WXP抗病毒纺织品整理剂效应研究
王渊1，王雪平2
(1、太原理工大学制药工程系，山西太原 030024; 2、北京百盾纳米消毒新材料研究所，北京 100081)
[收稿日期]2004-02-10;[修订日期]2004-03-05
原载：〈纺织科学研究〉2004/3；20-30
[摘要]叙述了纺织品的抗病毒整理工艺，分别测试了WXP整理剂抑制(灭活)乙肝病毒、SARS病毒的效果。试验结果表明，该整理剂可以破坏或灭活乙肝病毒HBsAg表面抗原；其灭活SARS病毒的效率达到卫生部消毒技术规范标准，实验室试验合格。
[关键词]防病毒整理；WXP抗病毒纺织品整理剂；灭活病毒试验
[中图分类号]TS195.5’8[文献标识码]A[文章编号]1003-1308[2004]01-0020-08
1 概况
生活环境中的有害微生物(细菌/病毒)，可以说无所不在，并随时威胁着人类的健康与生命。除此之外，我们还面临着战争或恐怖分子用生化武器袭击人类的可能性。
我们知道，许多纺织品不但在生产、贮存、运输过程中有可能感染各种致病细菌或病毒，而且在特种环境下，致病性细菌或病毒(如医院、生物战争、疫区或美容/桑拿等特殊行业)会通过纺织品(服装)感染人体。据测定，每一克原棉或原毛中的细菌含量高达1000至5000万个。一且温度和湿度适宜时，这些细菌就会以几何级数迅速繁殖，而大量细菌的堆积，就会产生细菌色素或有机物分解污秽，并可形成肉眼可见的"霉斑"。
由于病毒(如口蹄疫病毒、肝炎病毒、禽流感病毒、SARS病毒等)更具有其特殊性以及对人类的危害性，因此，抗病毒药物及抗病毒纺织品的研究就备受国内外专家和学者的关注。
虽然大多数人已初步了解有关抗菌的概念以及一些具有抗菌功能的纺织品，但是，对于病毒对人类攻击的特殊性和危害程度方面的了解还非常有限。直至美国"9.11事件"、发生恐怖分子用炭疽菌袭击事件、2003年发生SARS病毒、2004发生禽流感病毒之后，国际社会开始关注并加快了对抗病毒药物及抗病毒纺织品的研究。
目前，欧美、日本等发达国家在抗菌纺织品的应用方面普遍高于中国，其中，日本的应用率高达70%，美国达30%;而中国仅为10%，并且对于具有抗病毒作用的纺织品研究较少。
根据病毒及细菌芽胞的生物特征和危害特性，我们从1992年开始研究了具有抗病毒功能的WXP纺织品整理剂及其生物效应，现将研究结果简述如下。
2
WXP抗病毒纺织品整理剂的基本特点及性能
主要成分有机C分子与无机纳米材料的共价组合物。
有效含量：10%(使用浓度为0.1%-0.5%)。
剂 型：乳液状。
外 观：微黄透明，加水呈乳白色，有少许沉淀物。
固体物含量：≥5%。
杀菌性能：作用3Omin，杀菌率≥90%；受试菌种为大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、枯草芽胞黑色变种。
灭活病毒：作用2Omin，对SARS病毒的灭活率达100%;作用480min，对乙肝病毒的灭活率达99.90%。
检验依据：GB15979-2002C4抗(抑)菌产品试验方法，卫生部《消毒技术规范》2002年版病毒灭活试验方法。
毒理性能：经毒理学试验，证实对人体无毒副作用。
持效期：1-12个月(视使用条件和不同材质而定)。
3 纺织品抗病毒整理工艺
3.1工艺流程
①纺织品预清洗/脱脂处理→②二浸二轧→③控制轧余量80%～90%→④110℃，预烘干→⑤120-150℃，交联4min→⑥成品→⑦质量(微生物)检验。
3.2 工艺过程
(1)采用浸轧设备或浸渍设备生产抗病毒纺织品，带液量一般控制在60%～80%，工艺为二浸二轧。若采用浸渍方法，需离心脱水，以控制被整理物的带液量。
(2)预烘温度为100-110℃，交联温度不低于140℃，时间不少于4min；含有化纤成分的织物，交联温度不宜高于115℃。
