摘要：作為防護性功能紡織品的抗菌整理，存在著各種不同性能測試方法。詳細介紹了紡織品抗菌性能的各種定性和定量測試方法；同時論述了影響紡織品抗菌性能測試效果的關(guān)鍵因素。
關(guān)鍵詞：抗菌紡織品；測試方法；定量測試；關(guān)鍵因素
前言
在現(xiàn)實生活中,人們不可避免地要接觸到各種各樣的細菌、真菌等微生物。這些微生物在合適的條件下會迅速生長繁殖,并通過接觸等方式傳播疾病,影響人類的身體健康。近幾年,國內(nèi)外研制和生產(chǎn)了各種抗菌紡織品,因此如何準(zhǔn)確地檢測和科學(xué)評價這些產(chǎn)品的抗菌性能,對于抗菌紡織品的良性發(fā)展就顯得尤為重要。抗菌織物測試方法在國外研究較早,尤其是美國和日本研究成果較多,西歐發(fā)達國家也提出了一些測試方法,但與美日方法大同小異,而國內(nèi)抗菌測試也主要采用國外測試方法。迄今為止,具有代表性且應(yīng)用較廣的是美國的AATCC100、ASTM E2149、日本的JIS L1902標(biāo)準(zhǔn)、我國紡織行業(yè)抗菌標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01021-92和GB/T 20944.1-2007。
1·測試菌種的選擇
測試的菌種包括細菌和真菌。在細菌中主要用革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌，在真菌中主要用霉菌和癬菌。
在抗菌紡織品抗菌性能的評價中,菌種的選擇必須具有科學(xué)性和代表性。表1列出的菌種在自然界(包括人體皮膚及粘膜上)的分布較為廣泛。
金黃色葡萄球菌是無芽胞細菌中抵抗力最強的致病菌,可作為革蘭氏陽性菌的代表。巨大芽胞桿菌是芽胞類細菌中常見的致病菌;枯草桿菌易形成芽胞,抵抗力強,可作為芽胞菌的代表。大腸桿菌分布相當(dāng)廣泛,已作為通常的革蘭氏陰性菌的代表性菌種用于各種試驗。黃曲霉、球毛殼霉作為規(guī)定的防霉試驗用菌種,已列入我國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB2423.16-81),其他一些所選擇的霉菌,則是侵蝕紡織品或高分子材料的常見霉菌。白色念珠菌是人體皮膚粘膜常見的條件致病性真菌,對藥物具有敏感性,具真菌的特性,菌落酷似細菌而不是細菌又不同于霉菌,因具有酷似細菌的菌落,易于計數(shù)觀察,常作為真菌的代表。
因此,為考核抗菌紡織品是否具有廣譜抗菌效果,較合理的選擇是按一定的比例,將有代表性的菌種配成混合菌種用于檢測。目前大部分抗菌產(chǎn)品的抗菌性能,往往僅選擇金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌分別作為革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌和真菌的代表。但實際上僅用這三種菌來代表織物的抗菌性能是遠遠不夠的[1]。
另外,由于大部分真菌無法計數(shù)菌落數(shù),因此,紡織品抗真菌性能的評價主要通過觀察試樣接觸真菌后,在一定的溫濕度的條件下,經(jīng)過一定時間以后真菌在試樣上的生長情況來評定,而對真菌生長程度的評定,則采用英國標(biāo)準(zhǔn)BS6085-81來進行等級評定。
2·紡織品抗菌性能測試方法
紡織品抗菌性能測試方法主要包括定性測試方法、半定量測試方法和定量測試方法。
2.1定性測試方法
定性測試方法主要有美國AATCC Test Method90(Halo Test,暈圈法,也叫瓊脂平皿法)、JISZ2911-1981(抗微生物性實驗法)、AATCC-30（紡織材料抗霉菌和抗腐爛性能的評定）以及GB/T 20944.1-2007（紡織品抗菌性能的評價第1部分：瓊脂平皿擴散法）等。定性測試方法包括在織物上接種測試菌和用肉眼觀察織物上微生物生長情況。它是基于離開纖維進入培養(yǎng)皿的抗菌劑活性,一般適于溶出性抗菌整理,但不適用于耐洗滌的抗菌整理。優(yōu)點是費用低,速度快,缺點是不能定量測定抗菌活性,結(jié)果不夠準(zhǔn)確。
2.1.1 AATCC-90試驗法
是用于抗菌劑篩選的抗菌效力快速定性方法。原理是:在瓊脂培養(yǎng)基上接種試驗菌,再緊貼試樣。于37℃下培養(yǎng)24 h后,用放大鏡觀察菌類繁殖情況和試樣周圍無菌區(qū)的暈圈大小,與對照樣的試驗情況比較。此法一次能處理大量的試樣,操作較簡單,時間短。但也存在一些問題,如雖然規(guī)定了在一定時間內(nèi)培養(yǎng)試驗菌液,但是菌濃卻沒有明確的規(guī)定。另外,阻止帶的寬度代表的是擴散性和抗菌效力,對于與標(biāo)準(zhǔn)織物比較是有意義的,但不能作為抗菌活力的定量評定[2]。
2.1.2 AATCC-90噴霧法
AATCC-90噴霧法是對AATCC-90試驗法改良之一，是在培養(yǎng)后的試樣噴撒一定量TNT試劑,肉眼觀察試樣上菌的生長情況。其發(fā)色原理為TNT試劑因試驗菌的琥珀酸脫氫酶的作用被還原,生成不溶紅色色素而顯紅色,從而達到判定抗菌性的目的。該種方法的優(yōu)點就是無論試樣是否有抑菌圈形成,只要平板上有細菌生長,就會顯出紅色。
2.1.3 AATCC-90比色法
