首頁 » 用磁鐵吸血液會怎麼樣,實驗結果「驚呆了」

用磁鐵吸血液會怎麼樣,實驗結果「驚呆了」
2021/05/06
2021/05/06

我們都知道,血液中富含著大量的鐵離子,那使用磁鐵去吸血液會發生什麼呢,會像電影《X戰警》中的萬磁王那樣嘛

1845年11月8日,法拉第做了一件萬磁王看了想撕劇本的事,那就是測試了一下血液是否有磁性。法拉第在日記中寫下:“血液沒有磁性,我很震驚。……考慮到鐵在幾乎各種狀態下都具有磁性,這件事就更令人驚訝了。”

法拉第實際上只發現了真相的一半。91年後,另一位大佬、曾兩次獲得諾獎的美國化學家萊納斯·鮑林(Linus Pauling)和同事發現,動脈血和靜脈血的磁性也有差別,和靜脈血相比,動脈血更容易被磁鐵排斥。在物理學中,會被磁鐵吸引的性質叫做順磁性,會被磁鐵排斥的性質叫做抗磁性。實際上“diamagnetic”(抗磁性)這個詞也是法拉第在1845年玩滴一滴血的時候發明的。法拉第還發現,所有物質都具有不同程度的抗磁性:水、大多數有機化合物、金屬和水銀(汞)都會被磁鐵排斥。

要確定某個物質具有抗磁性還是順磁性很簡單:看它的分子有沒有不成對的電子就可以了。不成對電子就是單身電子的意思,也就是在分子軌道中形單影隻、沒有形成電子對的電子。眾所周知,單身令人躁動,單身電子也是一樣,容易暴走發生化學反應。比如,青蒿素就是利用單身電子製造的自由基殺死瘧原蟲的。

此外,單身電子也容易失去定力被磁場吸引,讓分子具有順磁性。也就是說,如果一個分子的所有電子都成雙成對,那麼它就具有抗磁性;反之,要是一個分子裡有未成對的電子,那麼它就有順磁性。水銀和金是金屬,但它們因為沒有未成對的電子而具有抗磁性。我們平時觀察不到金啊、水銀啊被磁鐵排斥,主要是它的抗磁性比較弱。

那麼人的血液是什麼情況呢?血紅蛋白有4塊“腹肌”,也就是4個含鐵的亞基。每塊“腹肌”都可以掛上氧O。腹肌掛環的叫做氧合血紅蛋白,沒掛環的叫做去氧血紅蛋白。

血紅蛋白由4個含鐵亞基構成,鐵原子為紅點。

鮑林和同事發現,氧合血紅蛋白具有抗磁性,但是去氧血紅蛋白具有順磁性,因為沒被氧上套的鐵原子含有未成對的電子,氣質浮躁,被套牢以後它就淡定了。

所以,靜脈血的順磁性比動脈血更強。那麼,這個冷知識有什麼用呢?實際上,靜脈血和動脈血所具有的不同電磁學性質正是哺孚乚動物血液輸送氧氣的基礎。

協同效應和血紅蛋白的磁性變化密不可分。鮑林當初就預測,血紅蛋白某塊“腹肌”上的鐵和氧結合後的磁性變化讓其他腹肌更容易被氧套住。後來在20世紀80年代,奧地利分子生物學家馬克斯·佩魯茨(Max Perutz)和其他人的研究進一步證實了血紅蛋白的磁性變化對協同效應的貢獻。

比如,美國軍方和美國醫療器械公司百特國際(Baxter International Inc)就曾推出血紅蛋白氧載體 HemAssist。這種人造血液曾一路過關進入了臨床3期試驗。遺憾的是,在臨床3期試驗中,研究人員發現使用了這種人造血液的患者的死亡率高於控制組。因此,只有被封印在紅細胞裡、成為紅細胞“式神”的血紅蛋白才能安心給人體打工。這也是為什麼人造血液始終沒有出現,而獻血依然還是主流啊。你沒有吸引力的原因:身體裡的電子都成雙成對。

用戶評論