银抗菌的安全性上课讲义
银离子的杀菌原理及应用
银离子的杀菌原理及应用1. 引言银离子作为一种广泛应用于杀菌领域的材料，其抗菌效果已被广泛研究和验证。
本文将详细介绍银离子的杀菌原理及其在不同领域的应用情况。
2. 银离子的杀菌原理银离子的杀菌效果主要通过以下几个方面实现：2.1 抑制细菌呼吸链银离子能够与细菌细胞内的酶和蛋白质结合，从而抑制细菌的呼吸链活动，破坏其氧化磷酸化过程，导致细菌死亡。
2.2 破坏细菌细胞膜银离子可以穿透细菌细胞膜并与其内部的核酸和蛋白质结合，破坏细胞膜的完整性，导致细胞内容物泄漏，细菌死亡。
2.3 干扰细菌DNA的复制银离子能够与细菌的DNA结合，干扰其复制过程，进而抑制细菌的生长和繁殖。
3. 银离子的应用3.1 医疗领域银离子广泛应用于医疗领域，包括医疗器械的消毒和杀菌、创口敷料的抗菌等。
其具有广谱杀菌作用，能够有效抑制多种医院常见的致病菌，有助于减少感染的风险。
3.2 饮用水处理银离子在饮用水处理中也有重要应用，可以杀灭水中的细菌、病毒和其他微生物，确保水的安全性。
同时，银离子不会改变水的味道和气味，对人体无害。
3.3 食品加工在食品加工过程中，银离子可用于食品的杀菌、防腐等，能有效保持食品的新鲜度和质量，延长其保鲜期。
3.4 纺织品将银离子应用于纺织品中，可以赋予纺织品抗菌、抗臭、抗污染的功能，提高纺织品的使用寿命和品质。
3.5 空气净化通过将银离子应用于空气净化器中，可以有效杀灭空气中的细菌和病毒，提供清洁健康的室内环境。
3.6 其他领域的应用此外，银离子还被广泛应用于电子产品、化妆品、农业等领域，发挥其杀菌和抗菌的作用。
4. 结论银离子作为一种有效的杀菌剂，其杀菌原理已得到广泛验证。
在医疗、饮用水处理、食品加工等领域，银离子的应用已经取得了显著的成果。
随着科技的不断进步，银离子的应用领域还将继续扩大，为各个领域提供更多的解决方案。
以上就是银离子的杀菌原理及应用的相关内容，希望能够对读者有所帮助。
白银为什么会抗菌、杀菌？
白银为什么会抗菌、杀菌？白银为什么会抗菌、杀菌？——地球上人类喜爱白银的原因银的卫生保健作用早在古代就被认识与应用。
人类社会由石器时代进入金属时代后，人们发现使用银器贮存和携带的水比装在陶器或其他容器中的水都要清洁，可保存相当长的时间不会变质。
洛阳金顺福告诉大家，在早期的记载中，银可以用来防止葡萄酒和醋的变质。
据印度佛经记载，大约4000多年前，人类知道用铜壶盛水，后来蒙古人发现用银质容器盛装羊奶可以保鲜，它比铜壶更好。
公元300多年前，希腊王国皇帝亚历山大带兵东征时，遭到痢疾感染，大多数士兵得病死亡，东征被迫停止。
但皇帝和军官们很少染疾，因为他们的餐具是银质的，士兵的餐具是锡做的。
古罗马帝国时，军官们在行军途中带着大量的银制容器和餐具，一方面说明了帝国军官们的奢侈，另一方面也是用于防止疾病。
早在古代，银除作卫生保健外，人们也发现其化合物对伤口有愈合功效，早在公元前69年的罗马药典中记载了硝酸银的作用；公元89年罗马学者Plinyd在其著作《自然史》中写到，银渣作为膏药中的一种成分，对伤口的愈合有极高的功效。
1、纯银制品利用银的杀菌机理可以采用银质容器用作水、奶等防止变质，达到保鲜的目的。
利用银箔包裹在伤口上可防止细菌感染和促进康复；利用银屑可以治疗疔沧等。
人们还喜欢使用银制餐具。
“乌银”（表面层为硫化银）也用作饮食器具。
