纳米银对大肠杆菌的抗菌作用及其机制_谢小保
纳米银及其抗菌应用技术
纳米银及其抗菌应用技术资讯与基础常识厦门博正科技有限公司(制) 2009年10月29日目录第1章认识纳米银 (3)第2章纳米银杀菌知多少？ (3)2.1广谱抗菌 (3)2.2强效杀菌 (4)2.3渗透性强 (4)2.4修复再生 (4)2.5抗菌持久 (5)2.6安全无毒 (5)2.7无耐药性 (5)第3章纳米银和其它抗菌产品的区别 (5)第4章纳米银的抗菌应用技术 (6)第5章纳米银在鞋袜上的应用效果 (7)第6章国内产业应用纳米银抗菌技术的现状 (7)第7章哪些产品需要应用纳米银抗菌技术？ (8)第8章纳米银抗菌为什么这么烦人？ (9)8.1鞋业对纳米银抗菌的烦恼： (9)8.2鞋业对纳米银抗菌认识的误区： (9)第9章 TINAPH博正研发中心最新鞋业纳米银应用成果 (9)第10章了解鞋业[QB/T2881标准] (10)第11章记住我们的工作程序 (12)第12章我们的使命 (13)第13章我们的工作很光荣 (13)第1章认识纳米银纳米（nm）是继微米之后的目前最小的一种计量单位，1纳米为百万分之一毫米，即毫微米，也就是十亿分之一米。
纳米银就是将粒径做到纳米级的金属银单质。
纳米银粒经大多在25纳米左右，对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病细菌微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐物性。
动物试验表明，这种纳米银抗菌微粉，即使用量达到标准剂用量的几千倍，受试动物也无中毒表现。
同时，它对受损上皮细胞还具有促进修复作用。
值得一提的是，纳米银遇水抗菌效果愈发增强，更利于疾病的治疗。
第2章纳米银杀菌知多少？纳米银，是利用前沿纳米技术将银纳米化。
纳米技术的出现，使银在纳米状态下的杀菌能力产生了质的飞跃。
极少的纳米银可产生强大的杀菌作用。
可在数分钟内杀死650多种细菌。
纳米银广谱杀菌且无任何的耐药性，能够促进伤口的愈合、细胞的生长及受损细胞的修复，无任何毒性反应，对皮肤也无任何刺激反应。
这给广泛应用纳米银来抗菌开辟了广阔的前景，是当今世界最新一代的天然抗菌剂。
纳米银杀菌机理的研究进展_曲锋
食品科学
※专题论述
纳米银杀菌机理的研究进展
曲 锋，许恒毅，熊勇华，赖卫华，魏 华*
(南昌大学 食品科学与技术国家重点实验室，江西 南昌 330047)
摘 要：纳米银因其高效、广谱及不易产生耐药性等优点，已成为目前抗菌材料的研究热点，但其杀菌机理尚有 待于进一步研究。本文综述了纳米银杀菌机理的最新进展，以期为纳米银抗菌材料的应用提供参考依据。 关键词：纳米银；杀菌机理；抗菌材料
原理 超低温条件下机械研磨 在溶液中用激光烧蚀溅射银片，使其破裂 利用脉冲激光将银单质烧蚀蒸发， 将形成的纳米颗粒负载在一定的载体上
优点
原理简单、 产品杂质少、
质量高
将银盐与适当的还原剂在液相中进行反应， 使银离子被还原为银原子并生长为单质颗粒
设备工艺简单、 产率高
水、乙醇等溶剂在γ射线辐照下产生具有很强还原 能力的溶剂化电子，将银离子还原成单质；
纳米银的杀菌效果受多方面的因素影响。纳米银颗 粒自身的粒径、形状、浓度和表面修饰物等均能影响 纳米银和菌体的接触及侵入，造成的杀伤作用强弱也不 同。不同类型的细菌在细胞壁结构上存在很大的差异：
422 2010, Vol. 31, No. 17
食品科学
※专题论述
纳米银
因素
粒径 形状 浓度
表面修饰物
细菌
微生物细胞表面的某些含氧基团通过物理化学 作用使溶液中的银离子还原为原子，反应过程
不依赖于微生物的生物活性
件温和、毒副产物少、 不易团聚
缺点 仪器设备 要求高、 生产费用贵
杂质高、粒径较 大且分布宽
产率低、仪器 设备要求苛刻
粒径分布宽、 成本高、
易污染环境
纳米银材料抗菌机理及应用研究
纳米银材料抗菌机理及应用研究自然界中，金属银拥有卓越的抗菌能力。
因此，随着现代医疗、生活水平的提高，银逐渐被广泛应用于医疗用品、日用品、环保材料等领域。
目前广泛应用的银材料主要包括纳米银、银离子等类型。
其中纳米银材料是一种具有优良抗菌性能的生物医用材料，其独特的抗菌机理以及广泛的应用前景引起了人们的高度关注。
纳米银材料抗菌机理纳米银具有优越的抗菌活性，是因为其特殊的抗菌机理。
纳米银粒子表面带有大量的自由电子，这些自由电子能够与菌体的DNA、RNA等分子进行反应，使其结构发生改变，从而抑制了菌体的生长和繁殖。
此外，纳米银还能与菌体表面的蛋白质、酶等官能基团结合，破坏了其功能性结构，破坏了菌体的代谢和生理活动，最终达到杀灭或抑制菌体的目的。
而且，纳米银粒子本身的高表面积、多孔性等特点，也能让它们更容易与菌体产生接触、吸附和渗透作用，加速抗菌效果的产生。
纳米银材料应用研究纳米银材料已经被广泛应用于医疗、环保、日用等领域。
例如，在医疗领域中，纳米银材料可以应用于各种医疗用品制造，如医用敷料、人体假体、手术器械等；在日用领域中，纳米银也可以被应用于制造各种抗菌饰品、生活用品、厨具等；在环保领域中，纳米银可应用于防霉、防腐、除臭等方面，如制造高效空气净化器、饮水机等。
目前纳米银的应用领域广泛，但在未来的研究中还有许多值得关注和攻克的难点。
例如，如何提高纳米银在价格上的竞争力；如何应对纳米银在潜在毒性等方面带来的安全隐患；如何进一步挖掘纳米银材料在抗菌领域的应用潜力等问题。
总之，纳米银是一种非常重要的抗菌材料，其天然的抗菌性能加上人造的加工技术应用，使得它在应用领域具有广泛的前景。
未来，需要对其进行更加深入的理论和实践研究，以进一步推动纳米银材料在生产、生活等领域的广泛应用。
纳米银
纳米银(Nano Silver)就是将粒径做到纳米级的金属银单质。
纳米银粒径大多在25纳米左右，对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性。
动物试验表明，这种纳米银抗菌微粉即使用量达到标准剂量的几千倍，受试动物也无中毒表现。
同时，它对受损上皮细胞还具有促进修复作用。
值得一提的是，该产品遇水抗菌效果愈发增强，更利于疾病的治疗。
专家认为，这种纳米银抗菌微粉还可广泛应用于环境保护、纺织服饰、水果保鲜、食品卫生等领域.应用领域：纤维（织物、成品），信息产业、信息产业、生态环境，日常生活用品。
细节应用：棉、麻、丝、涤纶、晴纶、氨纶、粘胶纤维、蛋白纤维、成品布料、服装、床上用品、日用纺织品、玩具等、二极管、三极管集成电路的焊接，电子浆料、水产养殖、园艺设施、土壤改良、建筑材料、装饰材料、洗涤用品、玻璃器皿、包装类纸制品、特殊行业用纸、除臭剂、医药外用抗菌凝胶、塑料制品。
产品特点：永久性抗菌洗涤不影响其功能；具有天然色彩，可调配颜色，应用后不影响染色、可完全替代铅系、锡系焊接、无毒害，无污染、永久性除菌，不伤害人体。
神奇的纳米银-----七大抗菌特点纳米（nm）是继微米之后的目前最小的一种计量单位，1纳米为百万分之一毫米，即毫微米，也就是十亿分之一米。
纳米银，是利用前沿纳米技术将银纳米化，纳米技术出现，使银在纳米状态下的杀菌能力产生了质的飞跃，极少的纳米银可产生强大的杀菌作用，可在数分钟内杀死650多种细菌，广谱杀菌且无任何的耐药性，能够促进伤口的愈合、细胞的生长及受损细胞的修复，无任何毒性反应，对皮肤也未发现任何刺激反应，这给广泛应用纳米银来抗菌开辟了广阔的前景，是最新一代的天然抗菌剂，纳米银杀菌具有以下特点：1．广谱抗菌纳米银颗粒直接进入菌体与氧代谢酶（-SH）结合，使菌体窒息而死的独特作用机制，可杀死与其接触的大多数细菌、真菌、霉菌、孢子等微生物。
经国内八大权威机构研究发现：其对耐药病原菌如耐药大肠杆菌、耐药金葡萄球菌、耐药绿脓杆菌、化脓链球菌、耐药肠球菌，厌氧菌等有全面的抗菌活性；对烧烫伤及创伤表面常见的细菌如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、白色念珠菌及其它G+、G-性致病菌都有杀菌作用；对沙眼衣原体、引起性传播性疾病的淋球菌也有强大的杀菌作用。
纳米银的抗菌机制及其生物安全性的研究进展
