紡織品抗菌性能測(cè)試方法及標(biāo)準(zhǔn)

抗菌紡織品的重要的性能指標(biāo)是抗菌性。測(cè)試抗菌性時(shí)，要求培養(yǎng)基濃度、溫濕度、pH值及試驗(yàn)時(shí)間與穿衣條件相一致，實(shí)驗(yàn)儀器應(yīng)為微生物實(shí)驗(yàn)常用儀器，且對(duì)任何形狀的紡織材料都能測(cè)試[1]。抗菌性的測(cè)試方法中，發(fā)展較早的是日本和美國(guó)，有代表性且應(yīng)用較廣的是美國(guó)的AATCC試驗(yàn)法100和日本的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)使用較多的評(píng)價(jià)方法一般都是參照AATCC(American Association of Textile Chemists and Colorists，美國(guó)紡織染色家和化學(xué)家協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)[2]和日本JAFET(日本纖維制品新功能協(xié)議會(huì))批準(zhǔn)的"SEK"標(biāo)志認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的方法[3]。我國(guó)于1992年頒布了紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T01021-1992《織物抗菌性能試驗(yàn)方法》[4]，1996年頒布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB15979-2002《一次性使用衛(wèi)生用品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[5]。但是抗菌性能評(píng)價(jià)的方法和標(biāo)準(zhǔn)還遠(yuǎn)末作到系統(tǒng)、統(tǒng)一、規(guī)范，尤其是抗菌紡織品的性能評(píng)價(jià)和產(chǎn)品規(guī)范在我國(guó)還有許多問(wèn)題不明確，只能做到簡(jiǎn)單的定性檢測(cè)。

　　鑒于當(dāng)前我國(guó)對(duì)抗菌紡織品的全面評(píng)價(jià)還不能適應(yīng)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和對(duì)外貿(mào)易的需要，本文對(duì)目前世界上使用較多的抗菌測(cè)試方法及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)比，

　　1 測(cè)試菌種的選擇
　　微生物(microorganism)是存在于自然界的一群體形細(xì)小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、肉眼無(wú)法直接看到，必須借助顯微鏡等設(shè)備才能觀察到的微小生物。絕大多數(shù)的微生物對(duì)人類和動(dòng)植物是無(wú)害的，甚至是有益和必需的。但是也有小部分的微生物可以引起人類和動(dòng)植物的病害[6]。因而人們?cè)谶M(jìn)行抗菌性能的評(píng)價(jià)中，菌種的選擇必須具有科學(xué)性和代表性。表1列出的菌種是在自然界和人體皮膚及粘膜上分布為廣泛的。

　　測(cè)試的菌種[7]包括細(xì)菌和真菌。在細(xì)菌中主要用革蘭氏陽(yáng)性菌(金黃色葡葡球菌、巨大芽胞桿菌、枯草桿菌)和革蘭氏陰性菌(大腸桿菌、熒光假單胞桿菌)；在真菌中主要用霉菌(黑曲霉、黃曲霉、變色曲霉、桔青霉、綠色木霉、球毛殼霉、宛氏擬青霉、臘葉芽枝霉)和癬菌(石膏樣毛癬菌、紅色癬菌、紫色癬菌、鐵銹色小抱子菌、袍子絲菌、白色念珠菌)。

　　金黃色葡萄球菌是無(wú)芽胞細(xì)菌中抵抗力強(qiáng)的致病菌，可作為革蘭氏陽(yáng)性菌的代表。巨大芽胞桿菌是芽胞類細(xì)菌中常見的致病菌；枯草桿菌易形成芽胞，抵抗力強(qiáng)，可作為芽胞菌的代表。大腸桿菌分布相當(dāng)廣泛，巳作為通常的革蘭氏陰性菌的代表性菌種用于各種試驗(yàn)。黃曲霉、球毛殼霉作為規(guī)定的防霉試驗(yàn)用菌種，已列入我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB2423.16-81)，其它一些所選擇的霉菌，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(duì)藥物具有敏感性，具真菌的特性，菌落酷似細(xì)菌而不是細(xì)菌又不同于霉菌，因具有酷似細(xì)菌的菌落，易于計(jì)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(cè)。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(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌和真菌的代表。但實(shí)際上僅用這二種菌來(lái)代表織物的抗菌性能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

