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2020-10-16
出处:族谱网
作者:阿族小谱
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性质物理性质锌是一种青白色、光亮、具有反磁性的金属,虽然一般用作商品的锌都经过加工,这些特性已不再鲜明。其密度比铁略小,呈六边形晶体结构。在常温下锌是硬而易碎的,但在100至150°C下会变得有韧性。当温度超过210°C时,锌又重新变脆,可以用敲打来粉碎它。锌的电导率居中。在所有金属中,它的熔点(420°C)和沸点(900°C)相对较低。除了汞和镉以外,它的熔点是所有过渡金属里最低的。化学性质与非金属反应锌加热至225℃后氧化激烈,燃烧时呈绿色火焰,与氧气反应生成氧化锌:与卤素反应生成卤化锌:与硫反应生成硫化锌:与水反应锌与水蒸气反应生成氧化锌:两性金属与铝类似,锌也具有两性。锌能和强碱溶液生成四羟基合锌酸盐及氢气。例如与氢氧化钠反应生成四羟基合锌酸钠:历史过去,锌每磅(约454克)的价格约一美元,属于价格较低廉的金属。故美国政府用以铸造1分钱(1pence)美元硬币,但随着锌的价格飞涨,...

性质

物理性质

锌是一种青白色、光亮、具有反磁性的金属,虽然一般用作商品的锌都经过加工,这些特性已不再鲜明 。其密度比铁略小,呈六边形晶体结构 。

在常温下锌是硬而易碎的,但在100至150°C下会变得有韧性 。当温度超过210 °C时,锌又重新变脆,可以用敲打来粉碎它。 锌的电导率居中。在所有金属中,它的熔点(420 °C)和沸点(900 °C)相对较低 。除了汞和镉以外,它的熔点是所有过渡金属里最低的 。

化学性质

与非金属反应

锌加热至225℃后氧化激烈,燃烧时呈绿色火焰,与氧气反应生成氧化锌:

与卤素反应生成卤化锌:

与硫反应生成硫化锌:

与水反应

锌与水蒸气反应生成氧化锌:

两性金属

与铝类似,锌也具有两性。锌能和强碱溶液生成四羟基合锌酸盐及氢气。

例如与氢氧化钠反应生成四羟基合锌酸钠:

历史

过去,锌每磅(约454克)的价格约一美元,属于价格较低廉的金属。故美国政府用以铸造1分钱(1 pence)美元硬币,但随着锌的价格飞涨,反而出现造价超过钱币面值的的现象。

1分钱硬币含有含有97.5%的锌,表面再镀上铜。然因锌的价格飙涨,1分钱的造价已超过币值许多,更因亚洲的经济崛起,铜及锌等需求大幅增加,价格持续上扬,情况严重至有人提议废除1分钱硬币。

锌合金

加入其他元素组成的一种合金。根据加入的元素不同而分出不同的种类,可以形成不同种类的低温锌合金。许多合金都包含锌元素,比如黄铜就是锌和铜的合金。其它可与锌组成二元合金的金属包括铝、锑、银、锡、镁、钴、镍、碲、镉、铅、钛和钠。 虽然锌和锆均非铁磁材料,它们的合金 ZrZn 2 却能在35K时表现出铁磁性。

特性

熔点低,在385℃熔化;

流动性好;

在大气中耐腐蚀;

蠕变强度低,尺寸容易在自然时效下发生变化

锌合金类别

黄铜:机械性能和耐磨性能都很好;敲起来声音独特;

锌镉合金:流动性好、光面好,容易进行抛光、焊接等加工;

2号锌合金:机械性能最好;硬度要求达标;尺寸精度一般;

3号锌合金:流动性良好;机械性能良好;适合做玩具、灯具、装饰品等;应用最为广泛;

5号合金:流动性良好;机械性能良好;适合做汽车配件、机电配件等;

8号合金:良好的机械性;尺寸稳定性好;流动性较差;适合做元器件;

Superloy:流动性最好;一般用作压铸薄壁;适合做电器元件以及盒体。

锌化合物

主分类:锌化合物

在锌化合物中,锌最常见的化合价是+2。

锌(II)

锌可以和所有阴离子形成化合物。如常见的ZnSO 4 、ZnCl 2 、Zn(NO 3 ) 2 等,可溶性大的锌化合物都有很强的潮解性,如氯化锌、高氯酸锌等。锌的一些二元化合物(ZnSe、ZnTe等)在光电方面有着引人注目的特性。

