2.3.1AATCCTestMethod100試驗法
該法于1961年由美國紡織印染協會標準委員會提出,1965、1981年修訂后基本定型。該法提出時間較早、影響較大,能定量地檢測試樣的殺菌能力和抑菌能力。原理為:在待測試樣和對照試樣上接種測試菌,暴露一定時間后分別加入一定量中和液,強烈振蕩將試樣殘存活菌洗出,以稀釋平板法測定洗脫液菌濃度,與對照樣比較,計算抗菌織物上細菌減少的百分率[5]。
此法的缺點是一次試驗的檢體不能太多,且花費時間較長;對于非溶出型試樣,不能進行抗菌性能評價;沒有詳細規定中和溶液的成份;而且菌液中營養過于豐富,與實際穿著條件相差太大;容器太大,不易操作。
在吸收國內外經驗的基礎上,經過大量的實驗,對其加以改進,形成了一套系統的定量測試方法體系,可以滿足不同抗菌紡織品抗菌性能測試的需要，即改良AATCC-100,要點如下:將AATCC-l00法的試樣由直徑為4.8cm的圓形改為邊長約1.8cm的正方形,將其放入30mL或50mL帶蓋錐形瓶。用0.85%冰冷生理鹽水(0~4℃)代替AATCC肉湯稀釋接種菌。將菌種從約108~109cfu/mL稀釋到1×105~2×105cfu/mL,制成接種菌液。用20mL,0.85%冰冷生理鹽水代替中和劑洗滌試樣。
用下式計算試樣的抑菌活性和殺菌活性:抑菌率=18h后空白對照樣活菌數-18h后試樣活菌數/18h后空白對照樣活菌數×100%殺菌率=“0”時空白對照樣活菌數-18h后試樣活菌數/“0”時空白對照樣活菌數×100%該種方法無論對于溶出型試樣,還是非溶出型試樣,都能進行抗菌測試,而且培養基的養分適合織物的使用條件。
2.3.2JISL1902-8(1998)定量試驗法
日本學者對美國AATCC100法提出的改良方法,如菌數測定法、細菌增殖抑制試驗法、瓊脂平板法、改良細菌增殖抑制試驗法、改良的AATCC100試驗法等,依此日本工業標準委員會對JISL1902-1990標準進行修訂,制定出了JISL1902-1998標準[6]。
2.3.3FZ/T02021-92試驗法
FZT01021—92中華人民共和國紡織行業標準，織物抗擾菌性能試驗方法(以下簡稱FZ／T法)；將測試樣和對照樣分別放于三角瓶中(測試樣2瓶，對照樣1瓶)，加入指示菌菌液后將對照樣和零時測試樣上的菌立即用緩沖液洗滌并測定菌量，20h試樣置適宜溫度下培養后也用緩沖液洗滌，并測定菌量，然后計算出試樣細菌減少百分率。
2.3.4改良的奎因(Quinn)試驗法
實驗原理：將實驗菌液直接滴于待檢織物上，使細菌充分在織物上接觸暴露一定時間，然后覆蓋培養基，使剩下的菌體生長。比較抗菌樣品菌量下降百分率，對其抗菌能力做出判斷。使用放大鏡計數菌落形成單位[7]。
2.3.5ASTME2149—2001試驗法
ASTME2149—2001是一種振蕩測試法,測試操作比吸收法簡單,是目前較為理想的測試方法。振蕩法是在一定液體中接種細菌,對于試樣的吸水性要求不高,對于纖維,不論是粉末狀或羽絨羽毛,或凹凸不平的織物,任意形狀的試樣都能應用,且對非溶出型和溶出型抗菌織物的測試都非常適用。該測試方法不僅可以測試織物,還可以測試粉狀和顆粒狀材料,以及其他表面處理固體材料[8]。
2.3.6GB/T20944.2-2007紡織品抗菌性能的評價第2部分：吸收法
此標準是國內最新推出的紡織品抗菌性能定量測試方法，測試原理是將試樣與對照樣分別用試驗菌液接種。分別進行立即洗脫和培養后洗脫，測定洗脫液中的細菌數并計算抑菌值或抑菌率，以此評價試樣的抗菌效果[9]。
