抗菌技术之对比分析

2024-02-26 15:50
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抗菌技术之对比分析

抗菌与消毒的区别？

抗菌指的是：持续不断杀灭细菌的功能。消毒指的是：瞬间杀灭细菌的功能。

从字面我们就可以看出它们之间的区别，即“消毒”是一个很短暂的瞬间，而“抗菌”则是一个比较长的阶段。因此，抗菌是比消毒更高一个层次的概念。

市场上的抗菌技术主要有哪些？

抗菌技术的发展也是人类与细菌博弈的历史，数百年来，全球抗菌技术在一场又一场的疫情面前不断发展与变革。近五六十年是抗菌技术发展最快的时期。

“抗菌技术”，从时间年代来分，主要可以分为：1-6代。分别包括：酒精、次氯酸钠、对氯间二甲苯酚、光触媒、负离子、银离子、氧化锌、稀土、壳聚糖、纳米盐等。从工作原理属性上可以分为：化学杀菌和物理杀菌。

酒精

酒精，学名乙醇（ethanol），是有机化合物，分子式C2H6O。酒精在常温常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，低毒性，纯液体不可直接饮用；具有特殊香味，并略带刺激；微甘，并伴有刺激的辛辣滋味。易燃，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物，能与水以任意比互溶。

75%的酒精用于消毒。这是因为，过高浓度的酒精会在细菌表面形成一层保护膜，阻止其进入细菌体内，难以将细菌彻底杀死。若酒精浓度过低，虽可进入细菌，但不能将其体内的蛋白质凝固，同样也不能将细菌彻底杀死。其中75%的酒精消毒效果最好。

酒精属于液态消毒剂，它有两层含义：第一、酒精在液态下才具有杀菌功能，挥发成气态后不具备任何杀菌之功能。第二、酒精具有瞬间消毒的功能，却没有抗菌之功能。

对氯间二甲苯酚

对氯间二甲苯酚是一种有机化合物，分子式为C8H9CIO，化学性质稳定，易溶于醇、醚、聚二醇等有机溶剂和强碱水溶液。对多数革兰氏阳性、阴性菌，真菌，霉菌都有杀灭功效，它可作为防霉抗菌剂广泛应用于消毒或个人护理用品，如去屑香波，洗手液、肥皂和其它卫生用品等抗菌洗涤剂中。也可以作为防腐剂和防霉剂用于胶水、涂料、油漆、纺织、皮革、造纸等工业领域。

对氯间二甲苯酚有特殊臭味，极稀的溶液有甜味，腐蚀性极强，化学反应能力强。对氯间二甲基苯酚一般具有中等到低毒性，但会引起严重的眼部刺激，通过呼吸渠道摄入具有低毒，此外还会引起轻微的皮肤刺激。在环境中，对氯间二甲基苯酚的毒性根据物种的不同而不同，对鸟类基本无毒, 对淡水无脊椎动物有中等毒性, 对鱼类则有剧毒。

对氯间二甲苯酚的副作用也非常大，这种药物在进入人体之后，可以导致食管和肠胃的黏膜细胞坏死，这就会使患者出现食道灼伤，并且还会使患者出现中毒性肠炎。除此之外，这种药物还会导致身体的肠均衡失调，这就会对消化系统造成非常严重的影响。并且这种药物还有可能造成患者出现急性呼吸衰竭，急性肾功能衰竭等疾病，会严重的危害生命安全。

次氯酸钠

次氯酸钠，化学分子式：NaClO，微白色粉末，有似氯气的气味。属于强氧化剂主要用于漂白、工业废水处理、造纸、纺织、制药、精细化工、卫生消毒等众多领域。

次氯酸钠不燃，但具有强腐蚀性，可致人体灼伤，具有致敏性。经常用手接触本品的工人，手掌大量出汗，指甲变薄，毛发脱落。本品有致敏作用。本品与盐酸混合放出的氯气有可能引起中毒。所以，家用洁厕精不可以和84消毒液（主要成分就是次氯酸钠）混用，否则会生成氯气，可能导致中毒。