(3)为了防止纳米材料的沉淀，染整设备的储液槽内需固定一台小型均质乳化机。在均质机工作的条件下，保证储液槽内的纺织品整理剂始终处于均匀状态。
4 适用范围
(1)棉纺织品、棉纤混纺织品(可以用于职业防护、军事防化等方面);
(2)羊绒/羊毛。
除了棉纺织品可以采用浸轧后整理工艺之外，职业防护服装(如食品加工，生物制药，住院病人，医护人员等职业服装)、妇女内裤及干洗店衣物等，均可以采用抗病毒整理剂实施表面喷洒，然后烘干处理，同样可以达到在衣物表面抑制病毒感染的效果。
5 抑制(灭活)乙肝病毒试验
5.1试样
经WXP整理剂(乳液)处理后的织物(毛巾)(整理剂有效浓度为0.5%);对照样品为普通织物(毛巾)。
5.2试验方法
试验用HBsAg的制备：用含小牛血清的PBS，将HBsAg稀释成浓度为l0Oμg/mL、含5%小牛血 HBsAg悬液，置于-2OC冰箱中备用。
样本及对照片的制备：以无菌操作，用灭菌剪刀将末经洗涤的样品织物(毛巾)与对照织物(毛巾)分别制成1cm×1cm的样片和对照样片，置于无菌小试管内(1片/支)备用。
5.3 WXP整理剂(乳液)中和剂鉴定试验
第1组：将HBsAg悬液2OµL滴加于样片上，将小试管置于20±2℃水浴中，作用3h；加入lmL含10%小牛血清PBS，浸泡lOmin；振荡试管，洗下HBsAg。一式两份，各取样0.1mL进行检测。
第2组：将HBsAg悬液2OµL滴加于样片上，将小试管置于20±2℃水浴中，作用3h；加入lmL含10%小牛血清中和剂溶液的试管中，浸泡lOmin；振荡试管，洗下HBsAg。一式两份，各取样0.lmL进行检测。
第3组：将HBsAg悬液2OµL滴加于对照片上，将小试管置于20±2℃水浴中，作用3h；用灭菌镊子，将污染HBsAg的对照片加入含lmL中和产物溶液(一片样片加lmL中和剂溶液，振打混匀，中和lOmin)的试管中，浸泡lOmin；振荡试管，洗下HBsAg。一式两份，各取样0.lmL进行检测。
第4组：将HBsAg悬液2OµL滴加于对照片上，将小试管置于20±2℃水浴中，作用3h；加入1mL中和剂，浸泡lOmin;振荡试管，洗下HBsAg。一式两份，各取样0.lmL进行检测。
第5组：将HBsAg悬液2OµL滴加于对照片上，将小试管置于20±2℃水浴中，作用3h；加入1mL含l0%小牛血清PBS溶液的试管中，浸泡lOmin；振荡试管，洗下HBsAg。一式两份，各取样0.1mL进行检测。
第6组：向含有一样片的小试管内加入lmL中和剂，中和lOmin；振荡混匀，取样0.lmL进行检测。
第7组：向含有一样片的小试管内加入1.O mL lO%的PBS溶液，振荡混匀。一式两份，各取样0.lmL进行检测。
第8组：一式两份，各取0.1mL试验用含10%小牛血清的PBS溶液进行检测。
5.4 WXP织物灭活HBsAg病毒试验
试验时，将样片放于无菌小试管内(勿使样片的中央部分与小试管底部接触)，分别标记试验浓度和作用时间。每个浓度和作用时间各取两个样片，将盛有样片的小试管，置于20±2℃水浴内10min，然后用微量移液器吸取HBsAg悬液20µL，滴于样片中央。待作用至规定时间，向小试管内加入lmL中和剂，进行检测。每一剂量检测2个样本，取两者的平均OD值计算S/N值。S/N值小于2.1时为阴性，表明可以破坏或灭活乙肝病毒HBsAg表面抗原。
阴性对照为一片样片加lmL中和剂，作用lOmin的中和产物。阳性对照为lmL中和产物加污染HBsAg的对照片l片，污染HBsAg时间和试验组作用时间相同。阴性及阳性对照，每个时间各取3个样本检测，与试验相同。
5.5 结果
5.5.1 中和剂鉴定试验结果