纳米银的抗菌机制及其生物安全性的研究进展赵永彬(综述);赵亚群(审校)【摘要】Along with the increasing bacterial drug resistance and the rapid development of science and technology,the research of new antibacterial material is increasing,especially the silver nanoparticles.Silver nanomaterial has wide antimicrobial spectrum,and strong antimicrobial properties as well as the advantages of no drug-resistance,so its application in clinical medicine is becoming more and more wide,involving many clinical specialties.However, the research of its antibacterial mechanism is relatively limited , and has not been fully elucidated.Studies have also found that new silver nanomaterial has certain toxicity,and improper or excessive use can result in silver toxicity and endanger the health .%细菌耐药性的增强以及科技的快速发展，使得对于新型抗菌材料的研究日益增多，尤其是对纳米银颗粒的研究。
纳米银材料具有抗菌谱广、抗菌性强以及不产生耐药性等优点，在临床医学中的应用也越来越广泛，涉及到临床多个专科。
纳米银的抗菌性研究
纳米银的抗菌性研究及其在医疗中的应用摘要：作为一种新型无机抗菌材料，纳米银不仅具备超强的抗菌效果，且对人体更为安全。
本文主要介绍了纳米银抗菌材料的抗菌原理，并介绍了其在医疗方面的应用。
关键字：纳米银、抗菌机理、医疗应用纯银是一种美丽的银白色的金属，它具有很好的延展性，其导电性和传热性在所有的金属中都是最高的，主要用于制合金、焊药、银箔、银盐、化学仪器等，并用于制银币和底银等方面。
自古以来，银就被用于加速伤口愈合、治疗感染、净化水和保存饮料，用银器存放食物，可防止细菌生长，但银离子在溶液中的不稳定性限制了其推广应用。
[1]图1、银（左）和纳米银（右）随着纳米技术的发展及其理论的成熟，一系列的纳米材料先后被制备出来，并展现出不同于常规材料的优良物理化学性能。
其中，金属银的纳米化使银具有了更加诱人的前景，引起了广泛的关注（图1）。
纳米银是以纳米技术为基础研制而成的新型产品，近年来的研究与发展表明，纳米银材料具有很稳定的物理化学性能，在电学、光学和催化等众多方面具有比普通银更优异的性能，现已广泛应用于陶瓷材料、环保材料和涂料等许多领域。
由于纳米银粒具有优异的抗菌活性，所以在医学上也得到了广泛应用，一般来说，天然抗菌材料具有安全性高的优点，然而其普遍寿命较短、耐热性差、不易进行再加工；有机合成抗菌材料具有抗菌范围广、杀菌速度快等优点，但是一般来说其毒副作用相对较大、易水解、使用寿命短，与传统无机抗菌剂相比，其优点主要有广谱抗菌、强效杀菌、渗透性强、修复再生、抗菌持久、安全无毒、无耐药性等。
[2]抗菌机理银离子具有很强的抗菌特性，溶液中微量的银离子即可杀灭细菌,且覆银表面与水接触后可源源不断地释放银离子，这就是银杀菌性能维持时间较长的原因。
纳米状态的银还具有极大的比表面积，这种结构给各种反应提供了众多的接触作用位点，容易与外来原子相结合，更容易释放银离子。
例如，1g球状银表面积为10.6cm2，而1克直径为10nm的银纳米粒子的表面直径达到6×105cm2，明显增加了持续释放银离子所需的表面积。
纳米银 抗菌 原理
纳米银抗菌原理
纳米银具有出色的抗菌性能，这是由于其独特的抗菌原理。
纳米银颗粒的尺寸通常在1-100纳米之间，这使其具有更大的比表面积，增加了与细菌接触的可能性。
纳米银颗粒表面的银离子可以与细菌表面的硫醚、羧基、磷酸基等物质发生反应，破坏细菌的细胞膜结构，阻止其正常的代谢和生长。
此外，银离子还可以与细菌的DNA结合，干扰其复制和转录过程，导致细菌死亡。
与此同时，纳米银颗粒具有较大的表面能量，可以与细菌的膜表面相互作用，导致细菌膜的损伤和渗漏。
这种渗漏会进一步影响细菌的正常生理功能，导致其死亡。
除了直接破坏细菌的细胞结构和功能外，纳米银还可以通过释放银离子来实现抗菌作用。
银离子可以通过与细菌内的蛋白质和酶反应，干扰其正常的酶活性和代谢过程，从而杀死细菌。
总的来说，纳米银的抗菌原理主要涉及其与细菌表面的相互作用、干扰细菌的膜结构、代谢和DNA复制过程，以及通过释放银离子来杀灭细菌。
这使得纳米银在抗菌领域具有广泛的应用前景。
生物医学材料纳米银的制备及抗菌性能测试
生物医学材料设计说明书纳米银的制备及抗菌性能测试起止日期：2013 年 1 月7 日至2013 年 1 月18日学生姓名班级生物技术班学号成绩指导教师(签字)包装与材料工程学院2013年1 月18 日摘要本文采用液相化学还原法制备纳米银溶胶，并利用纳米银的抗菌性，测定了纳米银对大肠杆菌的最低抑菌浓度。
关键词：纳米银；抗菌；最低抑菌浓度ABSTRACT （根据中文重新修改）This article uses colloidal silver nanoparticles by liquid-phase chemical reduction, and the use of nano-antibacterial properties of silver, determination of minimal inhibitory concentration of Nano-Silver on Escherichia coli. KEYWORDS：Silver nanoparticles; antibiotic; minimum inhibitory concentration1.前言1.1纳米银及其特性纳米银(Nano Silver)就是将粒径做到纳米级的金属银单质。
纳米银粒径大多在25纳米左右，对酵母菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性。
由于纳米颗粒的特殊效应，纳米银具有很高的表面能和化学活性，因此纳米银具备了光、热、电、声、磁、力学性能等，且广泛应用于防静电材料、催化材料、低温超导材料、生物传感器材料、电子浆料和抗菌抑菌材料等新兴的功能材料中。
作为抗菌剂，纳米银具有光谱抗菌、强效抗菌、抗菌持久、安全无毒、无耐药性等特点，因此研究纳米银的抗菌性对人类社会的发展具有重要的意义。
1.2纳米银的制备近年来，纳米银制备技术迅速发展，方法多种多样。
按实施状态，可分为乳液法、溶液法、气相法;按反应条件，有还原剂还原、光照、超声、加热、电极电解、γ射线辐射等;按反应前驱体，有离子型的，也有高纯度的固态银；按制备机理，又可分为化学还原和物理蒸发两大类。
纳米银处理家蚕病毒病NPV、CPV病原物的生物学效应
家蚕病毒病是养蚕生产中常见、危害较为严重的一种疾病，其中以血液型脓病（NPV ）最为多见。
通常小蚕期发病率较少，但到大蚕期或上簇前暴发，伴有NPV 和细菌病并发的现象。
2009年广东粤西蚕区常见的蚕病有8种。
在236户调查户中，蚕户出现各种蚕病的比率情况是：有出现NPV 的占53.81%；CPV 占的36.02%；浓核病的占8.05%；僵病的占21.19%；细菌病的占9.32%；蝇蛆病的占12.71%[1]。
有数据显示，以蚕桑业为主要产业的乡镇（如云南省陆良县），每年血液型脓病造成的损失可达几千万元[2]。
面对血液型脓病的流行，目前主要采取以预防为主，综合防治的方法。
但受到蚕药成本及蚕户知识和技术措施普及程度的限制，效果并不是太好。
常用消毒剂漂白粉也存在气味刺鼻、腐蚀性强的问题，使生产环境、机械设备、水管等容易生锈，使用日久不得不更换。
蚕桑行业需要一种容易推广、经济、有效杀灭病毒病NPV 、甚至在家蚕感染NPV 之后能够起治疗作用的药物。
而纳米银作为一种新兴产业的纳米抑菌剂，具有非常可观的应用前景。
实验证明，应用纳米银处理家蚕各种细菌病、桑树病原真菌等都有很好的效果；纳米银对家蚕病毒病具有较强的杀灭作用[3]。
本文旨在进一步探索纳米银对家蚕病毒病如NPV 、CPV 的作用效果，研究纳米银对NPV 感染家蚕的生物学效应，而有效的纳米银浓度处理NPV 可缓解、治疗的作用还处于摸索阶段。
1实验材料与方法1.1实验材料家蚕：原种7532，由广东省蚕业技术推广中心提供。
DOI:10.3969/j.issn.2095-1205.2013.02.04纳米银处理家蚕病毒病NPV 、CPV 病原物的生物学效应陈泽雄王叶元陈芳艳钟杨生李文楚*（华南农业大学动物科学学院蚕丝科学系，广州510642）摘要：纳米银作为一种新兴产业的纳米抑菌剂，具有非常可观的应用前景。
蚕丝科学系课题组应用纳米银处理家蚕各种细菌病、桑树病原菌甚至真菌、病毒病都有很好的效果。
纳米银的抑菌研究
３ ３ 纳米银对黑 曲霉抑 菌效果 ．
按抑菌试验方法 ，培 养黑 曲霉 ，结果如表 ３所示 ．如表 ３所 示 ，不 同浓度 的纳米银 溶液对黑 曲霉 的抑菌效
