后疫情时代下织物抗菌喷剂的介绍及其应用

雷 敏 查青青 王 娟 于 文

西安开米股份有限公司，陕西西安，710075

新型冠状病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19），简称“新冠肺炎”，世界卫生组织命名为“2019冠状病毒病”，是指2019新型冠状病毒感染导致的肺炎。2019年12月，湖北省武汉市监测发现不明原因肺炎病例，后证实为2019新型冠状病毒感染引起的急性呼吸道传染病。2020年2月11日，世界卫生组织总干事谭德塞在瑞士日内瓦宣布，将新型冠状病毒感染的肺炎命名为“COVID-19”。2020年2月22日，国家卫生健康委员会发布通知，“新型冠状病毒肺炎”英文名称修订为“COVID-19”。2020年3月11日，世界卫生组织总干事谭德塞表示，新冠肺炎疫情已具有大流行特征。

1 后疫情时代

所谓新冠肺炎后疫情时代，是指新型冠状病毒疫情过去后的时代，但并不是我们想象的疫情完全消失、一切恢复如前的状况，而是疫情时起时伏，随时都可能小规模爆发，从外国、外地回流及季节性反复，且迁延时间较长，对各方面产生深远影响的时代[1]。与历史上历次重大传染病给人类带来反思一样，“COVID-19”这场全球公共卫生危机，也会给全球化进程、社会治理、经济形态、发展理念、能源和粮食安全、观念习俗等人类诸多领域带来深刻影响[2,3]。

随着后疫情时代的到来，公众更加注重健康与卫生的生活方式，杀菌类产品需求量激增并呈现多样化发展，针对不同的对象，需要专用的杀菌类产品。日常去室内场所逛街购物、休闲娱乐时，如电影院、游戏厅、KTV、酒吧、超市，穿着的衣物需要随时进行杀菌处理。日常生活中，床垫、床上用品、沙发、地毯、抱枕靠枕、汽车座椅、坐垫脚垫等织物饰品，均布满细菌，其中有害细菌会导致皮肤疾病、呼吸道疾病等，若用常规的清洗浸泡来消毒处理，不仅家务量剧增，而且大件或无法拆洗的织物操作困难。对于商务人士或旅游人群而言，经常乘坐公共交通工具及入住酒店旅馆，接触的织物用品更需要时时灭菌，保护自身卫生健康。类似场景需要的织物抗菌产品应是直喷免水洗的，可随身携带，使用便捷，能够高效杀菌，安全环保，无毒无刺激。

2 织物抗菌喷雾中的抗菌活性物质

市售的织物抗菌类产品配方具有以下特点：添加广谱、高效杀菌组分；刺激性、腐蚀性弱，对人、家居环境和物品没有较大的刺激或破坏作用；毒性低、安全性能高，长期使用这类产品后无致畸、致癌等毒副作用出现；便于携带，易于使用，易于清除。通过分析对比了目前织物抗菌喷剂类市售产品的活性组分，结合文献中织物用抗菌整理剂的介绍[4-7]，添加的抗菌剂主要可分为有机抗菌剂、无机抗菌剂和植物源抗菌剂。

2.1 有机抗菌剂

2.1.1 次氯酸

次氯酸是一种氯元素的含氧酸，其酸性很弱，化学式为HClO，它仅存在于溶液中，极不稳定，其浓溶液呈黄色，稀溶液为无色，有类似氯气的刺激性气味。次氯酸主要作为消毒剂使用，被广泛用于物体表面、织物，以及水果、蔬菜和餐饮器具的消毒，还可用于室内空气、二次供水设备设施表面及手、皮肤和黏膜的消毒。添加次氯酸作为抗菌有效成分的市售织物用抗菌喷雾有：竹芳次氯酸消毒液、乐培氏次氯酸消毒液、PULL次氯酸免洗消毒液、速绿消毒喷雾、阿巴乔次氯酸消毒液、中安卫免洗消毒喷雾、奥斯顿多功能消毒液、老管家次氯酸消毒喷剂。

次氯酸杀菌原理大致有以下三种作用方式[8]：①次氯酸能分解形成新生态氧，其具有极强的氧化性，使菌体和病毒上的蛋白质等物质变性，从而致死病源微生物。②次氯酸在杀菌、杀病毒过程中，不仅可作用于细胞壁、病毒外壳，次氯酸分子还能渗入细菌及其他微生物内部，分解破坏微生物的氨基酸、酶系统，进而控制微生物蛋白质的合成，终止微生物代谢功能，从而杀死病原微生物。③次氯酸产生的氯离子还能显著改变细菌和病毒体的渗透压，使其细胞丧失活性而死亡。

