维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７．Ｎ０．７ 陶瓷 ・ ５３ ・ ｛：越 ：｛ 术： 谶 ； 座 ２ 一． 毛． 一ｌ ｔ． 一ｌ ， 无机抗菌材料的应用及其抗菌牲能测试和评价 葛伟青‘ 苑少强 郝 斌 （１唐山学院继续教育学院河北唐山Ｏ６３ＯＯＯ） （２唐山学院科研生产处河北唐山０６３００ｏ） 河北唐山０６３０００） （３唐山学院环境与化学工程系（４北京科技大学新金属材料国家重点实验室摘要北京 １０００８３） 介绍了无机抗菌材料在纺织、家用电器、涂料、卫生陶瓷和塑料方面的应用，以及几种无机抗菌材料的性能测试 方法。列举了１５种无机抗菌材料的抗菌性能评价标准，最后对无机抗菌材料存在的问题和今后的发展方向进行了总结 和展望。 关键词 无机抗菌材料性能测试评价标准展望 细胞膜受损伤和破坏，将导致细菌灭亡。③抑制蛋白 前言 随着科学技术的不断发展，人们对环境微生物的 质的合成。抑制、阻碍和改变蛋白质的任何一组结构 都能导致蛋白质合成过程变更和停止，使细菌死亡。 ④干扰核酸的合成。 研究和认识不断深入和提高，各种致病细菌、真菌和病 毒不仅给人类带来疾病，甚至使人致命，对社会造成了 极大的危害。１９９６年，日本发生致病性０—１５７大肠 １ 无机抗菌材料的应用 无机抗菌材料由于耐热性高，使用方便，化学稳定 性好，抗菌广普性，长效性及对人体安全性高等诸多优 点，被广泛应用于纤维、陶瓷、塑料、建材、涂料、搪瓷等 杆菌全国性感染事件；２０００年，韩国和日本等国家发 生口蹄疫；２００３年，中国等国家ＳＡＲＳ病毒的出现，引 起了全球性的恐慌。因为抗菌材料能从根本上杜绝人 与人、人与物、物与物之间细菌的交叉感染，所以抗菌 领域，制成各种抗菌制品ｂ ，现就其应用分述如下。 １．１ 纺织工业 材料在全世界受到了普遍重视与欢迎。在日本及欧美 发达国家中，抗菌材料已经被广泛应用于医药、纺织、 食品包装和服装等领域¨ 。 抗菌技术在纺织行业的应用领域较为广泛，可用 于开发各种类型的抗菌功能纺织品，如手套、毛巾、床 单、枕巾、厨房用品等，满足人们对健康环保的要求，甚 至能起到医疗保健的作用。在日常生活中，衣物会产 生臭味，这是细菌臭和体臭共同作用的结果。细菌会 材料的抗菌作用，一般来讲是指某种材料对微生 物的生命活动所产生的不良影响和后果。这种不良影 响和后果最集中的表现就是影响微生物的生长、繁殖 以及死亡 】。其材料的抗菌机理有以下几个方面：① 新陈代谢，代谢的产物产生硫化物或氮化物而发出臭 味，细菌的排泄物与人体的汗液也会发生化学反应产 生臭味。 抗菌纺织品的加工有填充型和后加工型２种，填 干扰细胞壁的合成。细菌细胞壁的重要组分为肽聚 糖，抗菌材料对细胞壁起干扰作用，主要抑制多糖链与 四肽交联的连接，从而使细胞壁失去完整性和对渗透 压的保护作用，损害菌体而死亡。②可损伤细胞膜。 细胞膜是细菌细胞生命活动的主要结构部分，因此如 充型是将抗菌剂与纤维混纺织成纤维，其抗菌效果时 间长。后加工型是将抗菌剂通过化合键或氢键结合在 维普资讯 http://www.cqvip.com ・５４・ 陶瓷 ２００７．Ｎｏ．７ 纤维表面，和填充型相比，其抗菌性能持续时间短，耐 洗性差 川。日本的平松宪二 对制得的抗菌布料进 行抗菌及耐久性试验，结果表明：该布料对大肠杆菌、 绿脓杆菌、枯草杆菌、肺炎杆菌、白癣菌等具有良好的 抗菌性能。 １．２家用电器 目前，洗衣机在聚丙烯洗涤部件上已经使用无机 抗菌材料，这样洗衣机的洗涤桶就具有了防止细菌滋 生的功能 。电冰箱内的内壁、食品盘和果蔬盒等用 聚乙烯、聚苯乙烯和ＡＢＳ树脂制造的部分可以用抗菌 性沸石或其它抗菌材料处理，也可以在其表面涂覆抗 菌材料。在浴室、厨房等场所所使用的换气扇，已经采 用抗菌材料，主要为ＡＢＳ树脂。另外，电话机的抗菌 话筒、抗菌按键已经推广应用。