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        無患子皂苷-納米銀抑菌洗滌劑的制備及其抑菌性能研究

        2017-11-22 10:38:23歐霖拱
        福建輕紡 2017年11期

        歐霖拱

        (福建省輕工業(yè)研究所,福建 福州 350005)

        無患子皂苷-納米銀抑菌洗滌劑的制備及其抑菌性能研究

        歐霖拱

        (福建省輕工業(yè)研究所,福建 福州 350005)

        本研究首次制備出無患子皂苷-納米銀抑菌洗滌劑,并借助紫外-可見分光光譜(UV-Vis)、透射電子顯微鏡(TEM)考察了納米銀的粒徑、洗滌劑中主要活性成分脂肪醇醚硫酸鈉(AES)與脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)對(duì)納米銀的影響,最后通過平板計(jì)數(shù)法研究了納米銀顆粒及無患子納米銀抑菌洗滌劑對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌性。結(jié)果表明:TEM圖表明納米銀的粒徑在10~15nm之間;洗滌劑中納米銀仍保持較好的穩(wěn)定性;當(dāng)納米銀的濃度為2.5mg/L時(shí),對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率為100%;配制的堿性及酸性無患子納米銀洗滌劑對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率分別為56.5%和60.0%。

        無患子皂苷;納米銀;抑菌性能;洗滌劑

        在醫(yī)療工作中使用的紡織品,包括病人衣被、醫(yī)護(hù)人員手術(shù)衣等,在被患者的血液、體液、排泄物污染后,可能攜帶104~106菌落/cm2(4~6log10/cm2)病菌,并且具有交叉?zhèn)魅拘?,必須進(jìn)行洗滌消毒處理[1]。

        目前用于醫(yī)用織物的洗滌劑以化學(xué)洗滌劑為主,容易造成二次水污染[2],氨基酸表面活性劑的使用會(huì)導(dǎo)致洗滌廢水氨氮量高,在厭氧細(xì)菌作用下,易生惡臭物質(zhì),使水質(zhì)變壞[3];磷酸鹽表面活性劑、三聚磷酸鈉等的使用導(dǎo)致洗滌劑廢水磷含量高,使水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致赤潮、藻華的形成[4-5];以陰離子表面活性劑(LAS)為主的表面活性劑,LAS進(jìn)入水體后與有機(jī)物反應(yīng),增大污染面積,使污水處理難度增大[6-7]。

        市面上尚未有針對(duì)醫(yī)用織物的無患子洗滌劑銷售,盡管無患子皂苷本身具有抑菌能力,但仍然無法滿足醫(yī)用織物的抗菌要求。有關(guān)研究表明,納米銀具有廣譜殺菌能力,可以通過與細(xì)菌的呼吸酶結(jié)合來殺死細(xì)菌,更加安全、無毒、無副作用[8]。利用較為穩(wěn)定的納米銀顆粒來取代銀離子作為無機(jī)抗菌材料添加劑,在無患子洗滌劑中引入少量穩(wěn)定的納米銀,有望提高洗滌劑的抑菌消毒性能,因此在抑菌材料領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 試劑與儀器

        無患子提取液,福建省輕工業(yè)研究所;硝酸銀(AgNO3,99.9%),分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;脂肪醇醚硫酸鈉(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、檸檬酸鈉,分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;金黃色葡萄球菌,廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院環(huán)境與應(yīng)用微生物研究所提供,本實(shí)驗(yàn)室保存;瓊脂、酵母粉、牛肉膏、蛋白胨,生化試劑,廣東環(huán)凱微生物科技有限公司。

        Evolution220紫外可見分光光度計(jì),美國(guó)賽默飛世爾科技公司;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋,國(guó)華電器有限公司;SW-CJ-1FD超凈工作臺(tái),蘇州凈化設(shè)備有限公司;SPX-150B-Z生化培養(yǎng)箱,上海博迅實(shí)業(yè)有限公司;BSA224S電子天平,賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;KQ5200DE數(shù)控超聲波清洗器,昆山超聲儀器有限公司。

        1.2 實(shí)驗(yàn)方法

        1.2.1 納米銀的制備

        取一定量的無患子提取液于錐形瓶中,置于一定溫度油浴鍋中,預(yù)熱10min,然后加入一定濃度的AgNO3溶液,磁力攪拌條件下反應(yīng)6.5h,即得到無患子納米銀溶液。

        1.2.2 無患子納米銀洗滌劑的制備

        首先,將定量的檸檬酸鈉與EDTA溶于去離子水中,放在4℃冰箱中備用。然后,在1L的燒杯中加入一定體積的純凈水,依次加入110g AES、80g AEO-9,攪拌半小時(shí)后加入檸檬酸鈉溶液、EDTA溶液,用醇胺和檸檬酸調(diào)pH。最后,在上述溶液中加入新鮮制備的納米銀溶液并加入一定量的香料,再加入定量的去離子水,使溶液維持在1000g,經(jīng)過以上步驟相應(yīng)地制備出無患子納米銀洗滌劑。

