抗菌金屬材料抗菌性能檢測范文

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摘要：

為建立檢測抗菌金屬材料的抗菌性能的方法。分別用ASTME2149-13a法和ISO22196———2011法對抗菌金屬的抗菌性能和適用性進行比對研究，得出這兩種方法都不太適合抗菌金屬材料的抗菌性能檢測。提出適宜于抗菌金屬及其制品的抗菌性能檢測方法：采用貼膜法，抗菌金屬材料與菌液的作用時間為2h。經(jīng)實驗證明：該方法重復性好、再現(xiàn)性佳，3種不同抗菌劑處理的金屬材料抗菌率，其重復性分別為5.5%、5.6%和2.5%，同種抗菌劑處理的金屬材料抗菌率的再現(xiàn)性為5.5%，說明該方法能應用于抗菌金屬及相關材料抗菌性能檢測。

關鍵詞：

抗菌性能；金屬；檢測方法；抗菌材料

隨著社會生活資料的不斷豐富，人居環(huán)境的安全性及材料的抗菌功能日益受到重視；因此，新一代兼有抗菌性能的產(chǎn)品應運而生，在日常家具、廚具及衛(wèi)生用品方面展示出廣闊的市場前景[1]。抗菌材料是指那些具有抑菌和殺菌性能的功能材料，與普通材料相比，抗菌產(chǎn)品具有衛(wèi)生自潔功能，可免去許多清潔工作，能有效避免細菌傳播，減少交叉感染，對改善人們生活質(zhì)量，保護健康具有重要意義[2]。當前對于“抗菌材料”概念的過度炒作讓產(chǎn)品真假難辨，產(chǎn)品是否使用抗菌材料無從判斷，技術(shù)指標無法統(tǒng)一，技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督和管理很困難，消費者的合法權(quán)益難以得到保障，對抗菌制品存在信任危機。所謂的抗菌材料是否真正具有抗菌效果，抗菌性能究竟如何？建立一種抗菌材料的抗菌性能檢測方法尤為重要。一方面可以規(guī)范市場，提升產(chǎn)品品質(zhì)，另一方面則防止消費者掉入宣傳的套路中[3]。我國雖有SN/T2399———2010《抗菌金屬材料評價方法》[4]，但該標準內(nèi)容完全參照JISZ2801———2000《抗菌測試標準》[5]進行，JISZ2801———2000只有紡織品和塑料的抗菌性能檢測方法。本研究選擇可用于抗菌金屬抗菌性能檢測的標準ASTME2149-13a[6]和ISO22196———2011[7]進行復現(xiàn)，在此基礎上研究建立實驗室方法，并對該方法進行方法學考察，得出適合抗菌金屬材料的抗菌性能檢測方法。

1材料及方法

1.1試劑、材料和菌株營養(yǎng)肉湯、平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基（購自北京陸橋技術(shù)有限公司）；緩沖液（0.3mmol/LKH2PO4，自制）；覆蓋膜（聚乙烯薄膜，標準尺寸為（40±2）mm×（40±2）mm、厚度為0.05～0.10mm，用70%乙醇溶液浸泡1min，再用無菌水沖洗，自然干燥）；菌種（大腸埃希氏菌Escherichiacoli，ATCC25922）。

1.2儀器和設備培養(yǎng)箱（上海智誠ZSD-1270）；高壓蒸汽滅菌器（日本TomyES-315）；紫外分光光度計（日本島津UV-1700）；漩渦震蕩儀（廈門XW-80A）；水浴鍋（上海精宏DK-8B）。

1.3菌種活化與菌懸液制備將E.coli保藏菌轉(zhuǎn)接到營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基平板上，在（37±1）℃下培養(yǎng)24h，后每天轉(zhuǎn)接1次，不超過2周。試驗時應采用連續(xù)轉(zhuǎn)接2次后的新鮮細菌培養(yǎng)物（24h內(nèi)轉(zhuǎn)接的）。用接種環(huán)從營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基平板上取少量（刮1～2環(huán)）新鮮細菌，加入營養(yǎng)肉湯中培養(yǎng)18h，菌液用磷酸鹽緩沖液稀釋，直至菌液在475nm的吸光度為0.28±0.02；菌液再用磷酸鹽緩沖液稀釋1000倍，作為工作菌懸液。

