Ag在織物抗菌的運用

前言：本站為你精心整理了Ag在織物抗菌的運用范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

本文作者：弓太生張素璇李慧周越

在織物抗菌應用中存在的問題

1銀變色問題

目前織物上使用的銀系抗菌劑多為離子型，銀離子易受光、熱影響，長期使用會使銀離子還原為銀，而單質銀雖然很難與空氣中的氧氣反應，但易與空氣中的二氧化硫反應，生成黑色的硫化銀，影響抗菌制品的外觀，也降低了材料的抗菌效果[7]。目前已有學者采用不同的方法，在不同程度上解決了銀變色的問題，主要方法有：加入變色抑制劑、采用多步沉淀法、加入強氧化劑或絡合劑。

1）變色抑制劑

目前，國內外研制的變色抑制劑主要有天然水滑石[Mg6Al2(HO)16CO3•H2O]、合成水滑石[Mg4.5Al2(OH)13CO3•3.5H2O]及其燒成物(Mg0.7Al0.3O1.15)、堿式碳酸鋅、磷酸鋯等。Obsumi研制出一種載銀抗菌纖維變色抑制劑，主要成分為甲基苯并三唑和甲基苯并三唑鉀，將該變色抑制劑加入纖維的抗菌整理液中,對纖維進行抗菌整理，所得的抗菌纖維基本不變色，對大腸桿菌的殺滅率可達到99.9%[8]。

2）多步沉淀法

宋桂賢采用多步沉淀法，對銀系抗菌粉體進行多層包裹，從而解決了銀系抗菌劑見光易變色的問題[9]。王亞平在抗菌劑的配方中添加了Ar-NHCOCH2SH和苯并三唑類變色抑制劑，實驗表明該抗菌劑可以顯著抑制織物變色，而且可以提高織物的抗菌性能[10]。儀建華經研究發現，反應體系的pH與投料順序顯著影響銀離子的變色性。改變投料順序，先加入agNO3，待形成AgCl沉淀之后，加入沉淀劑尿素，隨后加入磷酸氫二鈉，從而形成晶粒包裹AgCl，即可解決銀系抗菌劑的易變色問題[11]。

3）加入強氧化劑或絡合劑

劉小明在制備抗菌溶膠過程中，引入Al2O3、SO3，可以有效防止銀膠體或銀顆粒析出，加入強氧化劑CeO2、摻加帶結晶水的化合物，也可以一定程度上改善了銀易還原的問題[12]。王洪水采用溶膠凝膠法制備出載銀抗菌溶膠，選用檸檬酸為絡合劑，對銀離子進行絡合，同時添加冰乙酸為變色抑制劑，從而減緩反應速度，抑制醇鹽的水解，從而制得凝膠時間較長的載銀納米二氧化鈦溶膠[13]。許并社等通過減少銀系抗菌劑中銀離子含量而增加抗菌金屬離子鋅或銅離子含量的方法，提高銀系抗菌劑本身的抗變色性能與抗菌性能[14]。王小麗使用檸檬酸為絡合劑、合成水滑石為變色抑制劑，提高了銀離子在醇鹽中的穩定性，增強了抗菌效果，并且使織物變色問題得到改善[15]。

2銀的安全性問題

抗菌劑可分為溶出型抗菌劑與非溶出型抗菌劑兩種[15]。目前市場上抗菌織物上使用的多為溶出型抗菌劑[2]，織物在與皮膚接觸時，溶出型抗菌劑的抗菌成分會隨著汗液或水分的排出而從纖維上溶出，進而殺滅接觸界面的病菌，但是溶出成分是否對人體安全有影響，仍有待考量。通過透射電鏡可以觀察到銀系納米顆粒存在于細胞外與血漿中，細胞可以主動吞噬銀系納米顆粒，但納米顆粒很難被吸收利用，且沒有被細胞排出，長期使用會在人體內聚集，這是否會導致人體細胞突變，仍無定論。有研究表明，銀在人體內沉積后雖不會導致人體器官病變，卻會使人體器官變成藍灰色且顏色不宜消除，從而形成所謂的“藍色人”[16]。有報道稱，一位叫PaulKarason的57歲患者，因長期服用一種自制的含銀飲料而導致其身體發藍，據稱，PaulKarason不止皮膚發藍，其體內器官(包括大腦)也已變成藍色，而且不可恢復。湯京龍[17]等指出，銀能夠以Ag+形式進入人體血液循環，并可在人體各組織器官中積蓄，累積到一定程度后即會導致肝、腎、神經等毒性反應，甚至可以導致死亡。付海洋[18]等選取了幾種含納米銀樣品對比發現，達到抗菌效果的納米銀濃度具有中到重度細胞毒性，但是否會引起持續的細胞損傷，有待進一步研究。李新平[19]等研究發現，當納米銀的濃度為3×10-6cfu/mL時，其對大腸桿菌與白色念珠菌的抑菌率大于50%，但具有潛在的細胞毒性，即使納米銀濃度低于3×10-6cfu/mL，細胞毒性也可達到2級。余文娟[20]等研究了納米銀與人血管內皮細胞及平滑肌細胞的相互作用，濃度為0.0039～0.5mg/mL的納米銀沒有急性細胞毒性，但細胞與之接觸4h之后，細胞的附著形態會發生變化，膜的流動性和完整性會受到影響，顯示出一定的細胞毒性。李雪飛[21]等研究發現，細胞暴露于5μg/mL納米銀中24h，即會導致細胞毒性；暴露于40μg/mL納米銀中，即會導致大部分細胞死亡，且納米銀有導致細胞遺傳毒性的趨勢。熊玲[22]等研究了不同粒徑銀粒子的體外細胞毒性后發現，同種劑量的不同銀粒子，納米級與粒徑較小的微米級銀粒子，較粒徑較大的微米級銀粒子體外細胞毒性更大。而馬珺[23]等發現小粒徑的納米銀顆粒（20nm、50nm）可增強腦膠質瘤細胞的放射敏感性。