在锌的化合物中,ZnO、Zn(OH) 2 和ZnCO 3 是难溶于水的。

锌(II)可以形成配合物,如[Zn(NH 3 ) 4 ] 、[Zn(OH) 4 ] 、[Zn(CN) 4 ] 等。

锌(II)也有不少有机化合物,如二乙基锌。

对人体的影响

人体含量和分布

人体含锌的总量约占体重的0.003%,相当于成人体内约有2公克锌。90%的锌都存在肌肉与骨骼中,其余10%在血中扮演举足轻重的角色 。

建议摄取量与食物来源

含锌丰富的食物包括肉类、肝、海鲜、啤酒、南瓜子、栗子、蛋、乳品、芝麻、芥末等。

生理功能

维持免疫功能:人体锌不足会出现淋巴球数量低落、血中免疫球蛋白降低、自然杀手细胞功能减弱、皮肤免疫测试反应降低等状况,临床的结果就是肺炎、念珠球菌感染,甚至伤风感冒。

生长与发育:促进生长、性器官的发育、伤口愈合、毛发、指甲,以及口腔黏膜等多处位置的修补作用。

运用在保养品:为控油类型的典型的成分。

调节基因表现:许多蛋白质转录因子的分子中含有锌指结构,负责与DNA结合,而改变基因的表现功能,是很重要的调控机制。

酵素组成分:已知的含锌酵素超过300多种,锌位于催化中心,或稳定酶蛋白质的立体结构,失去锌会使酵素失去活性。

维持味觉功能与促进食欲。

促进胰岛素分泌。

增强记忆力。

吸收与排泄

锌的最佳吸收部位是十二指肠。基本排泄途径是经消化道由粪便排出。肾脏具有调节功能,会将锌离子进行再吸收。

锌的吸收通道

hZTL1/ZnT5的结构、活性

SLC30A5可分成两个部分,较低分子量的hZTL1,以及重量较大的ZnT5。(ZnT-like transporter 1)

hZTL1在人体组织中较为含量较多,转译出的蛋白质有523个氨基酸,和老鼠的ZnT1有34%是相同的。 以拓朴学来预测其结构,在其序列上的N端到C端有十二个跨膜结构区。在C端的myc转译出的蛋白质可标定在极化的Caco-2(结肠上皮细胞)上,会回到原先的皮膜表层。

利用Xenopus laevis的卵母细胞进行表现实验时,hZTL1会调节Zn的吸收,而hZTL1调控对Zn的吸收在pH 5.5不如pH 7.6.时来得好。

早期的资料显示DMT1在Zn吸收中扮演重要的脚色,可是这些资讯已在将Caco-2上的DMT1消去之后,却不影响Zn吸收的实验中得到充分的反例,Zn不会跟Fe竞争DMT1,并且其活性与细胞膜电位无关。

人类小肠细胞中ZTL1的位置证实

在肠细胞Zn运输蛋白的相似细胞中,可区分为属于两大类别,SLC30跟SLC39,其中有两种蛋白质hZTL1(h;human)和hZIP4在小肠细胞摄取Zn的过程中扮演相当重要的角色。在ZTL1发现前,并没有人在哺乳类细胞中看到有Zn通道的表现。

ZnT1透过免疫沉淀的方式在大鼠肠细胞边侧的细胞膜上发现,并在人类小肠细胞Caso-2中获得证实。

ZIP1一开始被认为是用来吸收小肠内Zn的transporter,K562 cell细胞膜定位的实验推翻了这点,绿色萤光跟FLAG标定的hZIP1位在许多皮质细胞的内质网上,包括了Caco-2,更近一步透过在PC-3前列腺细胞操作hZIP1抗体可以更精确的证明这件事。

其他可能存在的Zinc transporter

关于其他Zn transporter,有一种ZNT1蛋白质在肠道扮演很重要的角色,研究显示,ZNT1会携带从饮食中获得的Zn离子在肠壁细胞吸收后携带进入肝门静脉,但在SLC30蛋白质中没有其他蛋白质被发现跟ZNT1一样有完全相同的功能。

