'(),是一種化學元素,化學符號为',原子序數为30,原子量為,属于過渡金屬;鋅由於形、色類似鉛,故也稱為亞鉛,古稱倭鉛白鉛。鋅在常溫下為硬脆物質,且帶有藍銀色光澤。鋅為元素周期表第十二族中的第一個元素。在某些方面,鋅的化學性質與鎂相似:兩者皆呈現單一氧化態 (+2),且Zn2+和Mg2+離子大小相似。鋅為地殼中含量第二十四多的元素,有五個穩定的同位素。最常見的含鋅礦物為閃鋅礦,是鋅硫化物。最大可開採的礦脈位於澳洲、亞洲及美國。鋅礦物利用泡沫浮選法精煉,並經過和。

黃銅為依各種比例混合的銅及鋅的合金,早在西元三千年前的愛琴海、伊拉克、阿拉伯聯合酋長國、卡爾梅克、土庫曼斯坦及格魯吉亞,和西元兩千年前的印度西部、烏茲別克斯坦、伊朗、敘利亞、伊拉克及以色列/巴勒斯坦就已經被人們利用。儘管人們在古代羅馬跟希臘時就知道鋅金屬,但直到十二世紀時才在印度被大規模生產。藉由拉賈斯坦邦的礦物我們獲得確切的證據,將鋅的生產回溯至西元前六世紀。迄今,最古老的純鋅來自拉賈斯坦邦的扎瓦爾,早在西元九世紀時便利用蒸餾法來生產純鋅了。煉金術士在空氣中燃燒鋅,用來產生氧化鋅,他們稱之為「白雪」。

此元素可能是由煉金術士帕拉塞爾蘇斯經(叉、牙齒之意)所命名。純金屬鋅在1746年被德國化學家馬格拉夫發現。1800年時,路易吉·伽伐尼和亞歷山德羅·伏打揭示了鋅的電化學性質。鋅最主要的應用為抗腐蝕的鐵鍍鋅(熱浸鍍鋅),在現代工業中對於碳锌电池製造上有不可磨滅的地位,最具代表性之用途為「鍍鋅鐵板」,該技術被廣泛用於汽車、電力、電子及建築等各種產業中。其他應用在電池、小型非結構鑄件及合金像是黃銅等。人們在生活中普遍的使用各種鋅化合物,例如和葡萄糖酸鋅(膳食補充劑)、氯化鋅(除臭劑)、吡硫鎓鋅(去屑洗髮精)、硫化鋅(螢光塗料),及有機實驗室的二甲基鋅或二乙基鋅。

鋅為必需礦物質,包含產前生長及產後發育。發展中國家約有二十億的人受到缺鋅症的影響,及其連帶的疾病。若孩童,將導致生長遲緩、性晚熟、免疫力下降及腹瀉。

食用過量鋅可能造成共济失调、和。

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下会变得有韧性锌的电导率居中。在所有金属中,它的熔点(420℃)和沸点(900℃)相对较低。它的熔点是所有过渡金属中第三低的,仅次于镉和汞。在清朝時,由化學家徐壽改稱為鋅。

過去,鋅每磅(約454克)的價格約一美元,屬於價格較低廉的金屬。故美國政府用以鑄造1美分硬幣(1 cent),但隨著鋅的價格飛漲,反而出現造價超過錢幣面值的現象。

1美分硬幣含有97.5%的鋅,表面再鍍上銅。然因鋅的價格飆漲,一枚硬幣的造價已達至1.79美分,超過幣值許多,更因亞洲的經濟崛起,銅及鋅等需求大幅增加,價格持續上揚,情況嚴重至有人提議廢除1美分硬幣。

用途
鋅合金
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、钛和鈉。虽然锌和锆均非铁磁材料,它们的合金 却能在35 K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
*黃銅:機械性能和耐磨性能都很好;敲起來聲音獨特;
*鋅鎘合金:流動性好、光面好,容易進行拋光、焊接等加工;
*2號锌合金:机械性能最好;硬度要求达标;尺寸精度一般;
*3號锌合金: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。

對人體的影響
人體含量和分布
人體含鋅的總量約佔體重的0.003%,相當於成人體內約有2公克鋅。90%的鋅都存在肌肉與骨骼中,其餘10%在血中扮演舉足輕重的角色。

