一種納米消毒涂料對(duì)物體表面消毒的效果及其安全性探討

摘" 要：為了評(píng)價(jià)一種以納米銀為主要活性成分的納米消毒涂料對(duì)物體表面進(jìn)行現(xiàn)場消毒效果及其安全性，本試驗(yàn)采用物體表面消毒現(xiàn)場試驗(yàn)、急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)、一次完整皮膚刺激試驗(yàn)、小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗(yàn)進(jìn)行檢測。結(jié)果顯示，納米消毒涂料作用5 min對(duì)物體表面的細(xì)菌殺滅對(duì)數(shù)值大于1.00，急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)證明其無毒；通過對(duì)新西蘭兔進(jìn)行一次完整皮膚刺激試驗(yàn)，證明其無刺激性；小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗(yàn)證明其對(duì)體內(nèi)染色體不會(huì)產(chǎn)生損傷，為致突變陰性。結(jié)果表明，該納米消毒涂料能快速殺滅物體表面細(xì)菌，且無毒、無刺激性、無致畸致突變作用。

關(guān)鍵詞：消毒；納米銀；效果；安全性

中圖分類號(hào)：S828.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-0769（2024）03-0014-05

消毒是阻斷疫病傳播的重要方式，通過殺滅病原微生物達(dá)到防控的目的，然而很多高效消毒劑因其具有毒性、腐蝕性、刺激性等而使用受限。納米銀顆粒已被公認(rèn)具有抗菌、抗病毒特性[1-2]，廣泛用于衛(wèi)生、化工、紡織等領(lǐng)域[3-6]。本文以納米銀為主要成分的納米消毒涂料為研究對(duì)象，進(jìn)行了物體表面殺菌效果現(xiàn)場試驗(yàn)和毒理學(xué)安全性評(píng)價(jià)，擬用于養(yǎng)殖場和公共衛(wèi)生環(huán)境消毒，現(xiàn)將試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告如下。

1" 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用納米消毒涂料的成分包括納米銀、硝酸銀、丙二醇、改性羧甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、葡萄糖等，由長沙綠葉生物科技有限公司提供；稀釋液為含0.1％吐溫80的磷酸鹽緩沖溶液（phosphate buffered solution，PBS）；胰蛋白胨大豆瓊脂培養(yǎng)基與D/E中和肉湯均購自環(huán)凱微生物科技有限公司，D/E中和肉湯按照文獻(xiàn)[7]鑒定合格后備用；無菌棉拭規(guī)格板（5.0 cm×5.0 cm）。

電熱恒溫培養(yǎng)箱為上海一恒DHP-9272，超凈工作臺(tái)為蘇凈安泰SW-CJ-2F。

昆明小鼠（無特定病原體級(jí)，濟(jì)南朋悅實(shí)驗(yàn)動(dòng)物繁育有限公司）體重18～22 g，共70只，雌雄各半；小鼠飼料購自天津科澳協(xié)力飼料有限公司；新西蘭兔（普通級(jí)，山東艾萊克生物科技有限公司）體重2.0～2.5 kg，共3只，雄性；兔飼料購自山東艾萊克生物科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 消毒物體表面的現(xiàn)場試驗(yàn)

隨機(jī)選取表面較為平整的物體共30個(gè)，分別在每個(gè)物體同一表面相鄰區(qū)域劃定兩塊25 cm2的試驗(yàn)區(qū)域，標(biāo)記為區(qū)域1、區(qū)域2，分別用于消毒前樣本采集與消毒后樣本采集。消毒前將無菌棉拭于5 mL稀釋液試管中沾濕，對(duì)區(qū)域1進(jìn)行涂抹采樣，作為陽性對(duì)照組樣本。將稀釋好的納米消毒涂料涂擦于物體表面區(qū)域2，消毒" " 5 min后，將無菌棉拭于5 mL中和劑試管中沾濕，對(duì)消毒區(qū)域2涂抹采樣，作為消毒組樣本。同批次中和劑、稀釋液各1.0 mL接種培養(yǎng)基，作為陰性對(duì)照組樣本。將陽性對(duì)照組、陰性對(duì)照組和消毒組樣本各1.0 mL，分別接種于平皿，37 ℃恒溫培養(yǎng)48 h，觀察結(jié)果，計(jì)算殺滅對(duì)數(shù)值。

陽性對(duì)照組樣本應(yīng)有較多細(xì)菌生長，陰性對(duì)照組樣本無細(xì)菌生長，消毒組樣本的平均殺滅對(duì)數(shù)值≥1.00，可判定為消毒合格，試驗(yàn)溫度20～22 ℃，相對(duì)濕度50％～52％，試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.2.2 急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)

配制終濃度為250 mg/mL的納米消毒涂料樣本。昆明小鼠雄性和雌性各10只，稱重，禁食不禁水過夜，進(jìn)行一次最大限度試驗(yàn)，灌胃給予劑量5 010 mg/kg，灌胃體積為0.2 mL/10 g。記錄昆明小鼠灌胃后的表現(xiàn)，記錄14 d。對(duì)死亡小鼠剖檢，進(jìn)行肉眼觀察、組織病理學(xué)觀測。

