抗菌劑
| 抗菌劑 |
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中文名；抗菌劑 外文名；anti-bacterial agents 分類；試劑 詞性；名詞 |
抗菌劑，是指一類用來防治各類病源微生物引起植物病害的藥劑。對病原微生物有殺死作用或抑制生長作用，但又不妨礙植物正常生長的藥劑。殺菌劑可根據作用方式、原料來源及化學組成進行分類。國際上，通常是作為防治各類病原微生物的藥劑的總稱。隨着殺菌劑的發展，又區分出殺細菌劑、殺病毒劑、殺藻劑等亞類。[1]
目錄
起源
抗菌材料的起源從遠古時代人們就開始使用，人們發現用銀和銅容器留存的水不宜變質，後來皇宮達貴富人吃飯時又習慣使用銀筷子，民間又用銀製成飾品佩帶，我國民間很早就開始認識到銀有抗菌作用。
定義
抗菌劑（anti-bacterial agents）指能夠在一定時間內，使某些微生物（細菌、真菌、酵母菌、藻類及病毒等）的生長或繁殖保持在必要水平以下的化學物質。抗菌劑是具有抑菌和殺菌性能的物質或產品。
抗菌原理
銀離子及其化合物的抗菌機理：
接觸反應抗菌機理：銀離子接觸反應，造成微生物共有成分破壞或產生功能障礙。當微量的銀離子到達微生物細胞膜時，因後者帶負電荷，依靠庫侖引力，使兩者牢固吸附，銀離子穿透細胞壁進入胞內，並與SH基反應，使蛋白質凝固，破壞細胞合成酶的活性，細胞喪失分裂增殖能力而死亡。銀離子還能破壞微生物電子傳輸系統、呼吸系統和物質傳輸系統。1
應用
抗菌劑在紡織品上的應用
紡織品抗菌劑隨着抗菌衛生整理技術而生, 主要用於紡織品材料及其製品。隨着科技的進步和生活水平的提高, 人們對紡織品的舒適性、透氣性、安全性等要求越來越高, 因此, 相應的紡織品抗菌劑也必須跟上時代潮流才能更好地滿足人們的要求。這將使紡織品抗菌整理劑日臻完善, 抗菌衛生整理技術也將日趨成熟。抗菌衛生整理是用抗菌劑處理織物 (包括天然纖維、化學纖維及其混紡織物) , 以使其獲得抗菌、防霉、防臭等功能;其目的不僅是為了防止織物被微生物沾污、損傷和穿着舒適, 更重要的是為了降低交叉感染, 防止傳播疾病, 保證人體的安全健康。
進入21世紀, 抗菌防臭和抑菌整理成為織物的四大功能性整理之一。抗菌衛生整理織物的發展大致經歷了三個階段。第一階段為1955~1965年, 這是抗菌織物發展的孕育時期, 當時, 很多人認識到織物抗菌的可行性和使用價值, 積極參與研究開發工作。1965~1975年為抗菌織物發展的第二階段。這一階段的前期主要是追求抗菌效果, 當時, 抗菌劑主要成分是有機汞、有機錫、有機銅、有機鋅以及一些含硫化合物, 這些藥物用量少, 效果顯著。20世紀後半期, 即第二階段後半期, 抗菌劑的安全性引起人們的關注。人們發現部分有機金屬化合物對人體的細胞和組織有毒害作用, 會引起皮膚斑疹和炎症。美國環保局 (EAP) 和食品醫藥局 (FDA) 開始實施抗菌劑的安全性檢驗。日本於1973年制定了關於家庭用品中有害物質的規定, 並實施醫藥品安全性檢驗, 停止使用有機汞等有害物質。在這一階段內, 主要發展方向是解決抗菌性和安全性的矛盾, 加緊開發安全型抗菌劑。1973年, 美國道康寧公司 (Dow Corning Company) 宣布成功開發高效安全型有機硅季銨鹽型抗菌劑, 商品名為DC-5700。這種抗菌劑開發耗資1.9億美元, 歷時25年, 使抗菌與安全同時得到社會的認可。1975年, 該抗菌劑得到美國環境保護局和食品醫藥局的批准, 開始投放市場。從此, 抗菌整理走上穩定發展的道路。
90年代以來, 抗菌衛生整理進入第三階段, 出現了抗菌阻燃、抗菌防污、抗靜電、抗菌拒水拒油等多功能產品, 以及抗菌漂白一浴法、抗菌染色一浴法等新工藝。抗菌衛生整理產品在美國、日本等國分別實現了工業化生產, 大量產品投放市場。國外已開發出許多系列的紡織品抗菌防霉劑, 應用比較成熟的抗菌防臭整理劑主要有:無機化合物、與纖維配位的絡合金屬、季銨鹽、胍類、酚類、脂肪酸及脂肪酸鹽、有機銅化合物、脫乙酞基甲殼質和含氮雜環化合物等。
國內外織物抗菌衛生整理技術已開始進入成熟階段, 抗菌整理棉織物的抗菌性、耐久性明顯好於抗菌合成纖維。多功能產品和新工藝的相繼出現表明抗菌整理紡織品的新時代即將來臨。隨着人們生活水平的不斷提高, 對衣料及家用製品的衛生要求也越來越高, 抗菌紡織品要求的不斷提高對提高我國衛生保健水平和降低公共環境交叉感染具有重要的實用價值。因此, 研究安全高效的抗菌劑勢在必行。
