无患子皂苷-纳米银抑菌洗涤剂的制备及其抑菌性能研究

欧霖拱

（福建省轻工业研究所，福建 福州 350005）

无患子皂苷-纳米银抑菌洗涤剂的制备及其抑菌性能研究

欧霖拱

（福建省轻工业研究所，福建 福州 350005）

本研究首次制备出无患子皂苷-纳米银抑菌洗涤剂，并借助紫外-可见分光光谱（UV-Vis）、透射电子显微镜（TEM）考察了纳米银的粒径、洗涤剂中主要活性成分脂肪醇醚硫酸钠（AES）与脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）对纳米银的影响，最后通过平板计数法研究了纳米银颗粒及无患子纳米银抑菌洗涤剂对金黄色葡萄球菌的抑菌性。结果表明：TEM图表明纳米银的粒径在10～15nm之间；洗涤剂中纳米银仍保持较好的稳定性；当纳米银的浓度为2.5mg/L时，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为100%；配制的碱性及酸性无患子纳米银洗涤剂对金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为56.5%和60.0%。

无患子皂苷；纳米银；抑菌性能；洗涤剂

在医疗工作中使用的纺织品，包括病人衣被、医护人员手术衣等，在被患者的血液、体液、排泄物污染后，可能携带104～106菌落/cm2(4～6log10/cm2)病菌，并且具有交叉传染性，必须进行洗涤消毒处理[1]。

目前用于医用织物的洗涤剂以化学洗涤剂为主，容易造成二次水污染[2]，氨基酸表面活性剂的使用会导致洗涤废水氨氮量高，在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质，使水质变坏[3]；磷酸盐表面活性剂、三聚磷酸钠等的使用导致洗涤剂废水磷含量高，使水质富营养化导致赤潮、藻华的形成[4-5]；以阴离子表面活性剂（LAS）为主的表面活性剂，LAS进入水体后与有机物反应，增大污染面积，使污水处理难度增大[6-7]。

市面上尚未有针对医用织物的无患子洗涤剂销售，尽管无患子皂苷本身具有抑菌能力，但仍然无法满足医用织物的抗菌要求。有关研究表明，纳米银具有广谱杀菌能力，可以通过与细菌的呼吸酶结合来杀死细菌，更加安全、无毒、无副作用[8]。利用较为稳定的纳米银颗粒来取代银离子作为无机抗菌材料添加剂，在无患子洗涤剂中引入少量稳定的纳米银，有望提高洗涤剂的抑菌消毒性能，因此在抑菌材料领域有着广阔的应用前景。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

无患子提取液，福建省轻工业研究所；硝酸银（AgNO3，99.9%），分析纯，国药集团化学试剂有限公司；脂肪醇醚硫酸钠（AES）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）、柠檬酸钠，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；金黄色葡萄球菌，厦门大学生命科学学院环境与应用微生物研究所提供，本实验室保存；琼脂、酵母粉、牛肉膏、蛋白胨，生化试剂，广东环凯微生物科技有限公司。

Evolution220紫外可见分光光度计，美国赛默飞世尔科技公司；HH-4数显恒温水浴锅，国华电器有限公司；SW-CJ-1FD超净工作台，苏州净化设备有限公司；SPX-150B-Z生化培养箱，上海博迅实业有限公司；BSA224S电子天平，赛多利斯科学仪器有限公司；KQ5200DE数控超声波清洗器，昆山超声仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 纳米银的制备

取一定量的无患子提取液于锥形瓶中，置于一定温度油浴锅中，预热10min，然后加入一定浓度的AgNO3溶液，磁力搅拌条件下反应6.5h，即得到无患子纳米银溶液。

1.2.2 无患子纳米银洗涤剂的制备

首先，将定量的柠檬酸钠与EDTA溶于去离子水中，放在4℃冰箱中备用。然后，在1L的烧杯中加入一定体积的纯净水，依次加入110g AES、80g AEO-9，搅拌半小时后加入柠檬酸钠溶液、EDTA溶液，用醇胺和柠檬酸调pH。最后，在上述溶液中加入新鲜制备的纳米银溶液并加入一定量的香料，再加入定量的去离子水，使溶液维持在1000g，经过以上步骤相应地制备出无患子纳米银洗涤剂。