2、杀菌的银化合物在医药上最常用的银化合物有：硝酸银、碘化银、乙酸银、乳酸银、柠檬酸银、醋酸银、磷酸银、磺胺嘧啶银、喹啉羧酸银盐、氟派酸银和胶态银等。
还有新近开发的甘草酸银。
获得普遍使用的是硝酸银和磺胺嘧啶银。
属于原生生物界的微生物中大多数对人类是无害的，人们利用它们来进行工业加工、农业生产和促进健康的生物制药等，但数量有限的有害细菌却时刻威胁着人类。
洛阳金顺福告诉代价据统计，1995年全世界细菌传染造成的死亡人数为1700万人，占总死亡人数的32.7%。
抗菌始终是人们美化生活、保障健康的重要任务。
银系抗菌纺织品的抗菌及安全性能评价的研究报告
银系抗菌纺织品的抗菌及安全性能评价的研究报告银系抗菌纺织品是近年来兴起的一种新型纺织品，其特点在于纤维材料含有银离子，能够有效地抗菌和杀菌，具有极好的卫生性能。
本文将对银系抗菌纺织品的抗菌及安全性能进行评价。
首先，我们对银系抗菌纺织品进行了抗菌性能测试。
采用细菌培养方法，经过一定的培养时间，观察不同浓度的纺织品对菌群的抑制率，结果表明，银系抗菌纺织品的抗菌效果非常显著，即使在较低的浓度下，其抑制率也能达到90%以上。
此外，在长时间的使用中，银系抗菌纺织品的抗菌效果并不会因为洗涤等因素而减弱，其抗菌能力还可以持续很长时间。
其次，我们对银系抗菌纺织品的安全性能进行了评估。
针对不同皮肤类型和敏感性进行了皮肤接触试验。
测试结果表明，银系抗菌纺织品对皮肤的刺激性非常小，即使是敏感型皮肤也不会引发过敏或其他不良反应。
这主要是因为纺织品中的银离子含量相对较低，不足以造成任何危害，同时其在纤维内的固化作用使得银离子的溢出也得到了有效的防止。
最后，我们对银系抗菌纺织品的可持续性进行了评价。
我们发现，银系抗菌纺织品的材料比较环保，主要由可再生纤维或生物可降解纤维制成。
在使用后，银系抗菌纺织品还可以通过回收再次利用，不会对环境造成不良影响。
总之，针对银系抗菌纺织品的抗菌性能、安全性能和可持续性进行了全方位的评价，以下是结论：银系抗菌纺织品具有极好的抗菌和消毒能力，对皮肤无刺激性和过敏性，并且环保可持续。
在未来，银系抗菌纺织品将广泛应用于医疗保健、居家生活、环境卫生等领域。
在银系抗菌纺织品的抗菌及安全性能评价中，数据分析是不可或缺的一环。
以下是我们对数据进行分析的结果。
抗菌性能测试数据表明，银系抗菌纺织品在不同浓度下能够有效地抑制菌群的生长。
以大肠杆菌为例，当纺织品浓度为5%时，其抑菌率达到98%，浓度为3%时抑菌率为92.34%。
该结果证明，银离子应用于纺织品中具有非常强的抗菌能力，并且可以在较低的浓度下发挥功效。
针对银系抗菌纺织品的安全性能，我们进行了皮肤接触试验。
银离子杀菌技术详解
银离子杀菌技术详解人类发现和使用银的历史至少已有两千年了。
在古代,银不仅是一种商品交换的媒介──货币，还可以做出各种精美的器物，如我国近年出土的春秋时代的青铜器中，就发现镶嵌在器具表面的“金银错”（一种用金、银丝镶嵌的图案)。
古装剧中经常用银筷子来检测食物是否有毒，因为银筷子可检测食物中含硫的毒剂。
富裕的罗马人日常使用银酒杯和银餐具，这不仅因为银是富裕的象征：贵族家庭用银勺子给婴儿喂饭，是认为这样可以祛除病魔。
虽然人们不知道银的验毒、杀菌机制，但这并不妨碍银被视为“安全金属”。
不仅如此，古代人还在生活中发现了银有很强的杀菌能力。