果不 同，随纳米银浓度 的增加 ，抑菌率不断上升 ，纳米银浓度 达到 １０ ０ｐ ｍ 时，抑 菌率达到 ４ ，说明高 ０ ｐ ７
ｂ ｃ ｅ ｉ ｓａ ｉ ｆｅ ｔ ｆｈ ｇ ｏ ｃ ｎ ｒ ｏ ｓｏ ａ ｏ ｓ ｌ ｅ ｓ ｈ ｒｃ ｉ ｏ ｉ ｓｏ ｖ ｏ ｓｙ ｂ Ｒｅ ａ ａ ｆｓａ ｈ ｌ ｃ ｃ ｕ ａ ｔ ｒｏ ｔ ｔ ｅ ｆ ｃ ｉ ｈ ｃ ｎ ｅ ｔ￣ｉ ｎ ｆ ｎ ｉ ｒ ｏ ｅ ｃ ｅ ｉ ｈ ａ ｃ ｌ ｉ ｂ ｉ ｕ ｌ ｅ ｒ ｈ ｎ ｔ ｔｏ ｐ ｙ ｏ ｏ ｃ ｓ ｃ ｏ ｎ ｖ ｔ ｔ ｈ ｔ ａ ｒ ｕ ｎ ｓ ｅ ｇ ｌ ｓｎ ｇ ｒ ｕ ｅ ｓａ ｄ ａ ｐ ｒ ｉ ｕ ｉ ｅ ． ｌ Ｋｅ ｏ ｄｓ ｎ ｎ ｉ ｅ ； ａ ｔ ｒｏ ｔｓ ｓ ｃ ｌ ｎ ｙ ｗ ｒ ： ａ ｏ ｓｌ ｒ ｂ ｃ ｅ ｉ ｓａ ｉ ； ｏ ｏ ｙ ｖ
（ 责任编校 ：耿春红
英文校对 ：杨
敏）
摘
要 ：纳米银作 为无机抗 菌材料 ，具有 其他 载银无机抗 菌材料无法比拟 的抗 菌活性 ，可 以有 效地 杀灭细菌、真 菌、支原
体等致病微生物．通过纳米银对 大肠杆 菌、金 黄 色葡萄球 菌、黑曲霉的抑菌效果的研究 ，发现 高浓度 的纳米银对 大肠杆 菌
的抑制效果明显好 于金黄 色葡萄球 菌和黑 曲霉．
小尺寸效应和极大的比表面积，具有其他载银无机抗 菌材料无法 比拟的抗 菌活性 ，可以有效地杀灭细菌、真菌、
支原体等致病微生物［ ．本文就纳米银对大肠杆菌 、金黄色葡萄球菌 、霉菌等 的抑菌情况进行研究 ． ３ ． 剞
纳米银在抗菌方面的研究进展
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。
纳米银的抗菌原理及生物安全性研究进展
文章编号：1001-5914（2009）08-0736-04纳米银的抗菌原理及生物安全性研究进展刘焕亮1，王慧杰2，袭著革1摘要：由于纳米银独特的抗菌特性，使其得到了广泛的应用，极大地增加了人们接触纳米银的机会，对其安全性进行评价就成为迫切需要解决的问题。
迄今为止，国内外对纳米银的毒性研究在方法上主要集中于形态学、线粒体功能测定、细胞增殖、酶活力等细胞毒性的检测，整体水平的毒性检测也有报道，而缺乏从分子水平进行机制方面的探讨研究。
该文就纳米银的抗菌原理及其生物安全性的研究现状进行综述，并对纳米银在毒理学研究的发展方向进行了展望。
关键词：纳米银；抗菌原理；生物安全性中图分类号：R994.6文献标识码：AProgress in Research on Antibacterial Mechanism and Biological Safety of Silver Nanoparticles LIU Huan -liang,WANG Hui -jie,XI Zhu -ge .Institution of Health and Environmental Medicine,Academy of Military Medical Sciences,Tianjin 300050,ChinaAbstract ：The antibacterial property of silver nanoparticles has resulted in their widespread application in many fields,so the chance of silver nanoparticles exposure for human increased greatly.Thus,there is urgent need to assess the safety of such particle.So far,most toxicological studies of silver nanoparticles mainly focus on the cytotoxicity using different examination endpoint such as morphology,mitochondrial function,cell proliferation,enzyme activity,and so on.In addition,the in vitro studies on the toxicity of silver nanopoarticles are also reported,few of the study on molecule mechanism of toxicity was reported.This review provided a summary of antibacterial mechanism of silver nanoparticles and the current research situation of the safety.The future research direction of toxicological study of silver nanoparticles is also prospected based on the current knowledge ．Key words:Silver nanoparticles;Antibacterial mechanism;Biological safety 基金项目：国家高技术研究发展计划项目（2006AA032330）作者单位：1．军事医学科学院卫生学环境医学研究所（天津300050）；2．总后第一干休所（天津300161）作者简介：刘焕亮（1977-），女，助理实验师，硕士研究生，从事环境毒理学研究。
纳米银离子杀菌工艺
纳米银离子杀菌工艺
纳米银离子杀菌工艺是一种利用纳米银杀菌剂对细菌、病毒等微生物进行杀灭的技术工艺。
其原理是纳米银颗粒具有较大的比表面积，能够与微生物细胞表面的酶、蛋白质和核酸等物质发生反应，破坏其生理代谢过程，从而达到杀菌的效果。
纳米银离子杀菌工艺的操作步骤一般包括以下几个步骤：
1. 制备纳米银杀菌剂：通过物理或化学方法将纳米银颗粒制备成杀菌剂，一般包括原料选择、溶液制备、控制溶液浓度等步骤。
2. 清洗：将待处理的物体进行清洗，去除表面的污垢和有机物。
3. 涂覆或浸泡处理：将纳米银杀菌剂涂覆在待杀菌物体表面或将待杀菌物体浸泡在含有纳米银杀菌剂的溶液中，使纳米银颗粒与待杀菌物体表面接触。
4. 杀菌处理：根据不同的需求和要求，可选择使用紫外线辐射、电解制氧、高温高压等方法，以促进纳米银颗粒释放出杀菌离子。
5. 水洗和干燥：将经过杀菌处理的物体进行水洗，去除多余的纳米银杀菌剂，并进行干燥处理。
纳米银离子杀菌工艺具有高效、广谱、压力差异大等优点，可应用于医疗器械、食品加工、水处理、纺织品等领域，是一种
绿色环保的杀菌方法。
然而，纳米银离子也存在着一定的安全性问题，如长期使用过多可能对人体造成不良影响，因此在应用中需要注意合理使用和控制纳米银的溶液浓度。
纳米银的抑菌机理及其在食品储藏方面的研究进展
纳米银的抑菌机理及其在食品储藏方面的研究进展于子越; 陈飞; 董威杰; 杜娟【期刊名称】《《食品工业科技》》【年(卷),期】2019(040)019【总页数】5页(P305-309)【关键词】纳米银; 生物合成法; 抑菌性能; 抗菌机理; 储藏保鲜【作者】于子越; 陈飞; 董威杰; 杜娟【作者单位】郑州轻工业学院河南郑州450000; 河南省生物技术开发中心河南郑州450000; 河南省科学院同位素研究所有限责任公司河南郑州450000【正文语种】中文【中图分类】TS201.1纳米技术是研究结构尺寸在1～100 nm范围内材料的性质和应用的一种技术,纳米材料具有较高的表面能、较大的比表面积和独特的小尺寸效应,表现出宏观传统材料所不具备的物理、化学和生物方面的特性[1],是人们研究的热点方向,于近十年来得以迅速发展。
自18世纪以来,银便用于伤口的处理,纳米银作为特殊形态的银,抑菌性能更强且稳定。
在20世纪20年代,美国食品和药品管理局正式指出纳米银材料可用于伤口消毒处理[2]。
纳米银对多种致病菌都具有高效的抗菌作用,且不易产生耐药性,这些特性使纳米银在抗菌方面具有广阔的前景。
纳米银能够催化加速乙烯的分解,加入包装材料中可以对细菌、霉菌起到良好且持久的抑制作用。
同时,纳米银性质较稳定,耐光及耐热性能好,能够一定程度减少光照等外界环境因素对食品质量造成的影响。
这些让纳米银在食品储藏方面有了更好的应用[3]。
1 纳米银的抑菌机理目前关于纳米银的抑菌机理已有较多的研究报道,普遍认为,纳米银通过以下几个方面起到抑菌作用,如图1所示(修改自Durán et al[4]):图1 纳米银抑菌机理图示Fig.1 Figure of nano silver inhibition mechanism 注:1-通过静电吸引,纳米银附着到细胞表面,破坏细胞壁,与细胞膜相互作用;2-诱导自由基的产生,渗透性发生变化,细胞内容物泄漏;3-与DNA相互作用,破坏DNA结构;4-抑制蛋白质合成和功能。
