纳米抗菌材料的杀菌作用

菌全部杀死为止。
2. 2 光催化杀菌机理( 活性氧抗菌机理)
无机氧化物如纳米TiO2和ZnO2等,其杀 菌 机 理 主 要 是 基 于 光 催 化 机 理 。当 杀 菌 剂
被光照后产生电子-空穴对,与空气中的水
和 氧 结 合 生 成 羟 基 自 由 基·Ｏ Ｈ －和 超 氧 化
物 阴 离 子 自 由 基·O 2-。这 两 种 自 由 基 均 具 有 较强的氧化活性,能够与细菌内的有机物
科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
９９
有机抗菌材料具有杀菌速度快,适用 范围广等优点,但耐热性差,溶出物有毒、 使用寿命短等缺点使其使用受到很大限
制 。近 年 来 ,正 在 研 制 开 发 实 用 价 值 较 高 的
无机/有机复合抗菌剂。
2 抗菌原理
不同类型的抗菌剂,其抗菌机理也不
相同,在此主要叙述无机抗菌剂的作用机
理。
2.1 金属离子溶出抗菌原理
化学工业
科技创新导报 ２００９ ＮＯ．３３
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
纳米抗菌材料的杀菌作用
梁慧锋 (邢台学院化学系 河北邢台 054001)
摘 要:由于纳米抗菌材料的安全、高效、广谱等优点将成为纳米科技和生物工程发展的主要方向。纳米抗菌产品不断进入人们的
金 属 离 子 抗 菌 剂 以 Ag +、Cu 2+ 、Z n2+ 为 主 。
表现出较强的氧化能力,破坏细菌细胞的
代谢作用,阻止了微生物的繁殖。
另外,可以强烈的吸引细菌体内蛋白
酶的巯基,并迅速结合,使细菌的基因酶丧
失活性,致使细菌死亡。
当 菌 体 被 杀 灭 后 ,Ag+又 游 离 出 来 ,与
其它菌体作用,实行新一轮的杀灭,直到细
1 纳米抗菌材料的类型
抗 菌 材 料 的 核 心 是 抗 菌 剂 。根 据 化 学 组 成 抗 菌 材 料 可 以 分 为 天 然 、无 机 和 有 机 三大类。 1.1 天然纳米抗菌材料
天然纳米抗菌材料主要是沸石类矿 物,其主要组成为架状结构的水铝硅酸盐, 具有纳米孔隙和孔道结构,对于分子尺寸 的粒子具有较强的吸附能力和吸附选择 性 。天 然 抗 菌 材 料 具 有 抗 菌 范 围 广 、安 全 性 高 、无 副 作 用 ,因 此 深 受 人 们 喜 爱 。但 近 年 来 的 研 究 证 明[2],此 类 抗 菌 剂 的 抗 菌 能 力 、 持 久 性 、耐 热 性 差 和 寿 命 短 ,且 受 原 料 加 工 条件的限制,不能大规模生产和市场化,使 其使用受到限制。 1.2 无机抗菌剂
参考文献
[1] 陈 美 婉 ,彭 新 生 ,吴 琳 娜 等 .纳 米 银 抗 菌 剂 的 研 究 和 应 用[J].中 国 消 毒 学 杂 志, 2009,26(4):424～ 426.
[2] 奚 正 英 .纳 米 材 料 抗 菌 性 能 的 研 究 [D]. 中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕 士 ),2005,06.
近年来,纳米银的研究发展运用于人 体 的 植 入 材 料 方 面 。目 前 ,深 圳 清 华 源 兴 纳 米公司以抗菌微粉为原料,成功地开发治 疗男女生殖系统的疾病和治疗糖尿病引起 的 溃 疡 、治 疗 烧 烫 伤 等 产 品 。
我国对光触媒材料的研究起步较早, 但 实 际 应 用 还 存 在 很 多 问 题 。特 别 是 纺 织 行业光触媒产品的开发,还没有达到实用 化和民用化的程度。
类物质,对细胞的破坏作用大大增加。
2.3 接触型灭菌机理
当带正电荷的抗菌成分接触到带负电
荷的微生物细胞后,便互相吸附,有效的利
用了电荷的转移来击穿细菌的细胞膜,使
其蛋白变性,无法代谢和繁殖,乃至死亡。
同时抗菌成分并不消耗,保持原有的抗菌
活性,具有长期有效性。
3 纳米抗菌材料的应用
由 于 非 典 、禽 流 感 、H1N1世 界 性 流 行 病毒的传播,使人们的健康意识不断加强, 对 抗 菌 材 料 制 品 钟 爱 也 由 此 产 生 。由 于 抗 菌材料和制品有着健康和社会意义。 3.1 国外市场
无机抗菌剂主要有两种类型,一类是 离 子 型 抗 菌 剂 ,主 要 有 Ag+、Cu2+、Zn2+等 金 属 离 子 。目 前 广 泛 采 用 的 是 Ag+和 Z n2+两 种 , 但 银 抗 菌 剂 使 用 更 广 泛 。另 一 类 为 光 催 化 型抗菌剂,也称纳米光触菌材料,也常用于 室外建筑材料以及防护玻璃的杀菌材料。 1.3 有机抗菌材料