抗菌劑在塑料上的應用
抗菌塑料的抗菌性應當具有高效、廣譜、持續性等特點, 且無毒、無異味, 對環境無影響。抗菌劑還應當與各種塑料具有良好的配合性, 不與塑料中各種助劑發生化學反應, 不因光和熱變色。抗菌塑料的加工方法一般是將抗菌粉體或抗菌母料與樹脂混煉, 在加工成型的條件下製成各種製品。國外在抗菌塑料的開發應用方面比較活躍, 美國、日本、英國等國已大量使用抗菌性PP、PE、PVC、ABS、PS等生產冰箱、洗衣機、飲水機、洗碗機、衛生潔具、水管、玩具、電腦鍵盤、各類遙控器、食品器皿和醫用衛生材料等, 日本洗衣機70%~80%的洗滌桶用抗菌性PP製造。1998年, 國內海爾集團成功試製並上市帶有抗菌功能的空調、波輪洗衣機、冷櫃、冰箱、電話等, 採用的抗菌劑是複合型無機抗菌劑。聚丙烯管材得到了廣泛應用, 但存在一個致命的缺陷, 即管材易滋生真菌。由於聚丙烯是一種有機高分子材料, 容易被微生物侵蝕, 在使用一段間後表面就會產生一層滑膩物;實際上是滋生了真菌, 且管道一旦安裝便難以清理。華東理工大學的鄭安吶等採用分子組裝抗菌化新技術, 將經過優選的有機抗菌功能團組裝到聚丙烯基體樹脂的分子鏈上, 得到抗菌母粒;由於抗菌功能團是以化學鍵接到樹脂上的, 克服了普通有機抗菌劑不耐熱、與PP基體相容性差、不耐浸泡洗滌的缺點。研究發現, 抗菌母粒在體系中可起到成核劑的作用, 提高了結晶溫度, 加快了材料的結晶速率, 在一定程度上改善了材料的力學性能;當抗菌官能團組裝量在0.5%以上時, 材料即具有優良的抗菌作用, 對革蘭氏陰性、陽性菌以及真菌、黴菌均有很強的抑制效果, 且耐久性優良, 其抗菌性能優於進口無機銀系抗菌母粒, 具有優秀的使用安全性。無機抗菌劑為粉末狀, 粒徑小到幾微米。近年來, 隨着納米技術的廣泛研究, 納米級抗菌劑逐漸投入生產。納米多功能塑料不僅具有抗菌功能, 而且有抗老化、增韌和增強作用。納米級抗菌劑是在納米級粉體的基礎上包覆抗菌物質而製成的。
分類
抗菌劑一般分為無機抗菌劑，有機抗菌劑和天然抗菌劑。
無機抗菌劑
利用銀、銅、鋅等金屬的抗菌能力，通過物理吸附離子交換等方法，將銀、銅、鋅等金屬（或其離子）固定在氟石、硅膠等多孔材料的表面製成抗菌劑，然後將其加入到相應的製品中即獲得具有抗菌能力的材料。水銀、鎘、鉛等金屬也具有抗菌能力，但對人體有害；銅、鎳、鉛等離子帶有顏色，將影響產品的美觀，鋅有一定的抗菌性，但其抗菌強度僅為銀離子的1/1000 。因此，銀離子抗菌劑在無機抗菌劑中占有主導地位。
銀離子類抗菌劑是最常用的抗菌劑，呈白色細粉末狀，耐熱溫度可達1300℃以上。銀離子類抗菌劑的載體有玻璃、磷酸鋯、沸石、陶瓷、活性炭等。有時為了提高協同作用，再添加一些銅離子、鋅離子。其中生物碳負載銀子製成的長效生物碳抗菌材料
克服了其他如（玻璃、磷酸鋯、沸石、陶瓷、活性炭）這些載體的不穩定和分布不均的特性。
此外還有氧化鋅、氧化銅、磷酸二氫銨、碳酸鋰等無機抗菌劑。
有機抗菌劑
有機抗菌劑的主要品種有香草醛或乙基香草醛類化合物，常用於聚乙烯類食品包裝膜中，起抗菌作用。另外還有酰基苯胺類、咪唑類、噻唑類、異噻唑酮衍生物、季銨鹽類、雙呱類、酚類等。有機抗菌劑的安全性尚在研究中。季銨鹽和生物碳通過物理和化學的作用製備的季銨化生物碳抗菌劑即長效抗菌生物碳材料
克服了一般的有機抗菌劑耐熱性差些，容易水解，有效期短的問題。
天然抗菌劑
天然抗菌劑主要來自天然植物的提取，如甲殼素、芥末、蓖麻油、山葵等，使用簡便，但抗菌作用有限，耐熱性較差，殺菌率低，不能廣譜長效使用且數量很少。
測試
抗菌測試分為紡織品抗菌測試標準和其他材料抗菌測試標準。
國內紡織品的常見抗菌測試標準為： FZ/T 73023（針織面料） QB/T 2881（鞋材） GB/T 20944（紡織品）
塑料料及其他材料抗菌標準為：QB/T 2591
國際上常見的紡織品抗菌標準為：AATCC 100（美國紡織品抗菌標準 定量），AATCC147（美國紡織品抗菌標準 定性）JIS L 1902（日本紡織品抗菌標準），ISO 20743（國際通用紡織品抗菌標準）
非紡織品類： ASTM E 2149（美國材料協會抗菌標準），JIS Z 2801(日本抗菌標準)，ISO 22196（國際通用抗菌標準）。
常見測試菌種為：金黃色葡萄球菌（革蘭氏陽性菌）、大腸桿菌、克萊伯氏菌（革蘭氏陰性菌）、白色念珠菌、綠膿桿菌等
參考來源