無機金屬類抗菌劑抗菌機理劑及優缺點

一、金屬類的接觸反應論：

以銀離子為例，當微量的銀離子到達微生物的細胞表面時，因細胞膜帶有負電荷，銀離子能依靠庫侖力牢固吸附在細胞膜上，而且銀離子還能進一步穿透細胞壁進入細菌內，并與細菌中的巰基（－SH）、氨基（－NH2）等含硫、氨的官能團發生反應，使細菌的蛋白質凝固變性，破壞細菌細胞里酶的活性，使細胞喪失分裂繁殖能力而死亡，最終達到抗菌。

銀的抗菌作用與自身的化合價態有關，這種能力按下列順序遞減：Ag3+>Ag2+ >Ag+。高價態銀的還原勢極高，并能使體系產生原子氧，具有高效抗菌作用，但制備較難，穩定性較差。Ag+可強烈吸引細菌體內酶蛋白質，并迅速結合， 使以此為必須基團的酶喪失活性，致使細菌死亡：當菌體被殺滅后，Ag+又游離出來，與其他菌落接觸， 發揮新一輪抗菌作用，周而復始。

鋅離子活性抗菌，鋅離子與細菌的反應與銀離子類似。當菌體被殺滅后，Zn2+又游離出來，與其他菌落接觸，進行新一輪殺滅。所以，國外很早就使用了氧化鋅作為抗菌材料和傷口收斂劑，并取得良好效果。

氧化鋅晶須尖端納米活性抗菌：

ZnOw的尖端相當部分在納米或更低級別，其納米活性成份能夠高效殺滅和清除細菌及其殘骸，同時還能分解細菌分泌的毒素，而傳統的銀系抗菌劑無法消除殘骸和毒素。

具有半導體特性的 ZnOw尖端的納米活性成份能在水分和空氣存在的體系中，自行分解出自由移動的電子 (e-)， 同時留下帶正電的空穴(h+)，逐步產生以下反應：

ZnO+hv→e-+h+

e-+02→·O2

h++H2→·OH+H+

產生的帶正電的空隙(h+)具有很強的氧化作用，羥基自由基(·OH)和超氧化物陰離子自由基(·O2)非?；顫?，有極強的化學活性，能與細菌內的有機物及其分泌的毒素反應，從而將細菌、細菌殘骸和毒素殺滅、消除。

氧化鋅晶須原子氧抗菌，氧化鋅晶須是一種內部載流子可調的半導體針狀纖維，其晶格巾的原子氧，可破壞絕大多數細菌的生物活性和代謝繁殖功能。

二、金屬類的催化反應理論：

以銀離子為例，在光的作用下，銀離子作為催化活性中心，激活附近水和空氣中的氧，產生羥基自由基(·OH)及活性氧離子（·O2-）,兩種離子具有極強的氧化性能，能短時間內破壞細菌的繁殖能力，致使細胞死亡。

三、光催化反應理論：

這是半導體類抗菌劑的抗菌原理。半導體的能帶結構通常是由一個充滿電子的低能價帶和一個空的高能導帶構成。價帶與導帶之間存在禁帶。當能量大于或者等于導體帶隙能的光波輻射到半導體抗菌劑表面時，處于價帶的帶電子就會被激發，躍遷到導帶，價帶生成空穴（h＋）從而在半導體表面產生了具有很高活性的空穴／電子對，并且能與附于表面的H2O和O2反應生成活性很強的羥基自由基和活性氧離子，兩種離子都可以使蛋白質變性，從而殺滅細菌。

四、無機金屬抗菌劑：

主要是指以銀銅鋅等金屬或其離子，采用物理吸附離子交換方法，附載于多孔材料，利用金屬離子的抗菌能力，通過緩釋作用達到長效抑菌的目的。在眾多金屬離子中，汞、銀、鎘、銅、鋅等均具有較強的抗菌能力，但使用時安全無毒的僅限于銀、鋅和銅離子，且銀離子的抗菌能力遠強于鋅、銅等其他金屬離子。因此，無機銀系抗菌劑居于無機抗菌劑的主導地位。根據載體的不同，已開發出不同種類的銀系抗菌劑，如：沸石載銀、活性炭載銀、磷酸銅載銀、磷酸鈣載銀、硅膠載銀、磷酸鋯載銀、羥基磷灰石載銀等。

五、主要品種：

銀沸石，銀活性炭，銀硅膠，銀玻璃珠，銀羥基磷灰基抗菌劑，磷酸鈦鹽，銀/鋅復合

六、優點：

耐熱性好(>600℃)，抗菌譜廣，有效抗菌期長，毒性低，不產生耐藥性，安全性

銀系離子抗菌劑具有抗菌活性高、安全性好(毒性小、無刺激性、 無致癌性、無致畸形等)、耐熱性好等優點。其中， 載銀氟石對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌的MIC(最低抑菌濃度)為62.5μg／kg-250μg／kg，對酵母類的MIC為250μg／ kg -500μg／kg，對真菌類的MIC為500μg／kg－1000μg／kg。

七、缺點：

銀系抗菌劑易變色，制造困難，在材料料中使用工藝復雜；

1、這類材料中游離出的銀離子在陽光照射下或加熱至一定溫度后很容易被還原成單質銀而呈灰色或褐色，影響制品顏色；

2、由于無機載體的作用，載銀抗菌劑會嚴重影響制品尤其是薄膜類塑料制品透光度；

3、由于銀原料貴重稀少，致使銀系抗菌劑成本一直居高不下；

4、抗真菌和霉菌效果較差。