破解過敏炸彈-OK 繃類型對蛋白質變性的影響1壹、前言一、研究動機OK 繃是第一級醫療用品，屬於生活中常見的醫療器材之一，種類繁多。OK 繃主要用於防止傷口感染或受到二次傷害，但有些人在使用後會引起發癢、產生紅疹等過敏症狀，也因此在使用時，經常會看見若出現過敏反應則應立即停止使用等字樣，而其中又以防水 OK 繃最為常見。我們觀察到以上的現象以及身邊的案例後，對於防水 OK 繃是否真的比普通 OK 繃更加容易產生過敏反應感到好奇，因此以此為主題進行探討和實驗。我們選擇 3M 品牌的普通 OK 繃及防水 OK 繃進行比較，探討和普通 OK 繃相比，防水 OK 繃是否更容易引起過敏反應。在考量實驗室的限制後，我們以蛋白質和化學物質反應後會產生變性的混濁程度，以分光光度計檢測吸光度，作為反應程度的依據，進而推論其過敏反應的程度。二、研究目的（一）分析蛋白質的結構（二）探討蛋白質與過敏反應的關聯性（三）了解防水 OK 繃和普通 OK 繃的成分差異，並探討其成分中的化學物質可能對蛋白質造成的刺激（四）透過蛋白模擬過敏反應，分析防水 OK 繃和普通 OK 繃與蛋白質產生的現象貳、 文獻探討防水 OK 繃和皮膚屏障的過敏反應是否有直接關係？根據台大過敏免疫中心（無日期）的說明，「過敏疾病的機轉被認為與第二型 T 輔助細胞的活性有關，但是更詳細的機轉還是不清楚」（para.7）。由於高中實驗室無法提供研究 T 輔助細胞的條件，於是改以蛋白質變性實驗模擬 OK 繃對於皮膚屏障的刺激狀況。以下將進一步描述蛋白質、過敏反應以及 OK 繃中化學成分的影響。一、關於蛋白質蛋白質透過 20 種具有不同化學特性的胺基酸進行排列與摺疊，形成初級、次級、三級、四級等四種結構。初級結構指胺基酸的序列；二級結構一般包含α螺旋和β摺疊，此兩種摺疊模式普遍的原因與結構和支鏈(slide chain)的交互作用無關，而是多肽主鏈(polypeptidebackbone)中的 N-H、C=O 間的氫鍵所造成；三級結構則是二級結構在三維空間內呈現的樣子，這個結構蛋白質開始可以表現出功能性，形成的主要作用力來自於氫鍵、疏水作用、離子鍵、凡德瓦力以及二硫鍵；四級結構是多條三級結構肽鏈的組合，表現出更強的功能性和更高的穩定性。（國立台灣大學醫學院附設醫院過敏免疫中心，無日期）
破解過敏炸彈-OK 繃類型對蛋白質變性的影響2二、過敏反應與蛋白質防水 OK 繃所引發的皮膚表面過敏稱為「接觸性過敏反應（ACD）」，是一種皮膚接觸到特定化學分子引發的過敏反應。該過敏反應的機制通常需要稱為半抗原的化學小分子和蛋白質結合，才能夠被免疫系統辨識，在穿透皮膚屏障後引發有效的過敏反應，這個過程被稱為「半誘導化」（Dan A.Erkes & Senthamil R. Selvan, 2014;Rustemeyer, 2022）。由上述可知，化學分子和蛋白質的結合在接觸性過敏反應中扮演至關重要的第一步，經過半誘導化的複合物被 T 輔助細胞等免疫細胞辨識後，才會誘發過敏反應。因此，觀察化學分子和蛋白質間的結合狀況，可以有效的間接模擬 OK 繃對皮膚的刺激性。三、OK 繃中的化學成分和普通 OK 繃相比，防水 OK 繃多使用了丙烯酸酯作為黏合劑的成分。丙烯酸酯（PU）屬於大分子，理論上無法成為半抗原，借助和蛋白質的結合被免疫系統辨識並誘發過敏反應。可是丙烯酸酯黏合劑在製造的過程中，可能會殘留下前驅物異氰酸酯（isocyanates）。根據 Chipinda、Hettick 和 Siegel（2011）的研究指出，異氰酸酯在人類血清白蛋白上有 37 個不同的結合位點，而根據 Wisnewski、Srivastava 等（2000）的研究也表明，人體暴露在異氰酸酯後，肺部和皮膚都有特定的蛋白與之結合。上述狀況和半抗原與載體蛋白結合的機制過程符合，可以推測若防水 OK 繃在有前驅物殘留的情況下，有可能造成半誘導化，致使過敏反應的發生。四、分光光度計檢測波長的選擇當半抗原與蛋白質結合時，可能改變其三級結構，而打斷原本的氫鍵、疏水作用、鹽橋或雙硫鍵，進而造成蛋白質結構變性。