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銀離子是指金屬銀失去一個以上電子形成的帶正電荷的陽離子,如Ag1+、Ag2+ 、Ag3+等,在水中可以以游離態(tài)形態(tài)存在,銀離子具有強氧化作用,常用于殺菌消毒等。
陰離子抑菌劑在工業(yè)領(lǐng)域里常用于一些生活用品的抑菌,如陰離子空調(diào)、陰離子拖把、陰離子手套等。
那么陰離子是若何實現(xiàn)抑菌效果的呢?
一、這里我們先了解下納米級離子的體積
納米是長度單位,是一米的十億分之一(米→厘米→毫米→微米→納米), 大約為萬分之一頭發(fā)粗細。
1微米=1000納米,即1~999個納米單位都叫可稱為納米。
原子的大小是1毫米(mm)的千萬分之一。1微米(μm)的萬分之一。
這樣就可以知道,1個納米大約為10個離子(原子)的大小。
納米銀的制造技術(shù),日本為高為4~5個納米單位。即,1個納米銀微粉顆粒,可以容納40~50個離子(原子)。而一般的納米銀制造技術(shù),微粉顆粒的大小在10~20納米單位。也就是可以容納100~200個離子(原子)。
二、微生物的大小以微米為準
比如,一個標準的草履蟲--一種單細胞的淡水小生物--大約為2微米寬。
球菌的直徑約在0.75-1.25微米(μm)之間、桿菌長度約2-5微米(μm)、螺旋菌長約100-200微米(μm)。
而病毒要比細菌小得多,必須通過電子顯微鏡才可以看到。
離子(原子)是細菌的幾萬或幾十萬分之一大小。銀離子作為陽離子,因此很容易和陰離子的細菌吸附,進入細菌的體內(nèi)。
三、細菌是分裂繁殖,病毒是靠自我復(fù)制來繁殖
細菌病毒繁殖速度快,成幾何級數(shù)增長。一般細胞分裂一次需時僅20~30分鐘。條件適宜,病毒復(fù)制周期短,幾十分鐘內(nèi)可能要增殖幾百萬次。
四、抗菌、殺菌、消毒、抑菌
1)抗菌(anti-microbial): 是一個泛指詞,包括殺菌和抑菌。
2)殺菌(microbiocide):指將待處理體系中的微生物營養(yǎng)體和繁殖體殺死的過程。
3)消毒(disinfection): 指破壞待處理體系中微生物的過程,但消毒過程一般對微生物孢子無效,消毒不需要殺滅體系中所有微生物,只需要達到預(yù)定的處理要求,一般需要將體系中的致病和條件致病的微生物出去或使之喪失活性。
4)抑菌(bacteriostasis):抑制微生物生長繁殖的作用,抑制待處理體系中微生物活性,使之繁殖能力降低或停滯繁殖的過程。
五、無機抗菌劑中的銀離子
抗菌劑一般分為無機類和有機類兩大類。
有機抗菌劑主要是化學(xué)抗菌劑,通過化學(xué)反應(yīng)破壞細胞膜,殺菌快,效果好,成本低,應(yīng)用廣泛。但安全性差、效果不長久,容易出現(xiàn)耐性菌。
無機類抗菌劑,安全、長效、耐高溫。不會出現(xiàn)耐性菌。金屬離子是無機類抗菌劑很重要的部分,尤其以陰離子為主的抗菌劑近幾年來應(yīng)用更廣。
銀離子作為抗菌劑,具有安全性、廣譜性、長效性、無耐性菌、抑菌效果顯著的優(yōu)點,是一種非常理想的抗菌劑。缺點是銀離子不穩(wěn)定,加工成本高。銀離子無耐性菌出現(xiàn),即菌對銀離子沒有抗藥性。這是由于銀離子的獨特的殺菌機理造成的。
(圖:銀離子抗菌機理)
一般的抗菌劑主要通過破壞細胞膜來殺菌。這樣一來,曾經(jīng)受到重創(chuàng)的細菌也在不斷進化變異,不斷適應(yīng)越來越毒的化學(xué)藥劑。甚至出現(xiàn)了幾乎“刀槍不入”,沒有藥劑可以對付的所謂“超級細菌”。而這些“超級細菌”曾經(jīng)是一些比較“溫馴”的細菌。就象太上老君的煉丹爐把孫悟空煉成火眼金睛一樣,也“錘煉”成了能夠分解藥物,且本身毒性十足,足可以置人于死地的超級病原菌,如大腸菌O-157、耐性葡萄球菌(MRSA)等。
銀離子的抑(殺)菌機理概括而言,主要有兩大學(xué)說。其一,細菌細胞分裂繁殖阻礙說。銀離子是作為陽離子吸附并進入細菌的細胞膜內(nèi),和細胞內(nèi)酵素反應(yīng),引起蛋白質(zhì)代謝失調(diào),導(dǎo)致新陳代謝障礙,細胞分裂(增殖)機能停止。細菌在排除體內(nèi)異己成份過程中,耗盡能量,喪失活力。其二,是銀離子激活產(chǎn)生活性氧(OH-),氧化分解細菌病毒說。銀離子是金屬離子中較為活潑的一種,在光和水份(空氣中含有一定的水份)存在的條件下,銀離子會激活,產(chǎn)生活性氧(OH-)。這種安全性等同于自然界離子的活性氧(OH-),確擁有數(shù)倍于紫外線和臭氧的氧化分解能力,對細菌和病毒具有殺滅分解效果。近幾年來,日本的夏普,松下等家電產(chǎn)品都采用了這種殺菌除臭技術(shù)。日本一些研究者確認,即使在無光的水中,銀離子也會產(chǎn)生活性氧(OH-)。
以上兩大抑(殺)菌機理學(xué)說都有電子顯微鏡等現(xiàn)代科學(xué)測試的佐證。但是,不管是那一種論述都能夠充分說明:銀離子對細菌和病毒的抑(殺)菌方式,使細菌和病毒不可能出現(xiàn)耐性菌。