3·影響紡織品抗菌測試方法中的關鍵因素本文主要針對定量測試方法中的燒瓶振蕩法和吸收法做介紹。
3.1影響燒瓶振蕩測試效果的關鍵因素影響燒瓶振蕩法測試結果的關鍵因素包括試驗菌種、洗滌劑、洗滌方法、測試參數以及抗菌效果的判定等[10]。
3.1.1試驗菌種
即使是使用同屬一個菌種的微生物,但如果來源不同,對抗菌整理加工樣品的敏感性也有差異,測出的抗菌值也就不同。所以,測定時盡量使用標準菌株。細菌的生長都有一定的規律性,一般可分為:遲緩期、對數增長期、穩定期和衰退期等四個生長期。
不同細菌的各個生長周期長短不一。如抗菌紡織品檢測時常用細菌“金黃色葡萄球菌”繁殖速度比大腸桿菌、肺炎桿菌要慢得多。接種不同時期試驗菌(即細菌的活性不同)得出的結果也有所差異。
3.1.2洗滌劑、洗滌方法
除非是一次性用品或根據實際用途不需要洗滌的試樣,一般在測試樣品前處理時都要先洗滌一次,一是為了去除織物上的灰塵或雜質,二是消除過量使用的抗菌劑。
洗滌試驗采用何種洗滌劑,以及是否已將殘留洗滌劑清洗干凈,對結果的影響很大。因此,對洗滌程序及洗滌劑要進行標準化,不然,不同測試單位的試驗數據就會缺乏可比性。
3.1.3測試參數
溫度是影響微生物生長的一個重要因素。溫度過低,細菌就會停止生長;當溫度升高時,細胞內的化學反應和酶生化反應速率均較快,生長速率加快。大部分細菌屬于嗜溫微生物,最適生長溫度在37℃左右。細菌的繁殖受溫度的影響非常大,所以,對溫度的考慮是不可缺少的。
抗菌紡織品測試方法中,除了《抗菌針織品》行業標準將樣品上菌液培養溫度設定為(24±1)℃,其余皆為37℃。為避免試驗過程中溫度差異對細菌生長產生的影響,使各標準間具可比性,應統一測試溫度。接種菌液濃度、接種菌活性、接種菌營養水平、樣品與菌液接觸時間的培養方式及培養時間等,皆對測試結果有影響。因此,規定統一的測試參數,可使實驗室內和各實驗室間測試結果具有重演性和可比性。
3.1.4抗菌效果的判定
目前,抗菌結果的表示有百分率和對數值兩種。百分率易于理解,但抗菌差異不明顯。如90%、99%、99.9%、99.99%、99.999%......百分率數值上看似乎差一點點,但是小數點后多一個9,實際數值就要相差10倍,而且測試報告上一般只保留小數點后一位數,因此,抗菌差異顯示不出。況且,細菌是以幾何級數增長的,因此,用百分率來表示并不合理。用對數值則可分別表示為1、2、3、4、5,讓人一目了然地了解其抗菌差異,但是不易被外行人士理解。考慮到環境和安全因素,不可片面追求過高的抗菌效果。抗菌織物大多數與人體皮膚直接接觸,而且需多次洗滌,應保證其安全性和持續性。臺灣地區標準CNS14945《一般用途抗菌紡織品性能評估》的適用范圍備注中規定,在測試抗菌性能之前,申請者必須附上抗菌劑的皮膚刺激性(pH值<2)或過敏性(無過敏反應)的動物試驗報告,以及產品中添加物之經口急性毒性報告—小鼠>1000mg/kg無死亡和異常現象的認證實驗室報告正本,或是原料廠商提供的第三方檢驗報告副本及保證書。對于無需洗滌或不接觸人體的制品,可降低這方面的要求。所以,有必要根據實際用途設定合理的抗菌效果判定值。
3.2影響吸收法測試效果的關鍵因素
影響吸收法測試結果的關鍵因素包括菌液制備、對照樣、試樣重量以及培養時間等4個關鍵因素,對于實驗的成功與否起著決定性作用[11]。
3.2.1菌液制備