除此之外，如果小分子與蛋白質的胺基、巰基等反應形成共價鍵，這種化學修飾也會改變蛋白質的電荷分布或立體結構，導致蛋白質聚集、展開及變性。同時，有些半抗原與蛋白質結合後可能形成具有新的電子躍遷結構，導致吸收光譜偏移或增強吸收。（Chatterjee, S., Bhattacharjee, B.,& Nandi, D. 2020）當蛋白質變性時，會產生沉澱或混濁的現象，形成聚集體。這些聚集體會散射光線，導致在可見光範圍，在 300~600nm 之間，出現明顯的吸光度增加。因此，600nm 波長常被用來監測蛋白質聚集所引起的光散射現象。蛋白質主要在 280 nm 處因為芳香族胺基酸的緣故會吸收紫外光，使用 600 nm 即可避開蛋白質本身吸收峰，僅觀察與變性相關的混濁或沉澱所造成的散射。（Tim Sharpe, Biozentrum BiophysicsFacility. 2014）600nm 波長的選擇，是基於其對蛋白質聚集引起的光散射變化的敏感性，且能夠避開蛋白質本身的吸收干擾，是一種簡單且有效的方法來評估蛋白質的變性程度。
破解過敏炸彈-OK 繃類型對蛋白質變性的影響3參、 研究方法一、研究方法本研究將以實驗，探討防水 OK 繃造成人體皮膚過敏的反應，而防水 OK 繃是否比普通 OK 繃更容易造成蛋白質變性，進而推論是否更容易造成過敏反應。二、研究流程（圖一：實驗流程圖）（圖片來源：研究者自行繪製）三、研究架構（圖二：實驗研究架構圖）（圖片來源：研究者自行繪製）
破解過敏炸彈-OK 繃類型對蛋白質變性的影響4四、實驗器材（表一：實驗器材表）（圖片來源：研究者自行繪製）五、實驗步驟（一）配置 OK 繃萃取液1、將防水 OK 繃與普通 OK 繃棉片切除，並將普通 OK 繃裁剪成和防水 OK繃相同大小。2、將處理過後的防水 OK 繃與普通 OK 繃浸泡於 20 mL 純水中。3、靜置 24 小時，使 OK 繃中的化學成分溶出。（二）配置蛋白質溶液1、把蛋黃和蛋白分離並將蛋白放至 250mL 燒杯。2、用 100mL 量筒測量蛋白量值。3、用 100mL 的量筒裝純水，以 1：1 的比例和蛋白混和。4、將混和後的溶液用紗布過濾雜質至 250mL 燒杯。（三）配置樣本溶液1、分別用 25mL 量筒量取 10 mL 的蛋白質溶液與 10 mL 的萃取液。2、製作防水 OK 繃萃取液+蛋白質溶液的實驗組。3、製作普通 OK 繃萃取液+蛋白質溶液的對照組。4、製作純水+蛋白質溶液的對照組。5、三組溶液分別置於 50mL 燒杯，貼上標籤攪拌均勻，使樣本溶液充分反應。（四）分光光度計測定吸光值1、開啟 UV-Vis 分光光度計並暖機 20 分鐘，設定波長數值為 600nm。2、取純水 1 mL，加入比色皿。測量純水的吸光度（Abs 值）。4、取各組燒杯中的溶液 1 mL，加入比色皿。5、測量各個樣本的吸光度，記錄各組數據。6、重複步驟（一）至（四）三次，以確保收集足夠的數據。（五）分析數據1、將三種樣本的 Abs 值和純水的 Abs 值相減，校正 Abs 值數據。2、分別計算三種樣本的 Abs 值之平均值。3、將數據轉化成圖表呈現，比較三者之間的差異。4、結合文獻資料，推論造成此現象的原因。防水 OK 繃（3M） 1 盒 50mL 燒杯 3 個普通 OK 繃（3M） 1 盒 250mL 燒杯 2 個蛋 數顆 25mL 量筒 2 個分光光度計 1 臺 100mL 量筒 2 個滴管 4 支 手機 1 臺玻棒 2 支 筆電 1 臺紗布 數片