毒性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：半數(shù)致死量（median lethal dose，LD50）大于5 000 mg/kg為實(shí)際無毒；LD50在501～5 000 mg/kg為低毒；LD50在51～500 mg/kg為中等毒；LD50在1～50 mg/kg為高毒；LD50小于1 mg/kg為劇毒。

1.2.3 一次完整皮膚刺激試驗(yàn)

選用健康新西蘭兔3只，背部脊柱左右兩側(cè)各脫掉約3 cm×3 cm的毛，取納米消毒涂料樣本0.5 mL涂于左側(cè)皮膚，用一層無刺激塑料膜覆蓋，再用無刺激膠布固定敷4 h，右側(cè)皮膚作為對(duì)照。試驗(yàn)結(jié)束后用水洗除受試物，并于1、24、" " "48 h觀察皮膚局部反應(yīng)，計(jì)算各時(shí)間點(diǎn)的皮膚刺激反應(yīng)評(píng)分平均值。皮膚刺激反應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。同時(shí)觀察除刺激性以外的其他毒性作用。

1.2.4 小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗(yàn)

選取昆明小鼠雌雄各15只，隨機(jī)分為3組，納米消毒涂料對(duì)昆明小鼠的LD50＞5 000 mg/kg，設(shè)計(jì)高劑量為5 000 mg/kg，中劑量為高劑量的1/2，低劑量為高劑量的1/5；采用經(jīng)口灌胃30 h染毒法，灌胃體積為0.2 mL/10 g，即兩次染毒間隔24 h，第二次染毒后6 h取樣。陽性和陰性對(duì)照組采用20只昆明小鼠，雌雄各半，陽性對(duì)照組給予環(huán)磷酰胺（40 mg/kg），陰性對(duì)照組給予受試物溶劑（水）。陽性與陰性對(duì)照組的操作程序同試驗(yàn)組。

用頸椎脫臼法處死動(dòng)物，取股骨，用小牛血清沖洗骨髓腔，然后常規(guī)涂片、固定、姬姆薩染色、鏡檢。計(jì)數(shù)嗜多染紅細(xì)胞（polychromatic erythrocyte，PCE）、正染紅細(xì)胞（normochromatic erythrocyte，NCE）和含微核的PCE數(shù)。每只動(dòng)物共計(jì)數(shù)1 000個(gè)PCE。

陰性對(duì)照組小鼠的微核細(xì)胞率一般不超過0.3％。用波松分布u檢驗(yàn)法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。當(dāng)各劑量組小鼠的微核細(xì)胞率比陰性對(duì)照組小鼠的顯著增加，并有劑量-反應(yīng)關(guān)系，或僅一個(gè)劑量組小鼠的微核細(xì)胞率顯著增加，并經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)證實(shí)時(shí)，均可判為受試物出現(xiàn)染色體損傷。

2" 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 消毒物體表面的現(xiàn)場試驗(yàn)

第一組殺滅對(duì)數(shù)值為0.80～1.60，第二組殺滅對(duì)數(shù)值為0.60～1.60，第三組殺滅對(duì)數(shù)值為0.60～1.60，如表2所示。每組平均殺滅對(duì)數(shù)值分別為1.21、1.24、1.24，陰性對(duì)照組無菌生長。納米消毒涂料消毒物體表面現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明，納米消毒涂料作用5 min對(duì)物體表面細(xì)菌的平均殺滅對(duì)數(shù)值均＞1.00。

2.2 急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)

對(duì)試驗(yàn)昆明小鼠進(jìn)行14 d的觀察，在染毒期間小鼠未出現(xiàn)任何異常癥狀和死亡。觀察周期結(jié)束后，對(duì)受試動(dòng)物解剖未見異常。試驗(yàn)結(jié)果顯示，納米銀消毒劑對(duì)昆明小鼠的急性經(jīng)口毒性" "LD50＞5 000 mg/kg，根據(jù)消毒劑的毒性評(píng)價(jià)規(guī)定，納米消毒涂料為無毒。

2.3 一次完整皮膚刺激試驗(yàn)

試驗(yàn)新西蘭兔背部試驗(yàn)側(cè)均無不良反應(yīng)，與對(duì)照側(cè)一致，根據(jù)紅斑與水腫形成情況進(jìn)行刺激反應(yīng)評(píng)分均為0，根據(jù)《消毒技術(shù)規(guī)范》對(duì)皮膚刺激強(qiáng)度分級(jí)規(guī)定，納米消毒涂料無刺激性。

2.4 小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗(yàn)

小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗(yàn)結(jié)果表明，低、中、高劑量組的微核細(xì)胞率與陰性對(duì)照組相比均無顯著差異（P＞0.05），陽性對(duì)照組與陰性對(duì)照組小鼠的微核細(xì)胞率有顯著差異（P＜0.01），雌性和雄性陰性對(duì)照組小鼠的微核細(xì)胞率分別為（1.00±0.70）‰和（0.80±0.80）‰，符合規(guī)定，未超過0.30％（表3）。根據(jù)消毒劑的毒性評(píng)價(jià)規(guī)定，納米消毒涂料不會(huì)引起昆明小鼠骨髓微核細(xì)胞率升高，不會(huì)造成體內(nèi)染色體損傷，為致突變陰性。