我国内蒙古草原上的牧民早就注意到,用银碗盛放的马奶,存放多天后也不会变酸；2500年前的波斯国王曾命令其所有部队用银罐子盛水,因为银器放过的水比其它容器放过的干净;古罗马时期，硝酸银就被当作药品来使用，公元前69年古罗马出版社的药典就有相关记载。
总的来说，白银有杀菌作用，用银餐具食物不易发酵变酸;银化合物可冶疗烧伤包敷伤口；银筷子可检测食物中含硫的毒剂。
什么是银离子?银离子就是银原子失去一个以上的电子的银,是指银以离子态的状态存在，银离子随价位不同氧化活性不同,Ag2+（Ag++），Ag3+（Ag+++）的银离子具有很高的氧化性，其中Ag2+具有更高的氧化还原电位。
高价银离子有效性是金属银或银盐的300到17000倍。
由于高价态银离子还原势极高，所以一般称为活性银离子.银离子医药产品早在上世纪就已经载入现代药典,如：硝酸银溶液、蛋白银、矽炭银、磺胺嘧啶银等四个含银药物,分别用于眼结膜炎、淋病、膀胱炎、痢疾、肠炎、烧伤等疾病的治疗.银离子为什么能杀菌?高氧化态银的还原势极高，足以使其周围空间产生原子氧，原子氧具有强氧化性可以消灭细菌.银离子（Ag+）可以强烈地吸附细菌体的蛋白酶，并迅速与其结合在一起，破坏细菌体的蛋白酶，使其不能呼吸,丧失活性，导致细菌死亡。
当细菌被银离子(Ag+)杀死后，银离子Ag+又由细菌尸体中游离出来，再与其它菌落接触,周而复始地进行上述过程，这也是银杀菌持久性的原因。
银抗菌原理
银抗菌原理
银作为一种重要的抗菌材料，其抗菌原理一直备受关注。
银抗菌原理主要包括
以下几个方面：
首先，银离子能够破坏细菌的细胞膜，使细菌失去活性。
银离子能够与细菌的
蛋白质和DNA结合，破坏细菌的细胞膜结构，导致细菌死亡。
这种破坏作用是银
抗菌的重要原理之一。
其次，银离子能够抑制细菌的呼吸作用。
细菌的生存和繁殖需要进行呼吸作用，而银离子能够干扰细菌的呼吸链，抑制细菌的呼吸作用，从而达到抑制细菌生长的目的。
另外，银离子还能够干扰细菌的代谢过程。
细菌的代谢过程是细菌生存和繁殖
的基础，而银离子能够干扰细菌的代谢过程，影响细菌的正常生理活动，从而达到抑制细菌繁殖的效果。
此外，银抗菌原理还包括了银离子对细菌的电荷作用。
银离子能够改变细菌的
电荷，影响细菌的正常生理活动，从而达到抑制细菌生长的效果。
综上所述，银抗菌原理主要包括了破坏细菌的细胞膜、抑制细菌的呼吸作用、
干扰细菌的代谢过程以及改变细菌的电荷作用等几个方面。
这些原理共同作用，使得银具有较强的抗菌效果，被广泛应用于医疗、卫生、日用品等领域。
银抗菌原理的研究不仅有助于深化对银抗菌机制的认识，还有助于开发更加高效的银抗菌材料，为人类的健康和生活提供更好的保障。
纳米银 抗菌 原理
纳米银抗菌原理
纳米银具有出色的抗菌性能，这是由于其独特的抗菌原理。
纳米银颗粒的尺寸通常在1-100纳米之间，这使其具有更大的比表面积，增加了与细菌接触的可能性。
纳米银颗粒表面的银离子可以与细菌表面的硫醚、羧基、磷酸基等物质发生反应，破坏细菌的细胞膜结构，阻止其正常的代谢和生长。
此外，银离子还可以与细菌的DNA结合，干扰其复制和转录过程，导致细菌死亡。
与此同时，纳米银颗粒具有较大的表面能量，可以与细菌的膜表面相互作用，导致细菌膜的损伤和渗漏。
这种渗漏会进一步影响细菌的正常生理功能，导致其死亡。
除了直接破坏细菌的细胞结构和功能外，纳米银还可以通过释放银离子来实现抗菌作用。
银离子可以通过与细菌内的蛋白质和酶反应，干扰其正常的酶活性和代谢过程，从而杀死细菌。