建議攝取量與食物來源
含鋅豐富的食物包括蚵與紅蟳等海鮮、鵝肝與豬肝等內臟、牛腱等肉類、牛乳與乳酪等乳制品、洋菜、火麻仁、麦芽、南瓜籽、啤酒、栗子、蛋、芝麻、芥末、腰果、豆类等。在豆科植物和全谷类植物来源中发现的锌吸收效率较低,因为其他植物化合物抑制吸收。

生理功能

維持免疫功能:人體鋅不足會出現淋巴球數量低落、血中免疫球蛋白降低、自然殺手細胞功能減弱、皮膚免疫測試反應降低等狀況,臨床的結果就是肺炎、念珠球菌感染,甚至傷風感冒。

生長與發育:促進生長、性器官的發育、傷口癒合、毛髮、指甲,以及口腔黏膜等多處位置的修補作用。

運用在保養品:為控油類型的典型的成份。

調節基因表現:許多蛋白質轉錄因子的分子中含有鋅指結構,負責與DNA結合,而改變基因的表現功能,是很重要的調控機制。

酵素組成分:已知的含鋅酵素超過300多種,鋅位於催化中心,或穩定酶蛋白質的立體結構,失去鋅會使酵素失去活性。

維持味覺功能與促進食欲。

促進胰島素分泌。

增强记忆力。

吸收與排泄
鋅的最佳吸收部位是十二指腸。基本排泄途徑是經消化道由糞便排出。腎臟具有調節功能,會將鋅離子進行再吸收。
鋅的吸收通道
hZTL1/ZnT5的結構、活性
SLC30A5可分成兩個部分,較低分子量的hZTL1,以及重量較大的ZnT5。(ZnT-like transporter 1)

hZTL1在人體組織中較為含量較多,轉譯出的蛋白質有523個胺基酸,和老鼠的ZnT1有34%是相同的。
以拓樸學來預測其結構,在其序列上的N端到C端有十二個跨膜結構區。在C端的myc轉譯出的蛋白質可標定在極化的Caco-2(結腸上皮細胞)上,會回到原先的皮膜表層。

利用Xenopus laevis的卵母細胞進行表現實驗時,hZTL1會調節Zn的吸收,而hZTL1調控對Zn的吸收在pH 5.5不如pH 7.6.時來得好。

早期的資料顯示DMT1在Zn吸收中扮演重要的角色,可是這些資訊已在將Caco-2上的DMT1消去之後,卻不影響Zn吸收的實驗中得到充分的反例,Zn不會跟Fe競爭DMT1,並且其活性與細胞膜電位無關。

人類小腸細胞中ZTL1的位置證實
在腸細胞Zn運輸蛋白的相似細胞中,可區分為屬於兩大類別,SLC30跟SLC39,其中有兩種蛋白質hZTL1(h;human)和hZIP4在小腸細胞攝取Zn的過程中扮演相當重要的角色。在ZTL1發現前,並沒有人在哺乳類細胞中看到有Zn通道的表現。

ZnT1透過免疫沉澱的方式在大鼠腸細胞邊側的細胞膜上發現,並在人類小腸細胞Caso-2中獲得證實。

ZIP1一開始被認為是用來吸收小腸內Zn的transporter,K562 cell細胞膜定位的實驗推翻了這點,綠色螢光跟FLAG標定的hZIP1位在許多皮質細胞的內質網上,包括了Caco-2,更近一步透過在PC-3前列腺細胞操作hZIP1抗體可以更精確的證明這件事。

其他可能存在的Zinc transporter
關於其他Zn transporter,有一種ZNT1蛋白質在腸道扮演很重要的角色,研究顯示,ZNT1會攜帶從飲食中獲得的Zn離子在腸壁細胞吸收後攜帶進入肝門靜脈,但在SLC30蛋白質中沒有其他蛋白質被發現跟ZNT1一樣有完全相同的功能。

在人體的胰島ß細胞中,ZnT5和一個富含胰島素的分泌細粒結合,Zn對於將胰島素以晶體的方式儲存扮演重要的角色。

ZNT6,ZNT7兩蛋白質雖然在腸道也能發現,但其兩在其他器官都有發現到他們的蹤跡,所以其功能和ZNT1並不相似。

在人體方面,hZIP1、hZIP2、hZIP4都有攜帶Zn離子的功能,但這些蛋白質也被發現在子宮和攝護腺中,所以其功能並不是完全清楚,另外ZIP6,ZIP8兩蛋白質功能不明,還有在老鼠內質網中發現的ZIP7也是一樣。