　　另外，由于大部分真菌無(wú)法計(jì)數(shù)菌落數(shù)，因此，紡織品抗真菌性能的評(píng)價(jià)主要通過(guò)觀察試樣接觸真菌后，在一定的溫濕度的條件下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間以后真菌在試樣上的生長(zhǎng)情況來(lái)評(píng)定的，而對(duì)真菌生長(zhǎng)程度的評(píng)定，剛采用英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS6085-81來(lái)進(jìn)行等級(jí)評(píng)定[8]。

　　2 紡織品抗菌性能測(cè)試方法分類
　　紡織品抗菌性能的測(cè)試分為定量測(cè)試方法和定性測(cè)試方法，以定量測(cè)試方法為重要。

　　2·1 定量測(cè)試方法
　　目前紡織品抗菌性能定量測(cè)試方法及標(biāo)準(zhǔn)包括美國(guó)AATCC Test Method lO0(菌數(shù)測(cè)定法)TZ/TO2021-9、奎因(Quinn)實(shí)驗(yàn)法等。

　　定量測(cè)試方法包括織物的消毒、接種測(cè)試菌、菌培養(yǎng)、對(duì)殘留的菌落計(jì)數(shù)等。它適用于非溶出性抗菌整理織物，不適用于溶出性抗菌整理織物，該法的優(yōu)點(diǎn)是定量、準(zhǔn)確、客觀，缺點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高。圖1是菌數(shù)測(cè)定法測(cè)試結(jié)果的例子[9]。

　　2·2 定性測(cè)試方法
　　定性測(cè)試方法主要有美國(guó)AATCC Test Method 9O(Halo Test，暈圈法，也叫瓊脂平皿法)、AATCC Test Method 124(平行劃線法)和JISZ2911-1981(抗微生物性實(shí)驗(yàn)法)等。

　　定性測(cè)試方法包括在織物上接種測(cè)試菌和用肉眼觀察織物上微生物生長(zhǎng)情況。它是基于離開纖維進(jìn)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(diǎn)是費(fèi)用低，速度快，缺點(diǎn)是不能定量測(cè)定抗菌活性，結(jié)果不準(zhǔn)確。圖2是暈圈法測(cè)試結(jié)果的例子[9]。

　　3 抗菌性能評(píng)價(jià)方法的選擇
　　有關(guān)紡織品抗菌性能評(píng)價(jià)方法的研究，國(guó)外已開展了多年，并陸續(xù)建立了一些具有代表性的、相對(duì)穩(wěn)定的、可在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室重復(fù)進(jìn)行的測(cè)定方法。具體見表l和表2。

　　這些方法中大多數(shù)都存在一定的局限性，各種方法的測(cè)定結(jié)果之間沒(méi)有嚴(yán)格的可比性。而且各自的優(yōu)缺點(diǎn)十分明顯，以下是對(duì)幾種常用抗茵測(cè)試方法的介紹：

　　3·l AATCC-90試驗(yàn)法
　　又稱暈圈試驗(yàn)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(yàn)菌，再緊貼試樣，于37℃下培養(yǎng)24h后，用放大鏡觀察菌類繁殖情況和試樣周圍無(wú)菌區(qū)的暈圈大小，與對(duì)照樣的試驗(yàn)情況比較。此法一次能處理大量的試樣，操作較簡(jiǎn)單，時(shí)間短。但也存在一些問(wèn)題，如雖然規(guī)定了在一定時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)菌液，但是菌濃表l 抗細(xì)菌效力測(cè)定方法[10]

　　表2 抗霉菌效力測(cè)定方法[10]

