摘要：作為防護(hù)性功能紡織品的抗菌整理，存在著各種不同性能測(cè)試方法。詳細(xì)介紹了紡織品抗菌性能的各種定性和定量測(cè)試方法；同時(shí)論述了影響紡織品抗菌性能測(cè)試效果的關(guān)鍵因素。
關(guān)鍵詞：抗菌紡織品；測(cè)試方法；定量測(cè)試；關(guān)鍵因素
前言
在現(xiàn)實(shí)生活中,人們不可避免地要接觸到各種各樣的細(xì)菌、真菌等微生物。這些微生物在合適的條件下會(huì)迅速生長(zhǎng)繁殖,并通過(guò)接觸等方式傳播疾病,影響人類的身體健康。近幾年,國(guó)內(nèi)外研制和生產(chǎn)了各種抗菌紡織品,因此如何準(zhǔn)確地檢測(cè)和科學(xué)評(píng)價(jià)這些產(chǎn)品的抗菌性能,對(duì)于抗菌紡織品的良性發(fā)展就顯得尤為重要。抗菌織物測(cè)試方法在國(guó)外研究較早,尤其是美國(guó)和日本研究成果較多,西歐發(fā)達(dá)國(guó)家也提出了一些測(cè)試方法,但與美日方法大同小異,而國(guó)內(nèi)抗菌測(cè)試也主要采用國(guó)外測(cè)試方法。迄今為止,具有代表性且應(yīng)用較廣的是美國(guó)的AATCC100、ASTM E2149、日本的JIS L1902標(biāo)準(zhǔn)、我國(guó)紡織行業(yè)抗菌標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01021-92和GB/T 20944.1-2007。
1·測(cè)試菌種的選擇
測(cè)試的菌種包括細(xì)菌和真菌。在細(xì)菌中主要用革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌，在真菌中主要用霉菌和癬菌。
在抗菌紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)中,菌種的選擇必須具有科學(xué)性和代表性。表1列出的菌種在自然界(包括人體皮膚及粘膜上)的分布較為廣泛。
金黃色葡萄球菌是無(wú)芽胞細(xì)菌中抵抗力最強(qiáng)的致病菌,可作為革蘭氏陽(yáng)性菌的代表。巨大芽胞桿菌是芽胞類細(xì)菌中常見(jiàn)的致病菌;枯草桿菌易形成芽胞,抵抗力強(qiáng),可作為芽胞菌的代表。大腸桿菌分布相當(dāng)廣泛,已作為通常的革蘭氏陰性菌的代表性菌種用于各種試驗(yàn)。黃曲霉、球毛殼霉作為規(guī)定的防霉試驗(yàn)用菌種,已列入我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB2423.16-81),其他一些所選擇的霉菌,則是侵蝕紡織品或高分子材料的常見(jiàn)霉菌。白色念珠菌是人體皮膚粘膜常見(jiàn)的條件致病性真菌,對(duì)藥物具有敏感性,具真菌的特性,菌落酷似細(xì)菌而不是細(xì)菌又不同于霉菌,因具有酷似細(xì)菌的菌落,易于計(jì)數(shù)觀察,常作為真菌的代表。
因此,為考核抗菌紡織品是否具有廣譜抗菌效果,較合理的選擇是按一定的比例,將有代表性的菌種配成混合菌種用于檢測(cè)。目前大部分抗菌產(chǎn)品的抗菌性能,往往僅選擇金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌分別作為革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌和真菌的代表。但實(shí)際上僅用這三種菌來(lái)代表織物的抗菌性能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的[1]。
另外,由于大部分真菌無(wú)法計(jì)數(shù)菌落數(shù),因此,紡織品抗真菌性能的評(píng)價(jià)主要通過(guò)觀察試樣接觸真菌后,在一定的溫濕度的條件下,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間以后真菌在試樣上的生長(zhǎng)情況來(lái)評(píng)定,而對(duì)真菌生長(zhǎng)程度的評(píng)定,則采用英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS6085-81來(lái)進(jìn)行等級(jí)評(píng)定。
2·紡織品抗菌性能測(cè)試方法
紡織品抗菌性能測(cè)試方法主要包括定性測(cè)試方法、半定量測(cè)試方法和定量測(cè)試方法。
2.1定性測(cè)試方法