2.1.2 聚六亚甲基双胍

聚六亚甲基双胍（PHMB）属于阳离子类聚合物，能在物品表面依附形成一层阳离子，持续较长时间的抑菌。PHMB易溶于水，其水溶液无毒，不含碘、氯、醛等有害物质，其白鼠急性经口毒性实验LD50＞5 000 mg/kg，属于实际无毒级产品，另外PHMB的杀菌效果受环境温度、pH和有机物等的影响较小。市售的织物用抗菌喷雾采用聚六亚甲基双胍作为抗菌活性成分的有：巴芙家居安全杀菌消毒剂、SANSEI物体表面消毒液、赛洁康消毒液。

PHMB的杀菌机制如下[8,9]：①胍基有高的活性，在水溶液中易发生电离，使聚合物的亲水基部分含有强烈的正电性，吸附通常呈负电性的各类细菌、病毒，抑制了细菌、病毒的分裂功能。②进入细胞膜，抑制膜内脂质体合成，造成细胞膜结构破裂、塌陷，破坏微生物体的代谢，使细菌、病毒丧失活性。③聚合物形成的薄膜堵塞了微生物的呼吸通道，造成菌体窒息凋亡，从而达到最佳的杀菌效果。

ZHAO Xue等[10]研究了聚六亚甲基双胍处理后的毛织物的抗菌效果，结果表明抗菌效果优良。彭宴起[11]在其硕士学位论文中设计合成了抗菌剂聚六亚甲基双胍盐酸盐，并将其用于棉织物的抗菌整理，测试结果显示，聚六亚甲基双胍盐酸盐对不同细菌的抑菌效果为：金黄色葡萄球菌＞大肠埃希菌＞白念珠菌，水洗50次后抑菌率依然在85%以上。刘静等[12]将聚六亚甲基双胍盐酸盐应用到棉纤维表面进行抗菌整理，赋予了棉织物高达99.51%的抑菌率，显示了优异的抗菌性能。俞鑫等[13]探讨了多聚物聚六亚甲基双胍（PHMB）处理过的羊毛织物的抗菌性能，根据抗菌实验结果，经PHMB整理过的羊毛织物在多次洗涤后仍对大肠埃希菌的灭菌率高达93%以上。何源等[14]及张静等[15]介绍了聚六亚甲基双胍盐酸盐作为纺织品的抗菌整理剂及在纺织品上的应用进展。

2.1.3 季铵盐类

季铵盐类抗菌剂属于阳离子表面活性剂，是非氧化性杀菌剂，极易溶于水而不溶于非极性溶剂，化学性质稳定。该类杀菌剂高效、低毒、无积累性，不易受pH值变化的影响，使用方便。迄今为止已研制了五代季铵盐杀菌剂产品，其作用机制主要有两方面[8]：①阳离子通过静电力、氢键力及表面活性剂分子与蛋白质分子间的疏水结合等作用，吸附带负电的细菌体，使之聚集在细胞壁上，引起溶菌作用和产生室阻效应，导致细菌生长受抑而死亡。②其憎水烷基还能与细菌的亲水基作用，改变膜的通透性，继而发生溶胞作用，破坏细胞结构，引起细胞的溶解和死亡。市场上采用季铵盐阳离子表面活性剂作为有效抗菌成分的织物用抗菌喷剂有：健之素环境物表消毒喷雾、洁力佳季铵盐消毒液、谱立科隆物体表面消毒液、优护优家空气物表消毒液、叁贰柒消毒剂、盛科消毒喷雾、净安消毒喷雾、优露清表面消毒液、日本金鸟杀毒除菌喷剂、SWIPE季铵盐消毒喷雾、威露士多用抗菌喷雾。

梁颜玲[16]在其硕士学位论文中系统研究了多种季铵盐阳离子表面活性剂对羊毛织物的抗菌处理效果，结果表明整理后的羊毛织物具有良好的抗菌性能，其抑菌率均能达到90%以上。盖芸瑚等[17]为了提高棉织物的抗菌性能，用聚季铵盐对其进行了整理，结果显示，整理后的棉织物对金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌的抑菌率分别达到98.93%和98.58%，且抗菌耐洗性良好。王小娟等[18]采用有机硅季铵盐对毛织物进行抗菌整理后，毛织物对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌的抑菌率分别达到99.76%和99.58%，且水洗50次后仍可达到70%。李庆等[19]将自合成的有机硅氧烷季铵盐应用到纯棉织物上进行抗菌整理，结果显示在经过10次水洗后，其对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为95.95%和94.43%。张淑敏等[20]对季铵盐抗菌剂整理涤纶织物进行了研究，抗菌测试结果表明整理后的涤纶对金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌的杀灭率达到100%，抗菌性能优异。张静等[15]论述了季铵盐类有机抗菌剂应用于纺织品抗菌整理的进展。