3" 討論

從傳染病流行的三個(gè)環(huán)節(jié)來看，消毒是切斷疫病傳播途徑的重要措施之一。特別是2018年非洲豬瘟傳入我國以后，由于市面上沒有安全有效的疫苗可用，消毒已成為防控非洲豬瘟的一種直接、有效、經(jīng)濟(jì)的防控措施。近幾年隨著非洲豬瘟疫情的流行，豬場頻繁使用高濃度的消毒劑，導(dǎo)致動(dòng)物表面黏膜受損、金屬設(shè)備嚴(yán)重腐蝕、飼養(yǎng)員皮膚過敏等諸多安全問題。長時(shí)間、高頻次使用高濃度消毒劑進(jìn)行消毒的潛在危害不容忽視。

研究已證實(shí)，在實(shí)驗(yàn)室條件下納米消毒涂料具有較好的殺菌效果，殺菌作用持久，且對(duì)金屬腐蝕性小。然而環(huán)境中病原微生物復(fù)雜多樣，溫度、pH、有機(jī)質(zhì)等都會(huì)影響消毒劑的效果，現(xiàn)場消毒效果試驗(yàn)直接體現(xiàn)消毒劑在實(shí)際應(yīng)用情況下的消毒效果[8]。在本研究中，納米消毒涂料噴涂5 min后對(duì)物體表面細(xì)菌的平均殺滅對(duì)數(shù)值大于1.00，根據(jù)《消毒技術(shù)規(guī)范》可判定為消毒合格[7]，表明納米消毒涂料在物體表面消毒使用場景中具有快速殺滅病原微生物的作用。

養(yǎng)殖場在開展消毒工作時(shí)，不能一味地追求消毒效果而隨意加大消毒濃度和增加消毒頻次。在保證消毒效果的前提下，還要考慮動(dòng)物和飼養(yǎng)員的健康問題。選擇消毒產(chǎn)品應(yīng)遵循高效、安全、環(huán)保的原則，根據(jù)不同場所選擇合適的消毒產(chǎn)品。對(duì)于飼養(yǎng)員及人居環(huán)境消毒，應(yīng)避免對(duì)皮膚、眼結(jié)膜、呼吸道黏膜等表面黏膜產(chǎn)生刺激。高效、安全、無刺激的產(chǎn)品越來越受青睞，而傳統(tǒng)消毒劑很難做到兼得，如強(qiáng)堿類、含氯類、過氧化物類等消毒劑刺激性強(qiáng)、毒性強(qiáng)、安全性低，不能帶動(dòng)物噴灑；含碘消毒劑、季胺鹽類消毒劑刺激性小，但屬于中低效消毒劑，起效較慢。

在本研究中，納米消毒涂料具有很好的物體表面消殺效果，同時(shí)無刺激性、無毒性，不會(huì)對(duì)體內(nèi)染色體造成損傷，為致突變陰性。以上研究結(jié)果表明納米消毒涂料可作為一種較理想的消毒產(chǎn)品，特別適用于養(yǎng)殖場金屬設(shè)備、飼養(yǎng)員及人居環(huán)境的消毒。

參考文獻(xiàn)

[1] 樊晨，倪琦，朱婷，等．納米銀抗菌材料的研究進(jìn)展[J]．化工新型材料，2022，50（9）：229-234，241.

[2] 劉永龍，甘智豪，林家洪，等．銀系抗菌劑的研究進(jìn)展[J]．中國洗滌用品工業(yè)，2020，（S1）：202-207.

[3] 肖嵐，王熙，劉素可，等．納米銀對(duì)廚房污染致病菌抗菌效果的試驗(yàn)觀察[J]．中國消毒學(xué)雜志，2018，35（11）：809-812.

[4] 周志南，顧航，吳淵，等．納米銀抗菌塑料砧板抗菌效果的研究[J]．中國消毒學(xué)雜志，2021，38（9）：651-653.

[5] 陳浩，汪濤．無機(jī)納米抗菌材料在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用[J]．輕紡工業(yè)與技術(shù)，2021，50（9）：117-118.

[6] 姜苗苗，丁穎，徐麗慧，等．納米銀材料的合成及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]．化工新型材料，2022，50（6）：245-249.

[7] 衛(wèi)生部衛(wèi)生法制與監(jiān)督司．消毒技術(shù)規(guī)范[S]．北京：中華人民共和國衛(wèi)生部，2002.：15-126.

[8] 國家衛(wèi)生健康委員會(huì)．現(xiàn)場消毒評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：WS/T 797—2022[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2022.

基金項(xiàng)目：生豬產(chǎn)業(yè)前沿關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)研究（項(xiàng)目編號(hào)：2019xny-js044）

作者簡介：李鑫（1995－ ），男，碩士，獸醫(yī)師，從事動(dòng)物保健產(chǎn)品研發(fā)及動(dòng)物疫病防控工作；E-mail：2312963654@qq.com

*通信作者：文利新；E-mail：sfwlx8015@sina.com