不同洗涤剂对抗菌织物抗菌效果的影响

作者：项宝军，张丽阳

抗菌纺织品起源于第二次世界大战，当时德国的军队服装和战地医院的纺织用品，就采用了季铵盐阳离子抗菌整理剂经间歇式浸渍法加工的抗菌织物，对控制伤病员的细菌感染起到了一定作用．五六十年代美国的抗菌卫生整理纺织品已实现了工业化生产，70年代中期日本推出了抗菌、防臭袜子，使抗菌纺织品进入了开发的高潮，各种各样的抗菌整理剂相继推出，除了季铵盐类、苯酚类、有机氮类、二苯醚类、胍类外，还有金属化合物、脲类化合物等．80年代开始出现了抗菌纤维，用化学纤维改性而成的抗菌纤维生产的各种抗菌纺织品，以其抗菌、耐久性好而备受人们的青睐．
我国研究和生产抗菌纺织品仅有20年，但发展非常迅速．目前，国内非常热门的研究材料为天然有机抗菌防霉剂，从动植物中提取精制而成，如从蟹和虾壳中提取的脱乙酰壳聚糖，具有耐候性优良、毒性低、使用安全等特点．
目前，使用比较广泛的抗菌剂有胍类、DC一5700(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基季铵盐以及壳聚糖，它们含有阳离子基团或能生成阳离子的前驱体并吸附在细菌上，导致细菌的死亡．

壳聚糖的结构式

DC一5700的结构式
从胍类抗菌剂的结构分析，如PHMB：

起主要作用的是=NH活性基团，它易与H+结合，形成一NH+阳离子．而细菌是由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核构成，细胞壁和细胞膜由膦脂双分子层组成，带负电荷．当细菌和其整理的织物接触时，带负电荷的细菌会被织物上的阳离子所吸引，从而束缚了细菌的自由活动，抑制其呼吸机能，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因分布不均匀造成变形，发生物理性破裂，使细胞内的水、蛋白质等渗出体外，发生细菌溶体现象而死亡．
许多抗菌剂均会形成阳离子，以阴离子表面活性剂为主的洗涤剂会与抗菌剂反应，影响抗菌效果．
各种抗菌剂的抗菌方式有溶出型和非溶出型：溶出型抗菌剂在培养基上向周围扩散并形成抑菌环，在抑菌环内的细菌均会被杀灭并不再生长，达到抗菌效果；非溶出型抗菌剂其周围不会形成抑菌环，主要靠抗菌剂直接与细菌接触，凡是能与抗菌剂接触到的细菌都会被吸附杀灭，无法存活繁殖，这种方式亦称吸附灭菌．
一般抗菌织物都会涉及到洗涤的问题，不同的洗涤剂对抗菌效果是否有影响呢?本试验主要考察了不同洗涤剂对抗菌织物抗菌效果的影响．

1 试验
1．1 材料与仪器
织物：纯棉白布，涤棉白布(T／c)；菌种：金黄色葡萄球菌(ATCC6538)第6代、大肠杆菌(ATCC 8099)第6代(浙江省卫生防疫站)；其他材料：普通琼脂培养基(浙江省卫防生物试剂有限公司，生化试剂)，PBS(国产分析纯试剂配制)．
普通洗衣粉、普通洗洁精、LAs、AES—Na、脂肪酸钠、AEO9等，杭州传化花王有限公司．
仪器：恒温水浴锅，旋涡振荡仪，Rapid P—BQ型小轧车，PT一2A针状焙烘机，隔水式电热培养箱，无菌操作台，细菌培养平板，自动加液器，T—O—T立式去污机
1．2 工艺
1．2．1 浸轧
一浸一轧(胍类抗菌剂用量16 g／L，轧余率70％)→焙烘(170℃，2 min)．
1．2．2 洗涤
T—O—T立式去污机，自来水，洗涤剂质量浓度为2g／L，浴比1：8O；洗涤温度25℃，洗涤时间20 min，自来水漂洗3次，晾干，为1次洗涤，重复循环洗涤1O次，测定洗涤后的抗菌率．洗涤剂是普通洗衣粉或普通洗清精或AEO9(2O％水溶液)．
1．3 抗茵效果测试
1．3．1 振荡烧瓶试验
将抗菌织物和非抗菌织物(阴性对照)剪切成10mm x10 mm样片．称取O．75 g样片放人250 mL三角烧瓶中，分别加入70 mL PBS和5 mL菌悬液(菌悬液在PBS中的浓度为1x10 4～5x10 4 cfu／mL)以300 r／min振摇1 h．取O．5 mL振摇后的样液，以琼脂倾注法接种平皿，进行活菌计数．试验同时设阴性对照组及不加样片组．不加样片组分别于O时间及振摇1 h后，各取0．5mL样液做适当稀释进行活菌培养计数．分别计算抑菌率．
1．3．2 抑茵环试验
将试验菌悬液(菌悬液在PBS中的浓度为1x10 4～9x10 4 cfu／mL)均匀涂布于普通营养琼脂表面，然后粘放4片直径为5 mm的试验样片和1片阴性对照样片，各样片中心相距25 mm以上，与平板的周缘相距15 mm以上．置37℃恒温箱中，培养16~18 h，观察抑菌环直径．

