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）對納米銀的影響，最后通過平板計數法研究了納米銀顆粒及無患子納米銀抑菌洗滌劑對金黃色葡萄球菌的抑菌性。結果表明：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定性；當納米銀的濃度為2.5mg/L時，對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

在醫療工作中使用的紡織品，包括病人衣被、醫護人員手術衣等，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，并且具有交叉傳染性，必須進行洗滌消毒處理[1]。

目前用于醫用織物的洗滌劑以化學洗滌劑為主，容易造成二次水污染[2]，氨基酸表面活性劑的使用會導致洗滌廢水氨氮量高，在厭氧細菌作用下，易生惡臭物質，使水質變壞[3]；磷酸鹽表面活性劑、三聚磷酸鈉等的使用導致洗滌劑廢水磷含量高，使水質富營養化導致赤潮、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進入水體后與有機物反應，增大污染面積，使污水處理難度增大[6-7]。

市面上尚未有針對醫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，但仍然無法滿足醫用織物的抗菌要求。有關研究表明，納米銀具有廣譜殺菌能力，可以通過與細菌的呼吸酶結合來殺死細菌，更加安全、無毒、無副作用[8]。利用較為穩定的納米銀顆粒來取代銀離子作為無機抗菌材料添加劑，在無患子洗滌劑中引入少量穩定的納米銀，有望提高洗滌劑的抑菌消毒性能，因此在抑菌材料領域有著廣闊的應用前景。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

無患子提取液，福建省輕工業研究所；硝酸銀（AgNO3，99.9%），分析純，國藥集團化學試劑有限公司；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，國藥集團化學試劑有限公司；金黃色葡萄球菌，廈門大學生命科學學院環境與應用微生物研究所提供，本實驗室保存；瓊脂、酵母粉、牛肉膏、蛋白胨，生化試劑，廣東環凱微生物科技有限公司。

Evolution220紫外可見分光光度計，美國賽默飛世爾科技公司；HH-4數顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司；SW-CJ-1FD超凈工作臺，蘇州凈化設備有限公司；SPX-150B-Z生化培養箱，上海博迅實業有限公司；BSA224S電子天平，賽多利斯科學儀器有限公司；KQ5200DE數控超聲波清洗器，昆山超聲儀器有限公司。

1.2 實驗方法

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，預熱10min，然后加入一定濃度的AgNO3溶液，磁力攪拌條件下反應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，攪拌半小時后加入檸檬酸鈉溶液、EDTA溶液，用醇胺和檸檬酸調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，經過以上步驟相應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的倍數后倒入石英比色皿中，用紫外-可見分光光度計進行掃描，掃描波長范圍為300～800nm，掃描步長為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，然后用夾著銅網的鑷子夾浸入到溶液中，反復撈取數次，直到銅網上附著有可見的液滴。然后將鑷子平放在實驗臺上，自然風干。用場發射透射電鏡在300kV加速電壓下對樣品進行觀察。

1.2.4 納米銀及無患子納米銀洗滌劑的抑菌性能評價

目前通常用最小抑菌濃度（MIC）來評價抑菌劑的抑菌性，是指令細菌終止發育或分裂的最低抑菌劑濃度。實驗采用固體培養基法（平板計數法），是將待測樣品經適當稀釋之后，其中的微生物充分分散為單個細胞，取一定量的稀釋液涂布到平板上，經過培養，由每個單細胞生長繁殖而形成肉眼可見的菌落，即一個單菌落應代表原樣品的一個單細胞。統計菌落數，根據其稀釋倍數和取樣接種量即可換算出樣品中的含菌數。對比空白組和洗滌劑組的菌落數，由式（1-1）可以計算出無患子納米銀洗滌劑的抑菌性能。

2 結果與討論

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。

2.2 洗滌劑成分對納米銀的影響

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，震蕩數分鐘然后測吸收光譜，在419nm處仍然有很強的吸收峰，說明AES對納米銀沒有任何影響。可能是因為AES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，因此不會對納米銀產生影響。對于圖2（b），AEO-9是與無患子皂苷同一類的非離子型表面活性劑，雖然結構不同，但具有相似的性質，在溶劑中不會發生電離現象，因此可以看出AEO-9對納米銀液也沒有影響。總而言之，由于洗滌劑中的活性成分對納米銀無任何負影響，為后續無患子納米銀洗滌劑的制備提供了基礎。

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節pH制備出堿性與酸性洗滌劑，并用平板計數法對洗滌劑的抑菌性能進行評價，結果如表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金黃色葡萄球菌的抑菌率分別達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，并通過考察抑菌實驗和抑菌能力學實驗，發現含有納米銀的無患子液具有很強的抑菌性能。

（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，對金黃色葡萄球菌有很強抑菌能力，因此在醫用布草洗滌方面具有很好的應用前景。

圖2 AES、AEO-9對納米銀顆粒的影響

表1 無患子抑菌洗滌劑對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，高級工程師，主要從事日用化工產品的研究與開發工作。