無(wú)機(jī)抗菌劑抗菌性能方法及材料運(yùn)用

前言：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境微生物的認(rèn)識(shí)和研究不斷提高和深入，各種致病細(xì)菌、病毒和真菌不僅僅給人類(lèi)帶來(lái)疾病，甚至使人致命，這對(duì)社會(huì)造成了特大的危害。2000年，日本和韓國(guó)等國(guó)家發(fā)生口蹄疫；1996年，日本發(fā)生致病性O(shè)-157大腸桿菌全國(guó)性感染事件；2003年，中國(guó)等國(guó)家SARS 病毒的出現(xiàn)，引起了全球性的恐慌。因抗菌材料能從根本上杜絕人與物、人與人、物與物之間細(xì)菌的交叉感染。因此，抗菌材料在全世界受到了普遍歡迎與重視。在日本以及歐美發(fā)達(dá)國(guó)家中，抗菌材料已被廣泛應(yīng)用于紡織、醫(yī)藥、服裝和食品包裝等領(lǐng)域。在了解無(wú)機(jī)膠凝材料的水化硬化過(guò)程之中，務(wù)必借用如今的測(cè)試方法，不斷深化了解無(wú)機(jī)膠凝材料在各組成過(guò)程之中的認(rèn)識(shí)，推進(jìn)無(wú)機(jī)膠凝材料學(xué)科的開(kāi)展，所以了解部分常用的測(cè)試辦法，對(duì)從事無(wú)機(jī)膠凝材料的科研工作人員是非常有必要的。

無(wú)機(jī)抗菌材料的測(cè)試方法

1、抑菌環(huán)法：

抑菌環(huán)法即是定性試驗(yàn)方法，用于含有溶出性抑菌劑產(chǎn)品與對(duì)溶出性抑菌劑的鑒定為多。利用抗菌劑不斷溶解經(jīng)瓊脂擴(kuò)散形成不同濃度梯度，以顯示它抑菌作用。試驗(yàn)時(shí)滅菌生理鹽水調(diào)至濃度為108個(gè)Pml，與營(yíng)養(yǎng)液混合固化成試驗(yàn)平板，把材料加工成直徑一定的圓片，置于平板中央，在此圓片周?chē)霈F(xiàn)菌生長(zhǎng)禁止區(qū)，經(jīng)37e培養(yǎng)18h后，參比材料與較抗菌材料抑菌圈的面積，評(píng)價(jià)抗菌材料的性能。

2、薄膜密著法：

這是日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提出的試驗(yàn)方法。即是將抗菌制品制成一定面積的供試片，未加抗菌劑的制品制成一樣大小參比片，滴上一定菌液，使菌液在試片上鋪開(kāi)成膜，于菌膜上覆蓋PE薄膜，37e恒溫條件下保存18~24h。之后用磷酸緩沖液將菌液洗下，采取菌落計(jì)數(shù)法測(cè)生存菌數(shù)，參比片與計(jì)算供試片的增減值差，評(píng)價(jià)抗菌制品的抗菌力。這種方法適用于檢測(cè)抗菌型硬質(zhì)表面的陶瓷、塑料、金屬制品、橡膠的抗菌性能。

3、振蕩燒瓶法：

通過(guò)樣品在液體中快速長(zhǎng)時(shí)間振蕩，增加抗菌產(chǎn)品與微生物內(nèi)抑菌劑的接觸以顯示其抑菌作用，適用于非溶出性抗菌纖維、織物等表面粗糙的制品檢驗(yàn)。

4、浸漬法

這方法將對(duì)照織物和試樣分別放于三角瓶中，用含有肉湯培養(yǎng)基的試驗(yàn)菌懸濁液接種于對(duì)照織物和試樣上，于37e培養(yǎng)20h后，分別將培養(yǎng)前后試樣上的細(xì)菌洗下，測(cè)定細(xì)菌的數(shù)量，計(jì)算出試樣上細(xì)菌減少的百分率。這方法適用于溶出性抗菌織物的檢測(cè)。

5、蓋玻片法：

將試樣鋪上菌液放于平皿中，罩上可濾過(guò)紫外光的石英玻璃罩，在非滅菌型紫外線(xiàn)燈下光照一定時(shí)間之后測(cè)定菌數(shù)，計(jì)算增減值差，評(píng)價(jià)光催化型抗菌制品的抗菌力。這種法是針對(duì)光催化型抗菌制品的檢測(cè)。

6、統(tǒng)一試驗(yàn)法：

把材料切成18長(zhǎng)的試驗(yàn)片，稱(chēng)取0.4g放入300ml廣口瓶中，在壓力消毒鍋中于12e滅菌15min。菌液經(jīng)過(guò)培養(yǎng)之后以1P20倍數(shù)的培養(yǎng)液稀釋?zhuān){(diào)成濃度為105個(gè)Pml的懸濁液，在試驗(yàn)片上滴菌懸濁液0.2ml，使菌液以菌滴形式存在，恒溫35~ 37e培養(yǎng)18h后，測(cè)定生存菌類(lèi)，比較滅菌率。這種方法主要適用于疏水性制品的檢測(cè)。