总的来说，纳米银的抗菌原理主要涉及其与细菌表面的相互作用、干扰细菌的膜结构、代谢和DNA复制过程，以及通过释放银离子来杀灭细菌。
这使得纳米银在抗菌领域具有广泛的应用前景。
奈米银抗菌防臭整理剂ppt课件
完全無刺激性，對使用人員完全無害。
4. 絕不顯色：經奈米銀抗菌防臭整理劑處理過之織物，原色
幾乎不發生變化。
5. 分散良好：奈米銀系劑處理過程不需另加滲透劑。
使用說明(一)
1.建議用量約5%： 每一噸乾燥織物吸附約50kg奈米銀劑，具體用量依 據織物的質料和厚薄決定。
奈米銀結合紡織工業(三)
協助紡織企業應對 “五難”
一、產品附加價值。 二、協助開闢新世界市場。 三、個別技術輔導。 四、避免增添設備。 五、降低奈米銀劑價格。
參考
HUGO BOSS
在歐、美洲以及 日本市場推出多 功能成衣
奈米銀 V.S. 一般殺菌抑菌成份
項目
奈米銀
一般殺菌抑菌成份
適用菌種 不受細菌的類別限制， 通常只能對少數的幾種
抗菌產品市場調查
抗菌產品的市場已經成熟，世界銷售額逐年增長從1998年所生產的抗 菌產品是1992年的七倍多。 1997年達1,370億美元，2000年達到了2,000億美元
據報導，功能性紡織品占全部紡織品的比重 日本爲39%， 歐洲爲21%，美國爲28%。
美國這類産品1990年産值爲321億美元， 2002年達到了960億美元，增 長三倍。
金晶碩奈米銀抗菌防臭整理劑 CS102生成
採用特殊架橋劑使奈米銀與天然纖維
產生極強的附著力
抗菌劑的種類
主要有二種不同方式：
1. 傳統釋放型的抗菌劑 (如一般有機殺菌劑): 離開紡織品後進入微生物體內而產生殺菌反應。
2. 非傳統型抗菌劑(如奈米銀): 以分子狀態與紡織物 結合，利用物理穿刺過細胞膜及電子吸附(細胞 膜的生化反應)的方式，將微生物殲滅。
外科用银离子 ppt课件
Mg
Cl
Ag+
Ag+
Ag+ Ag+ Ag+ Ag+
Ag+
1. 银是一种惰性金属，对人体组 织没有影响
2. 有伤口渗液时，银离子从敷料 中游离出
3. 银离子与微生物蛋白结合以抑 制其生长
Ref: Thurman and Gerba 1989
江苏大学附属医院创伤中心
外科用银离子
当与细菌接触时，即与细菌体内带负电的活性酶产生库仑引力而 强烈吸附，并与酶蛋白中的活性基团一SH（琉基）、一NH（巯 基）等发生作用，使蛋白质凝固，从而可破坏细胞合成酶的活性， 使细胞丧失分裂增殖的能力而死亡，细菌死亡后，银离子又会从 细菌尸体中游离出来，再和其它细菌结合。
烧伤患者创面用磺胺嘧啶银后血、尿和组织银的 浓度，结果发现血、尿银升高几十倍到几百倍， 在一例烧伤面积60%的患者尿中，测得银离子浓 度高出正常人 1100 倍，死亡患者的肝肾组织和 角膜中有银的沉积，从银代谢角度提示了应用银 的安全性问题，并认为磺胺嘧啶银只能用于中小 面积的烧伤患者。
Coombs CJ，Wan AT，Masterton JP，et al. Do burn patients have a silver lining？ Burns，1992，18：179-184.
江苏大学附属医院创伤中心
外科用银离子
❖ 有学者认为磺胺嘧啶银在烧伤创面使用时，银离 子不仅与细菌内DNA结合，也能与上皮细胞的 DNA结合，从而抑制了上皮细胞的再生，不利于 创面的愈合
郭振荣. 危重伤员的早期处理. 见：盛志勇，郭振荣，主编. 危重烧伤治疗与康复学.北京： 科学出版社，2000：101-116.