在胎盤中锌的傳導
锌在胎盤中的傳輸過程大致上和在腸中類似,由SLC30中的ZnT1,2,5來負責,至於ZnT6,7的功能則仍在實驗當中。 在免疫組織化學中,以人類和老鼠為實驗對象,hZTL1/ZnT5被探測到在胎盤上層細胞中扮演著重要角色,負責傳送Zn給胎兒。而ZnT1則有著類似的功能,擁有負責傳輸營養物質給胎兒的功能,但作用機制仍未完全了解。在人體中, hZTP1均在腸和胎盤中表現出來,但是沒有任何證據顯示hZIP2的表現。

此外,ZTP4雖然都有在人類和老鼠的腸中被表現,但是基因卻沒有在人類的胎盤中被表現出來,反而老鼠的卵黃囊中會進行表現。後來才發現原來hZIP4對人體飲食中锌在腸的吸收扮演著重要角色,hZTL1/ZnT5在Zn的傳輸中,對胎兒的影響遠大於對成人的影響。

在小腸和胎盤中鋅通道的調節
小腸中鋅的吸收調節被認為是維持體內鋅衡定很重要的部分,在一份大鼠的研究中已經論證當可吸收的鋅濃度增加,在小腸裡有一個位置會調節ZnT1的上游mRNA,但在同一份研究中也顯示當可吸收的鋅濃度下降ZnT1的mRNA並不會受影響,而另一個鋅的傳送蛋白ZnT2在提供充足地鋅的情況下ZnT2 mRNA會加強表現,如果是缺乏鋅的情況下則會降低ZnT2 mRNA的表現。

老鼠的ZIP4 mRNA在缺乏鋅的時候會增加表現量。在人類腸道細胞Caco-2中,增加培養基裡的鋅濃度會引起鋅的傳送蛋白hZTL1/ZnT5、ZnT1、ZnT4和hZIP1 mRNA表現量的增加,同樣,在蛋白質的表現量上也是有增加的情形;但是在胎盤細胞中就有不同的表現,當增加鋅的濃度後,並沒有任何鋅的傳送蛋白mRNA有改變表現量,更甚至於發現ZnT1和hZTL1/ZnT5蛋白的表現量有減少的現象,但是現在對於Zn如何調節這些蛋白質並沒有完整地知識去描述它的機制。

锌缺乏後果
鋅缺乏會導致免疫力低下、食慾不振、生長減緩、下痢、掉髮、夜盲、前列腺肥大、男性生殖功能減退、動脈硬化、貧血等問題。鋅缺乏導致腹瀉的過程包括:腸細胞絨毛結構破壞、含鋅消化酵素減少、發炎造成腸壁水腫、消化道免疫力變差。缺鋅與腹瀉容易形成惡性循環,腹瀉更減少鋅吸收,增加鋅的流失,造成雙重的缺鋅原因,常發生在老人、嬰幼兒、胰臟功能不全、腸病變或腸手術者的身上。

此外有腎臟病變者很容易有高尿鋅症與低血鋅症。糖尿病、肝病或慢性發炎性疾病,如風濕性關節炎患者,都會因腎病變導致體內鋅慢性缺乏,免疫力會變差,形成了一個惡性循環。
支端皮膚炎
hZIP4(SLC39A4)是一在腸膜上端的二次基因表現產物,它被發現和遺傳的Zn-deficiency disease acrodermatitis enteropathica(缺乏Zn的支端皮膚炎)有關,此病和第八染色體有密切關係,會減低腸道吸收Zn的效率。

經過研究證實,突變的hZIP4蛋白質也會降低腸道吸收Zn的效率,最近有另外的實驗結果指出,在老鼠身上的HEK293蛋白質會增加腸道Zn的吸收效率.

锌過量後果
大量鋅會引發噁心、嘔吐、發燒、血液中高密度脂蛋白減少,進而提高心血管疾病發生機率。

参考文献
延伸閱讀
*劉廣定:〈[http://ccsdb.ncl.edu.tw/ccs/image/01_009_002_01_09.pdf 中國用鋅史研究:五代已知「倭鉛」說重考] 〉。
外部連結

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