        1.2.3 無患子納米銀洗滌劑的表征

        紫外-可見(UV-Vis)光譜掃描分析:將不同條件下制備的納米銀溶液稀釋適當(dāng)?shù)谋稊?shù)后倒入石英比色皿中,用紫外-可見分光光度計(jì)進(jìn)行掃描,掃描波長(zhǎng)范圍為300~800nm,掃描步長(zhǎng)為1nm,觀察納米銀的表面等離子共振吸收峰。

        透射電子顯微鏡(TEM)觀察:將制得的納米銀溶液稀釋到合適倍數(shù),然后用夾著銅網(wǎng)的鑷子夾浸入到溶液中,反復(fù)撈取數(shù)次,直到銅網(wǎng)上附著有可見的液滴。然后將鑷子平放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,自然風(fēng)干。用場(chǎng)發(fā)射透射電鏡在300kV加速電壓下對(duì)樣品進(jìn)行觀察。

        1.2.4 納米銀及無患子納米銀洗滌劑的抑菌性能評(píng)價(jià)

        目前通常用最小抑菌濃度(MIC)來評(píng)價(jià)抑菌劑的抑菌性,是指令細(xì)菌終止發(fā)育或分裂的最低抑菌劑濃度。實(shí)驗(yàn)采用固體培養(yǎng)基法(平板計(jì)數(shù)法),是將待測(cè)樣品經(jīng)適當(dāng)稀釋之后,其中的微生物充分分散為單個(gè)細(xì)胞,取一定量的稀釋液涂布到平板上,經(jīng)過培養(yǎng),由每個(gè)單細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖而形成肉眼可見的菌落,即一個(gè)單菌落應(yīng)代表原樣品的一個(gè)單細(xì)胞。統(tǒng)計(jì)菌落數(shù),根據(jù)其稀釋倍數(shù)和取樣接種量即可換算出樣品中的含菌數(shù)。對(duì)比空白組和洗滌劑組的菌落數(shù),由式(1-1)可以計(jì)算出無患子納米銀洗滌劑的抑菌性能。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 納米銀的TEM圖

        圖1 納米銀顆粒的TEM圖

        通過TEM可以觀察納米銀的粒徑分布,從圖1可以看出,由無患子提取液合成的納米銀粒徑基本都在10~15nm左右,一方面,由于無患子提取液中含有一種天然的非離子型表面活性劑——無患子皂苷,使得制備出的納米銀分散性較好。另一方面,從圖中可以看出納米銀的粒徑很小,說明它的抑菌能力很強(qiáng)。

        2.2 洗滌劑成分對(duì)納米銀的影響

        本研究利用無患子洗滌劑制備出納米銀,考察了洗滌劑的主要活性成分對(duì)納米銀的影響。從圖2(a)中可以看出,將定量的無患子納米銀溶液加入到AES中,震蕩數(shù)分鐘然后測(cè)吸收光譜,在419nm處仍然有很強(qiáng)的吸收峰,說明AES對(duì)納米銀沒有任何影響。可能是因?yàn)锳ES本身是一種陰離子表面活性劑,在納米銀的制備過程中具有分散的作用,因此不會(huì)對(duì)納米銀產(chǎn)生影響。對(duì)于圖2(b),AEO-9是與無患子皂苷同一類的非離子型表面活性劑,雖然結(jié)構(gòu)不同,但具有相似的性質(zhì),在溶劑中不會(huì)發(fā)生電離現(xiàn)象,因此可以看出AEO-9對(duì)納米銀液也沒有影響??偠灾捎谙礈靹┲械幕钚猿煞謱?duì)納米銀無任何負(fù)影響,為后續(xù)無患子納米銀洗滌劑的制備提供了基礎(chǔ)。

        2.3 無患子納米銀洗滌劑的抑菌性能

        將制備的無患子納米銀洗滌劑通過調(diào)節(jié)pH制備出堿性與酸性洗滌劑,并用平板計(jì)數(shù)法對(duì)洗滌劑的抑菌性能進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)果如表1。

        從表中可以看出,配制的堿性及酸性無患子納米銀洗滌劑原液對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率分別達(dá)56.5%、60.0%;將原液稀釋到100倍,仍有40.9%、48.8%的抑菌率;再將原液稀釋到1000倍,依然有30.6%、45.2%的抑菌率。

        3 結(jié)論

        (1)在無患子提取液中制備出10~15nm左右的納米銀,并通過考察抑菌實(shí)驗(yàn)和抑菌能力學(xué)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)含有納米銀的無患子液具有很強(qiáng)的抑菌性能。

        (2)通過將無患子納米銀溶液加入到洗滌劑的配方中,制備出的無患子納米銀抑菌洗滌劑,對(duì)金黃色葡萄球菌有很強(qiáng)抑菌能力,因此在醫(yī)用布草洗滌方面具有很好的應(yīng)用前景。

        圖2 AES、AEO-9對(duì)納米銀顆粒的影響

        表1 無患子抑菌洗滌劑對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌效果

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        10.3969/j.issn.1007-550X.2017.11.002

        TQ649.6+ 9

        A

        1007-550X(2017)11-0030-03

        2017-08-30

        歐霖拱(1969- ),男,福建福州人,高級(jí)工程師,主要從事日用化工產(chǎn)品的研究與開發(fā)工作。

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