长期以来，人们认为组成生物的元素只有27种，最新来自德国范德堡大学的研究人员率先确定在宇宙92种自然化学元素中，溴是对从原始海洋生物到人类所有动物组织发育至关重要的第28种元素。这一发现，不仅对科学家深入理解许多奇怪疾病发生的原因，寻找治疗疾病的新手段，而且将对营养学产生重要影响。

溴是个什么元素？是和我们非常熟悉的氟、氯与碘元素同属于卤族元素。溴拉丁语是Bromum，源于希腊语，意为“公山羊的恶臭”，元素符号 Br，原子序数 35。溴分子在标准温度和压力下是有挥发性的红棕色液体，活性介于氯与碘之间。纯溴也称溴素，溴蒸气具有腐蚀性，并且有毒。溴与其化合物可被用来作为阻燃剂、净水剂、杀虫剂、染料等等。曾是常用消毒药剂的红药水中含有溴和汞。在照相术中，溴和碘与银的化合物担任感光剂的角色。

溴是海水中重要的非金属元素，地球上99%的溴元素以溴离子形式存在于海水中，所以人们也把溴称为“海洋元素”。

美国等国家有学者开发出一种包含多种微量元素的海水浓缩液，作为补充人体在特种作业如野外军事行动中的营养补充剂，曾经有一些研究发现这种海水浓缩液具有预防动脉硬化等慢性疾病的效果，但并没有人考虑过溴离子的价值。日本有人从深海水中制备超级海盐粉末，据说也作为保健品沐浴用品进行开发。

理论上考虑，随着人类城市化生活比例的增加，一方面加重了环境污染的负担，另一方面带来一些微量元素的缺乏，尤其是无机元素有可能逐渐减少。尤其是陆地生活的人类，某些微量元素可以通过水和食物获取，但现代城市生活无法将人类摄取的这些元素有效循环到饮水和土壤中，就有可能导致某些微量元素相对缺乏，这就要求根据这些元素的需要量，进行主动补充，以改善因为城市生活带来的不足，因此通过服用一些海水制剂如海水浓缩液或海盐，也许是有效克服某些慢性疾病的手段之一。

另外是否有可能存在其他未被发现的生命元素，4年前，美国学者曾经提出砷是组成遗传物质的元素之一，但后来研究发现这一推测并不正确，细菌在有毒环境中，具有过滤砷元素的作用，并不是将砷作为组成元素。不过，寻找新的生命元素研究仍将继续，或者29号，甚至更多生命元素可被科学家继续发现。

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一、溴的发现。

1824年，法国一所药学专科学校的22岁青年学生巴拉尔，在研究他家乡蒙（Montpellier）水提取结晶盐后的用途，进行了许多实验。当他通入氯气时，母液变成红棕色。最初巴拉尔认为这是一种溶液，希望能找到这些废弃母液的氯化物或碘化物。但他尝试了多种办法也没法将这种物质分解，他断定这是氯和碘相似的新元素。巴拉尔把它命名为muride，来自拉丁文muria（盐水）。

1826年8月14日法国科学院组成委员会审查了巴拉尔的研究报告，肯定了他的实验结果，把muride改称bromine，来自希腊文brōmos（恶臭），因为溴具有刺激性臭味。实际上所有卤素都具有类似臭味。溴的拉丁名bromium和元素符号Br由此而来。

事实上，在巴拉尔发现溴的前几年，有人曾把一瓶取自德国克鲁兹拉赫盐泉的红棕色样品交给化学家李比希鉴定，李比希并没有进行细致研究，就武断地认为是“氯化碘”，几年后，李比希得知溴发现时，立刻意识到自己的错误，把那瓶液体放进一个柜子，并在柜子上写上“耻辱柜”一警示自己，此事成为化学史上的一桩趣闻。

 二、27种生命元素。

化学元素的种类很多，但只有27种是不同生物所具有的。其中常量元素11种，微量元素16种。

常量元素。主要的生物元素C、H、O、N占生物元素总量的95%以上，原子序数为8或8以下。它们和P、S、K、Na、Ca、Mg、Cl共11种元素，构成生物体全部质量的99%以上，称为常量元素，原子序数在20以下。按占总原子数的百分比计算，生物中最丰富的元素是碳、氢、氧和氮，这4种元素加在一起占大多数细胞重量的99％以上（例如，人体中氢约占63％，碳约占9.5％，氧约占25.5％，氮约占1.4％）。人体最丰富的10种元素也是海水最丰富的10种元素。这说明，含碳、氢、氧、氮的化合物是生物在长期进化中所选择的最适合生命发展的化合物；海水可能是地球早期生命刚出现时的液体介质。为维持正常的生长和功能，人和动物必须从食物摄入的无机元素有两类：大量元素和微量元素。

