纳米银整理抗菌织物耐洗性及皮肤刺激性的评价yd18217

顾娟红，石建华，陈军，朱振华，潘葵，柳艳 苏州出入境检验检疫局综合技术中心，江苏苏州215104

收稿日期：2014-01-20 修回日期：2014-05-16

基金项目：国家质检总局科技计划项目(2013IK109)

作者简介：顾娟红(1973-)，女，高级工程师，硕士。主要研究方向为生态纺织品检测。E-mail：gujh2013@aliyun.com。

原载：纺织学报2015/1；110-113

【摘要】为考察抗菌织物的耐洗性及皮肤刺激性，以经纳米银整理的抗菌丝织物为实验对象，采用琼脂平皿扩散法和吸收法对其抗菌性能进行定性和定量实验，采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定样品的金属溶出量，同时利用EPI-MODEL人体皮肤模型，对织物水萃取液的皮肤刺激性进行初步研究。结果显示：在洗涤50次后，样品对大肠杆菌8099和金黄色葡萄球菌ATCC6538的抗菌率依然在99％ 以上，具有良好的耐洗性能；织物水萃取液对皮肤无刺激性，较为安全。

【关键词】丝织物；纳米银；抗菌；耐洗性；皮肤刺激性；皮肤模型

【中图分类号】TS 197 文献标志码：A DOI：10.13475／j.fzxb.20140102004

纺织品的抗菌整理赋予了纺织品抑制细菌在其上生长、繁殖或使细菌失活的功能，可以保护纺织品不被霉菌等降解，并防止微生物传播，还可阻止细菌在织物上不断繁殖而产生臭气，提高了纺织品的品质和消费者的生活质量[1-2]。抗菌纺织品因与人们追求健康的理念完全吻合，已成为国内外研究和开发的热点[3-5]。然而，抗菌技术使用不当也可能带来潜在的安全性隐患，因而，对于抗菌纺织品不仅要关注其抗菌效果，更应规范抗菌纺织品市场，保证抗菌纺织品的安全、可靠、实用[6-7]。纳米银及含银化合物具有较强的杀菌和抑制病原体的能力，且耐久性良好，在无机抗菌剂中占主导地位。本文以经纳米银整理的抗菌丝织物为实验对象，用琼脂平皿扩散法和吸收法对其抗菌性能进行定性和定量实验，采用电感耦合等离子体质谱仪测定样品的金属溶出

量，同时利用EPI-MODEL人体皮肤模型进行织物水萃取液的皮肤刺激性实验，为建立抗菌纺织品综合性安全评价标准体系进行初步探索。

1 实验部分

1.1 实验设备及材料

Agilent 7500cx四极杆电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)；Milli-Q纯水机；可调温振荡水浴锅；KQ5200DE型超声波清洗器；Mettler AL204分析天平；0.45 m水系滤膜；LabCyte EPI-MODEL 24试剂盒；二级生物安全柜；CO2培养箱；酶标仪(450、570、650 nm)；比浊仪、VITEK-1／全自动微生物鉴定系统及革兰氏阴性／阳性测试卡；光学显微镜；涡旋仪；微量移液器。

菌株：标准菌株大肠杆菌8099，金黄色葡萄球菌ATCC6538。

材料与试剂：Agilent内标Part 5183，100 mg／L；Agilent调谐液Part 5185-5959，1 μg／L；银溶液标准品，100 mg／L；噻唑蓝(MTT)；十二烷基硫酸钠(SDS)；异丙醇(色谱纯)；磷酸盐缓冲液(PBS)；0.1％的蛋白胨培养基、革兰氏染色液、生化鉴定试剂盒、大豆蛋白胨琼脂培养基(TSA)、大豆蛋白胨液体培养基(TSB)、营养肉汤(NB)、SCDLP液体培养基、计数琼脂(EA)等。纳米银整理抗菌丝织物(苏州大学提供，纳米银粒径在50～100 nm之问)，纳米银(粒径在50～100 nm之间)。阳性样品(功能整理剂有6种，液态，急性皮肤刺激实验积分均值在0.5～2.1之间)。

1.2 实验方法

1.2.1 金属溶出物测定

取有代表性的样品，剪碎至约5 mm×5 mm，混匀。准确称取已剪碎的样品放入10 mL离心管，按照质量比为1:10加入超纯水，室温下超声30 min。取水萃取液过滤，根据需要进行稀释，ICP-MS内标法(In)测定其中金属溶出量。

1.2.2 抗菌性能实验

参照GB／T 20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》进行定性实验，参照GB／T 20944.2-2007《纺织品抗菌性能的评价第2部分：吸收法》进行定量测试。参照GB／T12490-1990{纺织品耐家庭和商业洗涤色牢度实验方法》进行洗涤。