破解過敏炸彈-OK 繃類型對蛋白質變性的影響5肆、 研究結果與分析一、實驗成果（一）原始數據（表二：原始數據）（圖片來源：研究者自行繪製）（二）數據整理（表三：減去純水吸光度校正數據）（圖片來源：研究者自行繪製）（三）圖表（圖三：不同 OK 繃萃取液對蛋白質變性的影響之圖表）（圖片來源：研究者自行繪製）樣本 Abs 值第一次 第二次 第三次純水（校正用） 0.047 -0.001 -0.007純水+蛋白質溶液 0.130 0.056 -0.006普通 OK 繃萃取液+蛋白質溶液 0.150 0.095 0.059防水 OK 繃萃取液+蛋白質溶液 0.155 0.113 0.089樣本 Abs 值第一次 第二次 第三次 平均 標準差純水+蛋白質溶液 0.083 0.057 0.001 0.047 0.042普通 OK 繃萃取液+蛋白質溶液 0.103 0.096 0.066 0.088 0.020防水 OK 繃萃取液+蛋白質溶液 0.108 0.114 0.096 0.106 0.009
破解過敏炸彈-OK 繃類型對蛋白質變性的影響6二、研究結果分析將數據用純水組校正後，繪製成圖表可發現，四組樣本中，不同類型的 OK 繃萃取液對蛋白質溶液的平均吸光度具有顯著影響。由吸光度數據可推測，蛋白質結構發生變性的程度隨萃取液刺激性而有所不同，進而間接評估其對皮膚產生過敏反應。在實驗組中，含有防水 OK 繃萃取液的平均吸光度（Abs 值）最高，為 0.106。而含有普通 OK 繃萃取液的樣本則次之，平均吸光度值為 0.088，含有純水為 0.047，明顯低於兩組實驗組。在標準差方面，可以發現三組數據的分布情形有不一樣的情況。純水對照組三次實驗數據的散布範圍十分大。除了人為操作實驗不夠精準、樣本量不足等等原因，我們猜測也與學校器材測量的穩定度有關。在對照組缺乏數據一致性的前提下，需要注意接下來比和實驗組比對的差距顯著性。而普通 OK 繃組的相對標準差則落在中度差異範圍，比起對照組相對集中，但變異仍然偏高。我們認為這組數據可以解釋為，普通 OK 繃溶液能對蛋白質溶液造成相較對照組穩定的變性，可是依然需要持續進行更多次的實驗，增加樣本數同時排除極端值，以得到更具有一致性的數據。最後觀察防水 OK 繃組的數據散布情形，可以發現其分布範圍集中，標準差也在誤差範圍內。可以說明防水 OK 繃在三組數據中確實最能夠穩定造成蛋白質溶液的變性，間接驗證我們的假說「防水 OK 繃成分可能誘發接觸性過敏反應」。由此可知，防水 OK 繃中可能含有更高刺激性或致敏性化學成分，對蛋白質穩定性影響較大，與實際臨床中較常見之防水 OK 繃致敏反應相呼應。
破解過敏炸彈-OK 繃類型對蛋白質變性的影響7伍、 結論與建議一、結論蛋白質是由 20 種不同種類的胺基酸進行排列與摺疊，形成各種結構。當外界化學分子與皮膚上的蛋白質結合後，經半誘導化的複合物被免疫細胞辨識，而誘發過敏反應。在防水 OK 繃中的成分中，比普通 OK 繃多含有丙烯酸酯作為黏合劑。丙烯酸酯黏合劑在製造的過程中，可能會殘留異氰酸酯（isocyanates），而異氰酸酯在人類血清白蛋白上有 37 個不同的結合位點，因此異氰酸酯能藉由與載體蛋白結合，造成半誘導化，使過敏反應發生。當半抗原與蛋白質結合時，可能改變其結構，造成蛋白質結構變性。當蛋白質變性時，會產生沉澱或混濁的現象，形成聚集體。這些聚集體會散射光線，導致在可見光範圍內，出現明顯的吸光度增加，而 600 nm 波長常被用來監測蛋白質聚集所引起的光散射現象。透過設計實驗和數據分析，我們成功透過模擬蛋白模擬過敏反應，並發現防水 OK繃和蛋白質進行化學反應後，因變性而混濁，造成防水 OK 繃樣本的吸光度比普通 OK繃的樣本量值高，綜合實驗數據圖表的分析以及文獻探討的資訊，可推論出防水 OK 繃比普通 OK 繃更加容易產生過敏反應。二、建議OK 繃作為生活中便宜、易取得且使用頻率相對高的醫療用品，人們在購買時並不會費心注意其與自己的體質是否合適。於是，因為使用了不合適的 OK 繃而刺激免疫系統，造成接觸性過敏反應的狀況屢見不鮮。根據文獻以及我們的研究數據可以發現，使用含丙烯酸酯（PU）的 OK 繃，在有殘留異氰酸酯（isocyanates）類前驅物的情況下，相較對照組而言，會致使蛋白質的結構明顯被改變，相符於半誘導化的特徵。換言之，防水 OK 繃中的殘留的前驅物成分確實有可能在和載體蛋白結合的情況下，對於免疫系統造成更大的刺激。因此，在挑選 OK 繃時，應該更專注於尋找合適自己皮膚狀況的產品；而在防水 OK 繃的使用上，人們需要更加注意自身體質，減少誘發接觸性過敏反應的可能。另外，在醫療科技更加進步的未來，實驗室更可以嘗試研發結構更穩定、不易殘留與釋出小分子的化學物質，從根本上減少半誘導化的發生。
