不同洗滌劑對抗菌織物抗菌效果的影響

時間:2015-04-11 10:47:06 來源: 點擊量:

作者:項寶軍,張麗陽

抗菌紡織品起源于第二次世界大戰,當時德國的軍隊服裝和戰地醫院的紡織用品,就采用了季銨鹽陽離子抗菌整理劑經間歇式浸漬法加工的抗菌織物,對控制傷病員的細菌感染起到了一定作用.五六十年代美國的抗菌衛生整理紡織品已實現了工業化生產,70年代中期日本推出了抗菌、防臭襪子,使抗菌紡織品進入了開發的高潮,各種各樣的抗菌整理劑相繼推出,除了季銨鹽類、苯酚類、有機氮類、二苯醚類、胍類外,還有金屬化合物、脲類化合物等.80年代開始出現了抗菌纖維,用化學纖維改性而成的抗菌纖維生產的各種抗菌紡織品,以其抗菌、耐久性好而備受人們的青睞.
我國研究和生產抗菌紡織品僅有20年,但發展非常迅速.目前,國內非常熱門的研究材料為天然有機抗菌防霉劑,從動植物中提取精制而成,如從蟹和蝦殼中提取的脫乙酰殼聚糖,具有耐候性優良、毒性低、使用安全等特點.
目前,使用比較廣泛的抗菌劑有胍類、DC一5700(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基季銨鹽以及殼聚糖,它們含有陽離子基團或能生成陽離子的前驅體并吸附在細菌上,導致細菌的死亡.
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殼聚糖的結構式
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DC一5700的結構式
從胍類抗菌劑的結構分析,如PHMB:
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起主要作用的是=NH活性基團,它易與H+結合,形成一NH+陽離子.而細菌是由細胞壁、細胞膜、細胞質和細胞核構成,細胞壁和細胞膜由膦脂雙分子層組成,帶負電荷.當細菌和其整理的織物接觸時,帶負電荷的細菌會被織物上的陽離子所吸引,從而束縛了細菌的自由活動,抑制其呼吸機能,發生“接觸死亡”.另外,細菌在電場引力的作用下,細胞壁和細胞膜上的負電荷因分布不均勻造成變形,發生物理性破裂,使細胞內的水、蛋白質等滲出體外,發生細菌溶體現象而死亡.
許多抗菌劑均會形成陽離子,以陰離子表面活性劑為主的洗滌劑會與抗菌劑反應,影響抗菌效果.
各種抗菌劑的抗菌方式有溶出型和非溶出型:溶出型抗菌劑在培養基上向周圍擴散并形成抑菌環,在抑菌環內的細菌均會被殺滅并不再生長,達到抗菌效果;非溶出型抗菌劑其周圍不會形成抑菌環,主要靠抗菌劑直接與細菌接觸,凡是能與抗菌劑接觸到的細菌都會被吸附殺滅,無法存活繁殖,這種方式亦稱吸附滅菌.
一般抗菌織物都會涉及到洗滌的問題,不同的洗滌劑對抗菌效果是否有影響呢?本試驗主要考察了不同洗滌劑對抗菌織物抗菌效果的影響.

1 試驗
1.1 材料與儀器
織物:純棉白布,滌棉白布(T/c);菌種:金黃色葡萄球菌(ATCC6538)第6代、大腸桿菌(ATCC 8099)第6代(浙江省衛生防疫站);其他材料:普通瓊脂培養基(浙江省衛防生物試劑有限公司,生化試劑),PBS(國產分析純試劑配制).
普通洗衣粉、普通洗潔精、LAs、AES—Na、脂肪酸鈉、AEO9等,杭州傳化花王有限公司.
儀器:恒溫水浴鍋,旋渦振蕩儀,Rapid P—BQ型小軋車,PT一2A針狀焙烘機,隔水式電熱培養箱,無菌操作臺,細菌培養平板,自動加液器,T—O—T立式去污機
1.2 工藝
1.2.1 浸軋
一浸一軋(胍類抗菌劑用量16 g/L,軋余率70%)→焙烘(170℃,2 min).
1.2.2 洗滌
T—O—T立式去污機,自來水,洗滌劑質量濃度為2g/L,浴比1:8O;洗滌溫度25℃,洗滌時間20 min,自來水漂洗3次,晾干,為1次洗滌,重復循環洗滌1O次,測定洗滌后的抗菌率.洗滌劑是普通洗衣粉或普通洗清精或AEO9(2O%水溶液).
1.3 抗茵效果測試
1.3.1 振蕩燒瓶試驗
將抗菌織物和非抗菌織物(陰性對照)剪切成10mm x10 mm樣片.稱取O.75 g樣片放人250 mL三角燒瓶中,分別加入70 mL PBS和5 mL菌懸液(菌懸液在PBS中的濃度為1x10 4~5x10 4 cfu/mL)以300 r/min振搖1 h.取O.5 mL振搖后的樣液,以瓊脂傾注法接種平皿,進行活菌計數.試驗同時設陰性對照組及不加樣片組.不加樣片組分別于O時間及振搖1 h后,各取0.5mL樣液做適當稀釋進行活菌培養計數.分別計算抑菌率.
1.3.2 抑茵環試驗
將試驗菌懸液(菌懸液在PBS中的濃度為1x10 4~9x10 4 cfu/mL)均勻涂布于普通營養瓊脂表面,然后粘放4片直徑為5 mm的試驗樣片和1片陰性對照樣片,各樣片中心相距25 mm以上,與平板的周緣相距15 mm以上.置37℃恒溫箱中,培養16~18 h,觀察抑菌環直徑.