7、滴下法：

菌液用1P500倍數(shù)的培養(yǎng)液稀釋成濃度為104個(gè)Pml的懸濁液，在試驗(yàn)片上滴數(shù)滴或1滴該懸濁液，使菌液以液滴形式存在，在37e下恒溫保存18~20h，測(cè)生存菌數(shù)，計(jì)算增減值差，評(píng)價(jià)抗菌制品的抗菌力。此方法適用于具有吸水性的抗菌制品性能檢測(cè)。

無(wú)機(jī)抗菌材料的應(yīng)用

無(wú)機(jī)抗菌材料因?yàn)槭褂梅奖?、耐熱性高、化學(xué)穩(wěn)定性好、長(zhǎng)效性、抗菌廣普性及對(duì)人體安全性高等許多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用于陶瓷、纖維、搪瓷、建材、塑料、涂料等領(lǐng)域，制成各種抗菌制品，其應(yīng)用如下：

1、紡織工業(yè)

抗菌技術(shù)在紡織行業(yè)的使用領(lǐng)域比較廣泛，可用于開(kāi)發(fā)各種類(lèi)型的抗菌功能紡織品，例如：毛巾、手套、枕巾、床單、廚房用品等，。滿(mǎn)足人們對(duì)健康環(huán)保的要求，甚至能起到醫(yī)療保健的作用。日常生活中，衣物會(huì)產(chǎn)生臭味，這是體臭和細(xì)菌臭共同作用的結(jié)果。細(xì)菌會(huì)新陳代謝，代謝的產(chǎn)物產(chǎn)生氮化物或硫化物而發(fā)出臭味，細(xì)菌的人體汗液與排泄物也會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生臭味。抗菌紡織品的加工有：后加工型和填充型，這2種。后加工型即是指將抗菌劑通過(guò)氫鍵或化合鍵結(jié)合在纖維表面。跟填充型相比，它的抗菌性能持續(xù)時(shí)間短，耐洗性差。填充型即是指將纖維混紡與抗菌劑織成纖維，它的抗菌效果時(shí)間長(zhǎng)。日本的平松憲二對(duì)制得的抗菌布料進(jìn)行耐久性及抗菌試驗(yàn)，其結(jié)果表明：這布料對(duì)綠膿桿菌、大腸桿菌、枯草桿菌、白癬菌、肺炎桿菌等具有良好的抗菌性能。

2、塑料

日常生活中，存在著各種各樣的塑料制品，例如：衛(wèi)生間設(shè)施、廚房用具、垃圾桶、食品包裝袋、壁紙、家用電器的塑料外殼等，因?yàn)闇囟群蜐穸汝P(guān)系，極易感染細(xì)菌，所以，對(duì)這類(lèi)材料進(jìn)行抗菌加工是非常必要的。

3、抗菌衛(wèi)生陶瓷

目前人們使用的陶瓷制品，例如：便池、浴盆、洗手池以及各類(lèi)建材制品，如內(nèi)墻磚和地磚等在使用時(shí)常常接觸帶菌的人體，從而在陶瓷的表面可滋生和沾染各種致病細(xì)菌，人們與之接觸之后極容易受到感染。此外，相關(guān)產(chǎn)品以及節(jié)水技術(shù)已成為我國(guó)科技工作者研究的熱點(diǎn)課題。跟據(jù)調(diào)查，城市居民用水的75%左右消耗在衛(wèi)生間以及附屬設(shè)施的日常清洗。此外，因?yàn)樾l(wèi)生間和盥洗室等場(chǎng)合通常比較潮濕，極容易滋生細(xì)菌。因此，開(kāi)發(fā)節(jié)水、抗菌自潔衛(wèi)生陶瓷制品具有著重要的實(shí)際意義。利用抗菌技術(shù)開(kāi)發(fā)自潔型衛(wèi)生陶瓷，使細(xì)菌不能繁殖，從而有效抑制尿素分解，達(dá)到防止尿結(jié)石產(chǎn)生、減少臭味，實(shí)現(xiàn)節(jié)水目標(biāo)。吳建峰等制得抗菌功能陶瓷釉面磚，抗菌衛(wèi)生陶瓷具有著良好的抗菌耐久性和抗菌性能。

4、涂料

目前，我國(guó)建材行業(yè)的發(fā)展正處于一個(gè)迅速膨脹的階段，商品房的需求非常旺盛，居住環(huán)境（例如：洗滌盆、水槽、瓷磚、便器、污物桶、電源開(kāi)關(guān)等）中使用抗菌涂料，也是一個(gè)行之有效的抵抗感染，殺滅細(xì)菌的辦法。因此抗菌防霉涂料具有很好的應(yīng)用空間。抗菌防霉涂料有別于添加防腐劑的涂料，防腐劑是起到防止罐內(nèi)微生物污染而變質(zhì)?？咕烂雇苛鲜轻槍?duì)涂料干膜受環(huán)境微生物的侵蝕長(zhǎng)霉、品質(zhì)下降，發(fā)黃，造成環(huán)境二次污染的問(wèn)題而開(kāi)發(fā)應(yīng)用的。

