银离子抗菌剂的抗菌原理是什么？

2022-05-30
与天然抗菌剂和有机抗菌剂相比，无机抗菌剂具有耐温高、不挥发等良好的加工性能，能赋予制品安全持续的抗菌效果，不会使细菌产生耐药性。且无机抗菌剂能用于塑料、涂料、建材、纺织品等多种加工中，已成为抗菌剂的主流。而无机金属离子抗菌剂是应用最广泛的无机抗菌剂。
无机金属离子抗菌剂是指以金属离子作为抗菌活性中心，通过离子交换法、吸附法和熔融法等方式负载到玻璃、磷酸锆、沸石等基体上，控制金属离子的释放速度来实现持续稳定的抗菌活性的一种抗菌剂。金属离子的抗菌活性强弱如下:Ag+> Hg2+ >Cu2+ >Cd2+>Cr3+> Ni2+>Pb2+ >Co2+>Zn2+>Fe3+
但科学家们研发抗菌剂时发现，铅、汞和镉等金属离子都具有较高毒性和致癌性；铜离子颜色深，应用范围受限；锌离子和三价铁的抗菌活性较低。而银离子在对人体安全的前提下又有超高的抗菌活性，是开发抗菌剂的首选。
很久之前，银就是抗菌的主角。追溯到公元前10年，古希腊和古罗马贵族就用银器来保存水和其他液体；中世纪的富人们也会用银器躲避瘟疫感染，19世纪时，美国的开拓者会在饮水桶中放入银币减少细菌引发的疾病。
20世纪开始，银广泛的用于医疗，被医生用于治疗伤口以及制作外科手术服；20世纪40年代，有机杀菌剂逐渐取代银的许多应用，但随之研究发现细菌会对杀菌剂产生耐药性；幸好与之同时，科学家发现Ag+的配合物在抗菌领域能发挥事半功倍的作用，并展开了相关研究；在1983年，日本终于开发出了耐热性加工性能出色、能够应用于塑料、涂料、橡胶等各种行业的无机银抗菌剂。而在今天，无机银系抗菌剂因为其广谱抗菌，优良的加工性能，和被历史证明的安全性，在抗菌界有着举足轻重的地位。
根据文献报道，银离子抗菌剂/银系抗菌剂的抗菌原理主要有以下五种：

1、与细胞壁作用：细菌细胞膜带有负电荷，银离子Ag+能依靠库伦引力牢固吸附细胞膜，与细胞壁发生肽聚糖反应，造成细菌固有成分被破坏或生产功能障碍。Ag+进一步穿透细胞壁，导致细胞壁的破裂，细胞质外流，最终使细菌死亡。



2、与酶或蛋白质作用：Ag+穿透细胞壁进入胞内，与细菌等体内的一些基团结合，如巯基(-SH)，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，蛋白酶丧失活性，细胞丧失分裂增殖能力而死亡。



3、电场吸附作用：Ag+积聚在细胞膜表面，影响细菌的膜通透性，同时能破坏微生物电子传输系统、物质传送系统。



4、与DNA作用：Ag+能阻断ATP的生产，破坏DNA的复制；Ag+能产生活性氧自由基ROS，与DNA相结合，置换DNA分子双螺旋结构中的氢，从而导致细菌DNA分子结构变形，抑制DNA、RNA、蛋白质的合成，使细菌失活。



5、催化作用：Agn+能起到催化活性中心的作用，能激活周围的氧，产生羟基自由基（· OH ）及活性氧离子（O 2-），具有很强的氧化还原作用，破坏微生物细胞的增殖能力，抑制或杀灭细菌。相对于低价态的银，高价态银的还原势极高，更易使其周围空间产生活性氧，而具有高效抗菌作用，抗菌活性按下列顺序递减：Ag 3+＞Ag 2+ ＞Ag+。




疫情唤起了人们对微小生物的警惕心，后疫情时代，保持生活空间的清洁成了家家户户的基本需求。抗菌加工已应用到日用家电、厨房卫浴、食品医疗和建筑建材等多个领域，越来越多的人对抗菌、防霉、抗病毒有所了解。据日本抗菌制品技术协议会（SIAA）统计，仅日本2020年抗菌制品的销售额就高达2万亿日元。中国也一直致力于抗菌知识的推广和普及、提高消费者对抗菌产品的认知度，安全合理的应用抗菌技术已成为抗菌制品企业及消费者的共识。


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