顧娟紅， 石建華， 陳 軍， 朱振華， 潘 葵, 柳 艷

(蘇州出入境檢驗檢疫局 綜合技術(shù)中心， 江蘇 蘇州 215104)

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納米銀整理抗菌織物耐洗性及皮膚刺激性的評價

顧娟紅， 石建華， 陳 軍， 朱振華， 潘 葵, 柳 艷

(蘇州出入境檢驗檢疫局 綜合技術(shù)中心， 江蘇 蘇州 215104)

為考察抗菌織物的耐洗性及皮膚刺激性，以經(jīng)納米銀整理的抗菌絲織物為實驗對象，采用瓊脂平皿擴(kuò)散法和吸收法對其抗菌性能進(jìn)行定性和定量實驗，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測定樣品的金屬溶出量，同時利用EPI-MODEL人體皮膚模型，對織物水萃取液的皮膚刺激性進(jìn)行初步研究。結(jié)果顯示：在洗滌50次后，樣品對大腸桿菌8099和金黃色葡萄球菌ATCC6538的抗菌率依然在99%以上，具有良好的耐洗性能；織物水萃取液對皮膚無刺激性，較為安全。

絲織物； 納米銀； 抗菌； 耐洗性； 皮膚刺激性； 皮膚模型

紡織品的抗菌整理賦予了紡織品抑制細(xì)菌在其上生長、繁殖或使細(xì)菌失活的功能，可以保護(hù)紡織品不被霉菌等降解，并防止微生物傳播，還可阻止細(xì)菌在織物上不斷繁殖而產(chǎn)生臭氣，提高了紡織品的品質(zhì)和消費者的生活質(zhì)量[1-2]。抗菌紡織品因與人們追求健康的理念完全吻合，已成為國內(nèi)外研究和開發(fā)的熱點[3-5]。然而，抗菌技術(shù)使用不當(dāng)也可能帶來潛在的安全性隱患，因而，對于抗菌紡織品不僅要關(guān)注其抗菌效果，更應(yīng)規(guī)范抗菌紡織品市場，保證抗菌紡織品的安全、可靠、實用[6-7]。納米銀及含銀化合物具有較強(qiáng)的殺菌和抑制病原體的能力，且耐久性良好，在無機(jī)抗菌劑中占主導(dǎo)地位。本文以經(jīng)納米銀整理的抗菌絲織物為實驗對象，用瓊脂平皿擴(kuò)散法和吸收法對其抗菌性能進(jìn)行定性和定量實驗，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定樣品的金屬溶出量，同時利用EPI-MODEL人體皮膚模型進(jìn)行織物水萃取液的皮膚刺激性實驗，為建立抗菌紡織品綜合性安全評價標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行初步探索。

1 實驗部分

1.1 實驗設(shè)備及材料

Agilent 7500cx四極桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)；Milli-Q純水機(jī)；可調(diào)溫振蕩水浴鍋；KQ5200DE型超聲波清洗器；Mettler AL204分析天平；0.45 μm水系濾膜；LabCyte EPI-MODEL 24試劑盒；二級生物安全柜；CO2培養(yǎng)箱；酶標(biāo)儀(450、570、650 nm)；比濁儀、VITEK-Ⅱ全自動微生物鑒定系統(tǒng)及革蘭氏陰性/陽性測試卡；光學(xué)顯微鏡；渦旋儀；微量移液器。

菌株：標(biāo)準(zhǔn)菌株大腸桿菌8099，金黃色葡萄球菌ATCC6538。

材料與試劑：Agilent內(nèi)標(biāo)Part#5183，100 mg/L；Agilent調(diào)諧液Part#5185-5959，1 μg/L；銀溶液標(biāo)準(zhǔn)品，100 mg/L；噻唑藍(lán)(MTT)；十二烷基硫酸鈉(SDS)；異丙醇(色譜純)；磷酸鹽緩沖液(PBS)；0.1%的蛋白胨培養(yǎng)基、革蘭氏染色液、生化鑒定試劑盒、大豆蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基(TSA)、大豆蛋白胨液體培養(yǎng)基(TSB)、營養(yǎng)肉湯(NB)、SCDLP液體培養(yǎng)基、計數(shù)瓊脂(EA)等。納米銀整理抗菌絲織物(蘇州大學(xué)提供，納米銀粒徑在50～100 nm之間)，納米銀(粒徑在50～100 nm之間)。陽性樣品(功能整理劑有6種，液態(tài)，急性皮膚刺激實驗積分均值在0.5～2.1之間)。