经3次重复试验，第1组S/N值为1.35，第2组S/N值为5.59，第3、4、5组S/N值分别为253.93、260.67、259.67，且3、4、5组之间误差率为l.04%。由此证明，所用中和剂在试验中可中和残留WXP整理剂(乳液)消毒液对HBsAg抗原性的破坏作用，且中和剂和中和产物对HBsAg的抗原性及检测系统无明显影响(参见表1)。
5.5.2经WXP整理后的织物对HBsAg抗原性破坏(灭活)结果
经3次试验证明，经WXP整理后的织物，作用时间为5-360min时，尚不能完全灭活(即破坏)HBsAg病毒，样品仍呈阳性；作用480min，S/N值分别为1.74、1.50和2.06，均小于2.1，为阴性(见表2、表3)。
表l 经WXP整理后的织物(毛巾)中和剂鉴定试验结果
|
组别 |
平均S/N值及其范围 |
|
1 |
1.35(0.85@1.45) |
|
2 |
5.59(3.56@9.00) |
|
3 |
253.93(159.00@464.70) |
|
4 |
260.67(162.26@467.30) |
|
5 |
259.67(168.11@458.90) |
|
6 |
1.00 |
|
7 |
0.96(0.89@1.00) |
|
8 |
0.97(0.78@1.18) |
表 2 经 WXP 整理后的织物对 HBsAg抗原性的破坏效果
|
试验次数 |
在不同作用时间内平均S/N值及范围 |
阴性对照平均 OD值及范围 |
|||
|
5min |
lOmin |
3Omin |
6Omin |
||
|
1 |
40.50 |
23.06 |
11.89 |
8.00 |
0.009(0.006-0.010) |
|
2 |
33.67 |
19.72 |
10.89 |
8.72 |
0.009(0.006-0.010) |
|
3 |
31.22 |
14.61 |
11.44 |
6.44 |
0.009(0.006-0.010) |
|
阳性对照 |
226.78 |
253.89 |
233.22 |
230.89 |
0.001 |
|
S/N值 |
（223.89- 233.67） |
（223.89- 269.78） |
(223.33- 254.45) |
（209.78- 261.89） |
(0.006-0.010) |
表 3 经 WXP 整理后的织物对HBsAg抗原性的破坏效果
|
试验次数 |
在不同作用时间内平均S/N值及范围 |
阴性对照平均 OD值及范围 |
|||
|
120min |
24Omin |
36Omin |
48Omin |
||
|
1 |
3.55 |
2.87 |
2.29 |
0.008 |
(0.007-0.009)0.005 |
|
2 |
3.05 |
2.25 |
2.15 |
1.50 |
(0.004-0.006)0.008 |
|
3 |
2.69 |
2.56 |
2.19 |
2.06 |
(0.006-0.009) |
|
阳性对照 |
132.7 |
82.20 |
61.96 |
51.31 |
|
|
S/N值 |
(95.73- 169.75) |
(80.27- 74.13) |
(56.55- 67.37) |
(46.62- 56.00) |
|
5.6 结论
上述3次HBsAg病毒抗原性破坏的试验证明，经WXP整理后的织物(毛巾)，作用8h，S/N值分别为1.74、1.50和2.06，S/N值均小于2.1，为阴性。
6 WXP整理剂(乳液)灭活 SARS病毒试验
6.1残留整理剂化学中和剂筛选及对正常细胞的影响试验
6.1.1材料
(1)试样: WXP抗病毒纺织品整理剂(以下简称WXP乳液)，有效浓度20%。
(2)中和剂: 1%吐温80+0.3%卵磷脂+1%甘氨酸。
(3)病毒: SARS病毒(2OTCID5O/mL)。
(4)宿主细胞: Vero E6。
