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・
综述・
银离子消毒剂的杀菌作用、机制、影响因素及应用
王书杰 综述, 张 宇 审校
(北京市卫生监督所, 北京 100020)
[关 键 词] 银离子消毒剂; 灭菌; 消毒; 影响因素; 机制
[中图分类号] R 187+. 2 [文献标识码] A [文章编号] 1671-9638(2007) 03-0214-03
化学消毒剂有许多种, 但在应用上均有其局限性, 所以, 研究人员在该领域不停地探索。近年来, 银离子消毒剂的使用逐渐增多。离子消毒剂, 本文对其杀菌作用、应用情况综述如下1 1. 1 细菌繁殖体 大量实验证明
[1-3]
0. 3L , 可有效灭2Ⅰ[], 有效成分是银离子、悬液, 作用24h , 可破坏不锈钢表面乙型肝炎表面
抗原(HBsAg ) 的抗原性。
1. 4 真菌及其他微生物 研究表明
[7, 10, 13]
, 银离子
消毒剂能杀灭真菌。Richards [14]曾用强酸性苯乙烯
, 银离子对细
阳离子交换树脂浸泡在AgNO 3溶液中, 所得的含银树脂可用来防杀真菌。银离子用于阿米巴包囊的杀菌效果差一些, 需要延长作用时间或增加银离子的剂量, 但效果不理想。银离子还可以有效去除水中的伪足原虫、含黄色素原虫、放线菌等[7]。2 银离子消毒机制
2. 1 对微生物体内酶和氨基酸的作用 银离子首
菌繁殖体具有较好的杀灭作用。载银树脂对水中的大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、白假丝酵母菌的杀灭率可达100%
[4]
。林海江等
[5]
研究表明, 铜、银离子
能有效控制水系统中军团菌的繁殖传播, 0. 1mg/L 的铜离子、0. 01mg/L 的银离子即具有较好的杀菌效果, 而且两者具有协同杀菌作用。
1. 2 细菌芽胞 银离子对细菌芽胞杀灭效果国内
外报道均不理想。朱霖章[6]认为, 银离子对于芽胞的杀菌效果差一些, 需要延长作用时间或增大银离子的剂量, 但效果仍不好。常涛[7]的试验证明, 银离子浓度250mg/L 对枯草杆菌黑色变种芽胞作用10min , 杀菌率为99. 42%, 而作用20min , 杀菌率仅为
99. 64%。张萍等
[8]
先吸附于细胞壁表面, 破坏其部分生理功能, 待银离子聚集量达到一定限度后, 即穿透细胞壁进入内部, 滞留在胞浆膜上, 抑制胞浆膜内酶的活性, 从而导致细菌等微生物的死亡[10]。重金属离子如汞、银、锌、铜等与微生物体内硫氢基酶的亲和力较强, 与蛋白质的巯基结合, 可形成不可逆的含硫化合物, 干扰巯基酶的活性, 使微生物对葡萄糖、蔗糖的代谢受阻, 高浓度则使蛋白质沉淀, 导致微生物死亡[14-15]。实验研究还发现[16], 银离子能与赖氨酸、精氨酸、半胱氨酸反应, 含氨基酸的有机物如蛋白胨, 可作为培养基中银离子的螯和剂。说明银与蛋白类物质有较强的亲和性, 主要是能与其所含的某些氨基酸发生反应。
的试验也证实, 被覆银导尿管
对枯草杆菌黑色变种芽胞有一定的杀灭作用, 但不
5
完全。1×10CFU/mL 枯草杆菌黑色变种芽胞菌
悬液在接触被覆银橡胶导管16h 后, 仍有30%枯草杆菌黑色变种芽胞生存。
1. 3 病毒 银离子对病毒有杀灭作用。国外学者
报道[9], 银离子和铜离子联合作用, 可有效去除水中的脊髓灰质炎病毒。银离子还可抑制肠道病毒的复制[9-10]。骆文静等[11]报道, 以40μg/L 银离子加少
[收稿日期] 2006-03-18
[作者简介] 王书杰(1965-) , 女(汉族) , 辽宁省锦州市人, 副主任医师, 主要从事传染病学研究。[通讯作者] 王书杰 E 2mail :wsjz@163bj. com
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2. 2 破坏微生物的屏障结构 通过电子显微镜观
种抗性在生物之间会互相传递。4 银离子消毒剂的应用
4. 1 用于水的消毒 邓红等
[21]