纳米银对大肠杆菌的抗菌作用及其机制_谢小保
纳米银对大肠杆菌的抗菌作用及其机制S tudy of A ntimicrobial A ctivity and M echanism of SilverN anoparticles o n Escherichia coli谢小保1,2,李文茹1,2,曾海燕1,2,欧阳友生1,2,陈仪本1,2 (1广东省微生物研究所,广州510070;2广东省菌种保藏与应用重点实验室,广州510070)XIE Xiao-bao1,2,LI Wen-ru1,2,ZENG H ai-y an1,2,OU YANG You-sheng1,2,CH EN Yi-ben1,2 (1Guangdong Institute o f Microbio logy,Guang zhou510070,China;2G uangdo ng Prov-incial Key Laboratory of M icro bial Culture Co llection and Application,Guang zhou510070,China)摘要:以大肠杆菌为研究对象,对纳米银的抗菌效果进行了研究,并对其抗菌机制做了初步探讨。
纳米银对大肠杆菌的抑制生长曲线的结果表明,20μg/m L的纳米银能够完全抑制106cfu/m L的大肠杆菌细胞生长,纳米银使大肠杆菌的延滞期加长,并且纳米银浓度越高,延滞期越长。
采用透射电镜观察了经纳米银粒子处理过的大肠杆菌细胞形态变化过程,结果显示纳米银粒子先在细胞壁上产生小的孔洞,通过这些孔洞进入周质空间,导致细胞膜成分渗漏和破坏细胞膜,进而进入细胞内部。
进入细胞内部的纳米银粒子使DN A浓缩呈紧张态,并与破损细菌的细胞质结合积聚,最后引起胞内物质流失。
另外,纳米银对大肠杆菌总D NA影响的分析表明,随着纳米银浓度的增高,大肠杆菌总DN A样品降解的程度增大。
关键词:纳米银;大肠杆菌;抗菌作用中图分类号:R318.08 文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2008)10-0106-04A bstract:The antimicro bial effect of the nanosilve r o n Escherichia coli and the antimicrobial mecha-nism w as studied elementarily.Ex perimental results indicated that the silver nanoparticles of20μg/ mL could inhibit completely the grow th o f106cfu/m L cells in liquid LB medium.The grow th curv es show ed that silve r nanoparticles pro long ed the lag phase of E.coli,and the higher o f the co ncentra-tion o f silver nanopar ticles,the longer of the lag phase o f E.coli.Transmission electron micro scopy (T EM)w as used to evaluate the cell m orpho logy of bo th the no rmal and the treated E.coli.The ob-servatio n w ith TEM sugg ested that silver nanopa rticles lead to the fo rmatio n of"pits"in cell w all of the bacteria,and silver nanoparticles could enter into pe riplasm through the pits and de stroyed the cell membrane.Then the silver nano particles could enter into the bacterial cell,w hich no t only condensed DNA,but also co mbined and coag ulated with the cy toplasm of damaged bacteria.Finally,silve r nano-particles resulted in the leakage of cy to plasmic component.M oreover,the analysis of agar g el electro-phoresis demo nstrated that silver nano particles co uld increase the decomposability of g enom e DNA. Key words:nanosilver;Escherichia coli;antimicrobial activity 随着抗生素、消毒剂和杀菌剂等化学药物的大量使用,由耐药性引起的微生物变异种群越来越多,由此引发的全球性微生物灾害事件频频发生。
纳米银抗菌作用机制：剂量依赖性促进细菌凋亡
纳米银抗菌作用机制：剂量依赖性促进细菌凋亡于晓旭;鲍会静;徐晨;李雪;李朝阳;张月香;刘运德;魏殿军【摘要】背景：纳米银具有高效、广谱抗菌性及不易产生耐药性等优点，已成为目前抗菌材料的研究热点，但目前尚不明确其抗菌的确切机制。
<br> 目的：研究纳米银抵抗细菌生长的机制。
<br> 方法：采用抑菌环实验检测Ti、TiO2及载纳米银TiO2对单克隆大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用；将大肠杆菌接种于LB液体培养基中，分别加入0，5，10 mg/L的纳米银溶液，检测24 h内的菌液A值，进行琼脂糖凝胶电泳，分析细菌DNA的变化，应用Annexin V和PI 双染色，采用流式细胞术检测细菌凋亡。
<br> 结果与结论：Ti 和 TiO2对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌无明显抑制现象，在 TiO2管载纳米银材料片周围出现了明显抑菌环。
加入纳米银溶液后，大肠杆菌菌液A值明显降低，并且随着加入纳米银质量浓度的增加，降低趋势更明显。
加入纳米银溶液后，大肠杆菌的DNA含量明显减少，并且减少程度随加入纳米银溶液质量浓度的增加而增加。
加入纳米银后，细菌Annexin V阳性率增加，并且这种增加趋势与加入纳米银的质量浓度呈正比。
表明纳米银可通过促进细菌凋亡这一机制来影响细菌生长。
%BACKGROUND:Silver nanoparticles (AgNPs) show strong antibacterial effect and are not easy to have drug resistance. But the antibacterial mechanisms of AgNPs have not been wel developed. <br> OBJECTIVE:To explain the antibacterial mechanisms of AgNPs. <br> METHODS:We investigated the influence of Ti, TiO2 and TiO2 containing AgNPs onEscherichia coliand Staphylococcus aureus by bacterial inhibition ring test. Escherichia coli was cultured in LB liquid medium with 0, 5, 10 mg/L AgNPs. We measured the absorbance value of bacterial culture. DNAgel electrophoresis was used to study the effect of AgNPs onEscherichia coliDNA. Then we researched the character of apoptosis on Escherichia coli by Annexin V and PI staining, using