Enzymer är speciella proteinmolekyler som påskyndar kemiska reaktioner. Men varför ska levern innehålla ett enzym som hjälper till att bryta ned väteperoxid? Eftersom väteperoxid faktiskt bildas som en produkt av ämnesomsättningen och kan göra några otäcka saker. Det kan bryta sönder för att ge hydroxylradikaler som attackera viktiga biokemikalier som proteiner och DNA. För att skydda sig själv skapar kroppen katalas, enzymet som sönderdelar väteperoxid innan det kan bilda hydroxylradikaler.
Faktiskt är bildandet av väteperoxid i celler ett försök av kroppen för att skydda sig från ett ännu farligare ämne, superoxid.
Syre är ett tveeggat svärd. Vi kan inte leva utan det, men det påskyndar också vår bortgång genom att spela en roll i åldrandet process. Här är vad som händer. Elektroner är det ”lim” som håller atomer samman i molekyler, och alla slags elektronöverföringar sker mellan molekyler när de engagerar sig i de många kemiska reaktioner som pågår i vår kropp hela tiden. Ibland överförs en elektron till syre under dessa reaktioner och omvandlar den till en mycket reaktiv ”superoxid” -jon som attackerar och sliter sönder andra molekyler.
Men vi har utvecklat ett försvarssystem, i detta fall ett enzym som kallas enzym. ”superoxiddismutas” som blir av med superoxid genom att omvandla det till väteperoxid, som även om det är potentiellt farligt, är mindre farligt än superoxid. Ändå innebär det en risk och det är här katalas kommer in i bilden. Det bryter ner peroxiden i syre och vatten. Och det är därför väteperoxid skummar när det hälls på levern.
Om du någonsin har använt väteperoxid för att desinficera ett snitt kan du också ha noterat en del bubblande eftersom blod kan sönderdela väteperoxid i syre och vatten. Katalysatorn den här gången är inte ett enzym utan ”hem” -delen av hemoglobin, den syrebärande föreningen i röda blodkroppar.
Schweizisk kemist Christian Friedrich Schonbein, mest känd för sin upptäckt av ”bomullsbomull” när han använde sin frus förkläde för att utplåna ett oavsiktligt utsläpp av salpetersyra och svavelsyror, var den första som noterade bubblande när väteperoxid blandades med blod. Han resonerade att om en okänd fläck orsakade skumning vid behandling med väteperoxid, innehöll den troligen hemoglobin och var därför sannolikt blod. Infördes 1863 var detta det första förmodade testet för blod. Men eftersom väteperoxid tenderar att sönderdelas långsamt av sig själv var det en utmanande strävan att leta efter extra bubblor.
En betydande förbättring infördes i form av ”Kastle-Meyer-testet” som gav en färgförändring i närvaro av hemoglobin. Detta förlitade sig på kemin i fenolftalein, som idag är välkänd för studenter som en syrabasindikator. Fenolftalein är färglöst i syra men blir djupt rosa i en baslösning. I det här fallet är dock det viktiga inslaget att fenolftalein kan reduceras med zink till färglöst fenolftalin, som tillsammans med en bas finns i testreagenset.
I den vanliga processen tillsätts en droppe alkohol till en okänd fläck för att lösa upp eventuellt hemoglobin som kan vara närvarande, följt av gnugga med en pinne som har behandlats med Kastle-Meyer-reagenset. En droppe väteperoxid appliceras sedan på pinnen. Om hemoglobin är närvarande sönderdelas väteperoxiden för att ge syre som i sin tur oxiderar fenolftalin till fenolftalein. Eftersom lösningen är basisk utvecklas en rosa färg som indikerar närvaron av blod. Testet är mycket känsligt men är inte specifikt för människans blod. Djurblod kommer också att ge en positiv reaktion liksom oxidationsmedel såsom vissa metalljoner.
Denna reaktion av väteperoxid med hemoglobin är också grunden för ”luminol” -testet som används av brottsplatsutredare för att upptäcka spår. av blod som kanske inte syns alls. Tekniken är att spruta det misstänkta området med en lösning av luminol och väteperoxid. Om det finns blod kommer peroxiden att ge syre som sedan reagerar med luminol för att producera en blå glöd. Denna reaktion noterades första gången 1928 av den tyska kemisten HO Albrecht och infördes i rättsmedicin 1937 av kriminalteknikern Walter Specht.
Även torkat och sönderdelat blod ger en positiv reaktion med det blå glödet som varade i cirka 30 sekunder per applikation. Glödet kan dokumenteras med ett foto men ett ganska mörkt rum krävs för detektion. Reaktionen är så känslig att den kan avslöja blodfläckar på tyger även efter att de har tvättats. I ett fall tvättas ett par jeans utan synliga fläckar gav ett positivt test med luminol på båda knäna.
Varken Kastle-Meyer-testet eller luminoltestet kan identifiera vars blod är inblandat, men när en fläck har bestämts vara blod kan spår av DNA extraheras och en identifiering utföras. I exemplet med jeans kunde DNA-analys utesluta blodet från jeansens ägare.
Luminolanalys har nackdelar. Dess kemiluminescens kan också utlösas av ett antal ämnen såsom kopparinnehållande föreningar och blekmedel. Hade jeansen tvättats med ett tvättmedel som innehåller ett blekmedel, hade blodet inte upptäckts. Brottslingar som är medvetna om detta har varit kända för att försöka tvätta bort spår av deras brott med blekmedel. Resultatet är att kvarvarande blekmedel får hela brottsplatsen att producera den typiska blå glöd som effektivt kamouflerar alla blodfläckar.
Och om du vill se en riktigt imponerande glöd, spray en bit lever med en luminol testlösning. Ät inte det efter.