察, 银电解液可以极大地破坏细胞膜, 使细胞膜松散、轮廓不清、胞膜破裂、胞质外漏, 菌体随之被破坏[14, 17]。研究发现[15], 银离子可以穿入细胞内与原生质作用, 使原生质收缩凝集而脱出。原生质细胞(无壁细胞) 与完整的细胞一样能很快地与银相结合, 但原生质细胞比有壁的细胞要死得更快[13]。一些学者们还发现[9, 17-18], 细胞在接触银离子消毒剂时, 有超微结构改变, 包括变形、碎裂乃至死亡。
2. 3 破坏微生物的DNA 分子 银等金属离子还
根据银镜反应的原
理, 在制备过程中加入少量还原剂, 使银离子牢固地载附于强酸性阳离子树脂表面, 制成不溶性接触型消毒剂, 主要用于饮水消毒, 尤其是野外作业等情况下。铜、银等金属离子对微生物的生长有抑制作用。如在游泳池水中加入少量的硫酸铜, 可抑制水中细菌的生长繁殖; , [22]。
4[22]
可作用于细菌DNA 分子上特定位点, 破坏DNA 分子结构
[19]
。Thurman 和Gerba
[20]
的研究指出, 银
离子可以凝固核酸, 导致DNA 分子产生交联, 催化形成自由基, 导致DNA ; , 分子上的供电子体, 引起DNA 亡。
3 银离子消毒效果的影响因素
张萍等[8]将银微粒
, 制成抗菌医用敷料, 其中的银离子可以缓慢释放, 抑制伤口上细菌的生长。胡骁骅等[23]采用纳米技术制成纳米银抗菌医用敷料。以硝酸银为主要杀菌成分的液体剂型, 也可用于皮肤、黏膜消毒[19]。将含银的陶瓷粉剂———银沸石加入组织调整材料, 可以解决由材料所导致的真菌感染义齿性口炎的发生[24]。但在应用中应该注意的是:银为重金属, 可以使人中毒, 所以须严格控制剂量。
4. 3 用于物体表面的消毒 为防止各种疾病通过
银离子对微生物的杀灭作用受多种因素影响, 如温度、有机物、p H 值、水浊度等。银离子消毒剂受温度影响较大, 随着温度的升高, 杀灭微生物作用不断增强; 并随着温度的升高, 杀菌所需时间缩短, 两者呈负相关
[7]
旅客列车的门手柄进行传播, 研制一种无机银和二氧化钛抗菌剂, 将其喷涂于旅客列车厕所门手柄处, 对自然菌消除率可达90%以上[25]。
4. 4 用于空气消毒 银离子用于空气消毒, 细菌杀
。水中有机物的含量对改型载银树
[7, 19, 21]
脂的消毒效果有明显影响, 随着水中有机物含量的增加, 其消毒效果显著下降细菌杀灭率呈下降趋势
[7]
。银等金属离子
灭率均达85%以上[26]。以银载体为主要原料, 用去离子水作溶剂, 制成消毒气雾剂, 可用于室内空气消毒[27]。
4. 5 其他方面的应用 于川蓉
[28]
杀菌效果受水的p H 值影响较大, 随着p H 值升高,
。当p H 值>8. 0时, 银
等金属离子形成沉淀而失去杀菌作用, 而且这种方法对生长在生物膜内或污垢后的军团菌杀菌效果并不理想。铜/银离子与氯有协同消毒作用, μg/L 的铜或40μg/L 的银离子与1mg/L 的有400
效氯联合作用可达到或超过3mg/L 有效氯的消毒效果, 从而可减少或消除高浓度氯消毒所带来的一系列负面影响[2-3]。可能因为铜、银离子可以中和微生物表面的负电荷, 消除其对游离氯的排斥力, 使铜、银离子和游离氯容易到达作用靶点; 也可能因为铜、银离子作用于病毒的衣壳蛋白, 使通透性升高, 则游离氯易于到达作用的位点
[2-3]
[5]
认为, 银离子抗
菌材料可以用于墙壁、金属板、卫生陶瓷和保鲜纸等。经过特殊工艺处理, 将银离子加入冰箱内壁, 产生抗菌能力[29]。将载银抗菌材料用在与食品有关的容器、器具以及包装材料上, 可以大大提高食品卫生的质量[1, 30]。
银离子消毒剂是一种无毒、无味、无刺激、无污
[7]
染的“绿色杀菌制品”, 适用范围广, 杀菌能力强,
在环境消毒、水消毒及抗菌材料等方面都具有广泛应用前景。
[参考文献]
[1] 沈强. 载银抗菌材料抗菌效果鉴定[J].上海预防医学杂志,
。随着浊度的增
高, 灭菌率显著下降[7, 21]。林海江等[5]的研究还表明, 军团菌体内具有一种抗金属因子, 当长期使用金属离子杀菌时, 细菌会对金属离子产生抗性, 并且这
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2000, 12(1) :23.
306.