大量元素。大量元素属于常量元素。大量元素包括钙、镁、钠、钾、磷、硫和氯等7种，每日约需1克左右；这些元素常有不止一种功能，如钙是骨中磷灰石[Ca₃(PO₄)₂]₃·Ca(OH)₂的成分，而游离的Ca²⁺离子在胞浆中的浓度不足10^-6M，却是重要的调节剂，又如以磷酸盐形式存在的磷，在细胞转移能量的ATP系统中十分活跃。

微量元素。每天只需毫克或微克量的无机元素称微量元素，动物营养中共需15种（植物需要16种，硼只为某些植物所需）。大多数微量元素是酶的辅因子或辅基的成分。

11种常量元素，

4种最丰富的元素：氢（63%）、碳（9.5%）、氧（25.5%）、氮（1.4）。

7种大量无机元素：钙、镁、钠、钾、磷、硫和氯等

15（部分植物16）种微量无机元素：B、F、Si、Se、As、I、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn、Mo，原子序数在53以下，占人体总量不足1%。

三、发现第28号生命元素

长期以来人们认为，有27种化学元素对人类生命至关重要。现在，又发现了第28种——溴元素。

在发表于6月5日《细胞》（Cell）杂志上的一篇研究论文中，来自范德堡大学的研究人员率先确定在宇宙92种自然化学元素中，溴是对从原始海洋生物到人类所有动物组织发育至关重要的第28种元素。论文作者Billy Hudson教授说。“没有溴，地球上就不会出现动物”

研究人员证实，从饮食中除去溴离子，导致果蝇死亡，恢复供给果蝇则可存活。这一研究发现对于理解一些人类疾病具有重要意义。McCall博士说“研究证实，许多疾病患者存在溴缺乏”。补充溴有可能能改善透析带来的副作用，促进全胃肠外营养患者的健康。这一研究该研究小组系列里程碑研究论文中最新的一篇，有助于阐明IV型胶原支架如何支持组织基底膜，如肾小球过滤单元等。

Hudson说，这一关于溴的研究发现其基础可以追溯至30年前他还在堪萨斯大学医学院时。在上世纪80年代，由于对两种罕见的肾病感到好奇，促使他发现了两个从前未知的蛋白质，就像支撑桥梁的缆索一样它们相互缠绕形成了三螺旋IV型胶原分子。当这些缆索发生缺陷或受损就会导致肾脏疾病发生。

2002年，Hudson来到范德堡大学。2009年时，Roberto Vanacore博士等在《科学》杂志上报告，发现硫原子和氮原子之间存在一种新型硫亚胺键（sulfilimine bond），该结构就像“挂钩”一样将IV型胶原分子连接在一起，为形成细胞支架。硫亚胺键缺陷会引发罕见自身免疫疾病肺出血肾炎综合征。这一疾病是以范德堡大学的已故病理学家和前医学院院长，著名疫苗学家dean Ernest Goodpasture命名。这一研究发现引出一个简单问题：这种键是如何形成的？

2012年，Bhave、Cummings和Vanacore领导了这一研究，找到了答案，几乎所有动物都存在的一种过氧蛋白（peroxidasin）可能在该疾病中发挥了关键作用。该酶过度活化有可能导致了IV型胶原过度沉积，引起基底膜增厚，损害肾脏功能，这一研究发表在《自然化学生物学》杂志上。

最新这一研究中，科学家们证实溴离子作为“辅因子”发挥了独特和重要的作用，使得过氧蛋白形成了硫亚胺键。他们报告说：“化学元素溴对动物发育和组织结构至关重要。”

原文检索：

A. Scott McCall, Christopher F. Cummings, Gautam Bhave, Roberto Vanacore, Andrea Page-McCaw, Billy G. Hudson. Bromine Is an Essential Trace Element for Assembly of Collagen IV Scaffolds in Tissue Development and Architecture. Cell, 5 June 2014; DOI: 10.1016/j.cell.2014.05.009