flow cytometry. <br> RESULTS AND CONCLUSION:The inhibiting effect of Ti and TiO2 onEscherichia coliandStaphylococcus aureus was not obvious. But the inhibition rings of TiO2 containing AgNPs to bacteria appeared. The absorbance value of Escherichia coliculture was reduced whenEscherichia coliwas co-cultured with AgNPs. And this decrease tendency was in direct proportion with AgNPs concentration. AgNPs reduced the amount of DNA of Escherichia coli and this tendency was directly proportional with AgNPs concentration. TheEscherichia coli apoptosis rate induced by AgNPs was increased and this tendency was positively correlated to the AgNPs concentration. These results indicate that AgNPs can induce bacterial apoptosis to influence the growth of bacteria.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2015(000)038【总页数】6页(P6173-6178)【关键词】生物材料;纳米材料;纳米银;抑菌环;生长曲线;细菌DNA;细菌凋亡【作者】于晓旭;鲍会静;徐晨;李雪;李朝阳;张月香;刘运德;魏殿军【作者单位】天津市中心妇产科医院，天津市 300199;天津医科大学医学检验学院，天津市 300203;天津市第四中心医院，天津市 300140;天津医科大学医学检验学院，天津市 300203;天津大学材料科学与工程学院，天津市 300192;天津市中心妇产科医院，天津市 300199;天津医科大学医学检验学院，天津市 300203;天津医科大学第二医院，天津市 300201【正文语种】中文【中图分类】R318文章亮点：1 纳米银的抗菌机制尚没有明确的定论，这必将影响纳米银材料的进一步发展和应用。
纳米技术 —— 纳米银
开始 10分钟后 抑菌率（%）
纳米银
活性银离子能吸引细 菌体内西酶蛋白的硫 氢基，迅速地结合在 一起，并使含硫氢基 之醇素失去活性，使 细菌死亡。 当细菌被银离子杀死 后，银离子又会从死 去的细菌上游离出来， 再持续对活细菌做重 复的动作，直至所有 细菌被消和大肠杆菌的抗菌效果
金黄色葡萄球菌 时间 空白对照 样品 （CFU/ml） （CFU/ml） 1.4*105 3.6*105 > 99.9 1.4*105 < 10 大肠杆菌 空白对照 样品 （CFU/ml） （CFU/ml） 1.5*105 2.7*105 > 99.9 1.5*105 < 10
纳米技术——纳米银
朱滢秋 张文琴
纳米银
纳米银粒径很小，需 要在电子显微镜下观 察。以纳米粒子形式 存在的银之所以可以 非常有效地杀菌，一 部分原因是它的面积/ 体积比很大，这样很 大一部分银原子就可 以和周围的环境直接 接触，化学活性显著 增强。
纳米银
纳米银的抗菌效果
菌株名称 金黄色葡萄球菌 大肠杆菌 绿脓杆菌 原接种菌量 （CFU/ml） 6.5*106 7.7*106 1.8*106 作用2分钟后菌 量（CFU/ml） 5.5*103 6.0*103 2.3*103 抑菌率（%） > 99.9 > 99.9 99.9
纳米银材料抗菌效果研究及其安全性初步评价
第30卷第5期2005年10月 昆明理工大学学报(理工版)Journal of Kun m ing University of Science and Technol ogy (Science and Technol ogy )Vol .30 No 15 Oct .2005收稿日期:2004-11-05.基金项目:昆明理工大学博士科研启动基金(项目编号:14051059).第一作者简介:钟金栋(1982.1～),男,在读硕士研究生.主要研究方向:微生物工程.E -ma il:jindongzhong@shou .com纳米银材料抗菌效果研究及其安全性初步评价钟金栋,夏雪山,张若愚,高毅颖(昆明理工大学生物与化学工程学院,云南昆明 650224)摘要:为了确定纳米银材料的抗菌效果及其使用安全性,进行了纳米银材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀灭实验效果的观察,并通过小鼠急性毒性实验和家兔皮肤刺激性实验以评价其使用安全性.结果表明,在37℃,大于5.7μg /c m 2的表面涂布纳米银材料或大于100mg /L 的纳米银载体浸泡悬液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作用1h 抑制率均大于95%;纳米级银材料对小鼠经口灌喂5000mg/kg 时,小鼠安全,对兔皮肤刺激性积分为0,属于实际无毒级.纳米银材料具有高效抗菌活性并且使用安全.关键词:银;纳米;抗菌材料;生物安全性中图分类号:Q93-334文献标识码:A 文章编号:1007-855X (2005)05-0091-03Study on An ti bacter i a l Eff i cacy of S ilver Nanoparti cles andIts B i olog i ca l Safety Eva lua ti onZHON G J i n 2do ng,XI A Xue 2shan,ZHAN G Ruo 2yu,GAO Yu 2yi ng(Faculty of B il ogical and Che m ical Engineering,Kun m ing University of Science and Technol ogy,Kun m ing 650224,China )Abstract:T o deter m ine the anti -bacterial efficacy of silver nanoparticles,the inhibiti on effect of the silver nan 2opaticles on E .coli and Staphyl ococcus aureaus are researched .The tests of oral t oxicity on m ice and skin sti m u 2lati on on rabbit are conducted t o evaluate the safety of silver nanoparticles .The results show that more than 95%bacteria are inactivated when Escherichia coli and Staphyl ococcus aureaus are incubated at 37℃f or one hour inthe culture dish coated with 5.7μg/c m 2silver nanopaticles material,or in the s oluti on containing 100mg/L sil 2ver nanopaticles material .W hen the oral dose of this material for m ice is 5000mg/kg,and its sti m ulating score on the rabbit skin is zer o,which suggests its safety .The silver nanopaticles has high antibacterial efficacy and bi ol ogical safety as a ne w type of material .Key words:silver;nanoparticles;antibacterial material;bi ol ogical safety0引言随着对微生物的研究和认识水平的不断提高,人们在利用微生物有益性的同时,也十分警惕其作为病原菌的危害性.