5、家用電器

在目前，洗衣機(jī)在聚丙烯洗滌部件上已使用無(wú)機(jī)抗菌材料，這樣洗衣機(jī)的洗滌桶就具備了防止細(xì)菌滋生的功能。食品盤(pán)、電冰箱內(nèi)的內(nèi)壁和果蔬盒等用聚苯乙烯、聚乙烯和ABS樹(shù)脂制造的部分可用其它抗菌材料或抗菌性沸石處理，也可在其表面涂覆抗菌材料。在廚房、浴室等場(chǎng)所所使用的換氣扇，已采取抗菌材料，主要為ABS樹(shù)脂。此外，電話(huà)機(jī)的抗菌按鍵、抗菌話(huà)筒已推廣應(yīng)用?？照{(diào)器的抗菌部件有遙控器外殼、接水盤(pán)、導(dǎo)風(fēng)板、按鍵。

抗菌性能標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)今，國(guó)內(nèi)外抗菌評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有很多，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前常常用的有15個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，例如：AATCC 100）1993，ISO846，AATCC 174）1993，AATCC 90）1982，AATCC 147）1993，ASTMG 22，JIS Z 2801）2000，BS 6085）1992，JISL 1902，GB 15979）1995，HGPT 3663）2000，JCPT 897）2002，F(xiàn)ZPT01021）92，QBPT2591）。

無(wú)機(jī)抗菌劑簡(jiǎn)介

無(wú)機(jī)抗菌劑定義：

無(wú)機(jī)抗菌劑的特點(diǎn)是安全性、耐熱性、耐久性較好，是目前纖維、塑料、建材中使用較多的抗菌劑。不足之處在于價(jià)格較高和抗菌的遲效性，不能像有機(jī)抗菌劑那樣迅速殺滅細(xì)菌，而且對(duì)真菌、霉菌幾乎沒(méi)有抑制效果。

無(wú)機(jī)抗菌劑特點(diǎn)：

雖然無(wú)機(jī)抗菌劑存在一些不足之處，但因其在緩釋長(zhǎng)效性、耐熱性、安全性、廣譜性和可加工性等方面較天然、有機(jī)抗菌劑有明顯優(yōu)勢(shì)，因此無(wú)機(jī)抗菌劑已成為目前抗菌材料及技術(shù)中研究應(yīng)用最多的一類(lèi)抗菌劑。

無(wú)機(jī)抗菌劑類(lèi)型：

在無(wú)機(jī)抗菌劑中，主要有銀系列、銅系列、鋅系列和鈦系列。在此基礎(chǔ)上還有銀鋅復(fù)合體系、銀鋅銅復(fù)合系、無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合體系、負(fù)離子體系等。在化學(xué)元素中，汞、鉛、鎘等金屬也具有抗菌能力，但因其對(duì)人體有害而不被采用。

無(wú)機(jī)抗菌劑機(jī)理：

因抗菌元素和載體材料的不同各異。以銀系為代表的抗菌劑屬接觸反應(yīng)抗菌機(jī)理，當(dāng)微量的銀離子到達(dá)微生物細(xì)胞時(shí)，因后者帶負(fù)電荷，依靠庫(kù)侖引力使兩者牢固吸附，進(jìn)而破壞其電解質(zhì)平衡，導(dǎo)致微生物由于細(xì)胞壁受損而被殺滅。

另一種觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為，銀離子穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部并與SH基反應(yīng)，使蛋白質(zhì)凝固，破壞細(xì)胞合成酶的活性，細(xì)胞喪失分裂增殖能力而達(dá)到抗菌的作用。此外，由于銀離子的催化作用，將空氣和水中溶解的氧變成了活性氧，它能損壞細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)從而達(dá)到抗菌作用。

以氧化鈦為代表的抗菌劑屬光觸媒抗菌機(jī)理是，當(dāng)含有紫外線(xiàn)的光照射到抗菌劑時(shí)，抗菌劑產(chǎn)生電子和空穴，產(chǎn)生的電子和空氣中的組分反應(yīng)生成過(guò)氧化氫，空穴和抗菌劑表面的微量水分反應(yīng)生成氫氧自由基，可將有機(jī)物分解成CO2和水，從而具有抗菌自潔的作用。

針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，可以設(shè)計(jì)出不同抗菌效果與時(shí)效的無(wú)機(jī)抗菌劑，其技術(shù)指標(biāo)也因此而有所差異。研究表明，在無(wú)機(jī)抗菌劑中引入稀土元素可以激活銀系和光觸媒系抗菌劑，從而更有效地強(qiáng)化材料的抗菌效能。

結(jié)束語(yǔ)：

各種抗菌材料的研制和開(kāi)發(fā)，對(duì)提高人類(lèi)健康水平，改善居住環(huán)境，具有重要和積極的意義?？咕牧系男枨髮?huì)有巨大的市場(chǎng)，我們相信其制品的生產(chǎn)及抗菌劑與應(yīng)用將成為與環(huán)境保護(hù)、人類(lèi)健康發(fā)展等密切相關(guān)的熱點(diǎn)課題。