1.2.3 EPI-MODEL体外皮肤刺激实验

按照LabCyte EPI-MODEL 24试剂盒用户手册，以1.2.1水萃取液25 L为受试品涂抹于人工皮肤表面作用15 min，SDS(质量分数为5％ 的水溶液)为阳性对照物，蒸馏水为阴性对照物；与化学品接触15 min后用PBS冲洗活性皮肤不少于10次(尽可能冲净残留化学物质去除受试物)，用无菌棉签将表皮组织内外轻轻吸干；继续在饱和湿度、5％CO2、37℃的条件下孵育(42±1)h；加入0.5 mL质量浓度为0.5 mg／mL的MTT溶液，在饱和湿度、5％CO2、37℃ 下孵化3 h；将表皮组织移至1.5 mL离心微管中，加入300 μL异丙醇，摇动使整个表皮组织浸没，置于4℃ 冰箱避光培养(≥15 h)；振荡混匀溶液，取200 L溶液至96孔板，在酶标仪570 nm和650 nm波长下读取光密度值(OD)，异丙醇作空白对照；计算细胞活性。

准确称取适量纳米银放入10 mL离心管中，加入适量超纯水，使其用量为1 000 mg／kg，室温下超声30 min后立即进行实验。对6种功能整理剂直接取样进行刺激性实验。

2 结果与讨论

2.1 织物耐洗性及其抗菌性

对织物进行抗菌耐洗性实验，测定不同洗涤次数后织物的金属溶出量及抗菌效果。金属溶出量及抗菌性定性实验测定结果如表1和图1所示，抗菌性定量实验结果如表2所示。

表1 织物的耐洗性和抗菌性能(平皿扩散法)

注：实验重复次数n=3，下同。

(a)金黄色葡萄球菌ATCC6538 (b)大肠杆菌8099

图1 织物洗涤50次后平皿扩散法实验结果

表2 纳米银整理丝织物的抑菌率(吸收法)

从表1和图1(a)的检测结果可以看出：试样未洗涤和洗涤20、50次后对金黄色葡萄球菌的抑菌带均大于l mm，试样布片与平皿接触的任何部分均无菌生长，培养基上的试样周围出现抑菌晕，且从反面看可以发现，与试样接触的培养基呈透明状。可见试样对金黄色葡萄球菌抗菌效果好。

试样未经洗涤和洗涤20、50次后对大肠杆菌的抑菌带均为O，从图1(b)可看出，培养基上的试样周围虽然没有出现抑菌晕，但是从反面可以发现，与试样接触的培养基呈透明状。另外，，试样布片与平皿接触的任何部分均无菌生长，因此试样对大肠杆菌抗菌效果好。

表2计算结果显示，试样未经洗涤和洗涤20、50次后对金黄色葡萄球菌的抑菌率均大于99％，具有良好的抗菌效果；对大肠杆菌的抑菌率均大于99％，具有良好的抗菌效果。

从织物的抗菌性能定性和定量实验结果可见，随着洗涤次数的增加，样品的抗菌效果变化不大，在洗涤50次以后，该样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌仍然具有良好的抗菌效果。冈此，该纳米银处理丝织物具有良好的耐洗性能。

2．2 体外皮肤刺激性实验

评价织物的皮肤刺激性是抗菌织物安全性评价中的重要内容之一，丝织物本身柔顺光滑具有极佳的亲肤性，但在织物的抗菌整理中，需添加抗菌剂及多种染整助剂，共存的化学物质还可能相互影响，因此有必要对潜在的多组分化学物质的联合毒性作用进行综合评价。皮肤模型可作为替代方法用于皮肤毒性实验[8]。MTT法检测组织细胞活性是欧盟OECD431推荐使用的方法[9]。本文实验细胞活性计算方法参照EPI-MODEL的标准进行。细胞活性=(受试物OD平均值／阴性对照OD平均值)×lOO％。阴性对照OD平均值应≥O．7，阳性对照的表皮细胞活性平均值应≤40％。同时测定的样品OD值差异(SD)≤18％。评判样品刺激性的标准是：细胞活性≤50％判断为有刺激性，>50％为无刺激性。样品和动物实验阳性样品实验结果见表3。

表3 表皮细胞活性测定结果

注：阴性对照0D平均值为O．812。

从表3可见，虽然本文实验仅对6个阳性样品(有刺激性)进行了评价和分析，具有一定的局限性，但6个阳性样品细胞活性均≤50％，实验结果与动物实验结果相一致，说明MTT法检测组织细胞活性具有较好的特异度。因此，将皮肤模型用于毒性实验，能很好模拟化学物渗透皮肤进入机体进而产生毒性的过程，可用于评价化学物的皮肤毒性。

纳米银是织物具有抗菌性能的功能因子[10]，表3结果显示，高浓度的纳米粒子分散液不会对皮肤产生刺激，同时，织物水萃取液的细胞活性均>50％，说明染整助剂和纳米粒子的协同作用并未导致皮肤刺激，因此，纳米银整理抗菌纺织品不会对穿着者皮肤产生严重刺激性，较为安全。

3 结论

纳米银整理抗菌织物具有良好的抗菌性能，且抗菌效果持久，在洗涤50次以后，样品对大肠杆菌8099和金黄色葡萄球菌ATCC6538仍然具有良好的抗菌效果，且样品对金黄色葡萄球菌的抑菌率均大于其对大肠杆菌的抑菌率。利用样品的水萃取液对该织物潜在的多组分化学物质的联合毒性作用进行了综合评价，结果显示其对皮肤无刺激性，较为安全。基于本文实验数量的局限性，如要更全面了解抗菌纺织品的抗菌性能及安全性能，仍需对该类抗菌纺织品进行大量的实验和考察。

参考文献：

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