кипения (150° С) он должен разлагаться очень медленно. Расчет показывает, что при этой температуре разложение на 0,5% должно происходить тоже достаточно медленно, даже если длина цепи равна 1000 звеньев. Несоответствие расчетов и опытных данных объясняется каталитическим разложением, вызванным и мельчайшими примесями в жидкости и стенками реакционного сосуда. Поэтому измеренная многими авторами энергия активации разложения Н₂О₂ всегда значительно меньше, чем 214 кДж/моль даже «в отсутствие катализатора». На самом деле катализатор разложения всегда есть – и в виде ничтожных примесей в растворе, и в виде стенок сосуда, именно поэтому нагревание безводного Н₂О₂ до кипения при атмосферном давлении неоднократно вызывало взрывы.

В некоторых условиях разложение Н₂О₂ происходит очень необычно, например, если нагреть подкисленный серной кислотой раствор Н₂О₂ в присутствии иодата калия KIO₃, то при определенных концентрациях реагентов наблюдается колебательная реакция, при этом выделение кислорода периодически прекращается, а потом возобновляется с периодом от 40 до 800 секунд.

Химические свойства Н2О2.

Пероксид водорода – кислота, но очень слабая. Константа диссоциации H₂O₂H⁺ + HO₂^– при 25° С равна 2,4·10^–12, что на 5 порядков меньше, чем для H₂S. Средние соли Н₂О₂ щелочных и щелочноземельных металлов обычно называют пероксидами (см. ПЕРОКСИДЫ). При растворении в воде они почти полностью гидролизуются: Na₂O₂ + 2H₂O ® 2NaOH + H₂O₂. Гидролизу способствует подкисление растворов. Как кислота Н₂О₂ образует и кислые соли, например, Ва(НО₂)₂, NaHO₂ и др. Кислые соли менее подвержены гидролизу, но легко разлагаются при нагревании с выделением кислорода: 2NaHO₂ ® 2NaOH + O₂. Выделяющаяся щелочь, как и в случае Н₂О₂, способствует разложению.

Растворы Н₂О₂, особенно концентрированные, обладают сильным окислительным действием. Так, при действии 65%-ного раствора Н₂О₂ на бумагу, опилки и другие горючие вещества они воспламеняются. Менее концентрированные растворы обесцвечивают многие органические соединения, например, индиго. Необычно идет окисление формальдегида: Н₂О₂ восстанавливается не до воды (как обычно), а до свободного водорода: 2НСНО + Н₂О₂ ® 2НСООН + Н₂. Если взять 30%-ный раствор Н₂О₂ и 40%-ный раствор НСНО, то после небольшого подогрева начинается бурная реакция, жидкость вскипает и пенится. Окислительное действие разбавленных растворов Н₂О₂ больше всего проявляется в кислой среде, например, H₂O₂ + H₂C₂O₄ ® 2H₂O + 2CO₂, но возможно окисление и в щелочной среде:

Na[Sn(OH)₃] + H₂O₂ + NaOH ® Na₂[Sn(OH)6]; 2K₃[Cr(OH)6] + 3H₂O₂ ® 2KCrO₄ + 2KOH + 8H₂O.

Окисление черного сульфида свинца до белого сульфата PbS + 4H₂O₂ ® PbSO₄ + 4H₂O можно использовать для восстановления потемневших свинцовых белил на старых картинах. Под действием света идет окисление и соляной кислоты:

H₂O₂ + 2HCl ® 2H₂O + Cl₂. Добавление Н₂О₂ к кислотам сильно увеличивает их действие на металлы. Так, в смеси H₂O₂ и разбавленной H₂SO₄ растворяются медь, серебро и ртуть; иод в кислой среде окисляется до иодной кислоты HIO₃, сернистый газ – до серной кислоты и т.д.

Необычно происходит окисление калий-натриевой соли винной кислоты (сегнетовой соли) в присутствии хлорида кобальта в качестве катализатора. В ходе реакции KOOC(CHOH)₂COONa + 5H₂O₂ ® KHCO₃ + NaHCO₃ + 6H₂O + 2CO₂ розовый CoCl₂ изменяет цвет на зеленый из-за образования комплексного соединения с тартратом – анионом винной кислоты. По мере протекания реакции и окисления тартрата комплекс разрушается и катализатор снова розовеет. Если вместо хлорида кобальта использовать в качестве катализатора медный купорос, то промежуточное соединение, в зависимости от соотношения исходных реагентов, будет окрашено в оранжевый или зеленый цвет. После окончания реакции восстанавливается синий цвет медного купороса.

Совершенно иначе реагирует пероксид водорода в присутствии сильных окислителей, а также веществ, легко отдающих кислород. В таких случаях Н₂О₂ может выступать и как восстановитель с одновременным выделением кислорода (так называемый восстановительный распад Н₂О₂), например:

2KMnO₄ + 5H₂O₂ + 3H₂SO₄ ® K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5O₂ + 8H₂O;

Ag₂O + H₂O₂ ® 2Ag + H₂O + O₂;

О₃ + Н₂О₂ ® H₂O + 2O₂;

NaOCl + H₂O₂ ® NaCl + H₂O + O₂.

Последняя реакция интересна тем, что в ней образуются возбужденные молекулы кислорода, которые испускают оранжевую флуоресценцию (см. ХЛОР АКТИВНЫЙ). Аналогично из растворов солей золота выделяется металлическое золото, из оксида ртути получается металлическая ртуть и т.д. Такое необычное свойство Н₂О₂ позволяет, например, провести окисление гексацианоферрата(II) калия, а затем, изменив условия, восстановить продукт реакции в исходное соединение с помощью того же реактива. Первая реакция идет в кислой среде, вторая – в щелочной:

2K₄[Fe(CN)₆] + H₂O₂ + H₂SO₄ ® 2K₃[Fe(CN)₆] + K₂SO₄ + 2H₂O;

2K₃[Fe(CN)₆] + H₂O₂ + 2KOH ® 2K₄[Fe(CN)₆] + 2H₂O + O₂.

(«Двойственный характер» Н₂О₂ позволил одному преподавателю химии сравнить пероксид водорода с героем повести известного английского писателя Стивенсона Странная история доктора Джекила и мистера Хайда, под влиянием придуманного им состава он мог резко изменять свой характер, превращаясь из добропорядочного джентльмена в кровожадного маньяка.)

Получение Н2О2.

Молекулы Н₂О₂ всегда получаются в небольших количествах при горении и окислении различных соединений. При горении Н₂О₂ образуется либо при отрыве атомов водорода от исходных соединений промежуточными гидропероксидными радикалами, например: HO₂^. + CH₄ ® H₂O₂ + CH₃^., либо в результате рекомбинации активных свободных радикалов: 2ОН^. ® Н₂О₂, Н^. + НО₂^. ® Н₂О₂. Например, если кислородно-водородное пламя направить на кусок льда, то растаявшая вода будет содержать в заметных количествах Н₂О₂, образовавшийся в результате рекомбинации свободных радикалов (в пламени молекулы Н₂О₂ немедленно распадаются). Аналогичный результат получается и при горении других газов. Образование Н₂О₂ может происходить и при невысокой температуре в результате различных окислительно-восстановительных процессов.

В промышленности пероксид водорода уже давно не получают способом Тенара – из пероксида бария, а используют более современные методы. Один из них – электролиз растворов серной кислоты. При этом на аноде сульфат-ионы окисляются до надсульфат-ионов: 2SO₄^2– – 2e ® S₂O₈^2–. Надсерная кислота затем гидролизуется:

H₂S₂O₈ + 2H₂O ® H₂O₂ + 2H₂SO₄.

На катоде, как обычно, идет выделение водорода, так что суммарная реакция описывается уравнением 2H₂O ® H₂O₂ + H₂. Но основной современный способ (свыше 80% мирового производства) – окисление некоторых органических соединений, например, этилантрагидрохинона, кислородом воздуха в органическом растворителе, при этом из антрагидрохинона образуются Н₂О₂ и соответствующий антрахинон, который потом снова восстанавливают водородом на катализаторе в антрагидрохинон. Пероксид водорода извлекают из смеси водой и концентрируют перегонкой. Аналогичная реакция протекает и при использовании изопропилового спирта (она идет с промежуточным образованием гидропероксида): (СН₃)₂СНОН + О₂ ® (СН₃)₂С(ООН)ОН ® (СН₃)₂СО + Н₂О₂. При необходимости образовавшийся ацетон также можно восстановить до изопропилового спирта.

Применение Н2О2.

Пероксид водорода находит широкое применение, а его мировое производство исчисляется сотнями тысяч тонн в год. Его используют для получения неорганических пероксидов, как окислитель ракетных топлив, в органических синтезах, для отбеливания масел, жиров, тканей, бумаги, для очистки полупроводниковых материалов, для извлечения из руд ценных металлов (например, урана путем перевода его нерастворимой формы в растворимую), для обезвреживания сточных вод. В медицине растворы Н₂О₂ применяют для полоскания и смазывания при воспалительных заболеваниях слизистых оболочек (стоматиты, ангина), для лечения гнойных ран. В пеналах для хранения контактных линз в крышку иногда помещают очень небольшое количество платинового катализатора. Линзы для их дезинфекции заливают в пенале 3%-ным раствором Н₂О₂, но так как этот раствор вреден для глаз, пенал через некоторое время переворачивают. При этом катализатор в крышке быстро разлагает Н₂О₂ на чистую воду и кислород.

Когда-то модно было обесцвечивать волосы «перекисью», сейчас для окраски волос существуют более безопасные составы.

В присутствии некоторых солей пероксид водорода образует как бы твердый «концентрат», который удобнее перевозить и использовать. Так, если к сильно охлажденному насыщенному раствору борнокислого натрия (буры) добавить Н₂О₂ в присутствии, постепенно образуются большие прозрачные кристаллы пероксобората натрия Na₂[(BO₂)₂(OH)₄]. Это вещество широко используется для отбеливания тканей и как компонент моющих средств. Молекулы Н₂О₂, как и молекулы воды, способны внедряться в кристаллическую структуру солей, образуя подобие кристаллогидратов – пероксогидраты, например, К₂СО₃·3Н₂О₂, Na₂CO₃·1,5H₂O; последнее соединение широко известное под названием «персоль». Так называемый «гидроперит» CO(NH₂)₂·H₂O₂ представляет собой клатрат – соединение включения молекул Н₂О₂ в пустоты кристаллической решетки мочевины.

В аналитической химии с помощью пероксида водорода можно определять некоторые металлы. Например, если к раствору соли титана(IV) – сульфата титанила добавить пероксид водорода, раствор приобретает ярко-оранжевый цвет вследствие образования надтитановой кислоты:

TiOSO₄ + H₂SO₄ + H₂O₂ ® H₂[TiO₂(SO₄)₂] + H₂O. Бесцветный молибдат-ион MoO₄^2– окисляется Н₂О₂ в интенсивно окрашенный в оранжевый цвет пероксидный анион. Подкисленный раствор дихромата калия в присутствии Н₂О₂ образует надхромовую кислоту: K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ + 5H₂O₂ ® H₂Cr₂O₁₂ + K₂SO₄ + 5H₂O, которая довольно быстро разлагается: H₂Cr₂O₁₂ + 3H₂SO₄ ® Cr₂(SO₄)₃ + 4H₂O + 4O₂. Если сложить эти два уравнения, получится реакция восстановления пероксидом водорода дихромата калия:

K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ + 5H₂O₂ ® Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 9H₂O + 4O₂.

Надхромовую кислоту можно извлечь из водного раствора эфиром (в растворе эфира она значительно более устойчива, чем в воде). Эфирный слой при этом окрашивается в интенсивный синий цвет.

Илья Леенсон

Химики научились предсказывать устойчивость кристаллических соединений пероксида водорода

Сотрудники Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова (ИОНХ) РАН провели комплексный анализ известных на данный момент кристаллических соединений пероксида водорода и обнаружили, какие из них являются наиболее стабильными. Результаты работы 

опубликованы в журнале Crystal Growth and Design. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). 

Ученые ИОНХ РАН ведут разработки, нацеленные на создание новых литий- и натрий-ионных аккумуляторов с улучшенными электрохимическими характеристиками, но которые были бы при этом недорогими и экологически безопасными в производстве и утилизации. Возможность создания таких технологий в значительной мере определяется решением научных проблем химии материалов, в частности проблемой создания новых эффективных электродных материалов. Разработанный учеными «пероксидный» метод подразумевает применение в качестве исходных систем пероксосоединений. Использование недорогих и нетоксичных пероксидсодержащих прекурсоров позволит предложить принципиально новые экологически безопасные и экономически выгодные способы получения электродов для аккумуляторов нового поколения.