纳米抗菌材料不仅具有纳米材料的基 本 性 能 ,如 表 面 效 应 、小 尺 寸 效 应 、量 子 尺 寸效应和宏观隧道效应,而且也具有抗菌 材 料 的 功 能 ,如 安 全 、高 效 、广 谱 、释 性 好 、 不 易 产 生 抗 药 性 和 耐 热 性 等 [1 ]。随 着 物 质 粒 径的减小,比表面积大大增加,庞大的比表 面和较少的微粒数,使键态严重失配,出现 许多活性中心,从而使纳米材料具有极强 的吸附能力,使得纳米粒子对促使物质腐 败 的 氧 原 子 、氧 自 由 基 ,以 及 其 他 异 味 的 烃 类分子等均具有很强的抓俘能力,因此纳 米抗菌材料具有防腐抗菌功能。
日常生活,为人们的健康带来了很大的好处。纳米抗菌产品正在蓬勃发展,朝着实用化、多样化方向发展,不久的将来将成为日常生活、
公共卫生事业等主流产品。
关键词:纳米科技 纳米抗菌材料 广谱 生物工程
中图分类号:Q8 1
文献标识码: A
文章编号:1674-098X(2009)11(c)-0099-01
几年来,纳米科技为人类社会带来了 巨 大 的 财 富 ,丰 富 了 人 们 的 生 活 。纳 米 抗 菌 材料是近几年研制开发的一类新型保健抗 菌材料,是纳米科技和抗菌技术研究的重 点 。随 着 人 们 健 康 意 识 的 提 高,纳 米 抗 菌 产 品 不 断 进 入 人 们 的 日 常 生 活 。如 现 在 市 场 上 出 现 的 纳 米 抗 菌 洗 衣 机 、抗 菌 冰 箱 、抗 菌 保 暖 内 衣 、抗 菌 鞋 袜 等 风 靡 市 场 ,极 大 地 丰 富了人们的物质生活,提高了人们的生活 质量。
早在1983年日本品川燃料株式会社首 先 实 现 了 无 机 纳 米 抗 菌 材 料 的 工 业 化 。目 前 品 川 燃 料 、锤 纺 、石 塚 硝 子 以 及 东 亚 合 成 等都是世界上较大的无机抗菌剂生产企
业。 在 欧 美 国 家 主 要 发 展 有 机 抗 菌 剂 ,主
要 用 于 日 用 品 、玩 具 等 终 端 产 品 。 3.2 国内市场
[3] 童 忠 良 , 丁 浩 , 杜 高 翔 . 纳 米 抗 菌 技 术 [M].北京:化 学 工 业 出 版 社 ,2008.1.
[4] 许 并 社 .纳 米 材 料 及 应 用 技 术 [M] .北 京:化 学 工 业 出 版 社 ,2004,1.
[5] 鹿 院 卫 ,马 重 芳 ,王 伟 等 .纳 米 光 催 化 杀 菌 技 术 研 究 进 展 [J].北 京 工 业 大 学 学 报 ,2006,32(7):262～ 267.
4 纳米抗菌材料的发展方向
由于世界各种流感的爆发,纳米抗菌 材料的发展在公共卫生事业中倍受关注。 纳 米 抗 菌 剂 及 其 产 品 在 预 防 疾 病 、提 高 健 康 生 活 水 平 、改 善 公 共 卫 生 环 境 的 新 产 品 已经被国内外消费者的广泛认同,纳米抗 菌制品的需求将成为未来产业发展的巨大 市场,纳米抗菌材料及制品的生产将成为 重 要 的 新 兴 产 业 领 域 。纳 米 抗 菌 剂 发 展 的 方 向 是 抗 菌 产 品 的 多 样 化 和 实 用 化 。现 在 纳米抗菌剂的应用领域较窄,因此开发适 合 纤 维 、薄 膜 、纸 张 、涂 料 、粘 合 剂 等 领 域 中 应用的抗菌剂,将成为下一阶段研究的重 点。
[6] 李 群 .纳 米 材 料 的 制 备 与 应 用 技 术 [M]. 北 京 :化 学 工 业 出 版 社 ,2008.9.
[7] 李 一 凌 ．纳 米 抗 菌 材 料 应 用 研 究 进 展 [ J] ．科 技 创 新 导 报 ，2 0 0 9 ，3：1 ．
作 者 简 介 :梁 慧 锋 ,女 ,(1965— ),副 教 授 ,主 要 从 事 纳 米 材 料 的 制 备 、性 能 及 应 用 研 究 。
及其分泌的毒素作用,破坏其繁殖和再生
能力,减少细菌的生命力,同时能攻克细菌
和外层细胞,穿透细胞膜,破坏细菌的细胞
膜 结 构 ,从 而 彻 底 杀 灭 细 菌 。此 外·O -还 可 2
以 与 水 进 一 步 作 用 ,生 成 羟 基 和 双 氧 水 ,
HБайду номын сангаас
2O
可
2
通
过
细
菌
细
胞
膜
,
不
仅
能
杀
死
细
菌
,
还能分解细菌死后释放出来的内毒素等脂