抑菌常见的作用原理

抗菌材料的作用原理和应用意义

抗菌材料是一类新型功能材料，具有抑菌和杀菌性能。在通用材料中，如塑料、合成纤维、陶瓷等，添加一种或几种特定的抗菌剂，复合后可获得抗菌功能材料。抗菌材料技术的应用使普通材料升级为抗菌材料，即抗菌塑料、抗菌纤维、抗菌陶瓷等。抗菌材料中的抗菌剂成分具有接触杀菌或抑制材料表面的微生物繁殖的功能，用这些抗菌材料制成的各种制品可减少细菌交叉感染的机会，从而达到长期卫生、安全的目的。采用抗菌加工技术是为了避免制品在运输、储存、销售、使用等环节中，因受到二次污染，继而造成的对使用者健康的危害。抗菌制品的应用提供了一种防止微生物危害的“一劳永逸”的解决方案。

抗菌剂的抗菌原理是通过以下几种途径与发生接触的细菌作用，从而达到抑制细菌生长，进而杀死细菌的效果。

（1）金属离子接触反应

这是无机抗菌剂最普遍的抗菌作用机理。金属离子带有正电荷，当微量金属离子接触到微生物的细胞膜时，与带负电荷的细胞膜发生库仑吸引，使两者牢固结合，金属离子穿透细胞膜进入细菌内与细菌体内蛋白质上的巯基、氨基等发生反应。细胞合成酶的活性中心由含巯基、氨基、羟基等功能基团组成，与金属离子结合后该蛋白质活性中心的结构被破坏，造成微生物死亡或丧失分裂增殖能力。例如，银离子与蛋白质巯基的结合破坏了微生物的电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。常见金属离子杀灭、抑制病原菌的活性顺序为：

Ag+>Hg2+>Cu2+>Cd2+>Cr3+>Ni2+>Pb2+>Co4+>Zn2+>Fe3+。Ag+的抗菌性高，是Zn2+的1000倍，是Cu2+的200倍

（2）催化激活机理

有些微量的金属元素，能起到催化活性中心的作用，如银、钛、锌。该活性中心能吸收环境的能量，如紫外光，激活空气或水中的氧，产生羟自由基（·OH）和活性氧离子（O2-）。它们能氧化或使细菌细胞中的蛋白质、不饱和脂肪酸、糖苷等发生反应，破坏其正常结构，从而使其死亡或丧失增殖能力。

（3）阳离子固定机理

细菌由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核构成，细胞壁和细胞膜由磷脂双分子层组成，在中性条件下带负电荷。带负电荷的细菌会被抗菌材料上的阳离子（如有机季胺盐基团）所吸引，束缚细菌的活动自由，抑制其呼吸机能，即发生“接触死亡”。另外，细菌在电场引力的作用下，细胞壁和细胞膜上的负电荷分布不均匀造成变形，发生物理性破裂，使细胞的内容物如水、蛋白质等渗出体外，发生“溶菌”现象而死亡。

（4）细胞内容物、酶、蛋白质、核酸损坏机理

许多有机抗菌剂属于这种抗菌作用机理，如对细胞器的作用、对蛋白质和核酸等结构物质的作用、对酶体系的作用（酶形成、酶活性）、对呼吸作用的影响（糖酵解、电子传递系统、氧化磷酸化等过程）、对有丝分裂的影响。

从长远预防疾病的角度来看，社会公众选择和使用抗菌制品，是一种防患于未然的有效途径。抗菌产品的使用，将减少人们的患病机会，减少医药支出，提升消费者的生活质量。