在已发现的3万多种细菌中,有相当大部分为病原性细菌.民用产品的消毒抗菌化,生活环境的洁净化是人类健康的基本保障.银作为一种最常用的无机抗菌剂,具有高效、安全、抗菌谱广等优点,而被广泛应用于抗菌和防霉制品中[1].用纳米技术所制得的纳米无机抗菌剂,由于量子效应、小尺寸效应和极大的比表面积,具有常规抗菌剂无法比拟的抗菌效果,同时安全性高,效力持久[2,3].纳米银的抗菌性能远远大于传统的银系杀菌剂[4].我们用化学液相还原法制得的纳米银,并进行了纳米银和载银硅藻土对禽流感病毒(弱毒株)的灭活作用实验,经材料处理前后病毒悬液血凝效价和对鸡胚致死力的测定结果比较,发现此纳米银对禽流感病毒有较强的灭活作用[5,6].研究进行了纳米银材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭作用实验以确定其抗菌活性,并通过小鼠口服急性毒性实验和白兔皮肤刺激性实验评价其使用安全性.1材料和方法111实验材料纳米银材料,由昆明理工大学生物与化学工程学院化工实验室制备,经透射电镜(TE M)和X射线衍射(XRD)鉴定,其粒径为5～88nm.大肠杆菌(Escherichia coli),金黄色葡萄球菌(Staphyl ococcus aureaus),标准菌株,由云南省热带亚热带动物病毒病重点实验室提供.清洁级昆明小鼠体重20±2g,26只,雌雄各半;普通级新西兰白兔4只,体重2±0.2kg,雌雄各半.由昆明医学院实验动物中心提供.112实验方法1.2.1材料固体表面涂布杀菌实验不同质量的纳米银材料涂布于60mm培养皿的表面,并作相应处理使其牢固结合,在其上加入0.5mL 密度为5×107CF U/mL的菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌)悬液,使菌悬液覆盖材料涂布表面,并设未用材料涂布的阴性对照.37℃恒温箱静置处理1h后,移出菌液,采用梯度稀释平板菌落计数法,计算活菌数.根据处理与否活菌数差异,计算出材料的杀菌率.1.2.2材料液体浸泡杀菌实验取不同质量的纳米银材料,用P BS将其制备成悬液,加入灭菌三角锥形瓶,再加入菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌)悬液使终密度为5×107CF U/mL,同时设不加材料的阴性对照.在37℃,150r pm的摇床处理1h后,采用梯度稀释平板菌落计数法计算菌悬液中活菌数.根据处理与否菌悬液活菌数的差异,计算出材料的杀菌率.1.2.3口服急性毒性实验26只健康昆明小鼠,体重20±2g.在动物房环境中适应3天,实验前禁食(不限制饮水)16h.用P BS 制成0.5g/mL,0.2g/mL的纳米银悬液,按0.1mL/10g(体重)计算灌喂剂量,采用一次经口灌胃后,继续禁食3h,再恢复正常供水、供食.两种材料剂量灌喂小鼠的数量均为10只,雌雄各半;同时设仅灌喂无材料P BS的空白对照组6只,于两周内观察动物的中毒症状和死亡情况.1.2.4急性皮肤刺激实验表1 皮肤刺激强度积分Tab.1 Sk i n sti m ul a ti on score红斑形成积分水肿形成积分无红斑勉强可见明显红斑中等～严重红斑紫红色红斑并有焦痂形成01234无水肿勉强可见皮肤隆起轮廓清楚水肿隆起约1mm水肿隆起超过1mm,范围扩大1234 将约2kg重的新西兰大耳白兔背部脊柱两侧被毛剪掉,不损伤表皮,去毛范围约3c m×6c m.用P BS将纳米级银材料分别制成1000mg/mL和100mg/mL的悬液,取0.lmL纳米银材料悬液滴在2.5c m×2.5c m大小的4层纱布上,马上敷贴在白兔一侧的去毛皮肤上,再用无刺激性胶布加以固定.另一侧敷用P BS作为对照.敷用24h后用温水除去残留物,于实验后1h,24h和48h观察涂抹部位皮肤反应,按表1进行皮肤刺激反应积分,积分低于0.4为无刺激性.同一质量浓度的纳米银悬液处理实验设一重复.2实验结果2.1材料固体表面涂布杀菌实验纳米银材料表面涂布杀菌实验结果如表2所示,该材料在较低的表面涂布量的情况下表现出较好的杀菌效果.大于0.16mg的纳米银材料涂布于直径为60mm培养皿上,37℃恒温箱作用1h,其抑菌率均大于95%,即5.7μg/c m2的纳米银材料1h对5×107CF U的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑制率均大于95%. 2.2材料液体浸泡杀菌实验将纳米银材料制备成悬液,在大于100μg/mL的溶液中,材料在1h内可以很好地将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌(5×107CF U/mL)杀灭,其杀菌率均大于95%.随着材料悬液浓度的降低,其杀菌率也逐渐降低,1μg/mL的纳米银材料处理大肠杆菌1h,杀菌率为41.66%,该浓度对金黄色葡萄球菌的杀菌率为80.33%.29昆明理工大学学报(理工版) 第30卷表2 不同表面涂布浓度纳米银材料的抗菌效果(抑制率/%)Tab .2 An ti bacter i a l Eff i cacy of silver nanopa ti cles coa ted onculture d ish (i n h i b iti on ra te /%)纳米银材料表面涂布浓度/mg ・(28.26c m 2)-12002040.80.160.032大肠杆菌金黄色葡萄球菌10010099.6696.6999.7997.5098.7795.0096.7695.8789.3679.17 注:实验温度为37℃,作用时间为1h,以上质量的纳米银材料固定在直径为60mm 的培养皿上.表3 纳米银材料液体浸泡抗菌效果(抑制率/%)Tab .3 An ti bacter i a l eff i cacy of silver nanopa ti clesi n soluti on (i n h i b iti on ra te /%)液体中材料浓度/μg ・mL -1170100101大肠杆菌金黄色葡萄球菌10010098.7196.6563.6483.9441.6680.30 注:实验温度为37℃,作用时间为1h,菌体浓度为5×107CF U /mL.2.3口服急性毒性实验根据一次性灌胃最大安全剂量的原则,本实验一次性灌胃纳米银材料剂量5000mg/kg,并且用2000mg/kg 剂量为一验证.一次性经口灌喂小鼠10只,7d 内无一只死亡或中毒,饲料消耗量及体重不断增加,外观、行为、精神状态、大、小便及其颜色、背毛、肤色、呼吸均正常,鼻、眼、口腔无异常分泌物.经t 检验和卡方检验,此二剂量组与对照组6只间的体重等各项指标比较无显著差异P >0.05,证明该纳米银材料口服无毒.2.4急性皮肤刺激实验白兔去毛皮肤分别用0.lmL 浓度为1000mg/mL 和100mg/mL 的纳米银悬液,处理24h 后,在不同时间观察,未发现处理部位有红斑和水肿反应,与对照部位皮肤比较无异常.纳米银材料对兔皮肤一次性刺激积分为0,即该材料对皮肤无刺激性.3讨论在以前的研究中,已证明用化学液相还原法所制得的纳米银材料,对禽流感病毒有较好的杀灭作用[5～6].为了进一步确定此材料的抗菌效果,选用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为受试菌,材料固体表面涂布杀菌实验和液体浸泡杀菌实验结果均表明,此材料在很低的浓度下即表现出较好的杀菌效果.大肠杆菌为革兰氏阴性(G -)细菌,而金黄色葡萄球菌为G +细菌.研究证明此具有杀病毒活性的纳米银材料对G -和G +细菌均有较高的杀菌活性,提示此材料可能具有广谱杀菌活性.纳米银材料作为抗菌剂有很多的优点,由于其粒径小,表面积大,容易跟病原微生物发生密切接触,从而发挥其更大的生物效应,因而一般比同类常规无机抗菌材料有更强的抗菌活性[7],但纳米银材料在不加保护剂的常规条件下,容易发生颗粒聚集而失去纳米特性,或被氧化为棕色的氧化银,这些都会影响该材料的抗菌效果.我们的研究也发现,新鲜制备的纳米银材料比经过放置的该种材料抗菌活性要高的多.因而,此无机抗菌剂的生物稳定性研究,以及以多孔材料为基质的载银复合材料制备工艺研究尤为重要[1].由于长期使用的结果,一般被认为使用银是安全的.欧美国家研究认为银也有确定的安全用量,超过这个用量就会发生中毒[8].另外,纳米银材料与普通银材料相比,其物理、化学性质均发生了很大变化,所以对其使用安全性更需进行重新评价.通过小鼠急性毒性实验和家兔皮肤刺激性实验证实了该材料的使用安全性,为此种同时具有杀毒、抗菌作用的无机材料的进一步开发化奠定了基础.4结论通过纳米银材料的抗菌实验和安全性实验表明:1)通过材料固体表面涂布实验表明,在37℃,大于5.7μg /c m 2的纳米银材料作用1h 对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑制率均大于95%.