Пероксид водорода – эффективный и экологически безопасный окислитель, который широко применяется в медицине, быту и промышленности. Его используют в виде водных растворов, а также в составе кристаллических соединений (пероксосольватов) с карбонатом натрия и мочевиной. Вместе с тем, такие пероксосольваты обладают рядом свойств, ограничивающих их применение: значительно повышают кислотность среды, кроме того, их растворы имеют неприятный запах (в случае мочевины).

Пероксосольваты до сих пор остаются малоизученным классом химических соединений, для которых характерно замещение молекул пероксида водорода молекулами воды, что затрудняет их синтез из водных растворов. В работе, опубликованной в Crystal Growth & Design, российские химики провели анализ всех известных кристаллических соединений пероксида водорода (из них более 30 синтезировали сами) и описали характер водородных связей с участием молекул пероксида водорода, поскольку именно эти взаимодействия определяют стабильность кристаллов.

Химики из ИОНХ РАН впервые показали, что молекула пероксида водорода всегда участвует в образовании двух водородных связей в качестве донора протона, и соединения, которые образуют устойчивые кристаллы с пероксидом водорода, должны уметь легко «принимать» протоны пероксида водорода – быть хорошими акцепторами.

«Некоторые пероксосольваты, для которых характерно замещение пероксида молекулами воды, могут быть получены только из растворов пероксида водорода высокой концентрации (выше 90%). В нашей лаборатории традиционно проводятся синтезы с высококонцентрированным пероксидом водорода, и данная работа находится в ряду таких исследований. Мы на протяжении многих лет сотрудничаем с лабораторией кристаллохимии и рентгеноструктурного анализа, где под руководством кандидата химических наук Андрея Чуракова изучается кристаллическая структура синтезированных нами пероксосольватов. Для нас очень важно, что синтез и исследование структуры проводятся в одном институте, ИОНХ РАН, это позволяет избегать проблем, связанных с транспортировкой высококонцентрированных пероксидных растворов», – рассказал руководитель исследования, доктор химических наук Петр Приходченко.

Твердый электролит помог напрямую синтезировать перекись водорода

Американские химики разработали систему прямого электрохимического синтеза раствора пероксида водорода концентрацией до 20 процентов из водорода и кислорода. С помощью электрохимической ячейки из платиноуглеродного анода, катода из технического углерода и твердого электролита между ними авторам статьи, опубликованной в Science, удалось раздельно окислить водород и восстановить кислород, после чего в потоке воды ионы в твердом электролите образовывали пероксид водорода. Полученный раствор оказался достаточной чистоты, чтобы использовать его непосредственно из устройства.

На сегодняшний день в мире пероксид водорода в основном производят непрямым и весьма энергозатратным антрахиноновым методом. Технология включает множество дорогостоящих стадий очистки и дистилляции, необходимых, чтобы получить растворы приемлемой для продажи концентраций. Более того, пероксид водорода очень нестабилен и может взрываться, что делает его опасным для хранения и перевозки.

Многие исследователи пытаются создать технологии прямого синтеза перекиси из кислорода и водорода. Ранее уже даже разработали подобный метод для эффективного производства в промышленных масштабах, однако смесь этих газов, которая должна находиться под большим давлением, может самопроизвольно воспламеняться и взрываться.

Чуань Ся (Chuan Xia) с коллегами из Университета Райса предложили разделить потоки газов, окислять водород до протонов, восстанавливать кислород до HO₂^— в присутствии воды, и только затем объединять потоки в порах твердого электролита, способном пропускать ионы, в результате чего образовывался раствор пероксида водорода.

Схематическое изображение электрохимического синтеза перекиси водорода. Кислород и водород соответсятвенно восстанавливаются и окисляются, сквозь ионообменные мембраны ионы попадают в пористый твердый электролит, где происходит образование пероксида в потоке воды, с которой он покидает устройство

Chuan Xia et al., / Science, 2019

В качестве материала анода авторы выбрали высокоэффективный и селективный платиноуглеродный катализатор, а для восстановления кислорода на катоде использовали дешевый, но эффективный технический углерод, окисленный азотной кислотой.

Катод оказался достаточно селективным, чтобы обеспечить восстановление только кислорода, молекулярный водород на этом электроде не образовывался. Все из опробованных неорганических и органических твердых электролитов оказались по эффективности сравнимыми с привычными водными растворами электролитов.

Регулируя скорость образования анионов HO₂^— или потока воды, авторы получали чистые растворы пероксида с концентрациями от сотен ppm (миллионных долей) до двадцати весовых процентов. Однако повышая желаемую концентрацию, уменьшалась селективность восстановления кислорода. По словам авторов, это произошло из-за смещения химического равновесия, системе стало энергетически выгоднее образовывать воду.

Устройство смогло проработать без остановки 100 часов, в течение всего времени ни селективность, ни активность катализаторов не ухудшалась. Помимо долговечности, оно оказалось и малозатратным по энергии. Всего 0,61 вольт понадобилось, чтобы обеспечить производство 130 грамм пероксида на один грамм катализатора в час. А концентрации веществ, которые могли попасть в раствор из материалов устройства (железо, натрий, сера, платина) оказались достаточно низкими, чтобы полученную перекись можно было сразу использовать, без очистки.

Для удешевления процесса, авторы предложили получать протоны не из чистого водорода, а окислением воды, и подавать на катод воздух, а не чистый кислород. Для работы такой системы пришлось приложить бóльшее напряжение (почти три вольта), но селективность образования перекиси сохранилась, с образованием потока почти 85 граммов перекиси на грамм катализатора в час.

Чтобы продемонстрировать применимость устройства, авторы очистили перекисью дождевую воду от органических веществ до концентраций, установленных нормами. По словам исследователей, очищать воду этим методом намного безопасней чем хлором, так как при хлорировании могут образовываться токсичные вещества.

Недавно ученые обнаружили, что пероксид водорода может образовываться самопроизвольно на поверхности мелких капель воды.

Алина Кротова

Самопроизвольное образование перекиси водорода из водных микрокапель

H

₂ O ₂ Генерация в микрокаплях с помощью H ₂ O ₂ -чувствительного флуоресцентного зонда.

Чтобы исследовать производство H ₂ O ₂ в водной микрокапле, мы использовали H ₂ O ₂ -чувствительный водорастворимый флуоресцентный зонд, пероксифтор-1 (PF-1), о котором сообщалось ранее. Чанг с соавторами (15, 16). Известно, что соединение PF-1, которое не является флуоресцентным, избирательно реагирует на H ₂ O ₂ с высвобождением флуоресцеина (рис.1 А ). В объемной воде флуоресценция наблюдалась из раствора 10 мкМ PF-1 и 100 мкМ H ₂ O ₂ ( SI Приложение , рис. S1), но флуоресценция не наблюдалась в отсутствие H ₂ O ₂ ( SI Приложение , рис. S2). Водный раствор, содержащий 10 мкМ PF-1, распыляли на поверхность стекла, обработанную гидрофобным силаном. Полученные микрокапли на подложке анализировали с помощью конфокальной микроскопии, чтобы установить связь между диаметром микрокапли и наблюдаемой интенсивностью флуоресценции (рис.1 В ). Сильное флуоресцентное излучение наблюдали от микрокапель, содержащих 10 мкМ PF-1, но не в объемной воде (рис. 1 C ). Эти наблюдения показывают, что H ₂ O ₂ образовывался в микрокаплях, но не в обнаруживаемых количествах в объемной воде или на границе раздела вода-воздух в объемной воде (рис. 1 C , справа ).

Рис. 1.

Флуоресцентная визуализация спонтанного образования пероксида водорода в водных микрокаплях: ( A ) схема реакции между PF-1 и пероксидом водорода; ( B ) схема установки конфокального микроскопа для визуализации микрокапель; и ( C ) изображения светлого поля и флуоресценции микрокапель (от 2 мкм до 17 мкм в диаметре) в точке слева, и объемной воды в точке , справа, , включая плоскую границу раздела воздух-объем-вода.Каждый образец содержит 10 мкМ PF-1. Только микрокапли демонстрируют флуоресценцию флуоресцеина, вызванную расщеплением PF-1 H ₂ O ₂ . (Масштабная шкала, 20 мкм.)

Рис. 2 A — C показывает светлопольные и флуоресцентные изображения микрокапель диаметром 160, 50 и 16 мкм соответственно. Более высокая интенсивность флуоресценции наблюдалась для микрокапель с меньшим диаметром, что указывает на то, что выход H ₂ O ₂ увеличивается по мере уменьшения размера микрокапель.Подробный анализ взаимосвязи между интенсивностью флуоресценции и размером микрокапель показал, что интенсивность флуоресценции значительно увеличивается ниже диаметра ∼20 мкм (рис. 2 D ).

Рис. 2.

Зависимость интенсивности флуоресценции от размера микрокапель. Светлопольные и флуоресцентные изображения микрокапель, содержащих 10 мкМ PF-1, с диаметрами ( A ) 160 мкм, ( B ) 50 мкм и ( C ) 16 мкм. ( D ) Взаимосвязь между интенсивностью флуоресценции и диаметром микрокапель, указывающая на то, что более высокая концентрация перекиси водорода образуется в более мелких микрокаплях.( Вставка ) Интенсивность флуоресценции в зависимости от диаметра микрокапли от 1 мкм до 50 мкм. (Шкала 30 мкм.)

Подтверждение образования H

₂ O ₂ в микрокаплях с помощью масс-спектрометрии и ЯМР.

Мы дополнительно подтвердили производство H ₂ O ₂ в водных микрокаплях путем анализа расщепления 4-карбоксифенилбороновой кислоты (4-CPB) с помощью H ₂ O ₂ , что дает борную кислоту и 4- гидроксибензойная кислота (4-HB) (рис.3 А ). Водный раствор 100 мкМ 4-CPB распыляли в масс-спектрометр для анализа. В дополнение к родительскому пику с центром при соотношении массы к заряду 165,0359 ( m / z ) (4-CPB) наблюдались небольшие пики при 137,0240 m / z и 61,0103 m / z (рис. 3 B). ), что соответствует 4-HB и борной кислоте. Раствор, содержащий 4-CPB, распыляли в пробирку для сбора, повторно растворяли в воде и затем повторно распыляли. Этот процесс повторялся до 7 раз, и относительное количество ионов как 4-HB, так и борной кислоты линейно увеличивалось после каждого распыления (рис.3 С ). Этот результат показывает, что наблюдаемые продукты расщепления бороновой кислоты действительно являются результатом реакции с H ₂ O ₂ внутри распыленных микрокапель, а не следовых примесей или газофазных реакций в масс-спектрометре.

Рис. 3.

Молекулярная сигнатура производства H ₂ O ₂ в водных микрокаплях с использованием зонда бороновой кислоты в зависимости от последовательных распылений. ( A ) Схема реакции H ₂ O ₂ -промотируемое деборилирование 4-CPB.( B ) Масс-спектр водных микрокапель, содержащих 100 мкМ 4-CPB и 10 мкМ бензоат натрия (в качестве внутреннего стандарта) при седьмом последовательном распылении. ( C ) Нормализованное количество ионов 4-CPB (фиолетовый, 165 m / z ) исходного материала и H ₂ O ₂ продуктов деборилирования, 4-HB кислота (красный, 137 m / z ). ) и борной кислоты (синий, 61 m / z ) с помощью нескольких распылителей. Планки погрешностей представляют 3 повтора для спреев с 1 по 4 и 2 повтора для спрея 5.

Был проведен дополнительный эксперимент, чтобы оценить, происходит ли образование фенола 4-HB из 4-CPB из H ₂ O ₂ , образованного в микрокаплях, а не из другой побочной реакции арилбороновой кислоты в микрокаплях. В этом эксперименте D ₂ O распыляли и собирали 3 раза. Полученный раствор добавляли к 100-мкМ раствору фенилбороновой кислоты (PB) D ₂ O и эту смесь инкубировали в течение ночи при комнатной температуре.Анализ полученного раствора с помощью ЯМР ¹ H показал, что ~ 30% PB было преобразовано в фенол. Этот результат указывает на то, что перекись водорода образуется в водных микрокаплях и что перекись водорода может быть собрана и использована для последующих реакций (см. SI Приложение , рис. S3 и раздел S2 для получения более подробной информации). Этот дополнительный эксперимент также показывает, что то, что мы наблюдали с помощью масс-спектрометрии, не является артефактом или результатом испарения микрокапель в нагретом капиллярном входе.

Количественное определение H

₂ O ₂ Производство микрокапель.

Количественный анализ продукции H ₂ O ₂ из водных микрокапель был проведен с оксалатом титана калия (PTO, K ₂ TiO (C ₂ O ₄ ) ₂ · H ₂ O) титрование и анализ тест-полосок на пероксид (Movie S1). Согласие между этими двумя методами количественной оценки было подтверждено с использованием стандартного раствора H ₂ O ₂ ( SI Приложение , рис.S4). На рис. 4 A показаны спектры поглощения 0,1 М раствора PTO с различными концентрациями H ₂ O ₂ , а также с образцом микрокапли. Как показано на фиг. 4 B , выход продукции H ₂ O ₂ составлял ~ 30 мкМ (~ 1 часть на миллион [ppm]).

