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银离子抗菌剂的发展历程及作用机理

信息来源: http://kjnano.com  时间:2019-1-8 14:30:00 

金属银在水中,或者在空气中(空气中存在一定的水份),银的表面会游离出微量的银离子,所以具有一定的杀菌作用。从远古时代,人们就开始使用银器。人们发现在银食器中的奶不会变质,食品不会变质,银耳环不会使皮肤感染发炎。东南亚的僧侣现在还在使用银碗化缘。这些都是人类经验性地利用银的抗菌作用的事例。后来的研究者也正是从中获得启发,从经验到理性研究,研制出了各种类型的银离子抗菌剂产品。

人们很早就能够在试验室制备银离子溶液。

1884年,德国妇产科医生Crede将浓度为1%的硝酸银溶液滴入新生儿眼中,预防新生儿结膜炎,使婴儿的失明率从10%降至0.2%。直到今天为止,许多国家仍在使用Crede预防法。

上世纪二、三十年代,德国、法国和旧苏联等国家将电解法银离子应用于自来水的杀菌消毒。日军在侵华战争中也曾利用电解银离子对占领区的饮用水进行杀菌消毒。但是,当时由于制造技术差,银离子浓度低而成本高,难以形成工业化生产。到后来自来水的杀菌消毒只能让位于新出现的化学药剂--氯。

以氯为代表的化学合成抗菌剂出现以后,由于它们杀菌力强、速度快,成本低,很快统治了抗菌剂大部分市场。银离子除了硝酸银眼药水等专用抗菌剂外,市场损失殆尽。

十几年前,纳米技术兴起。科学家发现,银的杀菌效率和其表面积有很大关系。通过增大表面积,可以提高银离子的释放量,使其杀菌能力产生质的飞跃。也就是说用极少量的银附着于纳米级的载体便可产生强力的杀菌作用。于是,一时间纳米银粉剂(或称之为载银)成为时髦。一些国家甚至作为新产业来扶持,竞相开发纳米银。

但是,近几年来,出于纳米对环境和人体可能带来的负面影响的担心日益上升,“奔跑”的纳米银在发达国家出现了问题。2003年底发生了韩国三星纳米银洗衣机在北美等地因受抵制而主动招回事件。2006年11月22日美国环境保护局(EPA)要求在美国销售使用纳米银的企业,有义务向EPA呈示关于该产品的安全性的科学论证(见当天的华盛顿邮报)。这实际上是以美国为首的发达国家,开始对纳米银的一种叫停,这将会对制造和使用纳米银企业的产生影响。2009年,英国科研人员发表了纳米对DNA有损害的结论。可以想象,纳米材料使用于人体的现象不久就会中止。尽管现在国内还听不到这种声音。

在纳米银盛行的同时,传统的电解法银离子的研发,也在日本等国家深入进行。由于纳米产品本身的问题,原先运用纳米银开发产品的公司,纷纷转而选择电解法银离子,也刺激和加速电解法银离子产品的技术升级。银离子抗菌剂由此而生。

银离子抗菌剂作用机理有以下几个方面。

1、干扰细胞壁的合成。细菌细胞壁重要组分为肽聚糖,银离子抗菌剂对细胞壁的干扰作用,主要抑制多糖链与四肽交联有连结,从而使细胞壁失去完整性,失去了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重要的组成部分。因此,如细胞膜受损伤、破坏,将导致细菌死亡。

3、抑制蛋白质的合成。蛋白质的合成过程变更、停止、使细菌死亡。

4、干扰核酸的合成。总的说是阻碍遗传信息的复制,包括DNA、RNA的合成,以及DNA模板转录mRNA等。

因为银对液体中的微生物具有吸附作用,微生物被银吸附后,起呼吸作用的酶就失去功效,微生物就会迅速死亡。银离子的杀菌能力特别强,每升水中只要含亿万分之二毫克的银离子,即可杀 死水中大部分细菌。美国一科学家曾做过试验,他将4.5升污水(每毫升含大肠杆菌七千多个)经过3小时的银电极处理后,所有大肠杆菌全部死亡。伤寒菌在银片上只能活18个小时,白喉菌在银片上只能活3天。

银离子抗菌消毒剂对金黄色葡萄球菌、干燥棒状杆菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌、巴西曲霉、白色念珠菌等均有良好的抑制作用。以其特有的强大的杀菌能力和安全性,目前银离子抗菌剂在纺织面料上被广泛应用。

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