1.4樣品金屬片：分別采用表面經(jīng)過抗菌處理（抗菌樣品）和未經(jīng)抗菌處理（對照樣）的直徑5cm圓形金屬片。

1.5抗菌性能檢測

1.5.1ASTME2149-13a分別將抗菌表面積約為25.8cm2的抗菌金屬樣品和對照金屬樣品，切割成表面積0.5cm2的小片，放入250mL滅菌三角燒瓶中，每個燒瓶加入（50±0.5）mL工作菌懸液。并在另一個空三角燒瓶中加入（50±0.5）mL菌懸液作為菌液空白對照，立即對空白對照的菌液作梯度稀釋并利用平板計數(shù)法對菌的含量計數(shù)，稀釋過程不能超過5min。將3個三角燒瓶放入恒溫振蕩器，用最大的震蕩速度震蕩（60±5）min，立即對每瓶菌液梯度稀釋至1000倍，并用平板計數(shù)法對每個梯度做菌落計數(shù)，每個梯度做3個平行，（36±1）℃培養(yǎng)24h。選擇30～300菌落數(shù)的平板進行計數(shù)，3個平行菌落數(shù)的平均數(shù)乘以稀釋倍數(shù)即為每毫升菌液的菌數(shù)。

1.5.2ISO22196———2011用平板計數(shù)法對工作菌懸液計數(shù)并作為菌液空白，同時分別取菌懸液0.2mL滴加在對照金屬片和抗菌金屬片上，對照金屬片做6個平行，每種抗菌金屬片樣品做3個平行，用滅菌鑷子夾起滅菌覆蓋膜分別覆蓋在對照金屬片和抗菌金屬片上，確保鋪平，使菌均勻接觸樣品，且菌液不要超過覆蓋膜邊緣。立即回收3個對照金屬片上的菌，用20mL磷酸緩沖液反復沖洗（最好用鑷子夾起薄膜沖洗）并收集液體，將收集液充分搖勻后，作梯度稀釋，取適宜稀釋的液體傾注平板計數(shù)瓊脂，在（36±1）℃下培養(yǎng)24h后菌落計數(shù)，作為對照樣0h的菌落數(shù)。將剩余的3片對照金屬片和抗菌金屬片小心置于滅菌平皿中，在（36±1）℃、相對濕度大于90%條件下培養(yǎng)，培養(yǎng)24h。培養(yǎng)完成后取出培養(yǎng)的樣品，采用相同方法沖洗金屬片及覆蓋膜并對收集液做菌落計數(shù)。

1.5.3本文改進方法同1.5.2，對照金屬片做9個平行，0，1，2h的各培養(yǎng)3個并作菌落計數(shù)；每種抗菌金屬片樣品做6個平行，3個培養(yǎng)1h，3個培養(yǎng)2h并作菌落計數(shù)。