Рис. 4.

H ₂ O ₂ Концентрация в зависимости от различных условий эксплуатации. ( A ) Спектр поглощения водного раствора ФТО с добавленным H ₂ O ₂ .Пример спектра микрокапли красным цветом. ( B ) Калибровочная кривая при 400 нм от A . Красный кружок представляет концентрацию H ₂ O ₂ , созданную из водных микрокапель, полученную из спектров в A . ( C ) Эффект изменения распыляющего газа. ( D ) Эффект растворения различных газов в воде. И C , и D измеряются с помощью тест-полосок на пероксид. Планки погрешностей представляют 1 стандартное отклонение от 3 измерений.

Количественное сравнение выхода продукции H ₂ O ₂ для микрокапель разного размера было получено путем контроля размера микрокапель с различными давлениями распыляющего газа N ₂ . Мы обнаружили, что выход продукции H ₂ O ₂ обратно пропорционален размеру микрокапель ( SI Приложение , рис. S5), что согласуется с наблюдением более высокого флуоресцентного излучения PF-1 для более мелких микрокапель (рис. .2 D ).

Механизм образования H

₂ O ₂ в микрокаплях.

Твердо установив, что H ₂ O ₂ образуется в водных микрокаплях, мы исследовали возможные пути его образования. Водород должен происходить из воды, но есть 2 исходных источника кислорода для образования H ₂ O ₂ : вода и атмосферный O ₂ . Сначала мы измерили продукцию H ₂ O ₂ при различных газах распыления: сухом воздухе, N ₂ и O ₂ с использованием пероксидных тест-полосок (рис.4 С ). Замена газа с N ₂ на воздух не привела к значительному изменению выхода H ₂ O ₂ . Замена газа из воздуха на O ₂ привела к снижению выхода H ₂ O ₂ , что свидетельствует о том, что реакции, которые генерируют H ₂ O ₂ в микрокаплях, не включают кислород воздуха в качестве реагента. . Кроме того, мы исследовали, является ли растворенный кислород источником, путем измерения выхода H ₂ O ₂ после барботирования воды с помощью O ₂ в течение разной продолжительности (рис.4 D ). Количество образовавшейся H ₂ O ₂ уменьшилось в зависимости от времени, затраченного на барботирование O ₂ . Эти данные показывают, что H ₂ O ₂ образовался из водных микрокапель, а не в результате окисления атмосферным или растворенным кислородом. Уменьшение выхода H ₂ O ₂ при растворении кислорода в микрокаплях воды может быть вызвано захватом кислорода с образованием пергидроксильного радикала, препятствующего образованию H ₂ O ₂ (17).

Вода плохо окисляется или восстанавливается, если она не подвергается воздействию сильных окислителей, восстановителей или приложенного напряжения. Существует несколько возможных источников образования H ₂ O ₂ , включая трибоэлектрический эффект, асимметричное разделение зарядов во время деления микрокапель, контактную электризацию и окисление воды собственным поверхностным потенциалом поверхности микрокапли воды. Мы рассмотрели каждую возможность. Во-первых, окисление воды может быть вызвано электризацией потока (18) между водой и капилляром.Мы изучили эту возможность, измерив выход продукции H ₂ O ₂ в микрокаплях с различной длиной капилляров. По существу, никакой разницы в производительности не наблюдалось ( SI Приложение , рис. S6). Если бы явление было вызвано поточной электрификацией, можно было бы ожидать, что выход продукции будет пропорционален длине капилляра. Мы также исследовали выход продукции с использованием различных капиллярных материалов, включая диоксид кремния, простой полиэфирэфиркетон и плавленый диоксид кремния, покрытый фенилметилполисилоксаном (DB-5, Agilent Technologies).Мы не наблюдали разницы в производительности ( SI Приложение , Рис. S7). Мы также проверили возможность электризации между водой и распыляющим газом под давлением, являющимся причиной окисления воды, сравнив выход продукции H ₂ O ₂ из распыления микрокапель и большого объема воды, продуваемой тем же сухим N ₂ газ на несколько часов. Образование H ₂ O ₂ в толще воды при контакте с потоком газа N ₂ отсутствовало.Эти данные предполагают, что электрификация не может быть причиной.

Поскольку электризация может происходить за счет переноса заряда между капилляром кремнезема и водой внутри капилляра, мы измерили выход H ₂ O ₂ после замены капилляра кремнезема на капилляр из нержавеющей стали с заземлением и без него (0 В) . SI Приложение , рис. S8 ясно показывает, что нет никакой разницы в производительности, демонстрируя, что перенос заряда между кремнеземным капилляром и водой внутри капилляра не был источником окисления воды.

Мы также рассмотрели, могут ли быть причиной асимметричное деление микрокапель и несбалансированное образование суммарного заряда во время деления и испарения капель (19). Ранее мы сообщали, что водные микрокапли сохраняют свой размер при минимальном испарении до ∼130 мкс времени движения микрокапель (20, 21). Более того, было измерено, что асимметричное деление происходит в более длительном масштабе времени (22). Мы действительно наблюдали образование H ₂ O ₂ на небольшом расстоянии с временем реакции менее ∼100 мкс.Этот результат показывает, что деление или испарение капель не может быть основной причиной образования H ₂ O ₂ .

Четвертая возможность — это образование H ₂ O ₂ в результате спонтанного окисления воды сильным собственным электрическим полем на границе раздела микрокапель вода-воздух. Несколько факторов, уникальных для микрокапель, могут быть ответственны за предложенный нами механизм, когда электрическое поле генерирует гидроксильные радикалы из OH ^—, которые рекомбинируют в H ₂ O ₂ (рис.5). Во-первых, поверхность раздела микрокапли воздух-вода имеет сильное электрическое поле порядка 10 ⁹ В / м (23). Этой напряженности электрического поля достаточно, чтобы ионизировать гидроксид-ионы с образованием гидроксильных радикалов. Кроме того, в микрокаплях ионы гидроксония и гидроксид-ионы разделены и неоднородно распределены (24), что увеличивает напряженность электрического поля на поверхности микрокапли. Это рассуждение подтверждается нашим наблюдением более высокой эффективности производства H ₂ O ₂ для более мелких микрокапель, которые имеют увеличенную кривизну, что вызывает накопление заряда на поверхности и тем самым увеличивает напряженность электрического поля.Во-вторых, окислительно-восстановительный потенциал может быть сдвинут электрическим полем или локальным изменением pH (25) в микрокаплях (24). Кроме того, было показано, что pK _a и окислительно-восстановительный потенциал на границе раздела вода-воздух смещается от такового в объеме, предполагая, что поверхность микрокапли способствует окислительно-восстановительным реакциям, обеспечивая энергетически благоприятную среду (26–29). Эти изменения окислительно-восстановительного потенциала могут снизить энергетический барьер для окисления воды на поверхности микрокапли, как мы наблюдали ранее, как уменьшенный барьер свободной энергии для фосфорилирования рибозы в микрокаплях (30).Ранее мы показали самопроизвольное образование гидроксильных радикалов в микрокаплях воды с использованием салицилата (31), который при взаимодействии с радикалами ОН образует 2,3-дигидроксибензойную кислоту и 2,5-дигидроксибензойную кислоту (2). Работа Du et al. (32) показывает, что радикалы ОН легко объединяются с образованием H ₂ O ₂ в присутствии воды. Нам неизвестна судьба высвободившихся электронов, но, возможно, они могут быть приняты жидкой водой или использованы для восстановления ионов водорода в воде (33, 34).

Рис. 5.

Предлагаемый механизм образования H ₂ O ₂ на границе раздела микрокапель воздух-вода. Во-первых, автоионизация воды до H ⁺ и OH ^— легко происходит на границе раздела воздух-вода микрокапли и рядом с ней. Затем из-за градиента pH и электрического поля образуются радикалы OH, высвобождая сольватированный электрон. Наконец, радикалы 2 OH на границе раздела микрокапли воды и вблизи нее рекомбинируют с образованием H ₂ O ₂ .

Хорошо известно, что капли дождя содержат перекись водорода (35, 36). Считается, что образование перекиси водорода имеет фотохимическое происхождение, начиная с ультрафиолетового (УФ) фотолиза O ₃ (37). Положительная корреляция между дневным временем и количеством H ₂ O ₂ , обнаруженного в каплях дождя, ясно указывает на то, что фотолиз O ₃ будет основным источником H ₂ O ₂ . Однако концентрация H ₂ O ₂ примерно 10 мкМ, аналогичная концентрации, описанной в этой работе, обнаруживается в ночных каплях дождя, что предполагает наличие другого механизма образования H ₂ O ₂ в облака.Таким образом, настоящее исследование может помочь объяснить хорошо известный факт поведения природы. Кроме того, мы обнаружили, что выход продукции H ₂ O ₂ увеличивался при облучении микрокапель ультрафиолетовым (254 нм) светом, но не подвергался влиянию видимого света, подтверждая, что производство H ₂ O ₂ из микрокапель воды возникло не по фотохимическому происхождению ( SI Приложение , рис. S9)

Перекись водорода — обзор

5.1 Введение

Перекись водорода — универсальный и широко используемый окислительный отбеливатель в целлюлозно-бумажной промышленности (Anderson, 1992; Anderson and Amini, 1996; Gullichsen, 2000; Troughton and Sarot, 1992; Nelson et al., 1995, 1998). ; Lachenal et al., 1992, 1996; Reeve, 1996; Pikka et al., 2000; Beeman and Reichert, 1953; Holladay and Solari, 1963; Andrews and Singh, 1979). Он разлагается, давая только воду и кислород, поэтому идеально подходит для применений, в которых воздействие на окружающую среду сточных вод должно быть минимальным.В области химического отбеливания целлюлозы перекись водорода используется в основном в качестве усиления существующих стадий отбеливания (Anderson, 1992; Anderson and Amini, 1996). Многие заводы используют перекись водорода в качестве усиления на стадии экстракции после хлорирования, с дополнительным усилением кислородом или без него, а также на второй стадии экстракции. Перекись водорода в щелочной экстракции позволяет сократить использование хлорированных соединений, а также дает ряд улучшений качества целлюлозной массы и сточных вод заводов отбеливания (Walsh et al., 1991). Мельницы также используют пероксид для уменьшения общего количества применяемого диоксида хлора на последней стадии D. На заключительной стадии или в отбеленном ящике для хранения высокой плотности пероксид является хорошим осветляющим агентом и может обеспечить повышенную стабильность белизны. Когда пероксид используется для усиления стадии экстракции, условия процесса относительно мягкие, и разложение не является основным фактором. Однако, когда пероксид используется в качестве первичного отбеливающего и делигнификационного реагента, обычно необходимо работать на стадии пероксида при более высоких температурах (> 100 ° C) и под давлением (Lachenal et al., 1992; Карлос и др., 1980). В этих условиях необходимо управлять двумя конкурирующими реакциями (отбеливание целлюлозы и разложение пероксида). Поскольку переходные металлы катализируют разложение перекиси водорода, эту нежелательную реакцию необходимо минимизировать путем снижения содержания металлов в пульпе. Специально разработанные ступени подачи перекиси водорода (PO) под давлением были установлены на промышленных предприятиях и привели к улучшению реакции отбеливания при более низком потреблении перекиси водорода (Tibbling and Dillner, 1993; Dillner and Tibbling, 1994; Germgard and Norden, 1994).Коммерческие последовательности, объединяющие стадию озона и стадию (PO), приняли форму OZQ (PO).

Условия этих усиленных стадий экстракции обычно соответствуют условиям исходных стадий экстракции на мельнице. К счастью, перекись водорода хорошо работает в обычных условиях экстракции в обычной последовательности, и использование хлора и отбеливающих химикатов на основе хлора можно сократить с помощью умелого применения умеренных количеств перекиси водорода. Необходимость сокращения использования газообразного хлора для отбеливания целлюлозы больше не является предметом обсуждения.Давление рынка все в большей степени подталкивает целлюлозные заводы к сокращению выбросов всех сточных вод с конечной целью полностью закрыть завод. Если рециркулирующие потоки содержат хлорид-ионы, то закрыть комбинат будет сложно из-за их высокой коррозионной активности. Как следствие, одним из этапов на пути к закрытию завода является разработка жизнеспособной, полностью свободной от хлора (TCF) последовательности. В краткосрочной перспективе последовательность TCF позволит предприятиям работать с наименьшим загрязнением окружающей среды, в то время как будут разработаны необходимые процессы рециркуляции.Кроме того, процесс отбеливания TCF не вызывает образования хлорорганических веществ в целлюлозе.