1.2 實驗方法

1.2.1 金屬溶出物測定

取有代表性的樣品，剪碎至約5 mm×5 mm，混勻。準(zhǔn)確稱取已剪碎的樣品放入10 mL離心管，按照質(zhì)量比為1∶10加入超純水，室溫下超聲30 min。取水萃取液過濾，根據(jù)需要進(jìn)行稀釋，ICP-MS內(nèi)標(biāo)法(In)測定其中金屬溶出量。

1.2.2 抗菌性能實驗

參照GB/T 20944.1—2007《紡織品抗菌性能的評價 第1部分：瓊脂平皿擴(kuò)散法》進(jìn)行定性實驗，參照GB/T 20944.2—2007《紡織品抗菌性能的評價第2部分：吸收法》進(jìn)行定量測試。參照GB/T 12490—1990《紡織品耐家庭和商業(yè)洗滌色牢度實驗方法》進(jìn)行洗滌。

1.2.3 EPI-MODEL體外皮膚刺激實驗

按照LabCyte EPI-MODEL 24試劑盒用戶手冊，以1.2.1水萃取液25 μL為受試品涂抹于人工皮膚表面作用15 min，SDS(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的水溶液)為陽性對照物，蒸餾水為陰性對照物；與化學(xué)品接觸15 min后用PBS沖洗活性皮膚不少于10次(盡可能沖凈殘留化學(xué)物質(zhì)去除受試物)，用無菌棉簽將表皮組織內(nèi)外輕輕吸干；繼續(xù)在飽和濕度、5%CO2、37 ℃的條件下孵育(42±1)h；加入0.5 mL質(zhì)量濃度為0.5 mg/mL的MTT溶液，在飽和濕度、5% CO2、37 ℃下孵化3 h；將表皮組織移至1.5 mL離心微管中，加入300 μL異丙醇，搖動使整個表皮組織浸沒，置于4 ℃冰箱避光培養(yǎng)(≥15 h)；振蕩混勻溶液，取200 μL溶液至96孔板，在酶標(biāo)儀570 nm和650 nm波長下讀取光密度值(OD)，異丙醇作空白對照；計算細(xì)胞活性。

準(zhǔn)確稱取適量納米銀放入10 mL離心管中，加入適量超純水，使其用量為1 000 mg/kg，室溫下超聲30 min后立即進(jìn)行實驗。對6種功能整理劑直接取樣進(jìn)行刺激性實驗。

2 結(jié)果與討論

2.1 織物耐洗性及其抗菌性

對織物進(jìn)行抗菌耐洗性實驗，測定不同洗滌次數(shù)后織物的金屬溶出量及抗菌效果。金屬溶出量及抗菌性定性實驗測定結(jié)果如表1和圖1所示，抗菌性定量實驗結(jié)果如表2所示。

表1 織物的耐洗性和抗菌性能(平皿擴(kuò)散法)

注：實驗重復(fù)次數(shù)n=3，下同。

圖1 織物洗滌50次后平皿擴(kuò)散法實驗結(jié)果Fig.1 Results of agar plate diffusion method after 50 washing cycles. (a) Staphylococcus aureus ATCC6538; (b)Escherichia coli 8099

洗滌次數(shù)金黃色葡萄球菌ATCC6538/%大腸桿菌8099/%0100100201001005010099.88

從表1和圖1(a)的檢測結(jié)果可以看出：試樣未洗滌和洗滌20、50次后對金黃色葡萄球菌的抑菌帶均大于1 mm，試樣布片與平皿接觸的任何部分均無菌生長，培養(yǎng)基上的試樣周圍出現(xiàn)抑菌暈，且從反面看可以發(fā)現(xiàn)，與試樣接觸的培養(yǎng)基呈透明狀。可見試樣對金黃色葡萄球菌抗菌效果好。

試樣未經(jīng)洗滌和洗滌20、50次后對大腸桿菌的抑菌帶均為0，從圖1(b)可看出，培養(yǎng)基上的試樣周圍雖然沒有出現(xiàn)抑菌暈，但是從反面可以發(fā)現(xiàn)，與試樣接觸的培養(yǎng)基呈透明狀。另外，試樣布片與平皿接觸的任何部分均無菌生長，因此試樣對大腸桿菌抗菌效果好。

表2計算結(jié)果顯示，試樣未經(jīng)洗滌和洗滌20、50次后對金黃色葡萄球菌的抑菌率均大于99%，具有良好的抗菌效果；對大腸桿菌的抑菌率均大于99%，具有良好的抗菌效果。

從織物的抗菌性能定性和定量實驗結(jié)果可見，隨著洗滌次數(shù)的增加，樣品的抗菌效果變化不大，在洗滌50次以后，該樣品對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌仍然具有良好的抗菌效果。因此，該納米銀處理絲織物具有良好的耐洗性能。