2 結果及討論
2.1 不同洗滌劑對抗茵織物抗茵效果的影響
市售洗滌劑分為粉狀洗滌劑、液體洗滌劑和皂類.粉狀洗滌劑以陰離子表面活性劑為主,復配少量非離子表面活性劑的弱堿性洗滌劑,0.1%水溶液pH值在10.5左右.而液體洗滌劑主要有餐具洗滌劑、洗衣液、絲毛洗滌劑等.餐具洗滌劑是以陰離子為主的中性洗滌劑,1%水溶液pH值在7左右;洗衣液則根據不同生產廠家堿性有所不同,其中還含有部分陰離子表面活性劑,為了增加柔軟功能而添加陽離子表面活性劑的絲毛洗滌劑,一般只能加入非離子表面活性劑.
本試驗選用普通洗衣粉、普通洗潔精及20%AEO9水溶液(不含陰離子,溶液呈中性),評價洗滌劑對抗菌織物的抗菌性能的影響,結果見表1、表2.
表1 抗菌試驗結果(金黃色葡萄球菌)
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注:1)洗衣粉(陰離子表面活性劑為主,堿性助劑,弱堿性);2)洗潔精(陰離子表面活性劑為主,中性);3)AEO9(非離子表面活性劑,中性)
表2 抗菌試驗結果(大腸桿菌)
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注:同表1
從表1、表2可知,對2菌種用含陰離子表面活性劑為主的洗滌劑洗滌該抗菌布時,不管洗滌液的酸堿性抗菌效果均會急劇下降.而用非離子類的洗滌劑洗滌,經10次洗滌后抗菌率仍能保持在99.9%以上.
2.2 不同表面活性劑對胍類抗菌劑抗菌效果的影響
0.4%胍類抗菌劑溶液中加入1%表面活性劑后,放置24 h,按1:20稀釋后滴加20μL在無菌、干燥的濾紙片上,干燥后備用.按照抑菌環試驗方法測定各溶液的抑菌效果.抑菌作用的判定:(1)抑菌環直徑大于7 mm者,判為有抑菌作用.反之為無抑菌作用;(2)陰性對照組應無抑菌環產生.
胍類抗菌劑帶有亞氨基,在溶液中加入陰離子表面活性劑后,其與水中的陰離子基團(一SO4 2-,一SO3 2-,一COO一)相吸引,降低了亞氨基陽離子的含量,使溶液失去了抗菌效果.從表3中可以看出,胍類抗菌劑與帶一SO4 2-、一SO3 2-的表面活性劑有強烈的相互作用并生成不溶于水的沉淀,溶液呈現渾濁.而與帶—COO一的脂肪酸鹽也有相互作用,但形成的化合物能溶于水中,溶液呈透明,又能抑制脂肪酸鈉的析出.同時驗證了用含陰離子表面活性劑的洗滌劑洗滌胍類抗菌織物時,抗菌效果將會快速地消失,經過10次洗滌后已無抗菌效果。
表3 不同溶液的抑菌效果
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3 結論
3.1 含陰離子表面活性劑的洗滌劑明顯減弱了用胍類抗菌劑整理織物的抗菌性能.而用非離子表面活性劑的洗滌劑洗滌10次仍有很好的抗菌效果.
3.2 胍類抗菌劑呈潛陽離子性,在溶液中能與陰離子表面活性劑相互作用,特別是與離子性強的磺酸鹽、硫酸鹽陰離子表面活性劑能形成不溶于水的物質.相互作用后,使胍類抗菌劑分子上的氨基明顯減少,抗菌效果也明顯降低.
3.3 對不同的抗菌織物使用時有不同的要求,一次性使用抗菌織物可以不考慮其耐洗牢度,僅從安全性及價格等方面來選擇.對于要經過多次洗滌的抗菌織物,可從以下方面來改善耐洗性:(1)對用陽離子性抗菌劑整理的織物,可選擇不含陰離子的洗滌劑進行洗滌,要求洗滌劑生產企業對使用的表面活性劑類型進行標注,并開發適合于特殊抗菌織物洗滌的洗滌劑;(2)開發其他不受陰陽離子影響的后整理抗菌劑,以增加抗菌織物的耐洗性能.

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