Перекись водорода является сильным кандидатом для использования в последовательностях TCF (van Lierop et al., 1993; Troughton et al., 1994; Lapierre et al., 1995b). Перекись водорода наиболее известна своими реакциями отбеливания при щелочном pH при механическом и химическом отбеливании целлюлозы, а также при удалении краски. Перекись водорода также может использоваться в качестве исходного химического вещества для производства пероксикислот. Пероксикислоты, которые обладают более высоким окислительным потенциалом, чем пероксид водорода, способны селективно окислять лигнин (Basta et al., 1994a; Амини и Вебстер, 1994; Либерготт, 1994; Андерсон и др., 1995; Seccombe et al., 1994; Geng et al., 1993; Девенинс и др., 1993, 1994a, b; Поппиус-Левлин и др., 1991; Лай и Сарканен, 1968). Пероксикислоты могут увеличить порог белизны целлюлозы TCF на 3–4 пункта при применении в начале последовательности отбеливания крафт-целлюлозы (Basta et al., 1994a). Они также исследуются как средства активации кислородных стадий и стадий отбеливания перекисью водорода (Amini and Webster, 1994; Liebergott, 1994).

В случае последовательностей, не содержащих хлора, условия, в которых используется перекись водорода, должны быть адаптированы к тем, в которых она действует наиболее эффективно. Эти условия часто можно легко найти на существующих целлюлозно-бумажных комбинатах. Недавние успехи в отбеливании перекисью водорода стали возможны благодаря лучшему пониманию роли ионов металлов в разложении перекиси (Lapierre et al., 1995b). Перекись водорода не является хорошим делигнифицирующим агентом, и в обычных условиях для крафт-целлюлозы остаточное количество остается в щелоке.Если используются более жесткие условия, перекись разлагается ионами металлов в пульпе. Если используется правильная процедура обращения с металлом, температура и время отбеливания могут быть увеличены, чтобы получить более выгодное потребление перекиси водорода и более высокую конечную белизну.

Перекись водорода — обзор

5.2.1. Системы перекиси водорода

Перекись водорода (H ₂ O ₂ ) была открыта в 1818 году и коммерчески доступна с девятнадцатого века.Перекись водорода — одно из самых распространенных отбеливающих средств. К положительным сторонам перекиси водорода относится то, что она очень безопасна для окружающей среды (разлагается до O ₂ и H ₂ O), бесцветна и не вызывает коррозии. Это очень селективный отбеливающий агент, поскольку он вызывает меньшее повреждение текстильного волокна по сравнению со многими системами отбеливания и имеет тенденцию быть менее агрессивным по отношению к краскам для тканей, моющим ферментам и оптическим отбеливателям. Одним из недостатков является то, что для того, чтобы перекись водорода была эффективной, необходимы щелочные условия и подходящие повышенные температуры примерно на 50 ° C или более.Пергидроксильный анион (HO ^— ₂ ) считается активным отбеливающим веществом. Наиболее стабильной формой перекиси водорода является недиссоциированная форма перкислоты (HOOH, pKa = 11,6), и в результате большинство коммерческих продуктов, содержащих свободную перекись водорода, готовятся при кислом pH. Кроме того, разложение перекиси водорода также может легко происходить в присутствии определенных ионов переходных металлов, таких как Fe, Mn или Cu. Аналогичным образом, другие легко окисляемые вещества могут способствовать расточительному разложению перекиси водорода, как и каталаза, фермент, который почти всегда присутствует на одежде, носимой при контакте с кожей, и который катализирует дисмутацию перекиси водорода.В попытке уменьшить такие проблемы, особенно в отношении способа, катализируемого переходными металлами, перекись водорода или ее производные в большинстве коммерческих применений формулируют вместе с такими добавками, как хелатирующие агенты переходных металлов.

Перекись водорода может быть модифицирована с образованием соединений, способных действовать как источник активного кислорода, путем взаимодействия со многими соединениями, такими как бораты, пирофосфаты, карбонаты, сульфаты, силикаты и органическими соединениями, такими как карбоксилаты и амиды.Полученные продукты часто можно выделить в стабильных твердых формах, которые легко гидролизуются с образованием перекиси водорода, что дает возможность включать перекись водорода в гранулированные моющие средства.

Перборат натрия — одно из наиболее широко используемых твердых пероксидных соединений [20]. Существует два основных коммерческих источника пербората: тетрагидрат (PB4) и моногидрат (PB1), получаемый из PB4 путем дегидратации. Перборат натрия содержит анион пероксибората, который, как было показано, имеет циклическую пероксидную структуру, показанную на рисунке B.1.I.8. Механизм выделения пероксида водорода из пербората натрия показан на рисунке B.1.I.8.

Рисунок B.1.I.8. Механизм выделения перекиси водорода из пербората натрия

Перборат натрия имеет гораздо большую стабильность и селективность, чем гипохлорит натрия, и поэтому он может широко использоваться в моющих средствах. Однако за последние 10 лет, в основном из-за давления окружающей среды, направленного на снижение содержания боратов в детергентах, перборат натрия постепенно заменялся пероксигидратом карбоната натрия, более известным как перкарбонат натрия.Перкарбонат натрия существует в виде бесцветного кристаллического твердого вещества (2Na ₂ CO ₃ · 3H ₂ O ₂ ), а пероксид присутствует в виде пергидрата, включая пероксид водорода (H ₂ O ₂ ). в кристаллической решетке, а не в виде циклического пероксида [21]. Из-за отсутствия стабилизации ковалентной, благоприятной шестичленной кольцевой структуры перкарбонат натрия гораздо менее стабилен, чем перборат натрия, и поэтому для получения достаточно стабильных составов моющих средств на него необходимо наносить покрытие [22].Однако, поскольку перкарбонат имеет более высокую скорость растворения, имеет более благоприятный для окружающей среды профиль и имеет преимущество одновременного образования пероксида водорода и выделения карбоната, который дает более высокий pH, чем борат, и способствует пергидролизу, перкарбонат сегодня представляет собой форму водорода. перекисью выбора в большинстве европейских моющих средств.

Применение перекиси водорода | Самодельный очиститель перекиси водорода

Когда пришло время чистить, приготовьте проверенные зеленые чистящие средства — пищевую соду, уксус — плюс еще один сверхдешевый драгоценный камень: перекись водорода.Вы можете использовать его где угодно по цене 16 унций. бутылка стоит только доллар или около того.

Вот 10 способов использовать эту вездесущую коричневую бутылку с 3% перекисью водорода в домашних условиях:

На вашей кухне

1. Очистите разделочную доску и столешницу. Перекись водорода удаляет все гадости, оставшиеся после приготовления мяса или рыбы на ужин. Добавьте перекись водорода в непрозрачный распылитель — воздействие света убивает его эффективность — и распылите на поверхности.Пусть все пузырится в течение нескольких минут, затем потрите и смойте.

2. Вытрите холодильник и посудомоечную машину. Поскольку перекись водорода нетоксична, она отлично подходит для очистки мест, где хранятся продукты питания и посуда. Просто опрыскайте прибор снаружи и внутри, дайте раствору постоять несколько минут, а затем вытрите насухо.

3. Очистите губки. Замочите их в неглубокой посуде на 10 минут в смеси 50/50 перекиси водорода и теплой воды. После этого тщательно промойте губки.

4. Удалите запекшуюся грязь с кастрюль и сковород. Смешайте перекись водорода с достаточным количеством пищевой соды, чтобы получилась паста, затем натрите грязную сковороду и оставьте на некоторое время. Вернитесь позже с чистой губкой и небольшим количеством теплой воды, и пригоревшие пятна сразу же исчезнут.

В твоей ванной

Популярные чтения

Не покупайте органайзер для шкафа. Попробуйте эти идеи вместо этого


Спальня и шкаф

Вот как организовать шкаф, не тратя деньги на гаджеты.

Почему моя трава становится коричневой и умирает?


Двор и патио

Ваш красивый газон умирает, а на траве появляются коричневые пятна. Получите лекарство!

Руководство по окраске (чтобы не тратить зря деньги)


Живопись и освещение

Выбор неправильного типа лакокрасочного покрытия может означать, что ремонт будет стоить вдвое дороже.

HouseLogic

6. Очистите унитаз. Налейте в унитаз полстакана перекиси водорода, дайте постоять 20 минут, затем протрите щеткой.

Связанные : Очистите свою ванную комнату нетоксичным способом за гроши

Самое популярное средство для уборки и разгрузки

6 хитрых идей для хранения вещей, чтобы скрыть беспорядок на виду


Очистка и разгрузка

Решите проблему загона ваших вещей раз и навсегда.

7 супер-простых рецептов уборки для дома с самым приятным запахом


Очистка и разгрузка

Эфирные масла — ключ к созданию этих сладко пахнущих (и очень эффективных!) Домашних чистящих средств.

7 советов и хитростей, чтобы ваш дом дольше оставался чистым


Очистка и разгрузка

Используйте влажность, автомобильные продукты и другие интересные идеи, чтобы сэкономить время на уборку.

16 невероятно полезных правил, которым следует каждый организованный дом


Идеи и советы по хранению

Дома не убираются сами по себе. Но эти простые правила (разбуди и сделай!) Заставят вас почувствовать, что они делают.

11 «Вау!» Способы привести в порядок свой дом за 1 час


Идеи и советы по хранению

Потому что у вас нет времени на капитальный ремонт в стиле Мари Кондо.

В вашей прачечной

7. Удалите пятна с одежды, штор и скатертей. Перекись водорода можно использовать в качестве средства для предварительной очистки пятен — просто замочите пятно на некоторое время в 3% -ном растворе перекиси водорода, прежде чем бросать в белье. Вы также можете добавить чашку перекиси в обычную загрузку белого, чтобы повысить яркость. Это зеленая альтернатива отбеливателю, и она не менее эффективна.

Связанный: Какой рецепт домашнего мыла для стирки лучше?

В любом месте вашего дома

8.Сделайте грязные полы ярче. Смешайте полстакана перекиси водорода с одним галлоном горячей воды и отправляйтесь в город на пол. Поскольку он такой мягкий, он безопасен для любого типа пола, и его не нужно смывать.

9. Чистите детские игрушки и игровые площадки. Перекись водорода — безопасное чистящее средство для детей или людей с респираторными заболеваниями, поскольку она не раздражает легкие. Наполняйте непрозрачную бутылку с распылителем перекисью водорода и игрушками-распылителями, ящиками для игрушек, дверными ручками и всем остальным, к чему регулярно прикасаются ваши дети.Вы также можете смочить тряпку в перекиси, чтобы протереть ее.

Связанные : Домашние чистящие средства, которые ДЕЙСТВИТЕЛЬНО прочищают стоки и удаляют пятна

снаружи

10. Помогите своим растениям. Чтобы предотвратить грибок, добавьте немного перекиси водорода в распылитель в следующий раз, когда будете поливать растения. Используйте 1/2 стакана перекиси водорода на один галлон воды для ваших растений.

Связанный:

Раствор перекиси водорода 3% BP 10 объемов — Обзор характеристик продукта (SmPC)

Эта информация предназначена для специалистов в области здравоохранения.

Раствор перекиси водорода 3% БП 10 об.

Водный раствор перекиси водорода 35% 7.5% об. / Об. В качестве активного ингредиента. Полный список вспомогательных веществ см. В разделе 6.1.

Решение. Прозрачный бесцветный раствор.

1. Как мягкое дезинфицирующее средство для мелких порезов, ран и кожных язв. В качестве полоскания или полоскания рта.

Актуальные.

Рекомендуемая доза и схема дозирования

1. В качестве дезинфицирующего средства используйте по мере необходимости. Перевязать рану ватой, смоченной перекисью водорода 2. В качестве жидкости для полоскания рта или полоскания рта разбавьте одну часть перекиси на две части воды (напр.г. 5 мл перекиси и 10 мл воды). Полоскать рот в течение двух-трех минут. Это можно повторять до трех раз в день. В качестве дезинфицирующего средства этот продукт подходит для использования взрослыми, детьми и пожилыми людьми. В качестве жидкости для полоскания рта продукт подходит для использования взрослыми, детьми старше 12 лет и пожилыми людьми. Из-за риска проглатывания его следует использовать только детям младшего возраста по указанию врача.

Повышенная чувствительность к любому из ингредиентов Не использовать в закрытых полостях тела или на хирургических ранах из-за риска выброса кислорода в кровоток, вызывающего газовую эмболию.Не использовать в качестве дезинфицирующего средства для хирургических инструментов (особенно эндоскопов) и в качестве клизмы.

Только для наружного применения. Храните все лекарства в недоступном для детей месте. Не использовать в закрытых полостях тела или на хирургических ранах из-за риска попадания кислорода в кровоток, вызывающего газовую эмболию. Избегайте нормальной кожи. Продукт отбеливает ткань.

