抗菌纖維的抑菌性研究

抗菌纖維的抑菌性研究

通過整理抗菌纖維和織物，提高抗菌紡織品是生產(chǎn)抗菌紡織品的兩種方法。相比而言,利用抗菌纖維開發(fā)抗菌紡織品可賦予產(chǎn)品較好的舒適性和功能耐久性,是一種比較有優(yōu)勢的技術(shù)手段。制取抗菌纖維的方法很多,抗菌效果也會因其抗菌成分、抗菌機理的不同而不同。要實現(xiàn)產(chǎn)品的抗菌功能,作為功能組分的抗菌纖維在制品中的含量根據(jù)其抗菌性能的不同而有所不同,即抗菌效果“好”的纖維,可以少用些,而抗菌效果“較差”的纖維,在加工抗菌織物時,就要多用些,才能滿足抗菌紡織品的標準要求。如果制品抗菌性沒有達到標準要求的抗菌效果,即使加工時使用了抗菌纖維,也不能稱之為抗菌紡織品。本文對市場上4種抗菌纖維——鍍銀纖維、抗菌滌綸纖維、盈甲殼100純甲殼素纖維及黑竹炭纖維的抗菌性進行試驗研究,定性和定量地測試各纖維的抗菌性能,摸索抗菌纖維用量與抑菌率之間的關(guān)系,確定各抗菌纖維在加工滿足標準要求的抗菌性產(chǎn)品時所需的最低用量,為企業(yè)研發(fā)抗菌紡織品提供依據(jù)。1纖維類型及用量抗菌滌綸纖維、鍍銀纖維、黑竹炭纖維、盈甲殼100純甲殼素纖維,均屬于棉型纖維。22.1實驗儀器和藥品UV-2102型紫外可見分光光度計,PW-30型精密培養(yǎng)箱,HYG型搖床,超凈工作臺,XYQG02型電熱式蒸汽消毒器,冰箱,平板,移液槍,試管、燒瓶等試驗室常用器具。2.2緩沖液wsf營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、0.03mol/LPBS(磷酸鹽)緩沖液。試驗所用試劑均為分析純或適用于微生物試驗用的試劑,試驗用水為去離子水。2.3cc598與大腸桿菌的生物鑒定選用抗菌試驗普遍采用的金黃色葡萄球菌(AATCC6538革蘭氏陽性)和大腸桿菌(AATCC11229革蘭氏陰性),均由河北科技大學生物工程與科學學院生物定向進化研究室提供。2.4抗菌性能的評價試驗分別按照《紡織品抗菌性能的評價第1部分:瓊脂平皿擴散法》(GB/T20944.1—2007)和《紡織品抗菌性能的評價第3部分:振蕩法》(GB/T20944.3—2008)中規(guī)定對4種抗菌纖維的抗菌效果做定性和定量檢測。定量檢測試驗時應(yīng)注意,在振蕩后菌液的菌落數(shù)測定時,應(yīng)選擇菌落數(shù)在30CFU～300CFU之間的平板數(shù)進行計數(shù),否則試驗結(jié)果偏差較大。且兩個平行平板的菌落數(shù)相差應(yīng)在15%以內(nèi),否則此數(shù)據(jù)無效,應(yīng)重作試驗。2.52.5.1脂肪醇平方法抗菌性測定將4種抗菌纖維各取一束(25根～30根)。試樣不要進行滅菌。2.5.2纖維原料的配比為研究抗菌纖維在生產(chǎn)中與其他纖維混紡,且混紡纖維既沒有抗菌性能也不會促進細菌生長,抗菌纖維不同用量時織物的抗菌性能。根據(jù)國家標準《紡織品抗菌性能的評價第3部分:振蕩法》(GB/T20944.3—2008),試驗所取的試樣應(yīng)為0.75g,在本試驗研究中各種抗菌纖維分別稱取國家標準中所規(guī)定重量(0.75g)的1.56%、3.13%、4.69%和6.25%,即分別稱取0.012g、0.023g、0.035g、0.047g,每種纖維的每種百分比稱取三份做平行樣。將每份試樣用小紙包包好。將裝有試樣的小紙包放入高壓滅菌鍋,于121℃,103Kpa條件下滅菌15min備用。