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1、纳米银在抗菌方面的研究进展摘要：纳米技术是本世纪最有前途的新技术之一，纳米材料被广泛应用于生物、医药、化工及其他工业领域。纳米颗粒是指直径在1-100nm之间的粒子，也称为超微粒子，纳米材料的优异特性取决于其独特的微观结构，具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，因而显示出不同于常规材料的热、光、电、磁、催化和敏感等特性。国内、外研究人员将纳米材料和技术与银的特性相结合，研制出纳米银材料应用于各领域，例如建筑涂料、环境净化、医疗、医药、陶瓷、塑料、纸制品、纺织品、化妆品等领域，主要是运用
2、了纳米银独特的抗菌性能和抗菌机制[1]。关键词：纳米银；抗菌；应用1纳米银的抗菌机理有关纳米银抗菌作用机制，Dibro等认为，纳米银的作用方式与银离子相似，但它们的有效浓度不同，纳米银是在纳摩尔水平，而银离子是在微摩尔水平。因此，纳米银的抗菌性能尤其对致病的的杆菌、球菌、丝菌的杀灭作用远远大于传统的银离子杀菌剂。纳米银微粒可杀死细菌、真菌、支原体、衣原体等致病微生物。通常纳米银颗粒直径（10-100nm）极其微小，独特的小尺寸效应和表面效应可以轻易地进入病原体，与菌体中酶蛋白质巯基（-SH）迅速结合；一些以
3、巯基（-SH）为必要基团的酶便失去活力，使致病菌不能代谢而死亡，从而达到杀菌、修复组织、促进伤口愈合的作用。Lok等[2]将大肠杆菌短期暴露在纳米银中，运用蛋白质组学分析纳米银的抗菌机制。结果显示，纳米银会导致包膜蛋白前体的积累，大肠杆菌细胞膜被破坏，降低其膜电位，细胞内ATP水平降低。纳米银的抗菌作用是一种同时作用于细菌细胞内、外的复杂机制。纳米银通过与外膜屏障成分的作用对细胞膜结构和功能构成破坏和扰动，改变膜电势和膜的渗透性，导致细胞的离子转运体系被打乱；纳米银还可以进入细胞内，使细胞内钾和磷酸盐等流失
4、以及细胞内ATP大量水解、水平急速降低等；还可能与致病微生物中的DNA结合，导致DNA结构变性，抑制DNA复制；纳米银还会诱导产生超氧化物自由基和其他活性氧自由基，进而导致细胞的氧化应激、细胞膜损伤；纳米银在含水环境中可以释放银离子，易与一系列带负电荷的分子结合，从而干扰微生物正常的生理过程；此外，纳米银又是非抗生素类抗菌剂，细菌对银离子不产生耐药性，是一种长效的抗菌剂。2纳米银抗菌材料的制备纳米银为零价,固体呈粉末状,黄褐色,不易氧化,加人自来水后为棕黄色,不产生沉淀,颗粒直径多在10-30nm之间。可呈
5、球形、立方形、杆状等多种形状,还可根据不同的需要制成管状、丝状、多面体、薄膜等。纳米银颗粒的制备按原理分为物理法、化学法和生物法。2.1物理法物理法原理简单,所得产品杂质少、质量好,但对仪器设备要求较高,生产费用昂贵,一般适用于对纳米银粒子的尺寸和形状要求都不高的产业化制备,主要有机械研磨法、激光烧蚀法、等离子法、辐射法等。C.Bake等人[3]在惰性气氛下金属蒸发、冷凝成核并共聚合成纳米银颗粒,实验表明与大肠杆菌作用的银纳米粒子表面浓度在8μg/cm2时,对大肠杆菌有完全的杀抑作用。SalomeEgger
6、等人采用工业火焰喷雾热解法制备Ag-Si复合材料,8所制备的材料纳米银颗粒镶嵌在无定形SiO2表面,SiO2的平均直径在lμm,表面的银颗粒在1-10nm,纳米复合颗粒的比表面积在250m2/g。实验结果发现，Ag-Si复物对细菌的最小抑菌浓度(MIC)值在62.5-500μg/ml(即125-100μg纯Ag/ml)范围,且银对革兰氏阳性菌的抑菌性弱于阴性菌;推测可能与两种菌的细胞壁结构有关,阳性菌的细胞壁结构是多层的肤聚糖,肤聚糖的复杂结构和含有的磷壁酸或脂磷壁酸具有很强的负电性,能够隔离Ag+,使Ag
7、+不能到达细胞质膜。2.2化学法化学法合成的纳米银粒子主要应用于对纳米粒子性能要求较高的光学、电学和生物医学等领域,其关键技术是如何控制颗粒的尺寸、较窄的粒度分布和获得特定而均匀的晶型结构。化学制备方法主要有液相化学还原法、电化学还原法、光化学还原法等。液相还原法一般指在液相条件下,将Ag+还原为单质银,还原剂常用硼氢化钠、柠檬酸钠、乙二醇、抗坏血酸、葡萄糖等,通过控制不同的反应条件得到不同粒径和形貌的纳米银颗粒。例IvanSondi等人在室温900rpm搅拌条件下,将l0cm3的维生素C溶液(浓度为1mo
8、l∕dm3)以3cm3/min的速度倒到90cm3的5wt%的达哈19(磺酸的一种铵盐)和0.3mol∕dm3的AgNO3溶液中,制成Ag水溶胶,再经水洗、冷冻干燥获得纳米尺寸的银颗粒。Sukdeb等人[4]采用形成种子和不同条件生长两步骤制备不同形貌的纳米银颗粒。首先在0.5mlAgNO3(0.01M)和20ml柠檬酸钠(0.00lM)混合液中在搅拌条件下快速注人0.5ml的NaBH4(10mM),搅拌5min