По возможности следует избегать приема всех лекарств во время беременности и кормления грудью. Нет никаких доказательств безопасности использования этого продукта в таких условиях.Сообщалось о случаях газовой эмболии, иногда приводящей к остановке сердца, когда перекись водорода закапывалась в закрытые полости тела или глубокие хирургические раны. Сильные растворы перекиси водорода вызывают раздражающие ожоги на коже и слизистых оболочках с белым струпом. Боль исчезает примерно через 1 час. Продолжительное использование продукта в качестве жидкости для полоскания рта может вызвать обратимую гипертрофию сосочков языка.

Сообщение о предполагаемых побочных реакциях

Сообщать о предполагаемых побочных реакциях после получения разрешения на лекарственный препарат очень важно.Это позволяет непрерывно контролировать соотношение польза / риск лекарственного препарата. Медицинских работников просят сообщать о любых подозреваемых побочных реакциях через схему желтых карточек по адресу: www.mhra.gov.uk/yellowcard.

Случайное проглатывание может вызвать боль в горле, желудочные расстройства и рвоту. Внезапное выделение кислорода может вызвать травму в результате острого вздутия желудка и внутреннего кровотечения. Воду можно напоить. Проглатывание больших объемов может привести к газовой эмболии вследствие выделения кислорода в желудке.A01A B02 — Противоинфекционные и антисептические средства для местного ухода за полостью рта. Перекись водорода используется как дезинфицирующее средство и дезодорант. При нанесении на ткани он выделяет кислород, эффект длится только до тех пор, пока выделяется кислород, и длится непродолжительно. Антимикробный эффект выделяемого кислорода снижается в присутствии органических веществ. Используется для очищения ран и язв в концентрации до 6%. Прилипшие и пропитанные кровью повязки можно удалить, нанеся раствор перекиси водорода.1,5% раствор используется в качестве жидкости для полоскания рта при лечении острого стоматита и в качестве дезодоранта для полоскания горла.

Дополнительная информация недоступна.

Нет релевантных данных, помимо тех, которые уже включены в другие разделы SPC.

Концентрированная фосфорная кислота, фенацетин, очищенная вода.

Несовместим с восстановителями, включая органические вещества и окисляющиеся вещества, а также со щелочами, йодидами, перманганатами и другими более сильными окислителями. Его разложение усиливается солями металлов, светом, возбуждением, теплом и металлами.

24 месяца в закрытом состоянии.

Использовать в течение 28 дней с момента первого открытия

Не хранить при температуре выше 25 ° C. Хранить в оригинальной упаковке.

200 мл: Круглая бутылка из янтарного стекла с белой крышкой 28 мм с лентой для контроля вскрытия и вкладышем EPE Saranex.

Thornton & Ross LimitedLinthwaite LaboratoriesHuddersfieldHD7 5QH

Перекись водорода: потенциальная терапевтическая цель для ран — FullText — Medical Principles and Practice 2017, Vol. 26, №4

Аннотация

Перекись водорода (H ₂ O ₂ ) — это местный антисептик, используемый при очистке ран, который убивает патогены за счет окислительного выброса и местного производства кислорода.H ₂ O ₂ , как сообщается, представляет собой реактивную биохимическую молекулу, синтезируемую различными клетками, которая влияет на биологическое поведение посредством множества механизмов: изменения мембранного потенциала, образование новых молекул и изменение внутриклеточного окислительно-восстановительного баланса, что приводит к активации или инактивация различных путей передачи сигналов. Вопреки традиционной точке зрения, согласно которой H ₂ O ₂ , вероятно, повреждает ткани из-за своих высоких окислительных свойств, надлежащий уровень H ₂ O ₂ считается важным требованием для нормального заживления ран.Хотя настоящее клиническое использование H ₂ O ₂ все еще ограничено устранением микробного загрязнения и иногда гемостазом, лучшее понимание стерилизационной способности и функции регуляции поведения клеток H ₂ O ₂ в ранах поможет увеличивают потенциал экзогенного увеличения и управления заживлением.

© 2017 S. Karger AG, Базель

Значение исследования

• В настоящее время эффективное и практическое лечение хронических ран все еще остается клинической проблемой.Основное клиническое применение перекиси водорода (H ₂ O ₂ ) — очистка ран для дезинфекции в концентрации 3%. С развитием исследований сообщалось, что H ₂ O ₂ на уровне мкМ действует как сигнальная молекула, которая управляет чувствительными к окислительно-восстановлению сигнальными механизмами для улучшения заживления кожных ран. В этом обзоре обсуждалась роль H ₂ O ₂ в заживлении кожных ран и его будущее использование при лечении хронических ран.

Введение

Среди различных активных форм кислорода (АФК) перекись водорода (H ₂ O ₂ ) относительно слабо реактивна, что позволяет ей перемещаться дальше от места своего образования, чтобы служить сигнальной молекулой или второй мессенджер [1].Когда происходит кожное повреждение, концентрация H ₂ O ₂ в окружающих тканях немедленно повышается, а затем достигает пика и исчезает [2]. Это динамическое изменение уровня H ₂ O ₂ сопровождает процесс заживления раны, и концентрация H ₂ O ₂ в ткани раны в определенной степени влияет на исход.

Заживление ран — это жестко контролируемый процесс, в котором H ₂ O ₂ выполняет несколько функций.Помимо уничтожения микроорганизмов, H ₂ O ₂ также служит сигнальной молекулой или вторым мессенджером, который передает сообщение о повреждении и стимулирует эффекторные клетки к ответу [3]. H ₂ O ₂ регулирует экспрессию генов несколькими способами: синтез большего количества факторов транскрипции; ингибирование комплекса лигазы убиквитин E3 или уменьшение связанных с ним факторов транскрипции для обеспечения стабильности фактора транскрипции; выявление / маскирование сигналов ядерной локализации; и модулирование сродства фактора транскрипции к дезоксирибонуклеиновой кислоте, коактиваторам или репрессорам [4].Факторы транскрипции, которые получают модуляцию H ₂ O ₂ , разнообразны, в том числе Escherichia coli OxyR, NF-κB, протеин-активатор-1, индуцируемый гипоксией фактор-1 и т. Д. широкое влияние принесла H ₂ O ₂ [4].

Биологический эффект H ₂ O ₂ зависит от дозы во время процесса заживления ран. Например, в относительно высоких концентрациях H ₂ O ₂ проявляет свою сильную способность к окислению и провоспалению, дезинфицируя ткань раны; однако в сравнительно низких концентрациях H ₂ O ₂ способствует удалению остатков клеток и патогенов и способствует секреции цитокинов, которые способствуют регенерации тканей [5,6,7].Таким образом, в этом обзоре обсуждается роль H ₂ O ₂ в заживлении кожных ран и его потенциал в качестве средства для заживления хронических ран.

Производство эндогенной перекиси водорода после кожных повреждений

H ₂ O ₂ продуцируется в аэробных клетках как побочный продукт аэробного дыхания или результат ферментативных реакций в митохондриях, пероксисомах или других клеточных компартментах [8, 9]. Продукция H ₂ O ₂ поддерживается на низком уровне в основных условиях из-за его реакционной способности с внутриклеточными антиоксидантными системами, которые включают аскорбиновую кислоту, глутатион, каталазу и другие антиоксиданты [10].

Как только образуется кожная рана, на основе эксперимента, проведенного на рыбках данио путем механического повреждения их хвостового плавника, сразу после травмы было обнаружено устойчивое повышение концентрации H ₂ O ₂ на краю раны [2]. Градиент H ₂ O ₂ рекрутировал лейкоциты в участок раны, пик которого достигал примерно через 20 минут после возникновения травмы, а затем постепенно уменьшался [2]. Следовательно, H ₂ O ₂ , образующийся после травмы, является хемотаксическим сигналом, а также инициатором воспаления.

Производство H ₂ O ₂ после повреждения в основном опосредуется никотинамидадениндинуклеотидфосфат (NADPH) оксидазой, ферментом, который имеет не менее 7 изомеров (NOX ₁ , NOX ₂ , NOX ₃ , NOX ₄ , NOX ₅ , DUOX ₁ и DUOX ₂ ) [3,11]. Он экспрессируется в основном на плазматической мембране и субклеточных мембранах, таких как мембрана митохондрий и эндоплазматического ретикулума [12,13]. Множественные факторы могут вызывать активацию НАДФН-оксидазы, такие как механическое повреждение, атака патогенов и воспалительные цитокины [11,14].После активации НАДФН-оксидаза преобразует одну молекулу кислорода в супероксид-анион (O ₂ ^— ), который быстро превращается в H ₂ O ₂ под действием супероксиддисмутазы [9].

Регулирующая роль перекиси водорода в заживлении ран

Стадия гемостаза

В кожных ранах часто возникает разрушение сосудов, что приводит к кровопотере и ускользанию от патогенов. Следовательно, гемостаз — это первый шаг к восстановлению объема крови и уменьшению инфекции.H ₂ O ₂ способствует гемостазу с помощью нескольких вероятных механизмов, которые включают активацию латентного тканевого фактора клеточной поверхности, агрегацию тромбоцитов, стимуляцию активации тромбоцитарного фактора роста и регулирование сократительной способности и барьерной функции эндотелиальных клеток [15].

Стадия воспалительной реакции

Воспаление дезинфицирует ткань раны, чтобы подготовить подходящую среду для размножения клеток. H ₂ O ₂ в ткани раны значительно увеличивается на стадии воспалительной реакции, чтобы действовать как мощный инициатор и промотор воспаления [16].

Самыми ранними иммунными клетками, попадающими в место раны, являются нейтрофилы и макрофаги. Они обладают мощной способностью поглощать уклоняющиеся микроорганизмы и убивать их с помощью протеаз и эластазы в гранулах [17]. И АФК, и протеаза важны для эффективности уничтожения фагоцитов [18]. Генерация АФК вызывает приток ионов калия (K ⁺ ) в фагоцитарную вакуоль с сопутствующим повышением pH до оптимального уровня для активности протеаз гранул [19].H ₂ O ₂ также индуцирует экспрессию мРНК макрофагального воспалительного белка-1α, макрофагального воспалительного белка-2 и макрофагального хемокинового белка-1, который действует как хемоаттрактант для рекрутирования фагоцитов [20,21,22]. Молекулы клеточной адгезии, такие как молекула межклеточной адгезии-1 и антиген-1, связанный с функцией лейкоцитов, могут способствовать адгезии эндотелия лейкоцитов и способствовать лейкоцитоплезу. Их экспрессия также повышается в присутствии H ₂ O ₂ [23,24].Привлечение фагоцитов является важным шагом для инициирования воспаления, в то время как недостаточная сборка фагоцитов часто приводит к инфекции, которая препятствует процессу заживления ран [25].

H ₂ O ₂ помогает производить некоторые молекулы с более высоким окислительным потенциалом и более сильной бактерицидной способностью. Например, H ₂ O ₂ окисляет тиоцианат псевдогалогенида (SCN-) с образованием гипотиоцианита (HOSCN) под действием лактопероксидазы [26].Он также реагирует с ионами хлора с образованием хлорной кислоты (HOCl) в присутствии миелопероксидазы [27]. И HOSCN, и HOCl довольно цитотоксичны. H ₂ O ₂ окисляет ион двухвалентного железа (Fe ²⁺ ) с образованием иона трехвалентного железа (Fe ³⁺ ), гидроксильного радикала и гидроксильного аниона в реакции Фентона [28]. Гидроксильные радикалы очень агрессивны и способны вызывать окисление клеточных макромолекул [29,30].

Внеклеточная ловушка нейтрофилов (NET) — это эффективный бактерицидный механизм, первый шаг которого зависит от АФК, производных от активации НАДФН-оксидазы [31,32].Нейтрофильный цитозольный фактор 1 (важный компонент комплекса NOX ₂ ), мутировавший мышей, лишался образования NET, когда у них развивался артрит [33]. Стадия прайминга доменов NACHT, LRR и PYD, содержащих протеин 3 (NLRP3), экспрессия инфламмасом, также требует ROS [34]. NETs и инфламмасома NLRP3 являются двумя эффективными механизмами защиты нейтрофилов-хозяина. Как наиболее распространенная ROS, H ₂ O ₂ может быть участником.

H ₂ O ₂ способен усиливать экспрессию генов, связанных с воспалением, и синтез провоспалительных цитокинов.Экспрессия мРНК TNF-α в эпителиальных клетках среднего уха человека была значительно увеличена при обработке H ₂ O ₂ в концентрациях более 100 мкМ [35]. Внутрижелудочное введение 5% H ₂ O ₂ значительно увеличивало экспрессию мРНК TNF-α, IL-1β и IL-5 [36]. Он также индуцирует секрецию провоспалительных молекул TNF-α, макрофагального хемокинового белка-1, IL-8 и IFN-α в эпителиальных клетках дозозависимым образом [37].