33.14對細菌生長及抗菌性能的影響在瓊脂平皿擴散法試驗中,在對大腸桿菌的抑菌效果試驗中除鍍銀纖維具有2mm左右的抑菌圈外,其他3種纖維均無抑菌圈出現(xiàn),底部不僅有細菌繁殖,而且周邊長出霉菌,但纖維表面并無細菌生長。如圖1所示,從左至右依次為鍍銀纖維、抗菌滌綸纖維、盈甲殼100純甲殼素纖維、黑竹炭纖維對大腸桿菌抑菌效果圖及纖維底部細菌繁殖情況。而對金黃色葡萄球菌的抑菌效果試驗中4種纖維均無抑菌圈出現(xiàn),纖維上也無細菌生長,但是僅鍍銀纖維的底部無細菌繁殖。如圖2所示,從左至右依次為盈甲殼100純甲殼素纖維、鍍銀纖維、黑竹炭纖維、抗菌滌綸纖維對金黃色葡萄球菌抗菌效果圖及纖維底部細菌繁殖情況。以上現(xiàn)象主要是由于4種纖維的抗菌機理各不相同而形成的。鍍銀纖維的銀層均勻沉積在基材纖維表面,由位于纖維表面的氧化銀溶出的銀離子實現(xiàn)殺菌作用;黑竹炭纖維中的炭粉具有較強的吸附分解能力,能將細菌及供細菌生存的營養(yǎng)物質(zhì)分解而起到抗菌作用;盈甲殼100純甲殼素纖維的甲殼素大分子帶正電荷,與帶負電荷的細菌類微生物相互接觸時,細菌表面的電荷被中和,從而使細菌的活動受到抑制,達到抗菌目的;抗菌滌綸纖維是在紡絲的過程中添加抗菌劑而獲得抗菌功能。由此試驗可知,鍍銀纖維具有抗菌溶出性,而其他3種素纖維的抗菌作用均屬于非溶出性。3.24抗菌性能的線性回歸分析試驗時,4種纖維采用不同用量分別為標準重量的1.56%、3.13%、4.69%和6.25%時對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率的影響變化趨勢如圖3,圖4所示。從圖3和圖4可以看出,4種抗菌纖維均有抗菌性能,但抗菌效果不同。相同用量時,4種抗菌纖維中鍍銀纖維的抗菌效果最好,纖維用量為標準重量的4.69%時對兩種細菌均有較好的抗菌效果,而相同用量時其他3種纖維的抑菌率明顯低于鍍銀纖維。這主要是由于鍍銀纖維具有較強的滅菌活性。同一種抗菌纖維相同用量時,對大腸桿菌的抑菌率均大于對金黃色葡萄球菌,其主要原因是金黃色葡萄球菌是無芽孢細菌中抵抗力最強的致病菌。4種抗菌纖維對兩種細菌的抑菌率隨著纖維用量的增加而呈增大趨勢,呈良好的線性關(guān)系。由圖3和圖4中不同抗菌纖維用量與其對應(yīng)的抑菌率采用線性回歸的方法進行計算,各抗菌纖維的百分含量(由表1可知,在置信水平為95%時,各個回歸方程的相關(guān)系數(shù)均在0.96以上,可見有很高的線性相關(guān)性。根據(jù)國家標準《紡織品抗菌性能的評價第3部分:振蕩法》(GB/T20944.3—2008)中對抗菌效果的評價規(guī)定,“對金黃色葡萄球菌及大腸桿菌的抑菌率≥70%,樣品具有抗菌效果”。根據(jù)擬合的線性回歸方程計算出抗菌纖維的百分含量(4抗菌性能分析(1)定性測試結(jié)果表明,4種纖維中,鍍銀纖維具有良好的抗菌溶出性,其余為非溶出性抗菌纖維。(2)4種纖維都有抗菌性,但抗菌性效果不同,鍍銀纖維的抗菌性明顯優(yōu)于其他3種纖維;4種抗菌纖維對大腸桿菌的抑菌性能均好于金黃色葡萄球菌。(3)抗菌纖維的抑菌率隨著抗菌纖維的用量增加而增大,且具有良好的線性相關(guān)性。(4)利用這4種抗菌纖維開發(fā)抗菌織物,當鍍銀纖維用量為4.47%、黑竹炭纖維用量為24.17%、盈甲殼100純甲殼素纖維用量為8.66%、抗菌滌綸纖維用量為10.32%時,織物具有較好的抗菌性能。(5)在滿足織物抗菌性能的前提下,鍍銀纖維的用量明顯低于其他3種纖維。(6)需要指出的是,以上抗菌纖維臨界用量的測算沒有考慮與之混紡的纖維可能