[2] 郑耀通, 林奇英, 谢联辉. 氯与金属离子协同杀灭水中微生物效[17] 沙夫罗克O C. 银电解液的作用[J].国外军事医学资料(军队
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(上接第213页)
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化学消毒剂有许多种, 但在应用上均有其局限性, 所以, 研究人员在该领域不停地探索。近年来, 银离子消毒剂的使用逐渐增多。离子消毒剂, 本文对其杀菌作用、应用情况综述如下1 1. 1 细菌繁殖体 大量实验证明
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2. 1 对微生物体内酶和氨基酸的作用 银离子首
菌繁殖体具有较好的杀灭作用。载银树脂对水中的大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、白假丝酵母菌的杀灭率可达100%
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。林海江等
[5]
研究表明, 铜、银离子
能有效控制水系统中军团菌的繁殖传播, 0. 1mg/L 的铜离子、0. 01mg/L 的银离子即具有较好的杀菌效果, 而且两者具有协同杀菌作用。
1. 2 细菌芽胞 银离子对细菌芽胞杀灭效果国内
外报道均不理想。朱霖章[6]认为, 银离子对于芽胞的杀菌效果差一些, 需要延长作用时间或增大银离子的剂量, 但效果仍不好。常涛[7]的试验证明, 银离子浓度250mg/L 对枯草杆菌黑色变种芽胞作用10min , 杀菌率为99. 42%, 而作用20min , 杀菌率仅为
99. 64%。张萍等
[8]
先吸附于细胞壁表面, 破坏其部分生理功能, 待银离子聚集量达到一定限度后, 即穿透细胞壁进入内部, 滞留在胞浆膜上, 抑制胞浆膜内酶的活性, 从而导致细菌等微生物的死亡[10]。重金属离子如汞、银、锌、铜等与微生物体内硫氢基酶的亲和力较强, 与蛋白质的巯基结合, 可形成不可逆的含硫化合物, 干扰巯基酶的活性, 使微生物对葡萄糖、蔗糖的代谢受阻, 高浓度则使蛋白质沉淀, 导致微生物死亡[14-15]。实验研究还发现[16], 银离子能与赖氨酸、精氨酸、半胱氨酸反应, 含氨基酸的有机物如蛋白胨, 可作为培养基中银离子的螯和剂。说明银与蛋白类物质有较强的亲和性, 主要是能与其所含的某些氨基酸发生反应。
的试验也证实, 被覆银导尿管
对枯草杆菌黑色变种芽胞有一定的杀灭作用, 但不
5
完全。1×10CFU/mL 枯草杆菌黑色变种芽胞菌
悬液在接触被覆银橡胶导管16h 后, 仍有30%枯草杆菌黑色变种芽胞生存。
1. 3 病毒 银离子对病毒有杀灭作用。国外学者
报道[9], 银离子和铜离子联合作用, 可有效去除水中的脊髓灰质炎病毒。银离子还可抑制肠道病毒的复制[9-10]。骆文静等[11]报道, 以40μg/L 银离子加少
[收稿日期] 2006-03-18
[作者简介] 王书杰(1965-) , 女(汉族) , 辽宁省锦州市人, 副主任医师, 主要从事传染病学研究。[通讯作者] 王书杰 E 2mail :wsjz@163bj. com
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2. 2 破坏微生物的屏障结构 通过电子显微镜观
种抗性在生物之间会互相传递。4 银离子消毒剂的应用
4. 1 用于水的消毒 邓红等
[21]
察, 银电解液可以极大地破坏细胞膜, 使细胞膜松散、轮廓不清、胞膜破裂、胞质外漏, 菌体随之被破坏[14, 17]。研究发现[15], 银离子可以穿入细胞内与原生质作用, 使原生质收缩凝集而脱出。原生质细胞(无壁细胞) 与完整的细胞一样能很快地与银相结合, 但原生质细胞比有壁的细胞要死得更快[13]。一些学者们还发现[9, 17-18], 细胞在接触银离子消毒剂时, 有超微结构改变, 包括变形、碎裂乃至死亡。
2. 3 破坏微生物的DNA 分子 银等金属离子还
根据银镜反应的原
理, 在制备过程中加入少量还原剂, 使银离子牢固地载附于强酸性阳离子树脂表面, 制成不溶性接触型消毒剂, 主要用于饮水消毒, 尤其是野外作业等情况下。铜、银等金属离子对微生物的生长有抑制作用。如在游泳池水中加入少量的硫酸铜, 可抑制水中细菌的生长繁殖; , [22]。
4[22]
可作用于细菌DNA 分子上特定位点, 破坏DNA 分子结构
[19]
。Thurman 和Gerba
[20]
的研究指出, 银
离子可以凝固核酸, 导致DNA 分子产生交联, 催化形成自由基, 导致DNA ; , 分子上的供电子体, 引起DNA 亡。
3 银离子消毒效果的影响因素
张萍等[8]将银微粒
