抗菌金屬材料抗菌性能檢測(cè)范文

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摘要：

為建立檢測(cè)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(duì)抗菌金屬的抗菌性能和適用性進(jìn)行比對(duì)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(cè)。提出適宜于抗菌金屬及其制品的抗菌性能檢測(cè)方法：采用貼膜法，抗菌金屬材料與菌液的作用時(shí)間為2h。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明：該方法重復(fù)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(fù)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(shuō)明該方法能應(yīng)用于抗菌金屬及相關(guān)材料抗菌性能檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：

抗菌性能；金屬；檢測(cè)方法；抗菌材料

隨著社會(huì)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(yīng)運(yùn)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(chǎng)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(xì)菌傳播，減少交叉感染，對(duì)改善人們生活質(zhì)量，保護(hù)健康具有重要意義[2]。當(dāng)前對(duì)于“抗菌材料”概念的過(guò)度炒作讓產(chǎn)品真假難辨，產(chǎn)品是否使用抗菌材料無(wú)從判斷，技術(shù)指標(biāo)無(wú)法統(tǒng)一，技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督和管理很困難，消費(fèi)者的合法權(quán)益難以得到保障，對(duì)抗菌制品存在信任危機(jī)。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(cè)方法尤為重要。一方面可以規(guī)范市場(chǎng)，提升產(chǎn)品品質(zhì)，另一方面則防止消費(fèi)者掉入宣傳的套路中[3]。我國(guó)雖有SN/T2399———2010《抗菌金屬材料評(píng)價(jià)方法》[4]，但該標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容完全參照J(rèn)ISZ2801———2000《抗菌測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)》[5]進(jìn)行，JISZ2801———2000只有紡織品和塑料的抗菌性能檢測(cè)方法。本研究選擇可用于抗菌金屬抗菌性能檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)ASTME2149-13a[6]和ISO22196———2011[7]進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上研究建立實(shí)驗(yàn)室方法，并對(duì)該方法進(jìn)行方法學(xué)考察，得出適合抗菌金屬材料的抗菌性能檢測(cè)方法。

1材料及方法

1.1試劑、材料和菌株?duì)I養(yǎng)肉湯、平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基（購(gòu)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(biāo)準(zhǔn)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(wú)菌水沖洗，自然干燥）；菌種（大腸埃希氏菌Escherichiacoli，ATCC25922）。

1.2儀器和設(shè)備培養(yǎng)箱（上海智誠(chéng)ZSD-1270）；高壓蒸汽滅菌器（日本TomyES-315）；紫外分光光度計(jì)（日本島津UV-1700）；漩渦震蕩儀（廈門(mén)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(yíng)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(guò)2周。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)采用連續(xù)轉(zhuǎn)接2次后的新鮮細(xì)菌培養(yǎng)物（24h內(nèi)轉(zhuǎn)接的）。用接種環(huán)從營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基平板上取少量（刮1～2環(huán)）新鮮細(xì)菌，加入營(yíng)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(guò)抗菌處理（抗菌樣品）和未經(jīng)抗菌處理（對(duì)照樣）的直徑5cm圓形金屬片。

1.5抗菌性能檢測(cè)

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(duì)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(gè)燒瓶加入（50±0.5）mL工作菌懸液。并在另一個(gè)空三角燒瓶中加入（50±0.5）mL菌懸液作為菌液空白對(duì)照，立即對(duì)空白對(duì)照的菌液作梯度稀釋并利用平板計(jì)數(shù)法對(duì)菌的含量計(jì)數(shù)，稀釋過(guò)程不能超過(guò)5min。將3個(gè)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(duì)每瓶菌液梯度稀釋至1000倍，并用平板計(jì)數(shù)法對(duì)每個(gè)梯度做菌落計(jì)數(shù)，每個(gè)梯度做3個(gè)平行，（36±1）℃培養(yǎng)24h。選擇30～300菌落數(shù)的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，3個(gè)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(jì)數(shù)法對(duì)工作菌懸液計(jì)數(shù)并作為菌液空白，同時(shí)分別取菌懸液0.2mL滴加在對(duì)照金屬片和抗菌金屬片上，對(duì)照金屬片做6個(gè)平行，每種抗菌金屬片樣品做3個(gè)平行，用滅菌鑷子夾起滅菌覆蓋膜分別覆蓋在對(duì)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(guò)覆蓋膜邊緣。立即回收3個(gè)對(duì)照金屬片上的菌，用20mL磷酸緩沖液反復(fù)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(jì)數(shù)瓊脂，在（36±1）℃下培養(yǎng)24h后菌落計(jì)數(shù)，作為對(duì)照樣0h的菌落數(shù)。將剩余的3片對(duì)照金屬片和抗菌金屬片小心置于滅菌平皿中，在（36±1）℃、相對(duì)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(duì)收集液做菌落計(jì)數(shù)。