光触媒

光触媒也叫光催化剂，是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称。具有代表性的光触媒材料是二氧化钛，它能在光照射下产生强氧化性的物质（如羟基自由基、氧气等），并且可用于分解有机化合物、部分无机化合物、细菌及病毒等。日常生活中，光触媒能有效地降解空气中有毒有害气体如甲醛等，高效净化空气；同时，能够杀灭细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。

早期的光触媒以氧化锌为基底，1967年，日本东京大学的本多建一教授和博士生藤岛昭发现用光照射二氧化钛（TiO2）电极可进行水的电解反应，打开了二氧化钛在光催化领域应用的大门。

热力学理论表明，分布在表面的光生空穴因具有很强的吸电子能力，可将吸附在TiO2表面上的OH-和H2O分子氧化成羟基自由基等。羟基自由基的氧化能力极强，可强效分解各种具有不稳定化学键的有机化合物和部分无机物，将其最终降解为H2O、CO2等无害的小分子物质，并可破坏细菌的细胞膜和凝固病毒的蛋白质载体。

光触媒工作，需要阳光紫外线，激发二氧化钛。因此，室内物品由于接触阳光的时间很短，很多甚至终年不能接触到阳光，这部分物品，光触媒很难发挥作用。

负离子

负离子又叫阴离子，是指原子由于外界作用得到一个或几个电子，使其最外层电子数达到稳定结构。原子半径越小的原子其得电子能力越强，金属性也就越弱。阴离子是带负电荷的离子，核电荷数=质子数<核外电子数，所带负电荷数等于原子得到的电子数。

负电荷能中和污染物中带正电荷的微粒，令其失去电性。负离子能与空气中的有机物起氧化作用，从而消除空气中各种难闻的气味，因而具有清洁空气的作用。小的空气负离子与荷正电及未荷电的污染物相互作用，使其聚集成大离子而沉降，尤其对小至0.01微米的微粒和工业上难以除去的飘尘，有明显的沉降去除的效果。负离子还可以在一定程度上抑制细菌、病毒的生长，消除对人群的致病因素。

很多人误会了负离子的抗菌原理，负离子的产生需要外力轰击，产生负离子、过氧化氢和臭氧。负离子本身并不能杀菌，能杀菌的是两个伴随产物：过氧化氢和臭氧。通过氧化还原反应，令细胞脱水死亡。但是过氧化氢和臭氧对人体是有害的。

银离子

银离子是银原子失去一个或一个以上电子形成的带正电荷的阳离子，如Ag+、Ag2+ 、Ag3+等。通常以水溶液形式存在。银离子为携带正电荷的阳离子，经化学反应发生电子转移形成，通常以水溶液形式存在。

银的化学结构决定了银具有较高的催化能力，高氧化态银的还原势极高，足以使其周围空间产生原子氧。原子氧具有强氧化性可以灭菌，Ag+可以强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基（-SH），迅速与其结合在一起，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡。

银离子抗菌剂作用机理有以下几个方面：1、干扰细胞壁的合成。2、可损伤细胞膜。3、抑制蛋白质的合成。4、干扰核酸的合成。

银离子属于重金属，离子状态下的重金属极易被人体皮肤的毛孔吸收。但是重金属离子却不能被人体消化吸收，因此只能在肾部沉积。时间一长，如果累积到一定的量，就有可能影响和损伤人体的免疫系统、神经系统、生殖系统等器官。

氧化锌

氧化锌是一种无机物，化学式为ZnO，是锌的一种氧化物。难溶于水，可溶于酸和强碱。氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。

纳米氧化锌是稳定的化合物，可以提供广谱的紫外保护（UVA和UVB），同时还有抗菌和抗炎的作用，但它们特别小的尺寸，使得它们有更高的化学活性，也可能被人体吸收，从而对人体和环境有着潜在的危害，因此对于纳米级氧化锌的使用还存在着很大的争议。比如欧盟在2004年的时候说纳米氧化锌会被吸收，而且可能会引起DNA损伤。

稀土

稀土（Rare earth）是元素周期表中的镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。自然界中有250 种稀土矿。随着材料科学的发展，近年来功能复合陶瓷备受关注，稀土掺杂在功能复合陶瓷的开发研究方面也取得了较大进展。