, 制成抗菌医用敷料, 其中的银离子可以缓慢释放, 抑制伤口上细菌的生长。胡骁骅等[23]采用纳米技术制成纳米银抗菌医用敷料。以硝酸银为主要杀菌成分的液体剂型, 也可用于皮肤、黏膜消毒[19]。将含银的陶瓷粉剂———银沸石加入组织调整材料, 可以解决由材料所导致的真菌感染义齿性口炎的发生[24]。但在应用中应该注意的是:银为重金属, 可以使人中毒, 所以须严格控制剂量。
4. 3 用于物体表面的消毒 为防止各种疾病通过
银离子对微生物的杀灭作用受多种因素影响, 如温度、有机物、p H 值、水浊度等。银离子消毒剂受温度影响较大, 随着温度的升高, 杀灭微生物作用不断增强; 并随着温度的升高, 杀菌所需时间缩短, 两者呈负相关
[7]
旅客列车的门手柄进行传播, 研制一种无机银和二氧化钛抗菌剂, 将其喷涂于旅客列车厕所门手柄处, 对自然菌消除率可达90%以上[25]。
4. 4 用于空气消毒 银离子用于空气消毒, 细菌杀
。水中有机物的含量对改型载银树
[7, 19, 21]
脂的消毒效果有明显影响, 随着水中有机物含量的增加, 其消毒效果显著下降细菌杀灭率呈下降趋势
[7]
。银等金属离子
灭率均达85%以上[26]。以银载体为主要原料, 用去离子水作溶剂, 制成消毒气雾剂, 可用于室内空气消毒[27]。
4. 5 其他方面的应用 于川蓉
[28]
杀菌效果受水的p H 值影响较大, 随着p H 值升高,
。当p H 值>8. 0时, 银
等金属离子形成沉淀而失去杀菌作用, 而且这种方法对生长在生物膜内或污垢后的军团菌杀菌效果并不理想。铜/银离子与氯有协同消毒作用, μg/L 的铜或40μg/L 的银离子与1mg/L 的有400
效氯联合作用可达到或超过3mg/L 有效氯的消毒效果, 从而可减少或消除高浓度氯消毒所带来的一系列负面影响[2-3]。可能因为铜、银离子可以中和微生物表面的负电荷, 消除其对游离氯的排斥力, 使铜、银离子和游离氯容易到达作用靶点; 也可能因为铜、银离子作用于病毒的衣壳蛋白, 使通透性升高, 则游离氯易于到达作用的位点
[2-3]
[5]
认为, 银离子抗
菌材料可以用于墙壁、金属板、卫生陶瓷和保鲜纸等。经过特殊工艺处理, 将银离子加入冰箱内壁, 产生抗菌能力[29]。将载银抗菌材料用在与食品有关的容器、器具以及包装材料上, 可以大大提高食品卫生的质量[1, 30]。
银离子消毒剂是一种无毒、无味、无刺激、无污
[7]
染的“绿色杀菌制品”, 适用范围广, 杀菌能力强,
在环境消毒、水消毒及抗菌材料等方面都具有广泛应用前景。
[参考文献]
[1] 沈强. 载银抗菌材料抗菌效果鉴定[J].上海预防医学杂志,
。随着浊度的增
高, 灭菌率显著下降[7, 21]。林海江等[5]的研究还表明, 军团菌体内具有一种抗金属因子, 当长期使用金属离子杀菌时, 细菌会对金属离子产生抗性, 并且这
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2000, 12(1) :23.
306.
[2] 郑耀通, 林奇英, 谢联辉. 氯与金属离子协同杀灭水中微生物效[17] 沙夫罗克O C. 银电解液的作用[J].国外军事医学资料(军队
果观察[J].中国消毒学杂志, 2004, 21(3) :204-207.
[3] 骆文静, 侯悦, 胡艳冰, 等. 铜银离子协同游离氯灭活水中微生
卫生) , 1983, 3:132.
[18] 栾耀芳, 边秀房. 几种常用金属对大肠埃希菌杀灭作用观察
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[19] 周士新, 陈越英, 徐燕. 爱洁杀菌消毒剂杀灭微生物效果及其
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[4] 邹淑华, 常涛, 张力军. 含银复方消毒剂杀灭微生物效果的试验影响因素[J].中国消毒学杂志, 2002, 19(3) :148-151.
[20] Thurman R B , Gerba C P. Intermittent use of copper 2silver i 2
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[5] 林海江, 郭奕芳, 陈悦. 军团杆菌的预防控制方法研究进展[J].
中国消毒学杂志, 2005, 22(2) :219-221.
[6] 朱霖章, 邓岗, 姜羿, 等. 饮用水的含银消毒剂[J].中国消毒学
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[7] 常涛. 银离子消毒研究概述[J].解放军预防医学杂志, 2005, 23
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