1.5.3本文改進(jìn)方法同1.5.2，對(duì)照金屬片做9個(gè)平行，0，1，2h的各培養(yǎng)3個(gè)并作菌落計(jì)數(shù)；每種抗菌金屬片樣品做6個(gè)平行，3個(gè)培養(yǎng)1h，3個(gè)培養(yǎng)2h并作菌落計(jì)數(shù)。

2試驗(yàn)結(jié)果及分析

ASTME2149-13a方法的抗菌性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1，將抗菌金屬片做了各種抗菌處理，但是幾乎沒(méi)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(jiān)硬表面的材質(zhì)），但從本研究看來(lái)該方法不適合抗菌金屬片的檢測(cè)。ISO22196———2011法的抗菌性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)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(wú)菌落生長(zhǎng)，只有對(duì)照樣-3有9CFU，乘以稀釋倍數(shù)20，計(jì)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(gè)無(wú)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(shí)金屬片與覆蓋膜之間的菌液未干，洗脫后作菌落計(jì)數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表3，培養(yǎng)24h后從金屬片和覆蓋膜上洗脫下來(lái)的菌太多，有些甚至無(wú)法計(jì)數(shù)，說(shuō)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(duì)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(duì)照樣品接觸24h后的菌落計(jì)數(shù)應(yīng)不低于0h菌落計(jì)數(shù)的1/100）和菌液培養(yǎng)24h不干，試驗(yàn)的難度很大。基于此，將培養(yǎng)時(shí)間從24h縮短到了1h和2h，考察短時(shí)作用下抗菌金屬片的抗菌效果；若短時(shí)作用下，抗菌金屬片仍能達(dá)到很好的抗菌效果，則說(shuō)明該金屬片的抗菌性能很好，而且也減少了試驗(yàn)的難度，增加了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。由表4可以看出，處理樣隨著處理時(shí)間改為1～2h，抗菌效果有提高。對(duì)照樣在1h時(shí)，菌落數(shù)下降不明顯，有些還有略微上升，這是因?yàn)榫幸欢ǔ潭鹊脑鲋超F(xiàn)象，而在2h時(shí)菌落數(shù)下降很明顯，可能是隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，水分蒸發(fā)，細(xì)菌的死亡速度超過(guò)了增殖速度。

微生物在相同的條件其生長(zhǎng)情況都有可能不同，為滿足試驗(yàn)的重復(fù)性和再現(xiàn)性，每個(gè)樣品至少要做3個(gè)以上平行，每個(gè)數(shù)據(jù)的相對(duì)偏差不能大于15%。本研究中每個(gè)樣品（對(duì)照和抗菌樣）都做了3個(gè)平行，包括每種接觸時(shí)間都分別做了3個(gè)平行，但I(xiàn)SO22196———2011法的重復(fù)性都不好，只有本文改進(jìn)的方法滿足要求，1h的抗菌率相對(duì)偏差為7.4%、5.5%和6.0%；2h抗菌率相對(duì)偏差為5.5%、5.6%和2.5%；因此對(duì)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(yàn)。3次獨(dú)立的試驗(yàn)，1h的抗菌率分別為47%、32%和41%，相對(duì)偏差7.55%，未超過(guò)15%；2h的抗菌率分別為71%、61%和59%，相對(duì)偏差5.48%也未超過(guò)15%，說(shuō)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(dá)到70%，而且2h時(shí)菌液也未干，因此將2h作為抗菌金屬抗菌性能檢測(cè)之反應(yīng)時(shí)間（即作用時(shí)間），既能達(dá)到客觀評(píng)價(jià)抗菌制品的抗菌功能的目的，又能節(jié)省大量時(shí)間。解學(xué)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(shí)間的延長(zhǎng)而明顯增加，如果延長(zhǎng)作用時(shí)間，抑菌率雖可能有一定的提高，但卻大大增加了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，同時(shí)也為實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量控制提高了難度。

3結(jié)束語(yǔ)

ASTME2149-13a將抗菌金屬片做了各種抗菌處理，但是幾乎沒(méi)有抗菌效果，雖然該標(biāo)準(zhǔn)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(jiān)硬表面的材質(zhì)）檢測(cè)，但從本研究看來(lái)該方法不適合抗菌金屬片，而本文改進(jìn)方法相比ISO22196———2011法時(shí)間縮短至2h，但抗菌率達(dá)到60%~70%。說(shuō)明本文改進(jìn)方法更適合用于抗菌金屬片的抗菌性能檢測(cè)。

參考文獻(xiàn)

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

[4]抗菌金屬材料評(píng)價(jià)方法：SN/T2399—2010[S].北京：中國(guó)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(guó)測(cè)試技術(shù)研究院