通过载体浸泡实验,在大于100mg/L 的溶液中,纳米银材料1h 对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑制率均大于95%.2)通过安全性实验表明,纳米级银材料对小鼠经口灌喂剂量2000mg/kg 和5000mg/kg 时,小鼠安全,对兔皮肤刺激性积分为0,属于实际无毒级.3)纳米银材料具有高效抗菌活性,同时使用安全.致谢 研究得到昆明理工大学陈朝银教授,云南省热带亚热带动物病毒病重点实验室张念祖研究员、赵文华、宋建领等同志的帮助,在此表示衷心感谢.(下转第98页)39第5期 钟金栋,夏雪山,张若愚,等:纳米银材料抗菌效果研究及其安全性初步评价从结果可以看出,将改进的快速BP 网络用于交通事故预测是可行的,且预测精度较高.表1 网络预测与实际相对误差Tab .1 Network foreca st and actua l rel a ti ve error 月份数据值交通事故数死亡人数受伤人数2002年10月预测值54629167实际值551301632002年11月预测值61345198实际值607431942002年12月预测值46527169实际值47225174平均误差/%1.133.92.464结论将道路交通事故的发生作为一时间序列事件,撇开了城市道路事故形成的复杂原因,具有宏观指导性;将道路交通事故作为递推式预测,适用于近期预测,如果用于长期预测,由于累计误差的原因,预测结果将不理想.因此如果学习实例越多,或增加新的学习实例更新网络记忆的知识,时间预测模型获得的知识将会越可靠,预测精度将会越高.参考文献:[1]中国公路学会编委会.交通工程手册[M ].北京:人民交通出版社,1998.[2]周维新.交通事故灰色预测模型的研究[J ].西安公路交通大学学报,2000,20(2):73～74.[3]尹朝庆,尹皓.人工智能与专家系统[M ].北京:中国水利水电出版社,2002.296～328.[4]吴晓莉,林哲辉.MAT LAB 辅助模糊系统设计[M ].西安:西安电子科技大学出版社,2002.125～170.[5]袁曾任.人工神经网络及其应用[M ].北京:清华大学出版社,1999.66～78.[6]阎平凡,张长水.人工神经网络与模拟进化计算[M ].北京:清华大学出版社,2000.23～26.[7]闻新,等.MAT LAB 神经网络应用设计[M ].北京:科学出版社,2002.207～232.[8]郑黎黎,丁同强,成卫.高速公路交通事件管理智能决策支持系统[J ].昆明理工大学学报(理工版),2004,29(6):118～121.(上接第93页)参考文献:[1]余国文,张高科,胡波.金属系无机抗菌材料研究进展[J 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纳米银对水中大肠杆菌的杀菌性能研究
纳米银对水中大肠杆菌的杀菌性能研究熊旭华;胡勇有;洪学森;杨杨【摘要】为了研究纳米银形貌和环境条件与其杀菌性能间的关系,采用微波加热法,制备出准球形纳米银和银纳米线两种形貌.通过杀茵试验,考察了两种形貌纳米银对水中大肠杆菌的杀灭效果,探讨了离子强度和配位离子类型对其杀菌效果的影响.结果表明,当在反应体系中不加NaCl时,可制备出整齐单一的准球形纳米银;加入4 mmol/L NaCl后,产物以银纳米线为主.两种形貌纳米银对大肠杆菌均有很强的杀灭效果,并随投加量的增加杀菌效果逐渐提高,当投加量为8 μg/mL时,准球形和银纳米线对大肠杆菌的杀菌率分别为99.8％和94.8％.准球形比银纳米线能更充分地与细菌接触,杀菌性能更强.两种形貌纳米银的杀菌效果随着离子强度的增加而减弱,适宜离子强度为2～4 mmol/L,准球形和银纳米线对大肠杆菌的灭活率分别高于98％和94％.配位离子对两种形貌纳米银的杀菌性能均有抑制作用,抑制作用排序为S2-＞ PO43＞ HCO3-＞ Cl-,当加入2 mmol/L Na2S时,两种形貌的纳米银均丧失杀菌效能.【期刊名称】《工业用水与废水》【年(卷),期】2014(045)003【总页数】5页(P39-43)【关键词】纳米银;杀菌性能;形貌;离子类型;离子强度【作者】熊旭华;胡勇有;洪学森;杨杨【作者单位】华南理工大学土木与交通学院,广州 510641;华南理工大学环境与能源学院工业聚集区污染控制与生貌修复教育部重点实验室,广州 510006;华南理工大学土木与交通学院,广州 510641;华南理工大学环境与能源学院工业聚集区污染控制与生貌修复教育部重点实验室,广州 510006【正文语种】中文【中图分类】X703.5;R123.6Ag＋具有良好的杀菌性能，而银被纳米化后，其杀菌作用会得到明显的增强，极少量的纳米银即可产生很强的杀菌作用[1]，且纳米银杀菌不会产生消毒副产物（DBPs）。
纳米银离子：不仅可以杀菌，还让细菌变“僵尸”
纳米银离子：不仅可以杀菌，还让细菌变“僵尸”人们对银离子杀菌性能的利用已经有相当长的历史，而最近发表在《科学报告》（SCIENTIFIC REPORTS）期刊上的一项研究发现，除了直接杀死细菌之外，银离子还有一项有趣的特性：被它杀死的细菌尸体还可以继续影响周围的其他细菌，并将它们也置于死地，这就好像是将细菌变成了“僵尸”一样。
来自以色列的研究者们用生活中常见的铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）进行了实验。
他们首先让第一批细菌暴露在不同浓度的硝酸银溶液中，之后再将被杀死的细菌“尸体”从中分离出来，再加入到第二批正常培养的同类细菌当中。
作为对照，他们换用热蒸汽的方式杀死了另外一组细菌，并用它们的“尸体”重复了上述过程。
结果显示，在去掉了原来的银溶液之后，被银离子杀死的细菌尸体依然具有杀死细菌的能力，而被“热死”的细菌并没有这样的作用。
那么，银盐溶液究竟如何让细菌变成“僵尸”继续毒害同类呢？当然，它们并不会真的起死回生并把同类吃掉。
其实，这里的答案还在于银本身。
研究者指出，在杀死细菌的同时，溶液中的银离子也会结合到细菌尸体的生物分子上，并在细菌体内沉积。
而这些“储存”在细菌体内的银还可以再次释放出来，这个过程可以用化学反应平衡的移动来解释。
此外，通过扫描电镜与透射电镜图片，研究者们还在被银离子杀死的细菌体内发现了以纳米小颗粒形式存在的银沉积物。
透射电镜下被银杀死的细菌，在其中可以看到小颗粒的银沉积物。
图片来自：RACHELI BEN-KNAZ WAKSHLAK, RAMI PEDAHZUR, AND DAVID AVNIR“这种作用的杀菌效果比我们预期得更加好，”论文作者大卫·阿韦尼尔（David Avnir）表示，“这是一种全新的、人们此前没有认识到的杀菌机制。
”在未来，研究者还将在更多类型的细菌中对这种现象进行检验。
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纳米银对大肠杆菌的抗菌作用及其机制S tudy of A ntimicrobial A ctivity and M echanism of SilverN anoparticles o n Escherichia coli谢小保1,2,李文茹1,2,曾海燕1,2,欧阳友生1,2,陈仪本1,2 (1广东省微生物研究所,广州510070;2广东省菌种保藏与应用重点实验室,广州510070)XIE Xiao-bao1,2,LI Wen-ru1,2,ZENG H ai-y an1,2,OU YANG You-sheng1,2,CH EN Yi-ben1,2 (1Guangdong Institute o f Microbio logy,Guang zhou510070,China;2G uangdo ng Prov-incial Key Laboratory of M icro bial Culture Co llection and Application,Guang zhou510070,China)摘要:以大肠杆菌为研究对象,对纳米银的抗菌效果进行了研究,并对其抗菌机制做了初步探讨。
纳米银对大肠杆菌的抑制生长曲线的结果表明,20μg/m L的纳米银能够完全抑制106cfu/m L的大肠杆菌细胞生长,纳米银使大肠杆菌的延滞期加长,并且纳米银浓度越高,延滞期越长。
采用透射电镜观察了经纳米银粒子处理过的大肠杆菌细胞形态变化过程,结果显示纳米银粒子先在细胞壁上产生小的孔洞,通过这些孔洞进入周质空间,导致细胞膜成分渗漏和破坏细胞膜,进而进入细胞内部。
进入细胞内部的纳米银粒子使DN A浓缩呈紧张态,并与破损细菌的细胞质结合积聚,最后引起胞内物质流失。