Пациенты с хронической гранулематозной болезнью гиперчувствительны к различным бактериальным и грибковым инфекциям из-за нарушения активности НАДФН-оксидазы.Неспособность фагоцитов убивать проглоченные патогены или подвергаться апоптозу из-за отсутствия H ₂ O ₂ приводит к накоплению бактериальных фагоцитов и развитию гранулем [38,39]. Дефектное поколение H ₂ O ₂ способствует длительному воспалению и предполагает, что H ₂ O ₂ играет важную роль в регуляции воспаления.

Стадия пролиферации клеток

После удаления источников инфекции и фрагментов клеток восстановление отсутствующей ткани становится последующей задачей, состоящей в основном в двух формах: реэпителизация и формирование гранулирующей ткани.Для начала реэпителизации кератиноцитам необходимо изменить свою способность к адгезии и подвижности, чтобы мигрировать из окружающей ткани к месту раны, а затем размножаться. Модель царапин, созданная на основе культуры кератиноцитов, показала, что H ₂ O ₂ способствует подвижности кератиноцитов при низкой концентрации около 500 мкМ без какой-либо потери жизнеспособности клеток [40]. Кератиноциты, обработанные H ₂ O ₂ в низкой концентрации, обладают повышенной активацией рецептора эпидермального фактора роста и фосфорилированием ERK1 / 2, что объясняет его более высокий потенциал миграции [6,40].

Ангиогенез является ключевым этапом в формировании грануляционной ткани. При местном нанесении 10 мМ H ₂ O ₂ на эксцизионные раны крыс скорость закрытия ран была значительно увеличена за счет сильного стимулирования ангиогенеза и регенерации соединительной ткани [5]. Продукты, производные циклооксигеназы, в частности простагландин E ₂ , играют важную роль в миграции эндотелиальных клеток [41, 42], в то время как H ₂ O ₂ усиливают синтез белка циклооксигеназы-2 в эндотелиальных клетках человека [43].In vitro H ₂ O ₂ может стимулировать макрофаги [44], кератиноциты сетчатки [45] и гладкомышечные клетки сосудов [46] для высвобождения фактора роста эндотелия сосудов, который обладает сильной способностью стимулировать ангиогенез.

У рыбок данио, H ₂ O ₂ , полученный из раненых клеток кожи, усиливает вызванную травмой регенерацию периферических сенсорных аксонов, которая помогает иннервировать заживающую кожу [47]. Аналогичным образом, H ₂ O ₂ в концентрациях менее 500 мкМ усиливал высвобождение белка теплового шока (HSP70, HSP90) и фактора роста фибробластов из культивированных астроцитов крыс, что способствует выживанию нейронов, разрастанию нейритов и ангиогенезу [7 ].Следовательно, H ₂ O ₂ , вероятно, благоприятен как для структурного, так и для функционального восстановления кожной раны.

Фаза ремоделирования ткани

Кожа плода на ранних сроках беременности может подвергаться безрубцовому восстановлению из-за отсутствия фазы воспаления [48]. Следовательно, влияние H ₂ O ₂ на фазу воспаления может иметь эффект переноса и влиять на ремоделирование ткани.

H ₂ O ₂ нарушает баланс между матриксными металлопротеиназами и тканевыми ингибиторами матричных металлопротеиназ [49].Исследование с использованием модели заживления ран плода на мышах показало, что H ₂ O ₂ повышает экспрессию трансформирующего фактора роста (TGF) -1 и увеличивает пролиферацию фибробластов [50]. Было обнаружено, что NOX ₂ участвует в дифференцировке дермальных фибробластов человека в миофибробласты в ответ на TGF-1 [51]. Сообщается также, что NOX ₄ участвует в отложении коллагена из-за своего стимулирующего эффекта TGF-β ₁ [52] (рис. 1).

Рис. 1

Роль перекиси водорода (H ₂ O ₂ ) в процессе заживления ран.ТФ, тканевой фактор; VEGF, фактор роста эндотелия сосудов; Цокс-2, циклооксигеназа-2; EFGR, рецептор эпидермального фактора роста; TGF-β ₁ , трансформирующий фактор роста β ₁ .

Текущее клиническое использование перекиси водорода

Для клинического орошения H ₂ O ₂ обычно составляет 3% (975 мкМ), который одновременно окисляет белок, нуклеиновую кислоту, липиды нормальных здоровых клеток и микроорганизмы. [53]. Использование H ₂ O ₂ для дезинфекции ран продолжается и сегодня, но в литературе не было замечено никакого положительного эффекта 3% H ₂ O ₂ , способствующего заживлению ран [16,54].Кроме того, убивающая способность H ₂ O ₂ в отношении патогенных бактерий, таких как Pseudomonas aeruginosa , сомнительна, поскольку, как сообщается, в их телах присутствуют каталазы [55]. H ₂ O ₂ также регулярно используется для подготовки костного ложа при цементированных артропластиках, а также для достижения гемостаза в нейрохирургии [56,57]. Он также является кровоостанавливающим средством к местному адреналину у пациентов с известной дисфункцией тромбоцитов после иссечения ожога [58]. Не менее важно, что ему присущ риск образования смертельной кислородной эмболии [59,60].

Были разработаны некоторые препараты, содержащие H ₂ O ₂ для лечения кожных инфекций. В формулу крема LHP®, 1% H ₂ O ₂ включен в стабилизированной форме, что обеспечивает медленное разложение и длительный эффект [61]. Крем H ₂ O ₂ (Crystacide; Mipharm, Милан, Италия) представляет собой еще одну формулировку H ₂ O ₂ 1% в стабилизированном креме, который показал хороший антимикробный эффект и переносимость кожей [62].Проспективное клиническое испытание продемонстрировало, что очищение ран с использованием 2% H ₂ O ₂ на хронически колонизированных ожоговых ранах в течение 5 минут с последующим орошением физиологическим раствором и трансплантацией увеличивало вероятность успеха трансплантата по сравнению с традиционным методом санации раны. и пересадка кожи [63].

Перекись водорода: значение для лечения хронических ран

Хронические раны характеризуются хроническим воспалением, которое также проявляется при многих хронических воспалительных заболеваниях, таких как сахарный диабет, ревматоидный артрит, пародонтоз, сердечно-сосудистые заболевания и воспалительные заболевания кишечника.Во избежание окислительных повреждений необходимо поддерживать правильный баланс между генерацией H ₂ O ₂ и механизмом детоксикации. Считается, что дефектный апоптоз лейкоцитов и последующее удаление апоптотических клеток фагоцитами важны для инициации и распространения хронического воспаления. Роль производной НАДФН-оксидазы H ₂ O ₂ в индукции апоптоза фагоцитов и разрешении воспаления была описана на модели антиген-индуцированного артрита [65].Эту функцию H ₂ O ₂ можно использовать для регулирования патогенного воспаления в хронических ранах.

Изменение концентрации H ₂ O ₂ в ткани раны влияет на скорость заживления. В модели заживления ран на мышах местное применение 50 мМ H ₂ O ₂ способствовало закрытию раны, а 3% H ₂ O ₂ (980 мМ) замедляло заживление [16]. В модели эксцизионных ран на мышах 10 мМ H ₂ O ₂ способствовали закрытию раны, но 166 мМ замедляли его по сравнению с контрольными мышами [5].H ₂ O ₂ может проходить через плазматическую мембрану через специфический аквапорин, экспрессируемый на мембранах клеток [8]. Пентафторбензолсульфонил-флуоресцеин (HPF), селективный химический датчик H ₂ O ₂ показал повышенный внутриклеточный окислительно-восстановительный уровень после обработки экзогенным H ₂ O ₂ [66]. Путем обработки личинок рыбок данио дикого типа при отсутствии повреждений 3 мМ H ₂ O ₂ и последующего сравнения их мРНК с необработанной группой было обнаружено, что 414 транскриптов были значительно усилены, а 256 — значительно подавлены [66].Следовательно, применение экзогенного H ₂ O ₂ может привести к изменению клеточного поведения. По-видимому, H ₂ O ₂ заживление ран может быть в основном основано на моделях острой травмы. Есть несколько статей [37,67] о поведении H ₂ O ₂ в хронических ранах. Аномальное воспаление, лежащее в основе хронической раны, может нарушить динамическое образование и клиренс H ₂ O ₂ в месте раны.

Гипоксия — ключевой признак многих хронических ран.Сообщается, что парциальное давление кислорода (PO ₂ ) в неуточненных хронических ранах находится в диапазоне 5-20 мм рт. Ст., В то время как типичные значения в здоровых тканях составляют 30-50 мм рт. Ст. [68]. Производство АФК, опосредованное НАДФН-связанной оксигеназой, является сильно зависимым от кислорода процессом: половина максимальной скорости (км) для НАДФН-связанной оксигеназы с кислородом в качестве субстрата составляет значение PO ₂ , равное 40-80 мм рт. ]. Уровень АФК очень важен для антибактериальной активности нейтрофилов, потому что он отвечает за респираторный взрыв нейтрофилов.Было показано, что in vitro нейтрофилы теряют свою способность убивать бактерии при уровне PO ₂ ниже 40 мм рт. Ст. [67]. Эта потеря может быть связана с уменьшением ROS. Снижение антибактериальной активности нейтрофилов способствует инфекции, и это может частично объяснить значительную бактериальную колонизацию в хронических гипоксических ранах. Следовательно, длительная гипоксия может привести к снижению АФК. Как наиболее распространенная АФК, снижение H ₂ O ₂ отрицательно влияет на заживление ран, например, при обострении инфекции, снижении секреции цитокинов и аномальном воспалении.

Некоторые виды лечения с низкой концентрацией H ₂ O ₂ в определенной степени ускоряют заживление ран. Нетепловая атмосферная плазма (NAP) использовалась в клинических условиях для ускорения заживления ран [69]. Некоторые изменения, вызванные NAP, были устранены каталазой, и реакция клеток на обработку NAP аналогична инкубации в H ₂ O ₂ в аналогичной концентрации [69,70], что подтверждается индуцированной плазмой глубокой внеклеточной ловушкой. образование (NET), которое может подавляться наличием каталазы.Однако добавление H ₂ O ₂ в эквивалентной концентрации не может вызвать NET [71]. Образование NET может включать другие составляющие, индуцированные плазмой, но H ₂ O ₂ является обязательным. В клинической практике применение NAP позволяет значительно снизить бактериальную нагрузку на хронические раны и успешно удалить биопленку [72,73]. Его стерилизующий эффект не зависит от вида патогена и может даже противостоять бактериям с множественной лекарственной устойчивостью [74].Некоторые сообщения указывают на то, что NAP может увеличивать скорость пролиферации базальных кератиноцитов и эндотелиальных клеток [75,76]. 350 подавленных и 400 положительных транскриптов кератиноцитов после обработки NAP подчеркнули его мощную способность влиять на экспрессию генов [77].

Современные лицензированные повязки, содержащие мед медицинского качества, такие как Surgihoney® и Revamil®, вновь вызвали интерес к их клиническому потенциалу для традиционного ухода за ранами [78,79]. Лабораторные исследования показали, что при разбавлении в этих медах обычно образуются низкие концентрации H ₂ O ₂ .Глюкозооксидаза (фермент, секретируемый рабочими пчелами в мед) окисляет глюкозу до глюконовой кислоты с высвобождением H ₂ O ₂ [78]. Антимикробная способность меда частично обусловлена ​​H ₂ O ₂ . В исследовании, посвященном тестированию антимикробной активности и максимального выхода H ₂ O ₂ среди 3-х прототипов меда, между ними была выявлена ​​линейная зависимость. Чем больше H ₂ O ₂ производит мед, тем сильнее он обладает противомикробными свойствами [79].Некоторые биологически модифицированные меды также стимулируют секрецию моноцитами цитокинов, таких как TNF-α, IL-1β и IL-6, и это может быть отнесено к H ₂ O ₂ [80].

Перекись водорода может быть мишенью для лечения ран

Одним из приоритетов лечения хронических ран является формирование благоприятной микросреды, восприимчивой к терапии. Терапия, корректирующая H ₂ O ₂ до соответствующего уровня, может помочь заживлению ран за счет улучшения окислительно-восстановительной среды раны.

Однако, чтобы подтвердить эту гипотезу, необходимы более фундаментальные эксперименты и клинические испытания. Во-первых, следует выяснить, есть ли отклонения в распределении и концентрации H ₂ O ₂ в хронических ранах. Во-вторых, новые методы более стабильного и точного регулирования H ₂ O ₂ требуют дальнейшего изучения, чтобы сделать обработку более стандартизированной.