2.1.4 醇类

目前醇类杀菌剂最常用的是乙醇和异丙醇，一般多采用75%的乙醇溶液或70%的异丙醇溶液制备，也可采用复合醇溶液杀菌消毒。医用乙醇为无色透明液体，易挥发，有辛辣味，易燃烧，与水能以任意比例混合。异丙醇又名2-丙醇，是正丙醇的同分异构体，为无色透明可燃性液体，有类似丙酮、乙醇混合的气味，味微苦，能与水、乙醇混溶，对亲油性物质的溶解力比乙醇强。以醇类作为抗菌活性成分的市售织物用抗菌喷雾有：健之素复合醇消毒液、Lysol除菌喷雾、AlmaWin消毒杀菌喷雾、蓝卫士75%酒精消毒喷雾、爱博消毒剂、KOOGIS75%酒精消毒液、诗乐氏消毒喷雾、威露士酒精消毒喷雾。

醇类杀灭微生物依靠三种作用[8]：①破坏蛋白质的肽键，使之变性。②侵入菌体细胞，解脱蛋白质表面的水膜，使之失去活性，引起微生物新陈代谢障碍。③溶菌作用。此外，醇类杀灭微生物的作用受有机物影响，而且由于易挥发，应采用浸泡消毒或反复擦拭以保证其作用时间。

2.2 无机抗菌剂

无机抗菌剂是通过物理吸附或离子交换等方法，将具有抗菌能力的过渡族金属/金属离子或光催化材料固定在氟石、硅胶、玻璃等无机多孔材料的表面而制成。无机抗菌剂主要分为金属离子型（如Ag、Cu、Zn等）与金属氧化物光催化型（如TiO2、ZnO等）[21]，其中银离子抗菌剂占主导地位，将其制备成纳米级材料后，可以对微生物进行更好地吸附从而获得更佳的抗菌效果。市售的织物用抗菌喷雾采用无机抗菌剂作为抗菌活性成分的有：秒悦纳米银离子消毒液、FOSO新一代纳米银离子抗菌除臭喷雾、卡饰社银离子抗菌喷雾、富士银离子多用途消毒喷雾、光动力抗菌抑菌喷雾、TODONOW银离子季铵盐复合消毒剂、普肽银离子酒精消毒喷剂。

无机抗菌剂的作用机制涉及两种不同的路径[22]：①以银系为代表的通过接触式反应抗菌。当银、铜、锌等带有正电荷的金属离子与细菌带有负电荷的细胞膜接触时，两者因强烈的库仑引力而吸附，这时金属离子会穿透细胞壁进入细胞内部，造成细胞壁受损、细胞内部的蛋白质变性凝固，使其失去活性，细胞因此而丧失了分裂再生的能力，从而达到杀死细菌的作用。这种不断破坏细胞壁的杀菌机制，能够反复进行杀菌活动，使得抗菌效果非常持久。②以二氧化钛为代表的则发生光触媒氧化分解机制。当含有紫外线的光照射到抗菌剂时，抗菌剂因电子跃迁产生电子-空穴对，电子-空穴对激活材料表面的水及氧气，产生具有杀菌作用的OH及O2-，从而具有抗菌自洁的作用。

杨娜[23]等介绍了银系抗菌剂在纺织材料上的应用展望。隋淑英等[24]研究了无机金属铜离子、银离子对羊毛织物的抗菌整理方法，结果显示整理新工艺仍可以实现羊毛织物很好的抗菌效果。高冬梅等[25]采用纳米银对毛织物进行抗菌整理，试验结果表明整理后的织物有较好的抗菌效果且对织

