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1簡介

氫負離子也稱負氫離子(H-),又稱為氫化離子,直到最近它才被納入等離子物理學的範疇。這種狀態的氫,其原子上多帶了一個電子,因而帶負電,成為負離子。在地球表面常溫常壓的條件下,H-極不穩定,主要存在於實驗室里的等離子體和各種星體(包括太陽)的內部,其壽命只有幾毫微秒。    那麼,等離子體又是什麼呢?等離子體在本質上是一種炙熱的氣體,可以發出輝光,這種氣體受熱可能是由於電離輻射或輻射傳輸引起的(你可以想象一塊被燒紅放熱的情形),等離子體的產生既可以發生在星體周圍的大氣,也可以由於一束電流通過氣體而產生(想象火化、電弧放電的情形),或者,在熒光燈泡中,也可以看到類似的現象。
在過去的十年裡,科學家們發現,負氫離子(H-)廣泛存在於地球的內部以及表面。雖然早在1937年,就有一些生物化學文獻報道了H-,但更令人驚訝的是,人們逐漸發現,在地球上的所有生命中,H-起著非常重要的作用,它在多種生物體中充當著「能量載體」的角色,同時還是一種強效抗氧化劑。

2作用

作為抗氧化物質,在所有的未加工食物(包括動物性和植物性食物)、生物鏈中的一切天然未處理水源中,H-是最主要、最基本和最直接的抗氧化劑。含有H-的水源為冰川融化水、高原湖泊水以及含水層穩定區域的深井水以及天然泉水。
體積微小、質量極輕的H-是地球上所有生命最基本的抗氧化物質,它可能成為迄今為止各種生命形式最優越的抗氧化劑。然而,H-在我們的生物鏈中非常脆弱,它很容易由於加工、漂白、久煮或者加熱而丟失或者遭到破壞。
在科學界,關於負氫離子(H-)的研究已有近百年的歷史。二十世紀初,無機化學之父卡爾·朗繆爾通過探究多種物質,觀察了自然界和火焰中原子態和負氫離子狀態的氫的產生,比較了常溫常壓條件下(STP,多以海平面、室溫為標準)和高溫時氫氣(H2)分解為氫原子(H)和負氫離子(H-)的程度,結果發現,在STP下,H2分解為H和H-的比例非常小,當溫度升高時,這種比例明顯增加。這個發現使卡爾·朗繆爾認識到,在STP條件下,H-的產生和穩定存在比他預想的要普遍的多。在自然界,H-往往隱藏於晶體柵格中,或者鬆弛地結合在一些氫化物結構中,也可以緊密結合於氫化有機物如還原型輔酶I(NADH)中。
到了20世紀下半葉,人們對負氫離子的認識不再是地球上罕見、自然界不穩定的物質,相反,在20世紀90年代,人們已經認識到,負氫離子廣泛存在於各種生物的生化反應中,而且在與機體能量代謝密切相關的三羧酸循環(也稱作檸檬酸循環)充當重要角色。90年代末,人們更加明確,在很多常見的抗氧化物質(包括維生素E在內)的抗氧化機制中,這些抗氧化物質是作為負氫離子的運輸載體來發揮作用的,它們能在恰當的時機把負氫離子運輸到各種組織、包圍細胞的體液等生物系統中,使其發揮自由基(ROS)清除作用。另外,還有一點被普遍認識到:與光合作用產生能量的過程相似,機體生成的能量運輸分子經「燃燒」后就被激活(如NAD+轉變為NADH),其關鍵機制可能就在於載體分子對負氫離子的傳遞作用。
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