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银抗菌的安全性银抗菌的安全性邢彦军1 ,2 , 宋阳3 , 吉友美1 , 戴瑾瑾1 (1) 东华大学化学与化工学院,上海201620 ; (2) 东华大学教育部生态纺织重点实验室,上海201620 ;(3) 东华大学,国家染整工程技术研究中心,上海201620抗菌纺织品的研究与应用与人类健康密切相关,因而越来越受到人们的重视。
抗菌纺织品可以明显地提高产品的附加值,满足人们对健康环保的需求,因此市场潜力很大。
纺织品的抗菌整理多采用主动抗菌,即通过一定方式将特殊的抗菌物质引入纺织材料,以达到抗菌的目的。
目前多采用双胍类、异噻唑啉酮类、有机硅季铵盐类和酚类等溶出型有机抗菌剂。
但是,长期使用这些抗菌剂很容易产生耐药性菌种,大大影响了抗菌效果。
相反,无机抗菌杀菌剂具有抑菌持久性、广谱性、高度安全性等优点,因而其应用领域不断扩展。
金属离子抗菌剂是一类重要的无机抗菌剂,其中银离子的抗菌能力远远强于其他抗菌金属离子,故银系无机抗菌剂在抗菌纺织品上的应用越来越广泛。
本文对银抗菌剂的安全性、抗菌性能、抗菌机制、银系抗菌纤维和纺织品制备方法、国内外抗菌纺织品测试方法以及目前尚存的问题进行了评述。
1 银的抗菌性微量的、相对无毒的金属具有杀灭病原体和防止它们增殖的“微量作用效应”。
在所有金属中,银最具微量生物活性。
银的使用最早可以追溯到18世纪使用硝酸银治疗胃溃疡[1]。
19世纪第1次确定了银离子的抗菌活性,到了20世纪20年代,胶体银由于可以有效地处理伤口而被美国食品药品署(FDA)认可[2-3]。
与其他抗菌剂相比,银系抗菌剂具有抗菌性能高(见表1) ,不易产生抗药性的特点,具有很高的安全性。
在温暖潮湿的环境里,银离子具有非常高的生物抗菌活性。
同时,银系抗菌剂还具有很多优点,如对皮肤没有刺激性,不影响纺织品的服用性能,因此银系抗菌剂适合于抗菌功能纺织品的制备[4-5]。
表1 用于纺织品的不同抗菌剂性能比较注: + 表示有效; + + + 表示高效; - 表示无效。
测定方法不同,不同抗菌剂间无法进行比较。
2 银的安全性我国民间很早就认识到银有抗菌作用,并记述了银的毒性,明代医学家李时珍在《本草纲目》中对银的性质有所记述:“生银、味辛、寒、无毒”。
从生理学上讲,银不属于人体必需的微量元素,但由于食物和饮水的摄取或者职业的原因,人体内仍然可以检测到银的存在(质量浓度<213μg/L) [6] 。
疾病治疗过程中所使用的含银药膏、绷带或者导尿管等所含的银也会进入人体的循环系统。
在大多数情况下,银与人体细胞中的金属硫蛋白作用会形成蛋白络合物,从而减小了银的毒性。
含银医用敷料所释放的银除了形成硫化物或氯化物沉淀,与伤口的分泌物反应形成稳定的复合物外,有较少部分也会通过开放的伤口进入人体。
研究报道,受伤皮肤吸收的银离子量远高于健康人体的皮肤[7]。
从理论上讲,银会沉积于人体的任何组织之中,但只有皮肤、大脑、肝、肾、眼睛和骨髓是目前研究最多的部位。
大多数的银主要通过肝和肾排出人体,同时头发和指甲的生长也提供了一个排泄途径[4-5]。
目前对银的摄入和银在人体中新陈代谢的研究还较少,只有少数关于磺胺嘧啶银的临床研究。
自引入市场以来,磺胺嘧啶银已经在临床上使用了几十年,病人每天最多可使用30g(含银9.06g)。
研究表明在使用磺胺嘧啶银时,10 %的银会被人体吸收,而高度血管化的伤口吸收更高[8]。
使用磺胺嘧啶银的病人体内血银质量浓度可高达>300μg/L,但至今未发现明显的毒副作用[9-11]。