物性能影响不大。王亚平等[26]利用纳米无机复合抗菌剂处理棉织物，整理的棉类织物对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌及白念珠菌的抗菌率均达到99.5%以上。邵明等[27]探讨了纳米银系无机抗菌剂应用于棉织物的抗菌整理，试验结果表明整理织物的抗菌率可达到99.9%。周秋宝等[28]研究了纳米银抗菌剂对化纤织物的整理结果，表明织物的杀菌率与纳米银含量关系较大，且整理后化纤织物对金黄色葡萄球菌的杀菌率达到99%以上，耐洗稳定性优良。郭洋[29]在其硕士学位论文中详细阐述了银系无机复合抗菌剂对棉类织物的抗菌整理，确定了在笔者所述最佳工艺条件下抗菌率达到99.5%以上且经过50次洗涤后仍保持在97.5%以上，结论表明整理后的棉类织物抗菌效果和耐洗性优良。

2.3 植物源抗菌剂

植物源抗菌剂是通过物理或化学分离方法而获得的一种或多种具有生物活性的物质，具有广谱的抑菌、抗菌和抗氧化作用，具有低毒或无毒、无污染、选择性高、不易产生抗药性等优点[30]。 一些天然的香料与风味物质、中草药及果蔬植物，如丁香、桂皮、百里香、黄芩、五倍子、黄连、芦荟、茶叶等的提取物都有一定的抑菌抗菌作用；大蒜、洋葱、生姜等汁液都含有抗霉菌的有效成分。目前市场上添加了植物源抗菌剂的织物抗菌喷雾有巴芙母婴安全杀菌消毒剂。

尽管众多植物源抗菌剂对致病微生物都有抑制作用，但是同一种活性物质对不同病原体的抑制强度不同，同一病原体对不同提取物的敏感性也有差异。植物源抗菌剂有多种抗菌机制[30]，一般可概括为两大类：①破坏菌体结构，作用于细胞壁、原生质膜，使膜内物质泄漏。②损坏活性酶体系，影响微生物代谢过程，使细胞功能产生障碍和变性凝固，微生物无法分裂繁殖。值得一提的是，以上机制是通过相互影响，协同发挥效能，最终导致微生物死亡，实现抑菌抗菌的目的。

王海英等[31]探究了采用茶多酚对棉织物进行抗菌整理的效果，结果显示整理后的棉织物具有明显的抑菌效果。丁帅[32]报道了天然抗菌剂特别是植物类抗菌剂在纺织品上的应用。袁爱琳等[33]研究了茶多酚整理后的棉织物的抗菌性能，试验表明整理后的棉织物具有优良的抗菌性能和抗菌耐久性，经10次水洗后对枯草芽孢杆菌和大肠埃希菌的抑菌率依然达到87.08%和84.32%。陈锁等[34]探讨了绿茶、芦荟、竹叶、杨梅树皮和柑橘皮中提取物对涤纶织物进行抗菌整理的效果，试验结果显示经绿茶提取物、芦荟提取物整理的涤纶有较好的抗菌效果，绿茶提取物、杨梅树皮提取物整理的涤纶有较好的消臭效果。吴红霞[35]研究了将大青叶内的抗菌物质应用到纯棉织物上后，织物对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别达到94.9%和96.7%，应用前景良好。肖秋月等[36]选用黄芩和五倍子提取液对棉织物进行抗菌整理，研究表明整理后的棉织物对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果较为明显。韦红莲等[37]采用千年健提取物对粘胶纤维进行抗菌整理，结果表明抑菌率大于95%，具有较好的抗菌效果。闫英山等[38]采用植物中的Nota提取物对棉织物进行抗菌整理，结果显示天然提取物Nota对棉织物具有一定的抗菌性能。

3 结语

“后疫情时代”可以理解为经历疫情后，人们消费习惯、经济、文化、教育等发生变化的时代。由于疫情的反复，常态化防护变得更为重要，公众的购物诉求也更关注健康、杀菌、消毒、抗菌、绿色、环保。各种抗/抑菌剂、消毒剂已经走进了家庭生活的各个角落，市场上应运而生了各类家用清洁消毒产品，包括可以对厨房、餐具、衣物、被褥、家具、玩具、卫生间、地板、空气等进行清洁杀菌的产品。

2020年上半年，据京东的数据统计[39]，消毒杀菌产品在其平台的增速超过30%，包括除菌、消毒洗涤液；苏宁易购的消杀类相关产品增幅甚至达到200%；零售市场的消杀类产品供给一度空仓。现在无论是实体商超还是电商平台，都为消费者提供了琳琅满目的消杀产品，性能特点各不相同，消费者选购时也挑花了眼。希望通过本文能让大家对织物抗菌喷剂类产品有科学的、客观的认知，选购到适合需求的织物抗菌喷雾，配合正确的使用方法，远离有害细菌病毒的侵扰，守护健康。