定性測(cè)試方法主要有美國(guó)AATCC Test Method90(Halo Test,暈圈法,也叫瓊脂平皿法)、JISZ2911-1981(抗微生物性實(shí)驗(yàn)法)、AATCC-30（紡織材料抗霉菌和抗腐爛性能的評(píng)定）以及GB/T 20944.1-2007（紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)第1部分：瓊脂平皿擴(kuò)散法）等。定性測(cè)試方法包括在織物上接種測(cè)試菌和用肉眼觀察織物上微生物生長(zhǎng)情況。它是基于離開(kāi)纖維進(jìn)入培養(yǎng)皿的抗菌劑活性,一般適于溶出性抗菌整理,但不適用于耐洗滌的抗菌整理。優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用低,速度快,缺點(diǎn)是不能定量測(cè)定抗菌活性,結(jié)果不夠準(zhǔn)確。
2.1.1 AATCC-90試驗(yàn)法
是用于抗菌劑篩選的抗菌效力快速定性方法。原理是:在瓊脂培養(yǎng)基上接種試驗(yàn)菌,再緊貼試樣。于37℃下培養(yǎng)24 h后,用放大鏡觀察菌類繁殖情況和試樣周圍無(wú)菌區(qū)的暈圈大小,與對(duì)照樣的試驗(yàn)情況比較。此法一次能處理大量的試樣,操作較簡(jiǎn)單,時(shí)間短。但也存在一些問(wèn)題,如雖然規(guī)定了在一定時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)菌液,但是菌濃卻沒(méi)有明確的規(guī)定。另外,阻止帶的寬度代表的是擴(kuò)散性和抗菌效力,對(duì)于與標(biāo)準(zhǔn)織物比較是有意義的,但不能作為抗菌活力的定量評(píng)定[2]。
2.1.2 AATCC-90噴霧法
AATCC-90噴霧法是對(duì)AATCC-90試驗(yàn)法改良之一，是在培養(yǎng)后的試樣噴撒一定量TNT試劑,肉眼觀察試樣上菌的生長(zhǎng)情況。其發(fā)色原理為TNT試劑因試驗(yàn)菌的琥珀酸脫氫酶的作用被還原,生成不溶紅色色素而顯紅色,從而達(dá)到判定抗菌性的目的。該種方法的優(yōu)點(diǎn)就是無(wú)論試樣是否有抑菌圈形成,只要平板上有細(xì)菌生長(zhǎng),就會(huì)顯出紅色。
2.1.3 AATCC-90比色法
AATCC-90比色法也是對(duì)AATCC-90試驗(yàn)法改良，是在培養(yǎng)后試樣上的菌洗出液中加入一定量的TNT試劑使發(fā)色,15 min后用分光光度計(jì)測(cè)定525nm處的吸光度,來(lái)求出活菌個(gè)數(shù)。但是以上兩方法不適用于無(wú)琥珀酸脫氫酶的試驗(yàn)菌。
2.1.4 J ISZ2911抗霉菌試驗(yàn)法
該法是第一條研究思路在霉菌檢測(cè)中的早期成果,其基本原理是:在樣品及培養(yǎng)基上均勻地噴灑一定量的混合孢子懸液,培養(yǎng)一定時(shí)間,定期觀察試樣長(zhǎng)霉情況,按霉菌的生長(zhǎng)情況分等級(jí)評(píng)價(jià)試樣的抗霉菌性能。
2.1.5 AATCC 30試驗(yàn)法
AATCC-30是對(duì)紡織材料抗霉菌和抗腐爛性能的評(píng)定。確定了紡織材料抵抗霉菌和耐腐爛的性能,以評(píng)定殺菌劑對(duì)紡織材料抗菌性能的有效性。分為土埋法、瓊脂平板法及濕度瓶法等幾種方法。土埋法是指將樣品(具有一定尺寸)埋在泥中一定時(shí)間后,測(cè)定樣品的斷裂強(qiáng)度。此法是用樣品經(jīng)土埋處理后所損失的斷裂強(qiáng)度來(lái)表征其抗霉能力。瓊脂平板法是用來(lái)評(píng)估織物抵抗這類細(xì)菌能力的方法。該法是將含有培養(yǎng)基的瓊脂平板均勻滴上一定量的分散有曲霉菌孢子的水溶液,然后將經(jīng)非離子潤(rùn)濕劑處理的樣品圓片放置其上,并在樣片上均勻滴加一定量的上述水溶液,在一定的溫度下放置一段時(shí)間,最后觀察樣品上霉菌的生長(zhǎng)情況。它是用樣品圓片上的霉菌面積來(lái)進(jìn)行表征的。濕度瓶法是經(jīng)過(guò)預(yù)處理的樣品條懸掛置于一個(gè)有一定通風(fēng)的，盛有一定量的，分散有一定數(shù)目細(xì)菌孢子的水溶液的廣口瓶中,在一定的溫度下放置一段時(shí)間。此法也是用樣品條上的霉菌面積進(jìn)行表征[3]。
2.1.6 GB/T 20944.1-2007紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)第1部分：瓊脂平皿擴(kuò)散法
