抗菌剂及抗菌材料的发展和应用

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1、文章编号：100729432(2003)0120011205抗菌剂及抗菌材料的发展和应用吉向飞李玉平2,杨柳青:，屈玲石晋美窦涛1（1.太胶理工大学精细化工研宂所，山西太原030024;2.太原理工人学材料科学与工程学院，山西太原030024）摘要：综述丫近年來抗萌剂在国内外的研究幵发及抗萌材料的应用发展状况，探讨了抗菌剂在今后儿年内的发展方向，指出国内抗菌剂在发展中需要注意的问题。关键词：抗菌材料；抗菌剂；无机抗菌剂中图分类号:TQ050.4+21文献标识码：A随着人们对环境微生物的研究和汄识水平的不断提高，在利用微生物有益性的同吋，也十分警惕其作为病原菌

2、的危害性。据倣HO》报道，企世界1995年死亡520（）万人，其中因细歯传染引起的死亡人数为1700万，约占这些传染病包括霍乱、肺炎、痢疾、结核等。1996年日本发生的病原性大肠杆菌02157引起的全国范围内的食物中毒事件，曾一度引起全世界的恐慌。另外，微生物还会引起各种工业材料、化妆品、医药品等的分解、变质和腐败，从而使产品的寿命减短。因此，控制和消灭有害细菌的生长和繁殖，在高科技发展的今天，仍然是一项与人类健康息息相关的重要课题，受到人们的不断关注。抗菌剂是对细菌、霉菌等微生物高度敏感的化学成分，它能通过物理作用或化学反应杀死附着在材料表而的微生物。抗菌材料是

3、指经抗菌剂处理，具有抗菌性能的各种材料。在使川过程中抗菌材料可以抑制对人类身体或生活、生产环境有害的微生物的生长和繁殖。本文就抗菌剂的分类、抗菌的原理及R前国内外抗菌剂（特别是无机抗菌剂）与抗菌材料的应用发展等做了综述。1抗菌剂的分类及抗菌原理抗菌剂按结构分类可分为有机抗蘭剂和无机抗菌剂。l.1有机抗菌剂有机抗菌剂包拈天然有机抗菌剂和合成有机抗菌剂。天然抗菌剂主要是从动植物中提炼精制而成的，例如山嵛、孟宗竹、薄荷、拧檬叶等的提取物，蟹和虾中提炼的壳聚糖等。壳聚糖是一种带正电荷的单体物质，具有以好的生物活性，与生物体能亲和相容，可对多种菌类表现出抗菌性1"。合成有机

4、抗菌剂一般根据其化学分子结构可分成20余大类［21，像结构较为简单的醛基水溶液（如福尔马林）及结构较为复杂的异噻唑和咪唑类等。有机抗菌剂是通过化学反应破坏细胞膜，使蛋白质变性、代谢受阻，从而起到杀菌、防腐及防霉等作用。1.2无机抗菌剂无机抗菌剂是通过物理吸附、离子交换等方法，将银、铜、锌等金属离子或其化合物固定在沸石、硅胶等多孔材料的表而得到的。无机抗菌剂从载体上可分为硅酸盐系、磷酸盐系、氧化物系和其他（如活性炭、络合物等）。根据抗菌剂的有效成分不同可分为银系（含Ag+，Cu2+，Zn2+等金属离子）和钛系（具有光催化作用的TiO2等）抗菌剂。载银硅酸盐系抗菌剂主

5、要用于低温加工的纤维、塑料等产品，载银磷酸盐系抗菌剂和氧化物光触媒抗菌剂主要用于岛温加工的陶瓷产品13］。1.2.1钛系抗菌剂钛系抗菌剂是一类能被光子激活的材料，包括3收稿曰期：2002209202基金项目：国家自然科学基金资助项目（20173039}作者简介:吉向飞（1979-），女，山西临猗人，硕士研宂z主，主要从唞分子筛的研宂。TiOz,ZrO2,V2Cb，CdS，SeOi,GaP,SiC等半导体材料和Pa，Pb，Pt等金属离子光催化剂。其抗菌机理是，当TiO2在受到波长小于或等于387.5nm的光照射时，价带电子被激活到导带，形成空穴2电子对，它们与吸附于

6、其表面的H20和02形成活性很强的羟基自由基和活性氧：TiCb—h++e',H2O+•0H十H+，O2+e'•O2'.生成的原子氧和氢氧自由基有很强的化学活性，能与多数有机物（包拈细菌内的有机物）反应，生成CO2和H20,从而在短时间内杀死细菌，消除恶臭和汕污。东京大学的藤岛昭教授等人经实验证明［4］，TiCH具有分解病原菌和毒素的作用：在玻璃上涂一薄层TiO2,光照射3h达到了杀火大肠菌的效果，光照射4h时毒素的含量控制在5%以下。1.2.2银系抗菌剂关于银系抗菌剂的抗菌机理［5］，有丁面的两种观点。1）缓释机理:在使用过程中，抗菌剂中缓释出的金属离子（Ag+，

7、Cu2+，Zn2+等）能吸附微生物细胞膜中的蛋白质，与其中的巯基（-SH）、氨基（-NH:）等含硫、鉍的官能团发生反应，使微生物的能量代谢不能进行，从而导致细菌死亡：（蛋白质）-SH+Ag+—（蛋白质）-SAg+H+，（蛋白质、核酸）-NH+Ag+-（蛋白质、核酸）-NAg+H+.各种阳离子吸附细菌细胞膜的能力不相同，抗菌效果也不同［6］，按下列顺序递减：Ag>Co〉Ni>A1>Cu>Zn>Fe>Mn>Sn>Ba>Mg>Ca.杀菌性能的次序为:Ag>Cu>Fe>Sn>A1>Zn>Co,等。抗菌剂中常用的是对人体安全的Ag，Cu，Zn离子。闪田真志［51对含Ag，C

8、u，Zn离