Возможное использование в будущем

Неконтролируемое производство или разложение H ₂ O ₂ может привести к повреждению тканей и было связано с повышенной восприимчивостью к заболеваниям из-за несбалансированного окислительно-восстановительного гомеостаза.Дальнейшее изучение критической роли H ₂ O ₂ в инициации, развитии и разрешении воспаления может помочь в точном регулировании прогрессирования воспаления. Терапевтический эффект H ₂ O ₂ может не ограничиваться только хронической раной, но также применяться к другим заболеваниям, характеризующимся аномальным воспалением.

Заключение

Нормальное заживление ран — это тщательно контролируемый баланс деструктивных процессов, необходимых для удаления поврежденной ткани, и процессов восстановления, которые приводят к образованию новой ткани.Динамическое изменение H ₂ O ₂ в ткани раны помогает поддерживать баланс в процессе заживления раны. H ₂ O ₂ способствует окислительному стрессу, а также снимает воспаление, что делает его двунаправленным регулятором воспаления. Неконтролируемое образование H ₂ O ₂ приведет к хроническому воспалению, которое способствует замедленному заживлению ран. Путем дальнейших исследований его иммунорегулирующей функции можно изобрести некоторые методы лечения, принимающие в качестве мишени H ₂ O ₂ , способствующие заживлению хронических ран.

Благодарность

Мы хотели бы поблагодарить Фонд естественных наук Китая (81272111, 81671917) за их финансовую поддержку.

Заявление о раскрытии информации

Авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы

1. Аппенцеллер-Херцог С., Банхеджи Г., Богески И. и др.: Транзит H ₂ O ₂ через мембрану эндоплазматического ретикулума не является вялым.Free Radic Biol Med 2016; 94: 157-160.

2. Niethammer P, Grabher C, Look AT и др.: Градиент перекиси водорода в масштабе ткани обеспечивает быстрое обнаружение ран у рыбок данио. Природа 2009; 459: 996-999.

3. ван дер Влит А., Янссен-Хайнингер Ю. М.: Перекись водорода как сигнал повреждения при повреждении и воспалении тканей: убийца, посредник или посланник? J Cell Biochem 2014; 115: 427-435.
4. Мариньо HS, Real C, Cyrne L и др.: Чувствительность к перекиси водорода, передача сигналов и регуляция факторов транскрипции. Редокс Биол 2014; 2: 535-562.

5. Лоо А.Е., Вонг Ю.Т., Хо Р. и др.: Влияние перекиси водорода на заживление ран у мышей в связи с окислительным повреждением.PLoS One 2012; 7: e49215.

6. Loo AE, Halliwell B: Эффекты перекиси водорода в модели совместного культивирования кератиноцитов и фибробластов при заживлении ран. Biochem Biophys Res Commun 2012; 423: 253-258.

7. Ито Дж., Нагаясу Й., Хошикава М. и др.: Повышение высвобождения FGF-1 вместе с цитозольными белками из астроцитов крыс с помощью перекиси водорода.Мозг Res 2013; 1522: 12-21.

8. Bienert GP, Schjoerring JK, Jahn TP и др.: Мембранный перенос перекиси водорода. Biochim Biophys Acta 2006; 1758: 994-1003.

9. Маршалл Р., Тудзинский П. Активные формы кислорода в процессах развития и инфекции.Semin Cell Dev Biol 2016; 57: 138-146.

10. Espinosa-Diez C, Migue lV, Mennerich D, et al: Антиоксидантные реакции и клеточная адаптация к окислительному стрессу. Редокс Биол 2015; 6: 183-197.

11. Panday A, Sahoo MK, Osorio D, et al: НАДФН-оксидазы: обзор от структуры до патологий, связанных с врожденным иммунитетом.Cell Mol Immunol 2015; 12: 5-23.

12. Грэм К.А., Кулавец М., Оуэнс К.М. и др.: НАДФН-оксидаза 4 — это онкобелок, локализованный в митохондриях. Cancer Biol Ther 2010; 10: 223-231.

13. Laurindo FR, Araujo TL, Abrahao TB и др.: NOx НАДФН-оксидазы и эндоплазматический ретикулум.Антиоксидный окислительно-восстановительный сигнал 2014; 20: 2755-2775.

14. Эль-Бенна Дж., Данг П.М., Гугеро-Поцидало М.А.: Примирование активации НАДФН-оксидазы нейтрофилов: роль фосфорилирования p47phox и мобилизации NOX2 на плазматическую мембрану. Семин Иммунопатол 2008; 30: 279-289.

15. Сен CK, Рой S: Редокс-сигналы при заживлении ран.Biochim Biophys Acta 2008; 1780: 1348-1361.

16. Рой С., Ханна С., Наллу К. и др.: Заживление кожных ран подлежит окислительно-восстановительному контролю. Мол Тер 2006; 13: 211-220.

17. Ким М.Х., Ким М.Х., Лю В. и др.: Динамика инфильтрации нейтрофилов во время заживления кожных ран и инфекции с использованием флуоресцентной визуализации.Дж. Инвест Дерматол 2008; 128: 1812-1820.

18. Сегал А.В., Гейсов М., Гарсия Р. и др.: Дыхательный взрыв фагоцитарных клеток связан с повышением вакуолярного pH. Природа 1981; 290: 406-409.

19. Ривз Е.П., Лу Х., Якоб Х.Л. и др.: Уничтожающая активность нейтрофилов опосредуется активацией протеаз потоком K ⁺ .Nature 2002; 416: 291-297.

20. Ши М.М., Чонг И., Годлески Дж. Дж. И др.: Регулирование экспрессии гена воспалительного белка-2 в макрофагах с помощью окислительного стресса в альвеолярных макрофагах крысы. Иммунология 1999; 97: 309-315.

21. Ши М.М., Годлески Дж. Дж., Паулаускис Дж. Д. и др.: Регулирование мРНК макрофагального воспалительного белка-1альфа с помощью окислительного стресса.J Biol Chem 1996; 271: 5878-5883.

22. Джарамилло М., Оливье М.: Перекись водорода индуцирует транскрипцию хемокинового гена макрофагов мышей посредством регулируемых внеклеточными сигналами киназных и циклических аденозин-5′-монофосфат (цАМФ) путей: участие NF-каппа B, активаторного белка 1 и элемента ответа цАМФ связывающий белок.J Immunol 2002; 169: 7026-7038.

23. Fraticelli A, Serrano CV Jr, Bochner BS и др.: Пероксид и супероксид водорода модулируют экспрессию молекул адгезии лейкоцитов и адгезию эндотелия лейкоцитов. Biochim Biophys Acta 1996; 1310: 251-259.

24. Лу Х., Юкер К., Баллантайн С. и др.: Перекись водорода индуцирует LFA-1-зависимую привязанность нейтрофилов к сердечным миоцитам.Am J Physiol Heart Circ Physiol 2000; 278: H835-H842.

25. Мохд Насир Н., Ли Б.К., Яп С.С. и др.: Инактивация хронической раневой бактерии холодной плазмой. Arch Biochem Biophys 2016; 605: 76-85.

26. Wijkstrom-Frei C, El-Chemaly S, Ali-Rachedi R, et al: Лактопероксидаза и защита хозяина дыхательных путей человека.Am J Respir Cell Mol Biol 2003; 29: 206-212.

27. Шремл С., Ландталер М., Шеферлинг М. и др.: Новая звезда на H ₂ O ₂ ризоне заживления ран? Exp Dermatol 2011; 20: 229-231.

28. Товмасян А., Шенг Х, Вайтнер Т. и др.: Дизайн, механизм действия, биодоступность и терапевтические эффекты редокс-модуляторов на основе порфирина Mn.Med Princ Pract 2013; 22: 103-130.

29. Канта Дж .: Роль перекиси водорода и других активных форм кислорода в заживлении ран. Acta Medica (Градец Кралове) 2011; 54: 97-101.

30. Шафер М., Вернер С. Окислительный стресс при заживлении нормальной и поврежденной раны.Pharmacol Res 2008; 58: 165-171.

31. Купер П.Р., Палмер Л.Дж., Чаппл И.Л.: Внеклеточные ловушки нейтрофилов как новая парадигма врожденного иммунитета: друг или враг? Периодонтол 2000 2013; 63: 165-197.

32. Muñoz-Caro T, Lendner M, Daugschies A и др.: НАДФН-оксидаза, MPO, NE, ERK1 / 2, p38 MAPK и приток Ca ²⁺ важны для индуцированного Cryptosporidium parvum образования NET.Dev Comp Immunol 2015; 52: 245-254.

33. Holmdahl R, Sareila O, Olsson LM и др.: Полиморфизм Ncf1 показывает окислительную регуляцию аутоиммунного хронического воспаления. Immunol Rev 2016; 269: 228-247.

34. Бауэрнфейнд Ф., Барток Э., Ригер А. и др.: Передовые технологии: ингибиторы активных форм кислорода блокируют прайминг, но не активацию инфламмасомы NLRP3.J. Immunol 2011; 187: 613-617.

35. Сонг Дж. Дж., Лим Х. В., Ким К. и др.: Эффект фенетилового эфира кофейной кислоты (CAPE) на H ₂ O ₂ индуцировал окислительные и воспалительные реакции в эпителиальных клетках среднего уха человека. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2012; 76: 675-679.
36. Цуй З, Инь Дж, Ван Л. и др.: Эффекты экспрессии провоспалительных цитокинов и антиоксидантов в тощей кишке мышей, индуцированные перекисью водорода. Инт Иммунофармакол 2016; 31: 9-14.

37. Брайан Н., Ахсвин Х., Смарт Н. и др.: Активные формы кислорода (АФК) — семейство молекул, определяющих судьбу, играющих ключевую роль в конструктивном воспалении и заживлении ран.Eur Cell Mater 2012; 24: 249-265.

38. Роос Д. Хроническая гранулематозная болезнь. Br Med Bull 2016; 118: 50-63.

39. Фридович И.: Кислород: как мы это переносим? Med Princ Pract 2013; 22: 131-137.
40. Loo AE, Ho R, Halliwell B: Механизм миграции кератиноцитов, вызванной перекисью водорода, в модели царапины. Free Radic Biol Med 2011; 51: 884-892.

41. Kuwano T, Nakao S, Yamamoto H, et al: Циклооксигеназа 2 является ключевым ферментом для индуцированного воспалительными цитокинами ангиогенеза.FASEB J 2004; 18: 300-310.

42. Рао Р., Редха Р., Масиас-Перес И. и др.: Рецептор простагландина E2-EP4 способствует миграции эндотелиальных клеток посредством активации ERK и ангиогенеза in vivo. J. Biol Chem. 2007; 282: 16959-16968.

43. Элигини С., Ареназ I, Барбьери С.С. и др.: Циклооксигеназа-2 опосредует вызванное перекисью водорода заживление ран в эндотелиальных клетках человека.Free Radic Biol Med 2009; 46: 1428-1436.

44. Чо М., Хант Т.К., Хуссейн М.З. и др.: Перекись водорода стимулирует высвобождение фактора роста эндотелия сосудов макрофагами. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2001; 280: h3357-h3363.

45. Brauchle M, Funk JO, Kind P и др.: Ultraviolet B и H ₂ O ₂ являются мощными индукторами экспрессии фактора роста эндотелия сосудов в культивируемых кератиноцитах.J Biol Chem 1996; 271: 21793-21797.

46. Рюф Дж, Ху З.Й., Инь Л.Й. и др.: Индукция фактора роста эндотелия сосудов в артериях павианов, поврежденных баллоном. Новая роль активных форм кислорода при атеросклерозе. Circ Res 1997; 81: 24-33.

47. Rieger S, Sagasti A: Перекись водорода способствует вызванной травмой регенерации периферических сенсорных аксонов в коже рыбок данио.PLoS Biol 2011; 9: e1000621.

48. Longaker MT, Whitby DJ, Adzick NS и др.: Исследования заживления ран плода, VI. Раны плода во втором и начале третьего триместра демонстрируют быстрое отложение коллагена без образования рубцов. J Pediatr Surg 1990; 25: 63-68; обсуждение 68-69.

49. Hemmerlein B, Johanns U, Halbfass J и др.: Баланс между MMP-2 / -9 и TIMP-1 / -2 смещен в сторону MMP в почечно-клеточных карциномах и может быть нарушен перекисью водорода.Инт Дж. Онкол 2004; 24: 1069-1076.

50. Вилгус Т.А., Бергдалл В.К., Дипьетро Л.А. и др.: Перекись водорода нарушает заживление ран плода без рубцов. Восстановление заживления ран 2005; 13: 513-519.

51. Zhang GY, Wu LC, Dai T. и др.: НАДФН-оксидаза-2 является ключевым регулятором дермальных фибробластов человека: потенциальная терапевтическая стратегия для лечения фиброза кожи.Exp Dermatol 2014; 23: 639-644.