Wysor 采用口服或皮下注射的方法将1050mg/kg的磺胺嘧啶银(含30 %银,相当于7 0kg的人使用22g的银)用于小鼠,连续实验1个月后,受试动物无死亡,体重无减轻,没有行为改变和腹泻;组织切片分析发现,受试动物无明显病变。
与人体皮肤直接接触的医用纤维中含有的金属银和银离子,受汗液、皮脂和组织分泌液的激活而积累在皮肤的表面,其中一些会形成硫化银穿过皮肤的表层而沉淀在皮肤中。
虽然高温和高湿环境将加速皮肤和黏膜对银的吸收,但由此造成的银吸收远远低于使用1 % 磺胺嘧啶银软膏病人所吸收的量。
3 不同价态银的抗菌性能大量研究表明,不同价态的银均具有杀菌效果,但随着价态的变化,其杀菌机制有所不同。
总体来说,高价态离子的还原势极高,能够导致原子氧产生的能力也相应的较大,从而极大地提高了抗菌性能。
银具有3 种氧化态:Ag(Ⅰ)、Ag (Ⅱ)和Ag(Ⅲ),不同形态银的抗菌性能的顺序为[12-14]: Ag4O4>Ag(Ⅲ)> Ag(Ⅱ)>>Ag(Ⅰ)>Ag(0)。
表2中列出了银单质和不同形态化合物离子化能力的定性比较。
表2 用于抗菌材料的银系化合物Ag4O4是由2个Ag(Ⅰ)和2个Ag(Ⅲ)与4个O2-紧密结合构成的一种具有活跃电子的分子晶体。
由于在同一个分子内存在着Ag+/Ag3+ ,使电位不平衡, Ag4O4具有潜在的电子跃迁的能力和向更稳定状态变化的趋势[15]。
Ag4O4与病毒、细菌、真菌和原生动物等生物体的膜和衣壳上的特定蛋白表面裸露的-N基(-NH-,-NH2)和-S基(S-S,-SH)具有亲和性,可以发生热力学吸附并触发氧化还原反应和由反应产生的Ag2+ 的螯合反应,从而致使蛋白质构象改变, 最终导致病原体死亡[14]。
Ag(Ⅱ)和Ag(Ⅲ)具有比Ag(Ⅰ)更强的杀菌能力,但其杀菌机制目前还未见详细报道。
一般认为是Ag(Ⅱ)和Ag(Ⅲ)的强氧化性使其拥有杀菌能力。
Ag(Ⅲ)的杀菌速度平均要比Ag(Ⅰ)快240倍,杀菌效果是Ag(Ⅰ)的200倍[12]。
在这些银的形态中,只有Ag(Ⅰ)和Ag(0)最稳定,并且已经应用于各种抗菌材料[16]。
Ag(Ⅰ)中使用最多的是硝酸银和磺酸嘧啶银。
硝酸银是非常优异的抗菌剂,其抗菌性能比很多其他抗菌剂(包括磺酸嘧啶银)要好,特别是在消除抗性品系的金黄色葡萄球菌、肺炎球菌以及绿脓杆菌上效果更好[17]。
但硝酸银的用量不能超过1% ,否则与活组织细胞接触时会引起细胞电解质钠和钾的流失[18]。
磺酸嘧啶银避免了硝酸银的很多缺点,同时广谱抗菌。
虽然磺酸嘧啶银在水中的溶解度较小,但它与体液作用释放银离子的能力并不差。
当磺酸嘧啶银质量浓度达到50 mg/L时,95 %的人体伤口中细菌种类都可以有效地消除,然而银离子极易与生物体中的氯离子产生氯化银沉淀,进而诱发人体过敏反应产生。
虽然金属银的离子化速度很慢,但也已经用于治疗伤口。
纳米化学的发展加速了微细银颗粒(<20nm)的制备。
制备得到的微细银颗粒的可溶性增强,并且由于金属银的离子化和颗粒的表面积成比例,纳米颗粒的高表面积使得银离子的释放速度也相应增加,因此相对于金属银来说,其抗菌性能也极高。
然而,抗菌性能提高的同时也意味着毒性的增加。
目前对纳米级物质的危险性还有很多争议。
研究表明,当以纳米颗粒的形式存在时,纳米银要比一些重金属的毒性还要高[19]。
体外试验表明纳米银颗粒会导致哺乳动物的肝细胞中毒[20],甚至可能会导致脑细胞中毒[21]。
同时,纳米银颗粒的稳定性较差,储放时易产生凝聚形成微米级粒子,另外高分子基材不容易分散,影响了其应用。