2試驗結(jié)果及分析

ASTME2149-13a方法的抗菌性能檢測結(jié)果見表1，將抗菌金屬片做了各種抗菌處理，但是幾乎沒有抗菌效果，雖然該方法提出可用于表面有抗菌劑的固體（如金屬片，塑料，玻璃，芯片，或類似堅硬表面的材質(zhì)），但從本研究看來該方法不適合抗菌金屬片的檢測。ISO22196———2011法的抗菌性能檢測結(jié)果見表2，樣品在培養(yǎng)了24h后，菌液基本干了，因此洗脫液培養(yǎng)后都無菌落生長，只有對照樣-3有9CFU，乘以稀釋倍數(shù)20，計算出該金屬片上的菌為180CFU，而其他金屬片則是<20CFU。基于此在金屬片下墊一個無菌的材料作支撐，再在培養(yǎng)皿上滴5mL滅菌水，以保持平皿內(nèi)的濕度，培養(yǎng)24h，此時金屬片與覆蓋膜之間的菌液未干，洗脫后作菌落計數(shù)，結(jié)果見表3，培養(yǎng)24h后從金屬片和覆蓋膜上洗脫下來的菌太多，有些甚至無法計數(shù)，說明平皿內(nèi)濕度太高，又造成了菌的迅速增殖。由于ISO22196———2011法培養(yǎng)需要24h，要保證洗脫的回收率（對照樣0h的菌落數(shù)與菌液空白菌落數(shù)的百分比不能低于75%，對照樣品接觸24h后的菌落計數(shù)應不低于0h菌落計數(shù)的1/100）和菌液培養(yǎng)24h不干，試驗的難度很大。基于此，將培養(yǎng)時間從24h縮短到了1h和2h，考察短時作用下抗菌金屬片的抗菌效果；若短時作用下，抗菌金屬片仍能達到很好的抗菌效果，則說明該金屬片的抗菌性能很好，而且也減少了試驗的難度，增加了試驗的準確性。由表4可以看出，處理樣隨著處理時間改為1～2h，抗菌效果有提高。對照樣在1h時，菌落數(shù)下降不明顯，有些還有略微上升，這是因為菌有一定程度的增殖現(xiàn)象，而在2h時菌落數(shù)下降很明顯，可能是隨著時間的增長，水分蒸發(fā)，細菌的死亡速度超過了增殖速度。

微生物在相同的條件其生長情況都有可能不同，為滿足試驗的重復性和再現(xiàn)性，每個樣品至少要做3個以上平行，每個數(shù)據(jù)的相對偏差不能大于15%。本研究中每個樣品（對照和抗菌樣）都做了3個平行，包括每種接觸時間都分別做了3個平行，但ISO22196———2011法的重復性都不好，只有本文改進的方法滿足要求，1h的抗菌率相對偏差為7.4%、5.5%和6.0%；2h抗菌率相對偏差為5.5%、5.6%和2.5%；因此對抗菌效果最好的一種處理方法的抗菌材料做了再現(xiàn)性試驗。3次獨立的試驗，1h的抗菌率分別為47%、32%和41%，相對偏差7.55%，未超過15%；2h的抗菌率分別為71%、61%和59%，相對偏差5.48%也未超過15%，說明同種抗菌劑處理的金屬材料抗菌率的再現(xiàn)性為5.5%。由上可知，培養(yǎng)2h比1h的抗菌率高，基本能達到70%，而且2h時菌液也未干，因此將2h作為抗菌金屬抗菌性能檢測之反應時間（即作用時間），既能達到客觀評價抗菌制品的抗菌功能的目的，又能節(jié)省大量時間。解學魁[8]的研究也證明很多抗菌制品在與菌作用2h后抑菌率不再隨著作用時間的延長而明顯增加，如果延長作用時間，抑菌率雖可能有一定的提高，但卻大大增加了實驗時間，同時也為實驗的質(zhì)量控制提高了難度。

3結(jié)束語

ASTME2149-13a將抗菌金屬片做了各種抗菌處理，但是幾乎沒有抗菌效果，雖然該標準提出可用于表面有抗菌劑的固體（如金屬片，塑料，玻璃，芯片，或類似有堅硬表面的材質(zhì)）檢測，但從本研究看來該方法不適合抗菌金屬片，而本文改進方法相比ISO22196———2011法時間縮短至2h，但抗菌率達到60%~70%。說明本文改進方法更適合用于抗菌金屬片的抗菌性能檢測。

參考文獻

[1]季君暉，史維明.抗菌材料[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003：46-60.

[2]劉秀英，呂斌，郭紅蓮，等.我國抗菌產(chǎn)品性能檢測標準體系現(xiàn)狀[J].中國人造板，2009（8）：27-30.

[3]張曉，魯建國，劉皓男.家電產(chǎn)品抗菌、除菌檢測方法綜述[C]∥2012年中國家用電器技術(shù)大會集，2012：621-623.

[4]抗菌金屬材料評價方法：SN/T2399—2010[S].北京：中國質(zhì)檢出版社，2010.

作者：葉德萍 周李華 王智 馬麗俠 譚和平 單位：中國測試技術(shù)研究院