AATCC-90比色法也是對AATCC-90試驗法改良，是在培養(yǎng)后試樣上的菌洗出液中加入一定量的TNT試劑使發(fā)色,15 min后用分光光度計測定525nm處的吸光度,來求出活菌個數(shù)。但是以上兩方法不適用于無琥珀酸脫氫酶的試驗菌。
2.1.4 J ISZ2911抗霉菌試驗法
該法是第一條研究思路在霉菌檢測中的早期成果,其基本原理是:在樣品及培養(yǎng)基上均勻地噴灑一定量的混合孢子懸液,培養(yǎng)一定時間,定期觀察試樣長霉情況,按霉菌的生長情況分等級評價試樣的抗霉菌性能。
2.1.5 AATCC 30試驗法
AATCC-30是對紡織材料抗霉菌和抗腐爛性能的評定。確定了紡織材料抵抗霉菌和耐腐爛的性能,以評定殺菌劑對紡織材料抗菌性能的有效性。分為土埋法、瓊脂平板法及濕度瓶法等幾種方法。土埋法是指將樣品(具有一定尺寸)埋在泥中一定時間后,測定樣品的斷裂強度。此法是用樣品經(jīng)土埋處理后所損失的斷裂強度來表征其抗霉能力。瓊脂平板法是用來評估織物抵抗這類細菌能力的方法。該法是將含有培養(yǎng)基的瓊脂平板均勻滴上一定量的分散有曲霉菌孢子的水溶液,然后將經(jīng)非離子潤濕劑處理的樣品圓片放置其上,并在樣片上均勻滴加一定量的上述水溶液,在一定的溫度下放置一段時間,最后觀察樣品上霉菌的生長情況。它是用樣品圓片上的霉菌面積來進行表征的。濕度瓶法是經(jīng)過預(yù)處理的樣品條懸掛置于一個有一定通風(fēng)的，盛有一定量的，分散有一定數(shù)目細菌孢子的水溶液的廣口瓶中,在一定的溫度下放置一段時間。此法也是用樣品條上的霉菌面積進行表征[3]。
2.1.6 GB/T 20944.1-2007紡織品抗菌性能的評價第1部分：瓊脂平皿擴散法
此標(biāo)準(zhǔn)是國內(nèi)最新推出的紡織品抗菌性能定性測試方法，平皿內(nèi)注入兩層瓊脂培養(yǎng)基，下層為無菌培養(yǎng)基，上層為接種培養(yǎng)基，試樣放在兩層培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一定時間后，根據(jù)培養(yǎng)基和試樣接觸處細菌繁殖的程度，定性評定試樣的抗菌性能[4]。
2.2半定量測試法
紡織品抗菌性能半定量測試法中應(yīng)用的較多的是平行劃線法。
平行劃線法是對紡織品抗菌效力的半定量實驗方法,可相對快速和方便地定性測試經(jīng)抗菌整理的紡織材料的抗菌性能,可用來確定具有可擴散抗菌劑的紡織品的抗菌能力。替代了繁瑣的A A T C C-1 0 0。
AATCC-147應(yīng)用于紡織材料的抗菌整理的評定,是對紡織材料抗菌性能的半定量分析。AATCC-147法是將一定量的培養(yǎng)液(內(nèi)含一定數(shù)目的金黃色葡萄球菌等細菌的孢子)滴加于盛有營養(yǎng)瓊脂平板的培養(yǎng)皿中,使其在瓊脂表面形成五條平行的條紋,然后將樣品垂直放于這些培養(yǎng)液條紋上,并輕輕擠壓,使其與瓊脂表面緊密接觸,在一定的溫度下放置一定時間。此法是用與樣品接觸的條紋周圍的抑菌區(qū)的寬度來表征織物的抗菌能力。
2.3定量測試法
目前紡織品抗菌性能定量測試方法最主要的就是燒瓶振蕩法和吸收法。燒瓶振蕩法是通過紡織品在菌液中的振蕩,使細菌與紡織品所含有的抗菌劑接觸,根據(jù)振蕩前后菌液中所含活菌個數(shù)的變化,作為抗菌性能的主要指標(biāo)。而吸收法是將含有規(guī)定濃度的菌液滴加于抗菌紡織品試樣和不含抗菌劑的對照樣上,在規(guī)定條件下培養(yǎng)一定時間后,對培養(yǎng)前后的試樣和對照樣分別用規(guī)定的洗脫液進行洗滌,之后再對洗脫液中的活菌記數(shù)。通過對比培養(yǎng)前后活菌個數(shù)的變化,來評價抗菌性能。
振蕩法操作相對復(fù)雜,一般的標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用范圍也僅限于非溶出型抗菌紡織品;而雖然吸收法的操作較為復(fù)雜,耗時較長,但因其是定量方法,對溶出型與非溶出型抗菌紡織品均較適用,且試驗條件與人體實際穿著情況較為接近,所以是目前測試結(jié)果最為準(zhǔn)確的方法。從科學(xué)性以及生活實際出發(fā),該法都應(yīng)該是未來紡織品抗菌性能測試的主要發(fā)展方向。
定量測試的標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾種，美國AATCCTest Method 100(菌數(shù)測定法)、J ISL1902-8(1998)定量試驗法、FZ/T02021-92、改良的奎因(Quinn)實驗法、ASTM E 2149—2001（固著性抗菌劑抗菌性的動態(tài)測試法）、GB/T 20944.2-2007（紡織品抗菌性能的評價第2部分：吸收法）等。定量測試方法的優(yōu)點是定量、準(zhǔn)確、客觀,缺點是時間長、費用高。下面介紹一下常用的紡織品定量測試方法。
2.3.1 AATCC Test Method 100試驗法
該法于1961年由美國紡織印染協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)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]。
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