3織物上銀含量的限定

美國AATCC標準和日本工業標準JIS是目前世界各國普遍采用的抗菌紡織品試驗方法的通用標準。目前國際通行的日本標準（JISZ2801）關于抗菌劑中銀粒子含量的規定值為800mg/L[3]。歐盟規定染料中的銀含量不能超過100mg/kg[24]。我國規定與人體接觸產品中可萃取重金屬鉛、鎘、砷的含量，但對銀的含量并無規定。《中國預防醫學科學院環境衛生與衛生工程研究所》2002年測試報告表明，銀離子急性經口毒性試驗發現，LD50>5000mg/kg(LD50半數致死量，LethalDose,50'''')，屬實際無毒級[25，其對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度分別為0.25g/L、0.125g/L。張富強等采用噻唑藍比色法測試了六種納米載銀抗菌劑不同濃度稀釋液的體外細胞毒性，結果表明，濃度為25g/L的納米載銀無機抗菌劑應用時較為安全[24]。然而，聯合國世界衛生組織(WTO)規定，銀對人體的安全值為0.05mg/kg以下。目前，有關抗菌劑的安全性國內還沒有統一的標準，國家相關部門應組織各方力量，針對此問題，盡快建立標準，這不僅可以解除消費者對皮膚直接與銀粒子接觸是否會產生潛在危害的顧慮，而且對抗菌紡織行業的健康、規范發展具有重大意義。

4織物上銀含量的測試方法

國家相關部門急需就織物上銀粒子含量、銀粒子的檢測方法建立相關標準，從而確?？椢锷香y系抗菌劑的安全性，打消公眾的顧慮。織物上銀含量的測試方法多種多樣，目前，學者采用的方法主要有原子吸收分光光度法、電位測定法、ICP-AES電感耦合等離子體發射光譜法和X-射線光電子能譜法。

1）原子吸收分光光度法

羅文彬[25]利用原子吸收分光光度法確定了不同試樣中銀粒子的含量。該法是利用不同元素原子在蒸氣相中對其共振輻射的吸收強度不同的原理，用同種原子發射的特征輻射照射原子蒸氣試樣溶液被霧化和原子化的焰層，測量特征輻射透過的光強或吸光度，對比光強或吸光度對濃度的關系，定量測試出試樣中待測元素的含量。

2）電位測定法

劉小明[16]、劉興利[26]等利用電位測定法測定樣品中的銀離子含量。該方法的原理是利用被測溶液的電化學性質—電位，來測量被測離子濃度的一種簡便、精確的方法。由于待測離子的活度與電極電位之間的關系遵守能斯特方程，選擇飽和甘汞電極為參比，硫化銀電極為銀離子選擇電極，用電位計測定銀溶液的電位，比對標準工作曲線，從而確定待測物中銀離子的含量。

3）ICP-AES電感耦合等離子體發射光譜法

Khalil-Abad等[27]利用ICP發射光譜分析法，定量測定了抗菌織物中銀的含量。該方法的原理是將試樣在等離子體中激發，使待測元素發射出特有波長的光，特征光譜的強弱與樣品中原子濃度有關，經分光后測量其強度，與標準溶液進行比較，可定量測定樣品中各元素的含量[26]。

4）X-射線光電子能譜法

光子入射到固體表面激發出光電子，利用能量分析器對光電子進行分析的實驗技術稱為光電子能譜。各元素之間的結合能相差很大，且同一原子的內層電子結合能在不同分子中相差也很大，因而容易識別，因此，通過考查1s的結合能，可以鑒定樣品中的化學元素[28]。該法可對固體樣品的元素成分進行定性、定量或半定量及價態分析，可以應用于測定抗菌織物中表面銀的含量及價態。

展望

近年來，健康觀念已深入人心，人們對載銀抗菌織物的關注也日益增多，隨著納米銀細胞毒性研究的展開，越來越多的人開始擔心直接與銀顆粒接觸是否對人體安全產生不良影響，而研究銀系抗菌織物的毒理性及其在人工汗液中銀的釋放情況，能夠有效評估人體皮膚直接與載銀材料接觸時存在的潛在風險，可以為有關部門在制定織物上銀含量及銀檢測方法的相關標準時，提供理論依據。