空调器的抗菌部件有 遥控器外壳、按键、导风板、接水盘。 １．３涂料 目前，我国建材行业的发展正处于一个迅速膨胀 的阶段，商品房的需求非常旺盛，居住环境（如水槽、洗 涤盆、便器、污物桶、瓷砖、电源开关等）中使用抗菌涂 料，也是一个行之有效的抵抗感染，杀灭细菌的办法， 所以抗菌防霉涂料具有很好的应用空间。抗菌防霉涂 料有别于添加防腐剂的涂料，防腐剂是起到防止罐内 微生物污染而变质。抗菌防霉涂料是针对涂料干膜受 环境微生物的侵蚀长霉、发黄，品质下降，造成环境二 次污染的问题而开发应用的。 １．４抗菌卫生陶瓷 目前人们使用的陶瓷制品，如浴盆、便池、洗手池 以及各类建材制品，如地砖和内墙砖等在使用的时候 经常接触带菌的人体，从而在陶瓷的表面可以沾染和 滋生各种致病细菌，人们与之接触后很容易受到感 染 引。另外，节水技术及相关产品已经成为我国科技 工作者研究的热点课题。据调查，城市居民用水的 ７５％左右消耗在卫生间及附属设施的日常清洗。另 外，由于盥洗室和卫生间等场合一般比较潮湿，很容易 滋生细菌，因此，开发节水、抗菌自洁卫生陶瓷制品具 有重要的实际意义。利用抗菌技术开发自洁型卫生陶 瓷，使细菌不能繁殖，从而有效抑制尿素分解，达到减 少臭味、防止尿结石产生，实现节水目标。吴建峰等制 得抗菌功能陶瓷釉面砖，结果发现，抗菌卫生陶瓷具有 良好的抗菌性能和抗菌耐久性 。 １．５塑料 在日常生活中，存在多种多样的塑料制品，如厨房 用具、卫生间设施、垃圾桶、家用电器的塑料外壳、食品 包装袋、壁纸等，由于湿度和温度关系，非常容易感染 细菌，所以，对此类材料进行抗菌加工是十分必要的。 文献［１２］中制得了抗菌效果良好的抗菌膜塑料制品， 并对塑料制品的抗菌效果进行了检测。 ２ 无机抗菌材料的测试方法与评价 ２．１抗菌材料性能测试方法 ２．１．１抑菌环法 抑菌环法为定性试验方法，多用于对溶出性抑菌 剂与含有溶出性抑菌剂产品的鉴定。利用抗菌剂不断 溶解经琼脂扩散形成不同浓度梯度，以显示其抑菌作 用。试验时灭菌生理盐水调至浓度为１０８个／ｍｌ，与营 养液混合固化成试验平板，把材料加工成直径一定的 圆片，置于平板，在此圆片周围出现菌生长禁止区 （抑菌圈），经３７℃培养１８ ｈ后，比较抗菌材料与参比 材料抑菌圈的面积，评价抗菌材料的性能。文献［１４］ 利用此法对两种具有代表性的无机抗菌材料的抗菌性 能进行了定性研究。 ２．１．２薄膜密着法 这是日本工业标准提出的试验方法。将抗菌制品 制成一定面积的供试片，未加抗菌剂的制品制成同样 大小参比片，滴上一定菌液，使菌液在试片上铺开成 膜，于菌膜上覆盖ＰＥ薄膜，３７℃恒温条件下保存１８～ ２４ ｈ，之后用磷酸缓冲液将菌液洗下，采用菌落计数法 测生存菌数，计算供试片与参比片的增减值差，评价抗 菌制品的抗菌力。该方法适用于检测抗菌型硬质表面 的塑料、陶瓷、橡胶、金属制品的抗菌性能。 ２．１．３振荡烧瓶法 通过样品在液体中快速长时间振荡，增加微生物 与抗菌产品内抑菌剂的接触以显示其抑菌作用，适用 于非溶出性抗菌织物、纤维等表面粗糙的制品检验。 ２．１．４浸渍法 本方法将试样和对照织物分别放于三角瓶中，用 含有肉汤培养基的试验菌悬浊液接种于试样和对照织 物上，于３７℃培养２０ ｈ后，分别将培养前后试样上的 细菌洗下，测定细菌的数量，计算出试样上细菌减少的 维普资讯 http://www.cqvip.com ２ｏ０７．Ｎｏ．７ 陶瓷 ・ ５５ ・ 百分率。该方法适用于溶出性抗菌织物的检测。 ２．１．５ 滴下法 菌液用１／５００倍数的培养液稀释成浓度为ｌ０４个／ ｒｎｌ的悬浊液，在试验片上滴ｌ滴或数滴该悬浊液，使 菌液以液滴形式存在，在３７℃下恒温保存１８～２０ ｈ， 测生存菌数，计算增减值差，评价抗菌制品的抗菌力。 本方法适用于具有吸水性的抗菌制品性能检测。 ２．１．６统一试验法 把材料切成１８ ｍｍ长的试验片，称取０．