2 结果及讨论
2．1 不同洗涤剂对抗茵织物抗茵效果的影响
市售洗涤剂分为粉状洗涤剂、液体洗涤剂和皂类．粉状洗涤剂以阴离子表面活性剂为主，复配少量非离子表面活性剂的弱碱性洗涤剂，0．1％水溶液pH值在10．5左右．而液体洗涤剂主要有餐具洗涤剂、洗衣液、丝毛洗涤剂等．餐具洗涤剂是以阴离子为主的中性洗涤剂，1％水溶液pH值在7左右；洗衣液则根据不同生产厂家碱性有所不同，其中还含有部分阴离子表面活性剂，为了增加柔软功能而添加阳离子表面活性剂的丝毛洗涤剂，一般只能加入非离子表面活性剂．
本试验选用普通洗衣粉、普通洗洁精及20％AEO9水溶液(不含阴离子，溶液呈中性)，评价洗涤剂对抗菌织物的抗菌性能的影响，结果见表1、表2．
表1 抗菌试验结果(金黄色葡萄球菌)

注：1)洗衣粉(阴离子表面活性剂为主，碱性助剂，弱碱性)；2)洗洁精(阴离子表面活性剂为主，中性)；3)AEO9(非离子表面活性剂，中性)
表2 抗菌试验结果（大肠杆菌）

注：同表1
从表1、表2可知，对2菌种用含阴离子表面活性剂为主的洗涤剂洗涤该抗菌布时，不管洗涤液的酸碱性抗菌效果均会急剧下降．而用非离子类的洗涤剂洗涤，经10次洗涤后抗菌率仍能保持在99．9％以上．
2．2 不同表面活性剂对胍类抗菌剂抗菌效果的影响
0．4％胍类抗菌剂溶液中加入1％表面活性剂后，放置24 h，按1：20稀释后滴加20μL在无菌、干燥的滤纸片上，干燥后备用．按照抑菌环试验方法测定各溶液的抑菌效果．抑菌作用的判定：(1)抑菌环直径大于7 mm者，判为有抑菌作用．反之为无抑菌作用；(2)阴性对照组应无抑菌环产生．
胍类抗菌剂带有亚氨基，在溶液中加入阴离子表面活性剂后，其与水中的阴离子基团(一SO4 2-，一SO3 2-，一COO一)相吸引，降低了亚氨基阳离子的含量，使溶液失去了抗菌效果．从表3中可以看出，胍类抗菌剂与带一SO4 2-、一SO3 2-的表面活性剂有强烈的相互作用并生成不溶于水的沉淀，溶液呈现浑浊．而与带—COO一的脂肪酸盐也有相互作用，但形成的化合物能溶于水中，溶液呈透明，又能抑制脂肪酸钠的析出．同时验证了用含阴离子表面活性剂的洗涤剂洗涤胍类抗菌织物时，抗菌效果将会快速地消失，经过10次洗涤后已无抗菌效果。
表3 不同溶液的抑菌效果

3 结论
3．1 含阴离子表面活性剂的洗涤剂明显减弱了用胍类抗菌剂整理织物的抗菌性能．而用非离子表面活性剂的洗涤剂洗涤10次仍有很好的抗菌效果．
3．2 胍类抗菌剂呈潜阳离子性，在溶液中能与阴离子表面活性剂相互作用，特别是与离子性强的磺酸盐、硫酸盐阴离子表面活性剂能形成不溶于水的物质．相互作用后，使胍类抗菌剂分子上的氨基明显减少，抗菌效果也明显降低．
3．3 对不同的抗菌织物使用时有不同的要求，一次性使用抗菌织物可以不考虑其耐洗牢度，仅从安全性及价格等方面来选择．对于要经过多次洗涤的抗菌织物，可从以下方面来改善耐洗性：(1)对用阳离子性抗菌剂整理的织物，可选择不含阴离子的洗涤剂进行洗涤，要求洗涤剂生产企业对使用的表面活性剂类型进行标注，并开发适合于特殊抗菌织物洗涤的洗涤剂；(2)开发其他不受阴阳离子影响的后整理抗菌剂，以增加抗菌织物的耐洗性能．