　　卻沒(méi)有明確的規(guī)定。另外，阻止帶的寬度代表的是擴(kuò)散性和抗菌效力，對(duì)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(píng)定[11]。

AATCC-90試驗(yàn)法改良之一(噴霧法)是在培養(yǎng)后的試樣噴灑一定量TNT試劑，肉眼觀察試樣上菌的生長(zhǎng)情況。其發(fā)色原理為TNT試劑因試驗(yàn)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(dá)到判定抗菌性的目的。該種方法的優(yōu)點(diǎn)就是無(wú)論試樣是否有抑菌圈形成，只要平板上有細(xì)菌生長(zhǎng)，就會(huì)顯出紅色[12]。

AATCC-90試驗(yàn)法改良之二(比色法)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，l5min后用分光光度計(jì)測(cè)定525nm處的吸光度，來(lái)求出活菌個(gè)數(shù)。但是以上兩方法不適用于無(wú)琥珀酸脫氫酶的試驗(yàn)菌。

　　3·2 AATCC-l00試驗(yàn)法
　　AATCC-l00是一種容量定量分析方法，適用于抗菌紡織品抗菌率的評(píng)價(jià)。
該法于1961年由AATCC委員會(huì)提出，1965，1981，1988，1993年作了修訂。是目前國(guó)外使用較廣泛的抗菌性測(cè)試法之一。

　　該法原理為：在待測(cè)試樣和對(duì)照試樣上接種測(cè)試菌，分別加入一定量中和液，強(qiáng)烈振蕩將菌洗出，以稀釋平板法測(cè)洗脫液中的菌濃，與對(duì)照樣相比計(jì)算織物上細(xì)菌減少的百分率。此法的缺點(diǎn)是一次試驗(yàn)的檢體不能太多，且花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)；對(duì)于非溶出型試樣，不能進(jìn)行抗菌性能評(píng)價(jià)；沒(méi)有詳細(xì)規(guī)定中和溶液的成份；而且菌液中營(yíng)養(yǎng)過(guò)于豐富，與實(shí)際穿著條件相差太大；容器太大，不易操作[13]。

　　在吸收國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，對(duì)其加以改進(jìn)，形成了一套系統(tǒng)的定量測(cè)試方法體系，可以滿足不同抗菌紡織品抗菌性能測(cè)試的需要。即改良AATCC-l00，要點(diǎn)如下：

　　將AATCC-l00法的試樣由直徑為4.8cm的圓形 改為邊長(zhǎng)約1.8cm的正方形，將其放入3OmL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l08-1O9cfu/mL稀釋到l×lO5-2×lO5cfu/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[14]。
用下式計(jì)算試樣的抑菌活性和殺菌活性：
l8h后空白對(duì)照樣活菌數(shù)―l8h后試樣活菌數(shù)
抑菌率 = --------------------------------------- ×100%
l8h后空白對(duì)照樣活菌數(shù)

‘0’時(shí)空白對(duì)照樣活菌數(shù)一l8h后試樣活菌數(shù)
殺菌率 = --------------------------------------- ×100%
‘0’時(shí)空白對(duì)照樣活菌數(shù)

該種方法無(wú)論對(duì)于溶出型試樣，還是非溶出型試樣，都能進(jìn)行抗菌測(cè)試，而且培養(yǎng)基的養(yǎng)分適合織物的使用條件[12]。

　　3·3 振蕩瓶法
　　振蕩瓶法即Shake Flask法，是美國(guó)道康寧公司為克服AATCC-l00法的缺點(diǎn)而開發(fā)的可評(píng)價(jià)非溶出型纖維制品抗菌性能的一種方法。此法為增強(qiáng)試樣與菌的接觸，將樣品投入盛有磷酸鹽緩沖液的有塞三角瓶中，移入菌液后在一定條件下強(qiáng)烈振蕩lh，取lmL試驗(yàn)液，置于培養(yǎng)基上使細(xì)菌繁殖一定時(shí)間，檢查菌落數(shù)與空白樣品比較，計(jì)算細(xì)菌減少率[15]。