1.2.3 无患子纳米银洗涤剂的表征

紫外-可见（UV-Vis）光谱扫描分析：将不同条件下制备的纳米银溶液稀释适当的倍数后倒入石英比色皿中，用紫外-可见分光光度计进行扫描，扫描波长范围为300～800nm，扫描步长为1nm，观察纳米银的表面等离子共振吸收峰。

透射电子显微镜（TEM）观察：将制得的纳米银溶液稀释到合适倍数，然后用夹着铜网的镊子夹浸入到溶液中，反复捞取数次，直到铜网上附着有可见的液滴。然后将镊子平放在实验台上，自然风干。用场发射透射电镜在300kV加速电压下对样品进行观察。

1.2.4 纳米银及无患子纳米银洗涤剂的抑菌性能评价

目前通常用最小抑菌浓度（MIC）来评价抑菌剂的抑菌性，是指令细菌终止发育或分裂的最低抑菌剂浓度。实验采用固体培养基法（平板计数法），是将待测样品经适当稀释之后，其中的微生物充分分散为单个细胞，取一定量的稀释液涂布到平板上，经过培养，由每个单细胞生长繁殖而形成肉眼可见的菌落，即一个单菌落应代表原样品的一个单细胞。统计菌落数，根据其稀释倍数和取样接种量即可换算出样品中的含菌数。对比空白组和洗涤剂组的菌落数，由式（1-1）可以计算出无患子纳米银洗涤剂的抑菌性能。

2 结果与讨论

2.1 纳米银的TEM图

图1 纳米银颗粒的TEM图

通过TEM可以观察纳米银的粒径分布，从图1可以看出，由无患子提取液合成的纳米银粒径基本都在10～15nm左右，一方面，由于无患子提取液中含有一种天然的非离子型表面活性剂——无患子皂苷，使得制备出的纳米银分散性较好。另一方面，从图中可以看出纳米银的粒径很小，说明它的抑菌能力很强。

2.2 洗涤剂成分对纳米银的影响

本研究利用无患子洗涤剂制备出纳米银，考察了洗涤剂的主要活性成分对纳米银的影响。从图2（a）中可以看出，将定量的无患子纳米银溶液加入到AES中，震荡数分钟然后测吸收光谱，在419nm处仍然有很强的吸收峰，说明AES对纳米银没有任何影响。可能是因为AES本身是一种阴离子表面活性剂，在纳米银的制备过程中具有分散的作用，因此不会对纳米银产生影响。对于图2（b），AEO-9是与无患子皂苷同一类的非离子型表面活性剂，虽然结构不同，但具有相似的性质，在溶剂中不会发生电离现象，因此可以看出AEO-9对纳米银液也没有影响。总而言之，由于洗涤剂中的活性成分对纳米银无任何负影响，为后续无患子纳米银洗涤剂的制备提供了基础。

2.3 无患子纳米银洗涤剂的抑菌性能

将制备的无患子纳米银洗涤剂通过调节pH制备出碱性与酸性洗涤剂，并用平板计数法对洗涤剂的抑菌性能进行评价，结果如表1。

从表中可以看出，配制的碱性及酸性无患子纳米银洗涤剂原液对金黄色葡萄球菌的抑菌率分别达56.5%、60.0%；将原液稀释到100倍，仍有40.9%、48.8%的抑菌率；再将原液稀释到1000倍，依然有30.6%、45.2%的抑菌率。

3 结论

（1）在无患子提取液中制备出10～15nm左右的纳米银，并通过考察抑菌实验和抑菌能力学实验，发现含有纳米银的无患子液具有很强的抑菌性能。

（2）通过将无患子纳米银溶液加入到洗涤剂的配方中，制备出的无患子纳米银抑菌洗涤剂，对金黄色葡萄球菌有很强抑菌能力，因此在医用布草洗涤方面具有很好的应用前景。

图2 AES、AEO-9对纳米银颗粒的影响

表1 无患子抑菌洗涤剂对金黄色葡萄球菌的抑菌效果

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10.3969/j.issn.1007-550X.2017.11.002

TQ649.6+ 9

A

1007-550X（2017）11-0030-03

2017-08-30

欧霖拱（1969- ），男，福建福州人，高级工程师，主要从事日用化工产品的研究与开发工作。