在人体的胰岛ß细胞中,ZnT5和一个富含胰岛素的分泌细粒结合,Zn对于将胰岛素以晶体的方式储存扮演重要的角色。

ZNT6,ZNT7两蛋白质虽然在肠道也能发现,但其两在其他器官都有发现到他们的踪迹,所以其功能和ZNT1并不相似。

在人体方面,hZIP1、hZIP2、hZIP4都有携带Zn离子的功能,但这些蛋白质也被发现在和摄护腺中,所以其功能并不是完全清楚,另外ZIP6,ZIP8两蛋白质功能不明,还有在老鼠内质网中发现的ZIP7也是一样。

在胎盘中锌的传导

锌在胎盘中的传输过程大致上和在肠中类似,由SLC30中的ZnT1,2,5来负责,至于ZnT6,7的功能则仍在实验当中。 在免疫组织化学中,以人类和老鼠为实验对象,hZTL1/ZnT5被探测到在胎盘上层细胞中扮演着重要角色,负责传送Zn给胎儿。而ZnT1则有着类似的功能,拥有负责传输营养物质给胎儿的功能,但作用机制仍未完全了解。在人体中, hZTP1均在肠和胎盘中表现出来,但是没有任何证据显示hZIP2的表现。

此外,ZTP4虽然都有在人类和老鼠的肠中被表现,但是基因却没有在人类的胎盘中被表现出来,反而老鼠的卵黄囊中会进行表现。后来才发现原来hZIP4对人体饮食中锌在肠的吸收扮演着重要角色,hZTL1/ZnT5在Zn的传输中,对胎儿的影响远大于对成人的影响。

在小肠和胎盘中锌通道的调节

小肠中锌的吸收调节被认为是维持体内锌衡定很重要的部分,在一份大鼠的研究中已经论证当可吸收的锌浓度增加,在小肠里有一个位置会调节ZnT1的上游mRNA,但在同一份研究中也显示当可吸收的锌浓度下降ZnT1的mRNA并不会受影响,而另一个锌的传送蛋白ZnT2在提供充足地锌的情况下ZnT2 mRNA会加强表现,如果是缺乏锌的情况下则会降低ZnT2 mRNA的表现。

老鼠的ZIP4 mRNA在缺乏锌的时候会增加表现量。在人类肠道细胞Caco-2中,增加培养基里的锌浓度会引起锌的传送蛋白hZTL1/ZnT5、ZnT1、ZnT4和hZIP1 mRNA表现量的增加,同样,在蛋白质的表现量上也是有增加的情形;但是在胎盘细胞中就有不同的表现,当增加锌的浓度后,并没有任何锌的传送蛋白mRNA有改变表现量,更甚至于发现ZnT1和hZTL1/ZnT5蛋白的表现量有减少的现象,但是现在对于Zn如何调节这些蛋白质并没有完整地知识去描述它的机制。

锌缺乏后果

锌缺乏会导致免疫力低下、食欲不振、生长减缓、下痢、掉发、夜盲、前列腺肥大、男性生殖功能减退、动脉硬化、贫血等问题。锌缺乏导致腹泻的过程包括:肠细胞绒毛结构破坏、含锌消化酵素减少、发炎造成肠壁水肿、消化道免疫力变差。缺锌与腹泻容易形成恶性循环,腹泻更减少锌吸收,增加锌的流失,造成双重的缺锌原因,常发生在老人 、婴幼儿、胰脏功能不全、肠病变或肠手术者的身上。

此外有肾脏病变者很容易有高尿锌症与低血锌症。糖尿病、肝病或慢性发炎性疾病,如风湿性关节炎患者,都会因肾病变导致体内锌慢性缺乏,免疫力会变差,形成了一个恶性循环。

支端皮肤炎

hZIP4(SLC39A4)是一在肠膜上端的二次基因表现产物,它被发现和遗传的Zn-deficiency disease acrodermatitis enteropathica(缺乏Zn的支端皮肤炎)有关,此病和第八染色体有密切关系,会减低肠道吸收Zn的效率。

经过研究证实,突变的hZIP4蛋白质也会降低肠道吸收Zn的效率,最近有另外的实验结果指出,在老鼠身上的HEK293蛋白质会增加肠道Zn的吸收效率.

锌过量后果

大量锌会引发恶心、呕吐、发烧、血液中高密度脂蛋白减少,进而提高心血管疾病发生概率。

参考文献

 

 


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