另外,纳米银对大肠杆菌总D NA影响的分析表明,随着纳米银浓度的增高,大肠杆菌总DN A样品降解的程度增大。
关键词:纳米银;大肠杆菌;抗菌作用中图分类号:R318.08 文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2008)10-0106-04A bstract:The antimicro bial effect of the nanosilve r o n Escherichia coli and the antimicrobial mecha-nism w as studied elementarily.Ex perimental results indicated that the silver nanoparticles of20μg/ mL could inhibit completely the grow th o f106cfu/m L cells in liquid LB medium.The grow th curv es show ed that silve r nanoparticles pro long ed the lag phase of E.coli,and the higher o f the co ncentra-tion o f silver nanopar ticles,the longer of the lag phase o f E.coli.Transmission electron micro scopy (T EM)w as used to evaluate the cell m orpho logy of bo th the no rmal and the treated E.coli.The ob-servatio n w ith TEM sugg ested that silver nanopa rticles lead to the fo rmatio n of"pits"in cell w all of the bacteria,and silver nanoparticles could enter into pe riplasm through the pits and de stroyed the cell membrane.Then the silver nano particles could enter into the bacterial cell,w hich no t only condensed DNA,but also co mbined and coag ulated with the cy toplasm of damaged bacteria.Finally,silve r nano-particles resulted in the leakage of cy to plasmic component.M oreover,the analysis of agar g el electro-phoresis demo nstrated that silver nano particles co uld increase the decomposability of g enom e DNA. Key words:nanosilver;Escherichia coli;antimicrobial activity 随着抗生素、消毒剂和杀菌剂等化学药物的大量使用,由耐药性引起的微生物变异种群越来越多,由此引发的全球性微生物灾害事件频频发生。
为了防止微生物灾害事件的发生,研发和应用新型抗菌材料是一种行之有效的方法。
无机抗菌材料具有安全性高,耐热性和持久性良好,且不易产生抗药性等优点,自20世纪80年代以来获得了陆续的开发与应用[1,2]。
其中,载银无机抗菌材料因其毒性低、抗菌活性高、抗菌谱广,已成为目前应用最广泛的无机抗菌材料[3,4]。
纳米银作为无机抗菌材料,由于其原子排列表现为介于固体和分子之间的“介态”,表现出量子效应、小尺寸效应和极大的比表面积,具有其他载银无机抗菌材料无法比拟的抗菌活性,可以有效地杀灭细菌、真菌、支原体等致病微生物[5,6]。
但是,在纳米银抗菌材料得以发展和应用的同时,相关基础研究明显滞后,纳米银对细菌的作用机理尚未认识清楚,这将影响纳米银抗菌材料的进一步发展和更为广泛的应用。
本工作以大肠杆菌(Escherichia coli)为模式菌,研究了纳米银对大肠杆菌的抗菌作用,并对其抗菌机制做了初步的探讨,为纳米银抗菌材料的广泛应用奠定科学基础。
1 材料与方法1.1 实验材料 纳米银溶液,浓度为1000μg /m L ,纳米银粒径≤15nm ,上海沪正纳米科技有限公司提供;大肠杆菌(Escherichia coli )A TCC8739购自美国菌种保藏中心,由本实验室保存;M H (M uellerH into n )肉汤和琼脂培养基由本实验室配制。
1.2 实验方法1.2.1 纳米银的抗菌琼脂培养实验 配制纳米银浓度分别为0,2.5,5,10,15μg /mL 和20μg /mL 的M H 琼脂,每个浓度各倒3个平皿,待琼脂凝固,用多点接种器吸取2μL 制备好的107cfu /mL 大肠杆菌稀释液接种到琼脂表面,每点菌数约为104cfu /mL ,置于(37±2)℃恒温培养48h ,观察结果。
1.2.2 纳米银的抗菌肉汤培养实验 将6个50mL 三角瓶中分别加入20m L 灭菌的LB 肉汤培养基、纳米银溶液和大肠杆菌,使纳米银浓度分别为0,2.5,5,10,15μg /mL 和20μg /m L ,大肠杆菌浓度为106cfu /m L ,放入(37±2)℃培养箱中恒温振荡培养。
每隔一段时间取样,用分光光度计(DU640,BECKMAN 公司)测定OD 600,以培养时间为横坐标,OD 600为纵坐标,绘制生长曲线。
1.2.3 纳米银对细菌细胞形态和结构的影响 将10μg /m L 纳米银处理的大肠杆菌和未经处理的对照组大肠杆菌培养12h 进行切片,用透射电镜(日本日历H -600)观察处理组的细菌形态变化。
1.2.4 纳米银对细菌总DNA 的影响 经10,20μg /m L 纳米银处理和未经处理的大肠杆菌在(37±1)℃培养箱中恒温振荡培养12h 后取样,提取总DNA [7],然后进行琼脂糖DNA 凝胶电泳。
2 结果2.1 纳米银对大肠杆菌的抑菌效果 纳米银抗菌琼脂培养实验结果如表1所示,从表1可以看出纳米银对大肠杆菌的最低抑菌浓度为10μg /mL 。
表1 纳米银最低抑制浓度实验T able 1 M inimum inhibito ry co ncentration of nano silv erC on cen tration of nan osilver /(μg ·mL -1)02.55101520Grow th of E .coliGrow thGrow thGrow thNo grow thNo grow thNo grow th 由纳米银抗菌肉汤培养实验结果绘制了纳米银对大肠杆菌的抑制生长曲线,如图1所示。
从图1可以看出,对照组(0μg /m L )以及2.5,5,10,15μg /m L 纳米银处理组的大肠杆菌样品的生长都呈现典型的生长曲线,包括生长延滞期、指数期、稳定期和衰亡期几个典型阶段。
将处理组与对照组相比较,可以看出纳米银能够延长大肠杆菌的延滞期,纳米银浓度越高延滞期越长。
由于OD 600测得的是活菌和死菌的总数,所以衰亡期不明显。
当纳米银浓度达到20μg /m L 时完全抑制大肠杆菌的生长,液体培养至48h 后取样进行平皿培养48h ,没有长出菌落。
2.2 抗菌作用机制 采用透射电镜观察了经纳米银粒子处理过的大肠杆菌细胞的形态变化过程,结果如图2所示。
2a ,b 是培养12h 的对照组大肠杆菌细胞,2c ,d ,e 和2f 是经纳米银处理12h 的大肠杆菌细胞的内部结构。
从2a ,b 可以看出,对照组大肠杆菌细胞的电子密度一致,是没有受到任何环境因素干扰的大肠杆菌细胞的典型形图1 纳米银对大肠杆菌的抑制生长曲线Fig .1 Grow th curves of E .coli in differentcon cen trations of nanosilver态特征。
细胞中的电子明亮物质是DNA 分子,它们随机分布在大肠杆菌细胞的核区。
而处理组大肠杆菌细胞的内部构造出现很大的变化,如图2c ,d 所示,细胞的中心有一个很明显的电子明亮区域,区域的中心有浓缩很紧密的物质,呈线性状态,明亮区域的周围也有很多电子致密的颗粒。
这可能是纳米银使大肠杆菌的细胞壁与细胞膜脱离,使DN A分子浓缩呈紧张态。
大肠杆菌电子明亮区域周围的电子致密颗粒可能是纳米银粒子;而在电子明亮区域内部却没有电子致密颗粒,显然是电子明亮区域阻止了纳米银粒子的进入。