科大工學院發現嶄新消毒劑　既高效又環保

氯二甲酚是一種在全球廣泛應用的消毒劑，然而由於其相對較高的化學穩定性，加上被大規模使用，已證實對水中的生態系統構成了威脅。香港科技大學（科大）工學院近日發現了一種極具潛力的消毒劑，名為「2,6-二氯苯醌」，有望成為取代氯二甲酚的替代品。這種化合物不僅能更有效地對抗某些細菌、真菌和病毒，還能在受納水體中迅速降解並去除毒性。

這項突破性的研究由科大土木及環境工程學系的張相如教授領導。張教授研究消毒副產物多年，疫情期間，他注意到氯二甲酚的結構與其團隊以前發現的鹵代酚類消毒副產物相似，而某些鹵代酚類消毒副產物能夠在陽光照射下迅速降解。

團隊受部分鹵代酚類消毒副產物的結構特性和降解性質所啟發，設法從消毒副產物中篩選出一種能夠在受納水體中快速降解並去除毒性的高效廣譜消毒劑。團隊研究人員測試了10種消毒副產物在滅活不同病原體時的功效，當中包括大腸桿菌（一種有機會驅動結直腸癌的常見細菌）、金黃葡萄球菌（細菌）、白色念珠菌（真菌）以及噬菌體MS2（病毒）。他們發現2,6-二氯苯醌在滅活細菌、真菌和病毒的功效比氯二甲酚高出9至22倍。

此外，即使在沒有陽光照射的環境下，2,6-二氯苯醌也能在受納海水中通過水解途徑迅速降解，因此可以快速減低對海洋生態食物鏈最底端的環節動物胚胎所造成的發育毒性。2,6-二氯苯醌被排放入海水兩天後顯示，其發育毒性較氯二甲酚低31倍。

張教授闡釋說：「與氯二甲酚相比較，我們這項研究所篩選出來的消毒劑具有更強的滅菌和滅病毒活性，即使在黑暗環境中，其濃度和發育毒性也能在海水中迅速降低。」

他強調，我們迫切需要尋找既環保又高效的消毒劑，尤其自2019冠狀病毒病大流行以來，這項需求變得更加明顯。「在水環境的樣本檢測時，會經常檢測到氯二甲酚，例如在香港的河水樣本中，其最高濃度已達到每升10.6微克的水平。毒理學研究已發現氯二甲酚對水生生物的不良影響，包括內分泌干擾、胚胎死亡和畸形發育。以虹鱒魚為例，若長期暴露於環境濃度下的氯二甲酚（每升4.2微克），可導致基因調控和形態變化。」

2,6-二氯苯醌是一個極具潛力的替代品，這項發現對於滿足全球需求而言，是一項重要的進展。團隊的研究成果顯示，2,6-二氯苯醌作為消毒劑可望應用於個人護理產品（如洗手液、清潔劑和肥皂）、油漆、紡織品、金屬加工液、醫療工作服，以及家居、食品加工設備、手術儀器和公共場所的消毒等。

張教授進一步指出：「這項創新研究不僅為人類生物安全提供了一個更有效的支援方案，同時優先考慮了環境可持續性，更發現可利用海水的微鹼性來開發綠色消毒劑及其他綠色工業產品，意義重大。例如，科學家可以設計和開發各種工業產品，包括農藥、藥物以及個人護理用品等，讓這些產品被使用後均可以在受納海水中通過水解方式迅速分解。」

這項研究成果最近在國際知名綜合學術期刊《自然通訊》上發表。團隊成員包括張教授課題組的兩位博士後研究員，他們均為科大土木及環境工程學系的博士畢業生。其中韓佳芮博士目前於科大擔任研究助理教授，而李婉鑫博士則現為西交利物浦大學的助理教授。

展望未來研究方向，張教授計劃利用機器學習方法，探索鹵代酚類的消毒效率和降解性能與其分子指紋之間的關係，從而進一步開發最佳的消毒劑。

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（原文於2024年9月6日在EurekAlert刊登。）