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不同价态银的抗菌性能
信息来源: http://kjnano.com 时间:2018-12-22 18:07:17
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（）、Ag（）、Ag（），不同形态银的抗菌性能的顺序为：Ag4O4 > Ag（）> Ag（）> > Ag（）> Ag（0）。表1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1
化合物 | 离子化能力 | 氯离子反应 | 过敏反应 | 抗菌性能 |
金属银涂层 纳米银 胶体银 磷酸盐 硝酸盐 氯化物 硫酸盐 沸石 磺胺嘧啶银 氧化银 | 低（< 1g/mL） 低（< 1g/mL） 中等至高 中等 很高 低 中等 未见报道 高 低 | 反应 不反应 反应 反应 反应 - 反应 未知 反应 反应 | 有 无 有 有 有 有 有 有 有 有 | 低 很高 中等 中等 很高 低 中等 中等 高 中等 |
Ag4O4是由2个Ag（）和2个Ag（）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。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-，-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。Ag（）和Ag（）具有比Ag（）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（）和Ag（）的强氧化性使其拥有杀菌能力。
Ag（）的杀菌速度平均要比Ag（）快240倍，杀菌效果是Ag（）的200倍。
在这些银的形态中，只有Ag（）和Ag（0）最稳定，并且已经应用于各种抗菌材料。Ag（）中使用最多的是硝酸银和磺胺嘧啶银。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（包括磺胺嘧啶银）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。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。磺胺嘧啶银避免了硝酸银的很多缺点，同时广谱抗菌。虽然磺胺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。当磺胺嘧啶银质量浓度达到50mg/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。体外试验表明纳米银颗粒会导致哺乳动物的肝细胞中毒。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。