破解過敏炸彈-OK 繃類型對蛋白質變性的影響8陸、 參考文獻Chatterjee, S., Bhattacharjee, B., & Nandi, D. (2020). Synthetic strategies and biologicalimportance of quinoline derivatives. Molecules, 25(20), 4854.https://doi.org/10.3390/molecules25204854Chipinda, I., Hettick, J. M., & Siegel, P. D. (2011). Haptenation: Chemical reactivity and proteinbinding. Journal of Allergy, 2011, Article ID 839682. https://doi.org/10.1155/2011/839682Erkes, D. A., & Selvan, S. R. (2014). Hapten-induced contact hypersensitivity, autoimmunereactions, and tumor regression: Plausibility of mediating antitumor immunity. Journal ofImmunology Research, 2014, Article ID 175265. https://doi.org/10.1155/2014/175265Rustemeyer, T. (2022). Immunological mechanisms in allergic contact dermatitis. CurrentTreatment Options in Allergy, 9(1), 67–75. https://doi.org/10.1007/s40521-022-00299-1Wisnewski, A. V., Srivastava, R., Herick, C., Xu, L., Lemus, R., Cain, H., Magoski, N. M.,Karol, M. H., Bottomly, K., & Redlich, C. A. (2000). Identification of human lung and skinproteins conjugated with hexamethylene diisocyanate in vitro and in vivo. American Journal ofRespiratory and Critical Care Medicine, 162(6), 2330–2336.https://doi.org/10.1164/ajrccm.162.6.2002086國立台灣大學醫學院附設醫院過敏免疫中心（無日期）。2025 年 10 月 14 日。https://www.ntuh.gov.tw/AIC/Fpage.action?muid=1&fid=1523Sharpe, T. (2014). Preventing protein aggregation. Biozentrum Biophysics Facility, University ofBasel.https://www.biozentrum.unibas.ch/fileadmin/redaktion/05_Facilities/01_Technology_Platforms/BF/Protocols/Preventing_Protein_Aggregation.pdf