6.1.2 方法
根据卫生部《消毒技术规范》2002年版中2.2.2.10.5的技术规范设计试验，采用细胞毒试验(MTT法)评估中和剂、消毒剂和中和产物的细胞毒性，以残留病毒引起细胞病变的百分率来评估病毒灭活作用。
在进行预备试验之前: ①测试中和剂100、10-1、10-2、10-3、10-4。稀释液的细胞毒性;②测试WXP整理剂(乳液) 100、10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8稀释对细胞的毒性。
(1)预备试验
第1组测试10-2稀释中和剂的细胞毒性;
第2组测试”10-2稀释的中和剂+10-2稀释的WXP整理剂(乳液)”产生的中和产物的细胞毒性;
第3组测试10-2稀释的WXP整理剂(乳液)的细胞毒性。
试验体系作用时间为3h，观察时间3d。
(2)正式试验
第1组受试的WXP整理剂(乳液)为10-2稀释液+病毒，以无离子水代替中和剂，作用温度2O℃，时间2Omin;
第2组用10-2稀释的中和剂，其它条件相同;
第3组用无离子水代替WXP整理剂(乳液)，其它条件相同;
第4组用中和产物加病毒液，其它条件相同;
第5组用无离子水加病毒，其它条件相同;
第6组为正常细胞对照。
第1-5组经作用后，连续稀释，测定病毒浓度。
6.1.3 结果
WXP整理剂(乳液)细胞毒性试验结果见表4、表5。其中，残留WXP整理剂(乳液)中和剂筛选试验的预试验结果见表4，正式试验结果见表5。
结果分析: 100、10-1中和剂对受试细胞有毒性，不能用于中和试验。因此，选择10-2稀释中和剂用于中和试验。
结果分析:WXP整理剂(乳液)稀泽10-7后对细胞仍有毒性，因此不能直接用于SARS病毒灭活后接种Vero
E6细胞的试验;但选择10-2稀释中和剂中和后，仍可降低细胞毒性。
表4 中和剂对veroE6细胞的细胞毒性试验结果
|
试验次数/抑制率（%） |
稀 释 度 |
||||
|
10o |
10-1 |
10-2 |
10-3 |
10-4 |
|
|
1 |
100 |
64 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
100 |
757 |
0 |
0 |
0 |
|
3 |
100 |
63 |
0 |
0 |
0 |
表5 WXP试样对Vero E6细胞的细胞毒性试验结果
|
试验次数/抑制率（%） |
稀 释 度 |
|||||||||
|
10o |
10-1 |
10-2 |
10-3 |
10-4 |
10-5 |
10-6 |
10-7 |
10-8 |
10-9 |
|
|
1 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
40 |
0 |
0 |
|
2 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
60 |
0 |
0 |
|
3 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
62 |
0 |
0 |
表6 WXP整理剂（乳液）及中和产物细胞毒性预试验结果
|
组别 |
各次试验的抑制率(%) |
|||
|
1 |
2 |
3 |
平均抑制率(%) |
|
|
1 |
5.0 |
1.0 |
3.7 |
3.2 |
|
2 |
0.0 |
-2.5 |
1.0 |
-1.8 |
|
3 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
表7 WXP整理剂(乳液)及中和产物对SARS病毒的灭活正式试验结果
|
组别 |
各次试验的病毒灭活作用(%) |
|||
|
1 |