４ ｇ放人３００ ｒｎｌ广口瓶中，在压力消毒锅中于ｌ２ｌ℃灭菌１５ ｍｉｎ。 菌液经培养后以１／２０倍数的培养液稀释，调成浓度为 １０５个／ｍｌ的悬浊液，在试验片上滴菌悬浊液０．２ ｍｌ，使 菌液以菌滴形式存在，恒温３５～３７℃培养１８ ｈ后，测 定生存菌类，比较灭菌率。该方法主要适用于疏水性 制品的检测。 ２．１．７盖玻片法 将试样铺上菌液放于平皿中，罩上可滤过紫外光 的石英玻璃罩，在非灭菌型紫外线灯下光照一定时间 后测定菌数，计算增减值差，评价光催化型抗菌制品的 抗菌力。该法是针对光催化型抗菌制品的检测。 ２．２抗菌性能评价 目前，国内外抗菌评价标准有很多，没有统一的标 准。目前经常使用的有ｌ５个标准，现列举如下：ＩＳＯ ８４６，ＡＡＴＣＣ ９０一ｌ９８２，ＡＡＴＣＣ １００—１９９３，ＡＡＴＣＣ ｌ４７— １９９３，ＡＡＴＣＣ １７４一ｌ９９３，ＡＳＴＭＧ ２２，ＢＳ ６０８５—１９９２，ＪＩＳ Ｌ １９０２，ＪＩＳ Ｚ ２８０１—２０００，ＧＢ ｌ５９７９—１９９５，ＦＺ／Ｔ ０１０２１－－９２，ＨＧ／Ｔ ３６６３－－２０００，ＪＣ／Ｔ ８９７—２００２，ＱＢ／Ｔ ２５９１－－２００３，卫生部《消毒技术规范））２００２版。 ３ 结语 目前，抗菌材料在许多行业中的推广应用已经获 得了巨大的成功，为提高全民生活质量作出了贡献，同 时也为企业创造了巨大的经济效益。但是应当承认。 抗菌材料产业尚处于发展初期，许多产品仍处于市场 导人期，需要各方面的支持和帮助。同时，有必要学习 和总结国外抗菌材料产业发展的经验。。 ，以便在我国 发展和应用这种新型材料时得以借鉴。 各种抗菌材料的开发和研制，对改善居住环境，提 高人类健康水平，具有积极和重要的意义。１３本在抗 菌制品开发方面居世界领先地位，尽管我国已经开始 进行无机抗菌剂研究和应用的工作，但尚属于起步阶 段。随着人们健康意识的提高，满足抗菌制品的需求 将成为重要的新兴产业。抗菌材料的需求将会有巨大 的市场，我们相信抗菌剂及其制品的生产与应用将成 为与人类健康发展、环境保护等密切相关的热点课题。 参考文献 ｌ柳清菊，王毓德，赵景畅，等．强力安全的无机抗菌功能 材料．无机材料学报，２００２，１７（１）：７３～７８ ２管涌，周丽绘，薛志云，等．分子组装抗菌化技术在合成 纤维领域应用的研究．非织造布，２００３，１１（１）：３２～３８ ３李毕忠．国内外抗菌材料及其应用技术的产业发展现 状和面临的挑战．中国建材科技，２００１（６）：６～８ ４梁金生，王静，金宗哲，等．无机非金属材料的抗菌性 能．山东陶瓷，２００３，２６（４）：１６～２１ ５吴兴惠．无机抗菌材料及应用．云南大学学报（自然科 学版），２００４，２４（１Ａ）：１～１０ ６王芬，朱建峰．无机抗菌材料的应用与研究展望．陶瓷 工程，２００１（１０）：３９～４３ ７ 白玲．抗菌技术在纺织工业中的发展及应用．纺织科学 研究，２００３（４）：６～ｌＯ ８平松宪二．ＭＲＳＡ增殖抑制纤维．工业材料，１９９３，４１（９）： １０２一ｌＯ６ ９汤戈，王振家．无机抗菌材料的发展和应用．材料科学 与工程，２０ｏ２，２０（２）：２８９～３０１ ｌ０严玉蓉，赵耀明．无机抗菌材料．化工进展，２００１（７）：５ ～９ １１吴建峰，徐晓红，黄代勇，等．抗菌功能釉面砖的研究． 硅酸盐学报，１９９９，２７（４）：５００ ５０４ ｌ２朱伟员，顾立新．新型银系无机抗菌剂ＨＮ一３００．新型 化工材料，２０００，２８（８）：３４ ３５ ｌ３金宗哲．无机抗菌材料及应用．北京：化学工业出版 社．２００４ ｌ４李彦峰，汪斌华，黄婉霞，等．纳米无机抗菌材料抗菌 性能研究．化工新型材料．２００２，３０（６）：４４～４６ ｌ５李毕忠．国内外抗菌材料及其应用技术的产业发展现 状和面临的挑战．塑料助剂，２００１（６）：１ ３ ｌ６姚爱华．李殿超，杨殿范．无机抗菌材料及应用．世界 地质，２００１．２０（２）：１７１～１７４