抗菌织物所使用抗菌剂中银的来源和银离子的释放方式及速度对纤维和织物的抗菌性能有着极大的影响。
采用不同方法得到的银系抗菌纺织品具有不同的释放体系和浓度。
Thomas和Mc Cubbin研究了10种采用不同的银抗菌剂、纤维材料以及释放体系的织物并比较了它们的抗菌性能[22]。
结果表明:银的总含量是最主要的影响因素,而银在织物中的分布、化学物理形态以及织物的亲湿性等对抗菌性能也有一定影响,因此某一种银抗菌体系的有效银含量能否代表其他银系抗菌体系值得考虑。
4 银的抗菌机制到目前为止,对一价银离子化合物的抗菌机制还没有一个完全统一的认识。
目前提出的研究机制主要有2种:离子溶出说和活性氧说。
离子溶出说认为金属银和大多数银化合物与水、体液和组织分泌液作用后可以释放出的银离子或者其他“具有生物活性的银离子”,在吸附病菌后与其中酶蛋白的氨基(-NH2)或者巯基(-SH)等活性基团发生作用,导致病菌中的酶失去活性或发生了改性,使得病原菌无法进行呼吸和新陈代谢,病菌的生长和繁殖得到抑制,从而达到抗菌的目的。
在这种机制中,银离子的缓释对抗菌性能具有极大的影响,而其缓释性能在很大程度上取决于抗菌材料中银化合物或金属银形成离子的能力,然而,目前尚没有用于抗菌材料银化合物或金属银离子化能力的精确的定量数据(见表2)。
活性氧说则认为银等重金属具有较高的极性催化能力,在与水和空气中的氧作用后可以产生活性氧物质(如H2O- , H2O+ ,O-2等)。
这些活性氧物质能够破坏细胞内各种重要的生物高分子和膜,阻碍病菌的继续生长和繁殖,从而起到抗菌效应。
Lok 使用蛋白质组学和膜性质测定研究了纳米银对E.coli的作用。
结果表明:其抗菌机制与Ag+相同,但是纳米银的有效浓度远低于Ag+[23]。
然而,研究表明纳米银易产生生物毒素[24],因此在使用纳米银作为抗菌剂时,必须严格控制其用量。
虽然大多数研究均已采用以上2种机制,但仍然存在较多疑点,因此还需结合微生物学和生物化学等知识对银系抗菌剂的抗菌机制作进一步的探讨,特别是纳米银抗菌剂的抗菌机制(如粒径大小、形状与抗菌性能的关系),以指导抗菌剂的开发和使用。
5 银系抗菌纺织品的制备目前银系抗菌纺织品的制备方法主要有纤维改性法和织物后整理法。
纤维改性法首先在成纤高聚物中添加合适的抗菌剂填料,然后进行湿法或熔融纺丝,再加工制成抗菌织物;织物后整理则是通过在织物表面涂层或浸渍抗菌剂的方式,使纺织材料表面形成抗菌层。
每种方法都有各自的优缺点,生产中可根据不同的需求采用相应的加工方法,见表3。
表3 不同的织物抗菌整理方法目前抗菌纺织品的生产主要以纤维改性为主。
该法是将抗菌剂的超细粉末作为添加剂进行纺丝[25],此时抗菌剂进入到纤维的内部,故耐洗涤性能好,抗菌效果持续时间长,但纤维改性法对抗菌剂的要求较高,抗菌剂必须在水、碱和酸里的溶解度极低,化学稳定性好,耐强酸、碱和氧化剂,热稳定性好,因此目前抗菌添加剂多为载银陶瓷颗粒或者载银沸石(见表4)。
在加工过程中,要求添加的抗菌剂必须与纤维本体有良好的相容性和分散性,同时抗菌剂颗粒细小,粒径分布范围窄,不能影响纺丝;添加剂的加入不能够影响纤维的物理性能,包括纤维的强力和伸长。
纤维改性方法大多只适用于合成纤维,除纳米银抗菌剂外无法对棉、麻、毛、丝等天然纤维进行抗菌加工。
表4 抗菌纤维中使用的银系抗菌剂表5 列出了部分抗菌纤维及抗菌纺织品。
织物后整理的方法主要针对天然纤维或者天然纤维与其他纤维混纺的纺织品,一般使用抗菌剂的悬浮液浸渍[26]、涂层或者溶胶凝胶[27]等方法,使抗菌剂能够附着在织物上以获得抗菌效果。