52. Chan EC, Peshavariya HM, Liu GS и др.: Nox4 модулирует выработку коллагена, стимулированную трансформацией фактора роста β ₁ in vivo и in vitro. Biochem Biophys Res Commun 2013; 430: 918-925.

53. Ямада Ю., Мокудай Т., Накамура К. и др.: Местное лечение ротовой полости и раненой кожи с помощью новой системы дезинфекции, использующей фотолиз перекиси водорода у крыс.J Toxicol Sci 2012; 37: 329-335.

54. Spear M: Очищение ран: решения и методы. Пласт Сург Нурс 2011; 31: 29-31.

55. Томас Г.В., Раэль Л.Т., Бар-Ор Р. и др.: Механизмы замедленного заживления ран с помощью широко используемых антисептиков.J Trauma 2009; 66: 82-90; обсуждение 90-81.

56. Кольт Дж. Д., Робин Д. А., Карр А. М. и др.: Безопасность реинфузии аутологичной дренажной крови после тотального эндопротезирования коленного сустава с использованием перекиси водорода. Колено 2007; 14: 12-18.

57. Ackland DC, Yap V, Ackland ML, et al: Чистка с пульсирующим лаважем и тампоном марли перекиси водорода для подготовки костного ложа при цементированном тотальном артропластике тазобедренного сустава: модель крупного рогатого скота.Дж. Ортоп Сург (Гонконг) 2009; 17: 296-300.

58. Potyondy L, Lottenberg L, Anderson J, et al: Использование перекиси водорода для достижения гемостаза дермы после иссечения ожога у пациента с дисфункцией тромбоцитов. Журнал J Burn Care Res 2006; 27: 99-101.

59. Битти С., Гарри Л. Э., Гамильтон С. А. и др.: Остановка сердца после орошения раны груди перекисью водорода.J Plast Reconstr Aesthet Surg 2010; 63: e253-e254.

60. Mut M, Yemisci M, Gursoy-Ozdemir Y, et al: Инсульт, вызванный перекисью водорода: выяснение механизма in vivo. Журнал Neurosurg 2009; 110: 94-100.

61. Toth T, Broström H, Båverud V и др.: Оценка крема LHP® (1% перекиси водорода) по сравнению с петролатумом и необработанным контролем в открытых ранах у здоровых лошадей: рандомизированное слепое контрольное исследование.Acta Vet Scand 2011; 53:45.

62. Капицци Р., Ланди Ф., Милани М. и др.: Переносимость кожи и эффективность комбинированной терапии кремом, стабилизированным перекисью водорода, и гелем адапалена по сравнению с кремом с перекисью бензоила и гелем адапалена при распространенных акне. Рандомизированное контролируемое исследование, замаскированное исследователем.Br J Dermatol 2004; 151: 481-484.

63. Мохаммади А.А., Сейед Джафари С.М., Киасат М. и др.: Эффективность хирургической обработки раны и очищения ран с помощью 2% перекиси водорода на трансплантате в хронически колонизированных ожоговых ранах; рандомизированное контролируемое клиническое исследование. Бернс 2013; 39: 1131-1136.

64. Де Декен X, Corvilain B, Dumont JE и др.: Роль DUOX-опосредованной перекиси водорода в метаболизме, защите хозяина и передаче сигналов.Антиоксидный окислительно-восстановительный сигнал 2014; 20: 2776-2793.

65. Лопес Ф., Коэльо Ф.М., Коста В.В. и др.: Разрешение нейтрофильного воспаления с помощью H ₂ O ₂ при антиген-индуцированном артрите. Arthritis Rheum 2011; 63: 2651-2660.

66. Лиссе Т.С., Кинг Б.Л., Ригер С.: Сравнительное транскриптомное профилирование сигнальных сетей перекиси водорода в кератиноцитах рыбок данио и человека: последствия для сохранения, миграции и заживления ран.Научный журнал 2016; 6: 20328.

67. Schreml S, Szeimies RM, Prantl L, et al: Кислород при заживлении острых и хронических ран. Br J Dermatol 2010; 163: 257-268.

68. Kendall AC, Whatmore JL, Winyard PG и др.: Гипербарическое лечение кислородом снижает адгезию нейтрофилов к эндотелию при хронических состояниях раны за счет S-нитрозирования.Восстановление заживления ран 2013; 21: 860-868.

69. Bekeschus S, Schmidt A, Weltmann K-D и др.: Плазменная струя kINPen — мощный инструмент для заживления ран. Clin Plasma Med 2016; 4: 19-28.

70. Бекешус С., Колата Дж., Винтерборн С. и др.: Перекись водорода: центральный игрок в физическом окислительном стрессе, вызванном плазмой, в клетках крови человека.Free Radic Res 2014; 48: 542-549.

71. Bekeschus S, Winterbourn CC, Kolata J, et al: Образование внеклеточной ловушки нейтрофилов вызывается в ответ на холодную физическую плазму. Журнал J Leukoc Biol 2016; 100: 791-799.

72. Isbary G, Heinlin J, Shimizu T. и др.: Успешное и безопасное использование 2-минутной холодной атмосферной плазмы аргона в хронических ранах: результаты рандомизированного контролируемого исследования.Br J Dermatol 2012; 167: 404-410.

73. Фрике К., Кобан И., Тресп Х и др.: Плазма атмосферного давления: высокоэффективный инструмент для эффективного удаления биопленок. PLoS One 2012; 7: e42539.

74. Даешляйн Г., Шольц С., Ахмед Р. и др.: Обеззараживание кожи струей низкотемпературной плазмы при атмосферном давлении и плазмой диэлектрического барьерного разряда.J Hosp Infect 2012; 81: 177-183.

75. Hasse S, Duong Tran T, Hahn O и др.: Индукция пролиферации базальных эпидермальных кератиноцитов холодной плазмой атмосферного давления. Clin Exp Dermatol 2016; 41: 202-209.

76. Калгатги С., Фридман Г., Фридман А. и др.: Пролиферация эндотелиальных клеток усиливается низкими дозами нетепловой плазмы за счет высвобождения фактора роста фибробластов-2.Энн Биомед Энг 2010; 38: 748-757.

77. Schmidt A, Dietrich S, Steuer A, et al: Нетепловая плазма активирует кератиноциты человека путем стимуляции антиоксидантных путей и путей фазы II. J Biol Chem 2015; 290: 6731-6750.

78. Купер Р .: Мед как эффективное противомикробное средство для лечения хронических ран: есть ли ему место в современной медицине? Резолюция по лечению хронических ран, 2014; 1:15.
79. Кук Дж., Драйден М., Паттон Т. и др.: Антимикробная активность прототипа модифицированного меда, который генерирует перекись водорода с химически активными формами кислорода (АФК). BMC Res Notes 2014; 8:20.

80. Тонкс А.Дж., Купер Р.А., Джонс К.П. и др.: Мед стимулирует выработку воспалительных цитокинов моноцитами.Цитокин 2003; 21: 242-247.

Автор Контакты

Yiwen Niu

Отделение ожогов и пластической хирургии

Госпиталь Жуйцзинь, Медицинский факультет Шанхайского университета Цзяо Тонг

Шанхай (Китай)

Электронная почта [email protected]

Подробности статьи / публикации

Предварительный просмотр первой страницы

Получено: 24 октября 2016 г.
Принято: 5 апреля 2017 г.
Опубликовано онлайн: 5 апреля 2017 г.
Дата выпуска: август 2017 г.

Количество страниц для печати: 8
Количество рисунков: 1
Количество столов: 0

ISSN: 1011-7571 (печатный)
eISSN: 1423-0151 (онлайн)

Для дополнительной информации: https: // www.karger.com/MPP

Лицензия открытого доступа / Дозировка лекарства / Заявление об ограничении ответственности

Open Access License: это статья в открытом доступе под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported (CC BY-NC) (www.karger.com/OA-license), применимой к онлайн-версии только статья. Распространение разрешено только в некоммерческих целях.
Дозировка лекарств: авторы и издатель приложили все усилия, чтобы гарантировать, что выбор и дозировка лекарств, указанные в этом тексте, соответствуют текущим рекомендациям и практике на момент публикации.Тем не менее, ввиду продолжающихся исследований, изменений в правительственных постановлениях и постоянного потока информации, касающейся лекарственной терапии и реакций на них, читателю рекомендуется проверять листок-вкладыш для каждого препарата на предмет любых изменений показаний и дозировки, а также дополнительных предупреждений. и меры предосторожности. Это особенно важно, когда рекомендованным агентом является новый и / или редко применяемый препарат.
Отказ от ответственности: утверждения, мнения и данные, содержащиеся в этой публикации, принадлежат исключительно отдельным авторам и соавторам, а не издателям и редакторам.Появление в публикации рекламы и / или ссылок на продукты не является гарантией, одобрением или одобрением рекламируемых продуктов или услуг или их эффективности, качества или безопасности. Издатель и редактор (-ы) не несут ответственности за любой ущерб, причиненный людям или имуществу в результате любых идей, методов, инструкций или продуктов, упомянутых в контенте или рекламе.

1. Что такое перекись водорода и для чего она используется?

3.МНЕНИЕ

3.1 Химические и физические характеристики

3.1.1.Химическая идентичность

3.1.1.1. Основное название и / или название INCI

Пероксид водорода,
диоксид водорода, диоксид водорода, оксид водорода, оксидол,
перекисью.

Перекись карбамида,
перекись мочевины,
пероксид водорода
карбамид, мочевина перекись водорода, мочевина, компд.с водородом
перекись (1: 1).

3.1.1.2. Химические названия

Пероксид водорода

Перекись карбамида

3.1.1.3. Торговые наименования и сокращения

/

3.1.1.4. Номер CAS / EINECS

Пероксид водорода:
CAS: 7722-84-1

EINECS: 231-765-0

Перекись карбамида:
CAS: 124-43-6

EINECS: 204-701-4

3.1.1.5. Структурная формула

Пероксид водорода

Перекись карбамида

3.1.1.6. Эмпирическая формула

Пероксид водорода:
H ₂ O ₂

Перекись карбамида:
CO (NH ₂ ) ₂ .
H ₂ O ₂

3.1.2. Физическая форма

Пероксид водорода:
Бесцветная жидкость

Перекись карбамида: белый
кристаллы или кристаллический порошок

3.1.3. Молекулярный вес

Перекись водорода: Мол.
вес 34,0

Перекись карбамида: Мол.
вес 94,1

3.1.4. Коды чистоты, состава и веществ

Коммерческие продукты:

Перекись водорода:
Перекись водорода — вода
решения.Коммерчески
поставляется в виде 33-37% -ного водного раствора. Общие стабилизаторы
содержат фосфорную или другую минеральную кислоту (чтобы продукт
кислые), пирофосфатные соли (комплексообразователи для ингибирования
разложение, катализируемое металлами) и станнат (коллоидообразующий
ингибитор).

Коммерческие решения
содержат низкие (<0,1%) уровни органические примеси (всего органический углерод) и очень низкие уровни (<10 частей на миллион) неорганические примеси, с общим содержанием тяжелых металлов обычно <2 промилле. Перекись карбамида:
Продукты, содержащие минимум 97%
пероксид водорода —
Аддукты мочевины
имеется в наличии.

3.1.5. Примеси / сопутствующие загрязнители

/

3.1.6. Растворимость

Перекись водорода
смешивается с водой.Перекись карбамида
растворим в воде.

3.1.7. Коэффициент распределения (Log Pow)

/

3.1.8. Дополнительные физико-химические характеристики

Перекись водорода

Чистый H ₂ O ₂ (коммерчески недоступен в
ЕВРОПА)

Точка плавления: -0.4 ° C

Температура кипения: 150-152 ° C

Плотность: 1,4425 г / см ³

Давление пара: 3 гПа

Пероксид карбамида

Точка плавления: 75-85 ° C

Точка кипения: нет данных

Плотность: 1.4 г / см ³

Давление пара: нет данных

Комментарий

Возможные примеси в
перекись водорода и
перекись карбамида не
известный. Точно так же стабильность перекиси водорода и
перекись карбамида в гигиене полости рта неизвестна.

3.2. Функции и использование

Перекись водорода
способны вступать в многочисленные реакции (например, молекулярные
добавления, замещения, окисления и восстановления). Это
сильный окислитель и может образовывать свободные радикалы путем гомолитического расщепления.
Перекись карбамида
аддукт мочевины и водорода
перекисью, которая при контакте с водой распадается на мочевину и
пероксид водорода.Например, гель перекиси карбамида 10%
даст максимум 3,6% перекиси водорода. 750 000 тонн
перекись водорода (рассчитывается как 100%
H ₂ O ₂ ) были произведены в Европе в 1995 году.
Было использовано около 300 тонн перекиси карбамида.

Основное использование
перекись водорода находится в
производство химикатов (около 40%), отбеливание
целлюлоза и бумага (прибл.