近年的研究还表明，稀土在生物陶瓷、抗菌陶瓷等新型陶瓷材料中也有着独特的作用。由于稀土元素可与银、锌、铜等过渡元素协同增效，开发的稀土复合磷酸盐抗菌可使陶瓷表面产生大量的羟基自由基，从而增强了陶瓷的抗菌性能。

壳聚糖

壳聚糖，英文名chitosan，分子式（C6H11NO4）N，为天然多糖甲壳素脱除部分乙酰基的产物，具有生物降解性、生物相容性、无毒性、抑菌、抗癌、降脂、增强免疫等多种生理功能。

纯净的壳聚糖为白色或灰白色半透明的片状固体，溶于稀酸呈黏稠状。甲壳素在反应中生成带正电荷的阳离子基团，溶解后的壳聚糖呈凝胶状态，具有较强的吸附能力。

壳聚糖具有较强的抗真菌性。在人对46种真菌的抑菌实验中发现：壳聚糖对薄状菌属、脉孢菌属、座线孢菌属等32种真菌具有抑制作用。一般地，当壳聚糖的浓度达到100μg/mL时，即可表现出抗真菌性，且抗真菌性与壳聚糖颗粒的大小成反比。

纳米盐

纳纳米盐，英文名Nano Salt，是一种复配聚合盐，主要用于抗菌、消毒、除臭味等领域，不同于其它化学杀菌，纳米盐属于近几年兴起的物理抗菌范畴。水溶性，液体呈淡黄色。

烷基，英文名Alkyl，属于饱和烃基，是烷烃分子中少了一个氢原子而形成的烃基。烷基含有碳、氢两种原子，属于链状有机基团。硅基指的是通过对有机基的聚合改造，使之与硅原子相连接，形成高粘度化合物。烷基与硅基的改性组合，加上复配的抗菌因子，造就了纳米盐独有的拉丝成膜能力强、针刺密度大、不形成耐药性，以及耐久性、耐温性优异，安全系数高等特点。

液态的纳米盐在气化过程中，液体中的溶质大分子迅速拉丝，在物体表面形成磁膜层。磁膜层带正电荷，能持续吸引带负电荷的细菌、病菌靠近，牢牢吸附，使其不能呼吸与代谢。磁膜层上拉丝形成的数以亿计的针刺，能刺穿病菌的细胞壁，令其胞液流出，整体失去活性而死亡。

纳米盐杀菌具有：广谱、长效、安全无毒等特点。由于纳米盐采用的是物理针刺破壁杀菌，没有化学反应，细菌不产生记忆，因此不会产生耐药性。当细菌变异后，传统小分子渗入式杀菌方式会被变异菌成功躲过，但是由于细菌本身携带负电荷，就无法绕过纳米盐磁膜层的正电吸引，和纳米针刺的刺穿。

由于相较传统抗菌方式优势明显，目前，纳米盐新技术已经开始在布艺、板材、金属、塑料、涂料，以及环境等众多行业领域全面投入使用，并取得了非常不错的市场口碑。

抗菌技术的对比分析

不同底层技术的抗菌剂，其性态不同，工作原理不同，适用的领域也不尽相同。随着科技的发展，新的抗菌原理与抗菌剂在不断涌现，推动着抗菌行业的变革。

接下来，我们就对上述十种抗菌剂的性态与关键参数做一个对比分析。

对比分析表里，我们可以非常清晰直观地看到不同抗菌剂的特点，在选择的时候可以加以注意。

抗菌技术领域的风险与隐患

由于普通消费者不具备专业知识与判断力，而目前，相关的法律法规还不完善，传统抗菌剂的副作用尚未引起广大用户的注意。

早期的杀菌技术，对于人体的健康考虑较少，一般具有低毒性。人体不可以长时间接触。比如：银离子、纳米银、纳米铜等杀菌技术，其主要工作元素属于重金属，研究表明：纳米级重金属的径粒微小，极易被人体皮肤吸收，损伤肝细胞与神经细胞。严重时，纳米级重金属径粒还会干扰男性精子，直接进入胎盘，并进入破坏人类的DNA。