Enzymer er spesielle proteinmolekyler som fremskynder kjemiske reaksjoner. Men hvorfor skal leveren inneholde et enzym som hjelper til med å nedbryte hydrogenperoksid? Fordi hydrogenperoksid faktisk dannes som et produkt av metabolisme og kan gjøre noen ekle ting. Det kan bryte fra hverandre for å gi hydroksylradikaler som angripe viktige biokjemikalier som proteiner og DNA. For å beskytte seg selv lager kroppen katalase, enzymet som spaltes hydrogenperoksid før det kan danne hydroksylradikaler.
Egentlig er dannelsen av hydrogenperoksid i celler et forsøk fra kroppen for å beskytte seg mot et enda farligere stoff, superoksid.
Oksygen er et tveegget sverd. Vi kan ikke leve uten det, men det skynder også vår død ved å spille en rolle i aldringen prosessen. Her er hva som skjer. Elektroner er det «lim» som holder atomer sammen i molekyler, og alle slags elektronoverføringer skjer mellom molekyler når de engasjerer seg i de mange kjemiske reaksjonene som skjer i kroppen vår hele tiden. Noen ganger overføres et elektron til oksygen under disse reaksjonene og omdanner det til et meget reaktivt «superoksid» -ion som angriper og river andre molekyler fra hverandre.
Men vi har utviklet et forsvarssystem, i dette tilfellet et enzym kalt «superoksiddismutase» som blir kvitt superoksid ved å omdanne det til hydrogenperoksid, som selv om det er potensielt farlig, er mindre farlig enn superoksid. Likevel utgjør det en risiko, og det er her katalase kommer inn i bildet. Det bryter peroksidet ned i oksygen og vann. Og det er grunnen til at hydrogenperoksid skummer når det helles på leveren.
Hvis du noen gang har brukt hydrogenperoksid til å desinfisere et kutt, har du kanskje også lagt merke til noe boblende siden blod kan spaltes hydrogenperoksid i oksygen og vann. Katalysatoren denne gangen er ikke et enzym, men «heme» -delen av hemoglobin, den oksygenbærende forbindelsen i røde blodlegemer.
Sveitsisk kjemiker Christian Friedrich Schonbein, best kjent for sin oppdagelse av «bomullsbomull» da han brukte konens forkle for å tørke ut et utilsiktet utslipp av salpetersyre og svovelsyrer, var den første som noterte seg boblende når hydrogenperoksid ble blandet med blod. Han resonnerte at hvis en ukjent flekk forårsaket skumdannelse ved behandling med hydrogenperoksid, inneholdt den sannsynligvis hemoglobin, og derfor sannsynligvis ville være blod. Introdusert i 1863, var dette den første formodede testen for blod. Men siden hydrogenperoksid har en tendens til å spaltes sakte av seg selv, var det en utfordrende innsats å lete etter ekstra bobler.
En betydelig forbedring ble introdusert i form av «Kastle-Meyer-testen» som ga en fargeendring i tilstedeværelse av hemoglobin. Dette baserte seg på kjemien til fenolftalein, kjent for studentene i dag som en syre-baseindikator. Fenolftalein er fargeløst i syre, men blir dyprosa i en grunnleggende løsning. I dette tilfellet er imidlertid det viktige trekket at fenolftalein kan reduseres med sink til fargeløst fenolftalin, som sammen med en base er tilstede i testreagenset.
I den vanlige prosessen tilsettes en dråpe alkohol til en ukjent flekk for å oppløse ethvert hemoglobin som kan være tilstede, etterfulgt av gni med en vattpinne som har blitt behandlet med Kastle-Meyer-reagenset. En dråpe hydrogenperoksid blir deretter påført vattpinnen. Hvis hemoglobin er tilstede, spaltes hydrogenperoksidet for å gi oksygen som igjen oksyderer fenolftalin til fenolftalein. Siden løsningen er grunnleggende, utvikler det seg en rosa farge som indikerer tilstedeværelsen av blod. Testen er veldig sensitiv, men er ikke spesifikk for menneskelig blod. Dyreblod vil også gi en positiv reaksjon som oksidasjonsmidler som noen metallioner.
Denne reaksjonen av hydrogenperoksid med hemoglobin er også grunnlaget for «luminol» -testen som brukes av etterforskere av åstedet for å oppdage spor av blod som kanskje ikke er synlig i det hele tatt. Teknikken er å spraye det mistenkte området med en løsning av luminol og hydrogenperoksid. Hvis blod er tilstede, vil peroksidet gi oksygen som deretter reagerer med luminol for å produsere en blå glød. Denne reaksjonen ble først notert i 1928 av den tyske kjemikeren HO Albrecht og ble satt i rettsmedisinsk praksis i 1937 av rettsmedisinske forsker Walter Specht.
Selv tørket og nedbrutt blod gir en positiv reaksjon med den blå gløden som varer i omtrent 30 sekunder. per applikasjon. Gløden kan dokumenteres med et bilde, men et ganske mørkt rom er nødvendig for deteksjon. Reaksjonen er så følsom at den kan avsløre blodflekker på tekstiler selv etter at de har blitt hvitvasket. I ett tilfelle et par vaskede jeans uten synlige flekker ga en positiv test med luminol på begge knær.
Verken Kastle-Meyer-testen eller luminol-testen kan identifisere hvis blod er involvert, men når en flekk er bestemt å være blod, kan spor av DNA ekstraheres og en identifikasjon utføres. I eksempelet på jeansene var DNA-analyse i stand til å ekskludere blodet som kom fra eieren av jeansene.
Luminol-analyse har ulemper. Dens kjemiluminescens kan også utløses av en rekke stoffer som kobberholdige forbindelser og blekemidler. Hadde jeansen blitt vasket med et vaskemiddel som inneholder et blekemiddel, ville ikke blodet blitt oppdaget. Kriminelle som er klar over dette har vært kjent for å prøve å vaske bort spor etter forbrytelsen med blekemiddel. Resultatet er at gjenværende blekemiddel får hele åstedet til å produsere den typiske blå gløden, som effektivt kamuflerer blodflekker.
Og hvis du vil se en virkelig imponerende glød, spray et stykke lever med luminol testløsning. Ikke spis det etter.