菌液制備是抗菌試驗中初始、但又非常關鍵的一步,直接決定著試驗中細菌生長情況的好壞。目前的制備方法,分別為以美國AATCC100為代表的兩步法、以日本JISL1902為代表的三步法。所謂兩步法,就是分以下兩個步驟培養細菌:
第一步,用接種環取一接種環保存的菌種,劃線接種于營養瓊脂平皿內,并將該平皿在37℃條件下培養一定時間;
第二步,從第一步平皿中挑取一典型細菌菌落,接種于營養肉湯中,并在37℃條件下培養一定時間;然后,就是將第二步中的菌液稀釋至規定濃度。
而三步法則是在兩步法的基礎上再增加一步,即適量采取第二步中培養的菌液,加入到營養肉湯中,也在37℃條件下培養一定時間,最后再將培養的菌液稀釋至規定濃度。
在抗菌試驗中,必須是活性較高的細菌才能真實地反映抗菌紡織品的抗菌性能。在試驗中,活性的高低一般是根據對照樣上的細菌在培養前后的增長情況來判斷的。細菌增長得越多,其活性就越高;反之就越低。兩步法與三步法的實驗數據表明(如表2所示),三步法使得菌液中的細菌活性大大提高,尤其對于生長活性較差的金黃色葡萄球菌來說效果更加明顯,但對于活性較高的大腸桿菌來說變化不大。三步法避免了使用活性較低的保存菌種風險,可保證試驗的重現性,真實反映紡織品的抗菌性能。但連續的3次培養,相對兩步法來說,不僅耗時太長,而且操作煩瑣,對于活性較高的大腸桿菌來說顯得有些多余,因為采用兩步法也能達到三步法的結果,即只要對照樣上活菌數的增加倍數符合要求即可。為了操作簡便,應根據菌種選用合適的方法。
3.2.2對照樣
在抗菌試驗中,對照樣的選擇極為關鍵。這是因為計算抗菌效果是以對照樣為基礎的,對照樣上細菌生長情況的好壞,決定著抗菌效果的評價結果。一些方法選擇了與試樣同一類型、但不含抗菌劑的織物作為對照樣,這主要是為企業而設定的,主要用于篩選工藝的比對試驗。而對于市場化的檢測就無法操作了,企業在送檢時往往提供不出對照樣來。因此,無論是從實驗的可操作性、還是可對比性來看,都應當選擇一種既有代表性的、又能對大多數試樣都適用的對照樣。
考慮到抗菌紡織品一般都是內衣、內褲、襪子等與人體皮膚接觸較多的純棉紡織品,故在實驗中,選擇了GB7565287中規定的紡織品色牢度試驗用棉貼襯織物作為對照樣。在前期試驗時,未對棉貼襯織物洗滌而直接進行的試驗表明,該貼襯織物上的細菌經過19h培養后洗下的液體,按照十倍稀釋法對其活菌進行計數,數據嚴重違背十倍稀釋規律,甚至出現3.2.3試樣用量試樣用量的多少對結果有著顯著影響。這是因為,在對培養后的試樣洗滌其上的活菌過程中,試樣所含有的抗菌劑同時也被洗出。試樣量越多,洗脫下來的抗菌劑就越多。而這些洗下的抗菌劑,會進一步抑制洗滌下來的液體中殘留的活菌的生長,從而使得最后的活菌數減少。試樣用量越多,活菌數就減少得越多,從而抗菌效果也越好,但這種結果并不能真實反映紡織品的抗菌性能。因此,統一試樣用量在抗菌試驗中就顯得非常重要。
3.2.4培養時間
培養時間是指細菌在正常情況下,從生長繁殖到其活菌數達到最大值的時間。理論上,該時間段為18h比較合適。在現行方法中,有選擇18～24h的,有選擇18±1h的,還有選擇20±2h的,基本上都是在18～24h范圍內進行選擇。
4·結論
迄今為止,國際上對抗菌測試還沒有一套統一的標準,在實驗菌種、實驗儀器、實驗方法和評價方法等方面都有一定的差異,不同的檢測方法對檢測結果也有影響。國家應盡快制定統一、權威、科學的抗菌紡織品檢測標準及評價體系,以規范、監督這個極具發展潛力的市場。
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