2.2 體外皮膚刺激性實驗

評價織物的皮膚刺激性是抗菌織物安全性評價中的重要內(nèi)容之一，絲織物本身柔順光滑具有極佳的親膚性，但在織物的抗菌整理中，需添加抗菌劑及多種染整助劑，共存的化學(xué)物質(zhì)還可能相互影響，因此有必要對潛在的多組分化學(xué)物質(zhì)的聯(lián)合毒性作用進(jìn)行綜合評價。皮膚模型可作為替代方法用于皮膚毒性實驗[8]。MTT法檢測組織細(xì)胞活性是歐盟OECD431推薦使用的方法[9]。本文實驗細(xì)胞活性計算方法參照EPI-MODEL的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。細(xì)胞活性=(受試物OD平均值/陰性對照OD平均值)×100%。陰性對照OD平均值應(yīng)≥0.7，陽性對照的表皮細(xì)胞活性平均值應(yīng)≤40%。同時測定的樣品OD值差異(SD)≤18%。評判樣品刺激性的標(biāo)準(zhǔn)是：細(xì)胞活性≤50%判斷為有刺激性，>50%為無刺激性。樣品和動物實驗陽性樣品實驗結(jié)果見表3。

表3 表皮細(xì)胞活性測定結(jié)果

注：陰性對照OD平均值為0.812。

從表3可見，雖然本文實驗僅對6個陽性樣品(有刺激性)進(jìn)行了評價和分析，具有一定的局限性，但6個陽性樣品細(xì)胞活性均≤50%，實驗結(jié)果與動物實驗結(jié)果相一致，說明MTT法檢測組織細(xì)胞活性具有較好的特異度。因此，將皮膚模型用于毒性實驗，能很好模擬化學(xué)物滲透皮膚進(jìn)入機(jī)體進(jìn)而產(chǎn)生毒性的過程，可用于評價化學(xué)物的皮膚毒性。

納米銀是織物具有抗菌性能的功能因子[10]，表3結(jié)果顯示，高濃度的納米粒子分散液不會對皮膚產(chǎn)生刺激，同時，織物水萃取液的細(xì)胞活性均>50%，說明染整助劑和納米粒子的協(xié)同作用并未導(dǎo)致皮膚刺激，因此，納米銀整理抗菌紡織品不會對穿著者皮膚產(chǎn)生嚴(yán)重刺激性，較為安全。

3 結(jié) 論

納米銀整理抗菌織物具有良好的抗菌性能，且抗菌效果持久，在洗滌50次以后，樣品對大腸桿菌8099和金黃色葡萄球菌ATCC6538仍然具有良好的抗菌效果，且樣品對金黃色葡萄球菌的抑菌率均大于其對大腸桿菌的抑菌率。利用樣品的水萃取液對該織物潛在的多組分化學(xué)物質(zhì)的聯(lián)合毒性作用進(jìn)行了綜合評價，結(jié)果顯示其對皮膚無刺激性，較為安全。基于本文實驗數(shù)量的局限性，如要更全面了解抗菌紡織品的抗菌性能及安全性能，仍需對該類抗菌紡織品進(jìn)行大量的實驗和考察。

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Evaluation of washing fastness and skin irritation of nano silver finished silk fabrics

GU Juanhong， SHI Jianhua， CHEN Jun， ZHU Zhenhua， PAN Kui， LIU Yan

(InspectionandQuarantineTechnicalCenter,SuzhouEntry-ExitInspectionandQuarantineBureau,Suzhou,Jiangsu215104,China)

To inspect the washing fastness and skin irritation of antimicrobial fabrics, the nano silver finished silk fabrics were prepared as the test samples. The antibacterial efficiency was determined by agar plate diffusion method and absorption method. The release of the metal from the samples was determined using inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS). The skin irritation of the silk fabrics water extracts was studied by three-dimensional cultured human epidermis model(EPI-MODEL). The results showed the bacterial inhibition ratio against Staphylococcus aureus ATCC6538 and Escherichia coli 8099 of the treated fabrics exceeded 99% after 50 washing cycles. The washing durability of the treated fabrics was good. The water extracts of silk fabrics had no skin irritation, which meant the treated fabrics were safe.

silk fabric; nano silver; antibacterial; washing fastness; skin irritation; skin model

10.13475/j.fzxb.20140102004

2014-01-20

2014-05-16

國家質(zhì)檢總局科技計劃項目(2013IK109)

顧娟紅(1973—)，女，高級工程師，碩士。主要研究方向為生態(tài)紡織品檢測。E-mail:gujh2013@aliyun.com。

TS 197

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