此標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)內(nèi)最新推出的紡織品抗菌性能定性測(cè)試方法，平皿內(nèi)注入兩層瓊脂培養(yǎng)基，下層為無(wú)菌培養(yǎng)基，上層為接種培養(yǎng)基，試樣放在兩層培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一定時(shí)間后，根據(jù)培養(yǎng)基和試樣接觸處細(xì)菌繁殖的程度，定性評(píng)定試樣的抗菌性能[4]。
2.2半定量測(cè)試法
紡織品抗菌性能半定量測(cè)試法中應(yīng)用的較多的是平行劃線法。
平行劃線法是對(duì)紡織品抗菌效力的半定量實(shí)驗(yàn)方法,可相對(duì)快速和方便地定性測(cè)試經(jīng)抗菌整理的紡織材料的抗菌性能,可用來(lái)確定具有可擴(kuò)散抗菌劑的紡織品的抗菌能力。替代了繁瑣的A A T C C-1 0 0。
AATCC-147應(yīng)用于紡織材料的抗菌整理的評(píng)定,是對(duì)紡織材料抗菌性能的半定量分析。AATCC-147法是將一定量的培養(yǎng)液(內(nèi)含一定數(shù)目的金黃色葡萄球菌等細(xì)菌的孢子)滴加于盛有營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板的培養(yǎng)皿中,使其在瓊脂表面形成五條平行的條紋,然后將樣品垂直放于這些培養(yǎng)液條紋上,并輕輕擠壓,使其與瓊脂表面緊密接觸,在一定的溫度下放置一定時(shí)間。此法是用與樣品接觸的條紋周圍的抑菌區(qū)的寬度來(lái)表征織物的抗菌能力。
2.3定量測(cè)試法
目前紡織品抗菌性能定量測(cè)試方法最主要的就是燒瓶振蕩法和吸收法。燒瓶振蕩法是通過(guò)紡織品在菌液中的振蕩,使細(xì)菌與紡織品所含有的抗菌劑接觸,根據(jù)振蕩前后菌液中所含活菌個(gè)數(shù)的變化,作為抗菌性能的主要指標(biāo)。而吸收法是將含有規(guī)定濃度的菌液滴加于抗菌紡織品試樣和不含抗菌劑的對(duì)照樣上,在規(guī)定條件下培養(yǎng)一定時(shí)間后,對(duì)培養(yǎng)前后的試樣和對(duì)照樣分別用規(guī)定的洗脫液進(jìn)行洗滌,之后再對(duì)洗脫液中的活菌記數(shù)。通過(guò)對(duì)比培養(yǎng)前后活菌個(gè)數(shù)的變化,來(lái)評(píng)價(jià)抗菌性能。
振蕩法操作相對(duì)復(fù)雜,一般的標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用范圍也僅限于非溶出型抗菌紡織品;而雖然吸收法的操作較為復(fù)雜,耗時(shí)較長(zhǎng),但因其是定量方法,對(duì)溶出型與非溶出型抗菌紡織品均較適用,且試驗(yàn)條件與人體實(shí)際穿著情況較為接近,所以是目前測(cè)試結(jié)果最為準(zhǔn)確的方法。從科學(xué)性以及生活實(shí)際出發(fā),該法都應(yīng)該是未來(lái)紡織品抗菌性能測(cè)試的主要發(fā)展方向。
定量測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾種，美國(guó)AATCCTest Method 100(菌數(shù)測(cè)定法)、J ISL1902-8(1998)定量試驗(yàn)法、FZ/T02021-92、改良的奎因(Quinn)實(shí)驗(yàn)法、ASTM E 2149—2001（固著性抗菌劑抗菌性的動(dòng)態(tài)測(cè)試法）、GB/T 20944.2-2007（紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)第2部分：吸收法）等。定量測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)是定量、準(zhǔn)確、客觀,缺點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高。下面介紹一下常用的紡織品定量測(cè)試方法。
2.3.1 AATCC Test Method 100試驗(yàn)法
該法于1961年由美國(guó)紡織印染協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)提出,1965、1981年修訂后基本定型。該法提出時(shí)間較早、影響較大,能定量地檢測(cè)試樣的殺菌能力和抑菌能力。原理為:在待測(cè)試樣和對(duì)照試樣上接種測(cè)試菌,暴露一定時(shí)間后分別加入一定量中和液,強(qiáng)烈振蕩將試樣殘存活菌洗出,以稀釋平板法測(cè)定洗脫液菌濃度,與對(duì)照樣比較,計(jì)算抗菌織物上細(xì)菌減少的百分率[5]。
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