2 |
3 |
平均灭活作用(%) |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
5 |
0 |
11 |
8.0 |
|
3 |
92 |
96 |
87 |
91.6 |
|
4 |
95 |
98 |
94 |
95.0 |
|
5 |
100 |
100 |
100 |
100.0 |
|
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
6.1.4 结论
(1)原液10-2稀释的中和剂对细胞毒性极低，可用于正式试验中的中和测定。
(2)" 10-2稀释的中和剂+10-2稀释消毒剂"产生的中和产物，对细胞无毒性，不影响中和测试。
(3) 10-2稀释的WXP整理剂(乳液)对细胞具高度毒性，不能直接用于病毒的灭活试验。
(4)WXP整理剂(乳液)可使病毒灭活，但若不用中和剂中和接种细胞，将产生细胞毒性，出现假阳性结果。
6.2试样对SARS病毒的灭活试验
6.2.1 材料
(l)试验毒株: SARS病毒，2OTCID5O/mL。
(2)宿主细胞: VeroE6。
(3)中和剂: 1%吐温80+0.3%卵磷脂+1%甘氨酸(10-2稀释液)。
(4)消毒剂: WXP抗病毒纺织品整理剂的原液外观为淡黄色，加水稀释后为乳白色，稀释时采用去离子水，稀释度为10-2。
(5)培养基: MEM培养基。
6.2.2 方法
(1)依据卫生部《消毒技术规范忱002年版2.2.2.10.7项的技术要求设计试验，以病毒感染宿主细胞TICD5O对数值评估WXP试样灭活SARS病毒效率。
(2)试验环境与条件为P3实验室。
试验作用时间分别为5、10、2Omin，温度2O℃，病毒吸附2h。
6.2.3 结果
3次试验的结果见表8。
表8 WXP试样对SARS病毒灭活试验结果
|
时间(min) |
阳性组TICD5O对数值 |
试验组TlCD5O对数值 |
平均灭活数值 |
|
5 |
6.7 |
4.6 |
2.1 |
|
10 |
6.8 |
3.4 |
3.4 |
|
20 |
6.5 |
0 |
6.5 |
6.2.4 结论
(1) 10-2稀释的WXP整理剂(乳液)与SA胳病毒作用lOmin，灭活效率达32%，灭活对数值小于4.0;
(2) 10-2稀释WXP整理剂(乳液)2Omin可灭活测试SARS病毒，效率100%，灭活对数值6.5;
(3)在本试验条件下，10-2稀释的WXP整理剂(乳液)作用2Omin，灭活SARS病毒的效率达到卫生部消毒技术规范标准，实验室试验合格。
7 结束语
在现有卫生教科书及中国卫生部2002年版《消毒技术规范》中，我们所了解到的消毒剂的作用及检测方法均是针对一次性消毒材料的试验方法，而涉及纺织品的消毒效果及抗病毒(特别是抗SARS病毒)的评价方法却较为少见。除此之外，有关纺织品持效抗病毒的评价方法更为少见。
WXP抗病毒纺织品整理剂(乳液)与传统消毒剂及纺织品抗菌整理剂的不同之处在于，它不但需要测试织物表面抗病毒的效果，而且还需要测试其持效性能。尽管我们在抗病毒纺织品整理剂的生产、整理工艺、测试方法方面做了一定努力，但是仍有许多问题需要进一步深人地探讨和研究。
随着WXP抗病毒纺织品整理技术的不断完善，它一定会在职业防疫、军事防化以及日用纺织品等领域发挥积极而重要的作用。
(备注: ①WPX纳米消毒新材料是我国第一个具有自主知识产权的原始性创新技术，2003年11月被国家发改委列为"国家高技术产业化示范工程项目”。WXP抗病毒纺织品整理剂系WXP纳米消毒新材料应用技术之一，其商品名称为"百盾牌抗菌l00乳液"。②"WXP"为该项技术发明人"王雪平"的汉语拼音缩写。③SARS病毒灭话试验由武汉大学现代病毒研究中心P3实验室承担。)