全自动戊二醛消毒柜利用的醛基碳电子密度较低（氧原子吸电子），因此比较容易发生亲核加成反应。蛋白质中是有较多氨基、羟基等富电子基团的，在合适条件下，就比较容易与醛基发生亲核加成。
醛就和蛋白质形成了复合物。对于戊二醛来说，它具有两个醛基，因而可以与两个氨基、羟基（主要是氨基）进行反应，从而就增强了蛋白质内部的交联，这种交联度的提升就破坏了蛋白质的二级结构，因而就导致了蛋白质的变性。对于细菌而言，蛋白变性将导致其死亡，所以也就消了毒。
它的反应速度快，是优良的前固定剂。但它的渗透速度较慢，必要时配合甲醛使用效果更佳。它是蛋白质的强固定剂。它能快速而不可逆地与氨基反应，和甲醛相似，戊二醛的一个醛基与氨基反应，脱水后生成不稳定的Schiff键化合物。
由于戊二醛有两个醛基，它可以通过与相邻的另一氨基反应，而产生交联作用。戊二醛的两个醛基也可能与同一氨基作用，形成环状结构。
与甲醛不同，戊二醛的这一步反应是不可逆的，而且需要氧气的参与。由于大块的样品内部氧气供应不足，戊二醛在大块样品的内部无法形成稳定的生成物，会导致样品内部的固定效果不佳。
因而在使用戊二醛固定时，小块的样品固定效果较为理想。戊二醛通过交联作用固定蛋白质的过程会伴随氢离子的释放，使样品pH值降低。为了维持pH值稳定在合适的水平，在戊二醛的固定剂中要加入足量的缓冲液。
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