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抗病毒,到底什么抗菌塑料好用?

时下,抗菌塑料成为热点话题。似乎不管空调、洗衣机、还是冰箱,使用抗菌塑料,就可以安全无忧了。

那么,抗菌塑料真的可以抗病毒吗?是否对新冠病毒有抑制作用?

谈到这个问题,我们首先要搞清楚细菌和病毒之间的区别,才能对抗菌塑料的功效有更深刻的理解。

常见的致病性微生物,除了病毒和细菌,还有霉菌。下面,我们就探讨一下,这三类微生物有哪些区别?

致病微生物

病毒

细菌

霉菌(属于真菌)

结构组成

非细胞型微生物,只有核酸和蛋白质

具有细胞壁的原核生物,无细胞核,无膜状胞器

具有细胞壁的真核生物,有细胞核,完整细胞器

繁殖方式

寄生繁殖,利用宿主的物质和能量

无性二分裂方式

有性孢子繁殖或无性繁殖

尺寸

小,纳米级,需要电子显微镜观察

中,微米级,显微镜下可观察

大,微米级,显微镜下可观察

生存方式

不能单独生存,需借助寄主细胞

可单独生存

可单独生存,喜温暖潮湿环境

典型代表或导致的疾病

新冠病毒,SARS,MERS,HPV等

破伤风、伤寒、肺炎、肺结核等

灰指甲,脚气,皮肤病,霉菌性炎症等

01

病毒

病毒算是最简单的生物体了,简单到“令人发指”的程度,只有一层柔软的蛋白质包裹着一般不超过15个片段的基因,个头特别小,基督教的重大问题“一个针尖上能站多少个天使?”我不知道,但我知道能站5亿个病毒。

病毒至少在1.5亿年前就存在地球上了,是介于生物和非生物中间的一种生命体,非常佛系。

病毒遇到宿主细胞,就利用宿主细胞的物质和能量不断重复吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒的循环过程。离开宿主后,病毒就会死亡,失去感染性,但需要注意的是,飞沫、鼻涕等可能含有病毒生存所需的活体细胞,所以其中的病毒还能存活一段时间。

病毒繁衍后代,不需要约会,不需要彩礼,也不需要入洞房,就自己复制自己玩儿,真是深刻领会了“大道至简”的精髓!

病毒结构简单,繁殖方式也简单,所以常用的抗菌机理对它一般是没有作用的,比如抗菌常用的抗生素主要是破坏细菌的细胞壁,而病毒没有细胞壁,所以抗生素对病毒束手无策。

银系抗菌剂具有广谱杀菌性,对一些病毒有一定的抑制作用。

论文《SARS冠状病毒和其他微生物在一些金属催化剂表面的高效和快速灭活》证明Ag/氧化铝可以灭活SARS冠状病毒;

论文《纳米银对流感病毒H3N2灭活作用的探讨》证明银可以杀死流感病毒H3N2。

目前尚未有报道银系抗菌剂对COVID-19新型冠状病毒有杀灭作用,只是根据原理猜测可能性

图片来自网络

虽然抗病毒和抗菌防霉并不是一回事儿,但是抗菌防霉材料的开发是很有必要的,因为细菌和霉菌在我们生活中非常常见,也会导致一些严重的疾病。

02

细菌

细菌是比病毒“相对高级”一些的原核生物,没有完整细胞核,可以从自然界获取物质和能量,能独立生存。它以无性二分裂方式繁殖,就好比一条蚯蚓从正中间断掉,成为两条新的蚯蚓。

细菌一般根据形状,分为三类:球菌,杆菌,螺旋菌。看上去还挺萌的是不是?

金黄色葡萄球菌(左)大肠杆菌(中)幽门螺旋菌(右)

细菌的生存和繁殖能力也很强,其致病性主要有以下几种方式:

1

吸附:细菌能以它表面的特殊成分和结构附着于寄主体表或各器官的上皮粘膜。

2

侵入机体:分三种不同现象:

① 细菌在表面生长繁殖,释放毒素,毒素进入人体;

② 有些细菌在吸附后,细胞膜上形成裂隙,细菌进入细胞内繁殖产生毒素,使细胞死亡;

③ 另有些细菌,通过粘膜上皮细胞进入皮下组织,并进一步扩散。

3

在体内繁殖:细菌在体内繁殖,要求适合它生长的营养条件和抵抗寄主的能力。

4

扩散蔓延:某些细菌能产生可溶性物质,分解结缔组织基质中的透明质酸,造成皮下扩散。

5

产生毒素:有外毒素和内毒素两类。

而抗菌剂主要是通过阻断细菌繁殖而起作用,抗菌剂的主要分类及优缺点如下:

分类

无机抗菌剂

有机抗菌剂

天然抗菌剂

种类

纳米银、金属离子及其氧化物

季铵盐、双胍、酚类等

壳聚糖、甲壳素等

优点

耐温、时效长、不产生耐药性

见效快

无毒

缺点

成本高

时效短、耐热差、毒性

提取困难、耐热差

无机的银系抗菌剂具有广谱杀菌、安全性高、热稳定性好、不易产生耐药性等优点,已在医疗、卫浴、厨房、电器等领域得到了广泛的应用。其抗菌机理主要是使细菌细胞失活,途径如下:

1、与细胞壁肽聚糖反应,造成细菌功能障碍,最终导致细胞壁破裂

2、与蛋白质中的巯基结合,形成硫化物,使其无法分裂;

3、作为催化活性中心激发电子,使氧分子形成活性氧自由基,破坏细菌结构

4、金属离子破坏遗传物质碱基对,抑制繁殖

对人们来说,可能接触到致病性细菌的场所有马桶盖、冰箱、空气净化器等,这些领域采用抗菌材料是很有必要的。

03

霉菌

霉菌属于真菌的一种,是一种真核生物,可通过有性孢子繁殖或者无性繁殖。霉菌的特点是菌丝体较发达,常出现的形状也是“毛茸茸的”,一般带有白、褐、绿、黄等颜色。


 臭豆腐 白色毛霉      橘子 绿色青霉        大米 黄色曲霉

霉菌有的使食品转变为有毒物质,有的可在食品中产生毒素,即霉菌毒素。霉菌对人体有很大危害,可致神经和内分泌紊乱、免疫抑制、致癌致畸、肝肾损伤、生殖障碍等。

防霉剂也分为无机、有机和天然三大类,各自优缺点如下:

分类

无机防霉剂

有机防霉剂

天然防霉剂

种类

次氯酸、碘化物、氧化锌等

苯甲酸钠、苯并咪唑等杂环化合物

血清蛋白、大蒜素、桂皮油等

优点

时效长

广谱性、效果好

无污染、健康

缺点

稳定性或效果稍差

部分有毒

160-180℃分解

杀灭霉菌主要也是使细胞失活或者切断其传播途径,失去繁殖能力。使细胞失活的途径如下:

1、强氧化作用;

2、抑制蛋白质的合成,使菌体凝固;

3、抑制真菌细胞膜组分麦角固醇的合成而使霉菌失活;

4、使代谢机能受阻,抑制产孢或孢子萌发

一般温暖潮湿环境中的产品要具有防霉功能,比如空调蒸发器、排水管、冰箱密封条等。

04

抗菌塑料的评估

可以看到,抗菌和防霉有相同的地方,也有不同,抗菌塑料一般具有一定的防霉效果,所以通常未作明确区分。

抗菌塑料抗菌评估方式:在其表面培养金黄色葡萄球菌和大肠杆菌来测试。

标准号

标准号

实验细菌种类

抗菌要求

ISO22196

塑料制品表面抗菌性能评价方法

金黄色葡萄球菌

大肠杆菌

相关方商定

JIS Z2801

抗菌塑料抗菌性能检测方法及抗菌效果

同上

抗菌活性值

R≥2

GB/T 31402

塑料表面抗菌性能检测方法

同上

相关方商定

JC/T 939

建筑用抗菌塑料管抗细菌性能

同上

>99%

>90%

GB 21551.2

家用和类似用途电器……净化功能抗菌材料的特殊要求

同上

≥90%

国内外常见的抗菌测试标准中,通常以抗菌活性值或者抗菌率来表征抗菌性能,抗菌活性值R=2时,相当于抗菌率为99%,R=3时,相当于99.9%,一般认为抗菌率达到99%时具有较强的抗菌效果。

而防霉测试一般是让霉菌在28℃,RH(90±5)%条件下,培养28天,检测其生长面积来评估。

标准号

标准号

实验霉菌种类

防霉要求

ISO 846

塑料微生物作用的评价

黑曲霉、绳状青霉、绿粘帚霉、球毛壳霉、宛氏拟青霉 等


_

JIS Z 2911

抗霉性试验方法

黑曲霉、绳状青霉、绿粘帚霉、球毛壳霉、宛氏拟青霉 

0级或1级

ASTM G21

合成聚合物材料防霉性能

黑曲霉、绳状青霉、绿粘帚霉、球毛壳霉、出芽短梗霉

GB 21551.2

家用电器抗菌材料的特殊要求

黑曲霉、绳状青霉、绿粘帚霉、球毛壳霉、宛氏拟青霉、土曲霉

GB 24128

塑料防霉性能试验方法

黑曲霉、绳状青霉、绿粘帚霉、球毛壳霉、出芽短梗霉

28℃,RH(90±5)%条件下,培养28天,判断标准如下

0级

50倍显微镜下观察未见生长

1级

内眼可见,但生长面积<10%

2级

轻度生长,生长面积在10-30%

3级

中度生长,生长面积在30-60%

4级

严重生长,生长面积>60%

只有防霉要求达到0级或1级,才表示该塑料具有一定的防霉效果。

目前,抗菌及防霉材料主要在厨卫、家电等领域有应用,在汽车中较少。

为了满足汽车内饰材料对抗菌防霉的要求,锦湖日丽开发了专门用于汽车的抗菌防霉改性塑料。

材质

牌号

应用

抗菌性

大肠杆菌

金黄色葡萄球菌

ABS

K7055BM

门板、饰条

≥99.9%

≥99.9%

PC/ABS

K8275B

空调出风口、门拉手、饰条

≥99.9%

≥99.9%

PC

C2705B

饰条

≥99.9%

≥99.9%

End



注:本文内容来源自【锦湖日丽看塑界】自媒体公众号

现代人对健康的注重大幅提高,塑料制品的安全卫生也成为大众关心的问题,抗菌塑料受到关注。现艾邦建有抗菌塑料群,欢迎产业链上下游的朋友入群探讨,共谋进步。

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