　　該種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以適用于大多數(shù)試樣，像粉末狀、有毛或羽的衣服、凸凹不平的織物等都能使用，即使是水溶液中非溶出型的試樣也能評(píng)價(jià)其抗菌性能[16]。缺點(diǎn)是稀釋液缺少微生物增殖所需用的養(yǎng)分，不符合穿著條件；培養(yǎng)時(shí)間短，試驗(yàn)菌幾乎不能增殖，與日常穿衣時(shí)間相差太大；另外振蕩溫度為25℃，并非佳培養(yǎng)溫度[15]。

　　振蕩瓶法對(duì)親水性的織物測(cè)試結(jié)果較準(zhǔn)確，雖然也能測(cè)試吸水性差的織物，但準(zhǔn)確度不是很高。對(duì)完全不吸水的纖維，特別是紗線狀物或粉狀、塊狀物品，重現(xiàn)性不太理想，根據(jù)振蕩燒瓶法的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行改良，要點(diǎn)如下：將菌種從約l08-1O9cfu/mL每次10倍稀釋到1.5×lO5～3.5×lO5cfu/mL，第一次稀釋用AATCC肉湯，第二次開始直到后一次稀釋用磷酸鹽緩沖液，制成接種菌液。另外，在作10倍系列稀釋時(shí)，用0.85%冰冷生理鹽水代替牛肉湯[14]。

　　3·4 AATCC-30
　　AATCC-30是對(duì)紡織材料抗霉菌和抗腐爛性能的評(píng)定。確定了紡織材料抵抗霉菌和耐腐爛的性能，以評(píng)定殺菌劑對(duì)紡織材料抗菌性能的有效性[18]。分為土埋法、瓊脂平板法及濕度瓶法等兒種方法。 土埋法是指將樣品(具有一定尺寸)埋在泥中一定時(shí)間后，測(cè)定樣品的斷裂強(qiáng)度。此法是用樣品經(jīng)土埋處理后所損失的斷裂強(qiáng)度來(lái)表征其抗霉能力。

　　瓊脂平板法就是用來(lái)評(píng)估織物抵抗這類細(xì)菌能力的。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(rùn)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(shí)間，后觀察樣品上霉菌的生長(zhǎng)情況。它是用樣品圓片上的霉菌面積來(lái)進(jìn)行表征的。

　　濕度瓶法是經(jīng)過(guò)預(yù)處理的樣品條懸掛置于一個(gè)有一定通風(fēng)的、盛有一定量的分散有一定數(shù)目細(xì)菌袍子的水溶液的廣口瓶中，在一定的溫度下放置一段時(shí)間。此法也是用樣品條上的霉菌面積進(jìn)行表征[17]。

　　3·5 AATCC-147
　　又稱平行劃線法，是對(duì)紡織品抗菌效力的半定量實(shí)驗(yàn)方法，可相對(duì)快速和方便地定性測(cè)試經(jīng)抗菌整理的紡織材料的抗菌性能，可用來(lái)確定具有可擴(kuò)散抗菌劑的紡織品的抗菌能力。替代了繁瑣的 AATCC-l0O。AATCC-147應(yīng)用于紡織材料的抗菌整理的評(píng)定，是對(duì)紡織材料抗菌性能的半定量分析[18]。

　　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(xì)菌的抱子)滴加于盛有營(yíng)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(shí)間。此法是用與樣品接觸的條紋周圍的抑菌區(qū)的寬度來(lái)表征織物的抗菌能力[17]。

　　3·6 J1SZ911抗霉性法
　　本方法是以試驗(yàn)菌能分解纖維素作為營(yíng)養(yǎng)源為前提的。在抗菌防臭加工纖維制品中，對(duì)合成纖維進(jìn)行抗菌試驗(yàn)時(shí)，需要進(jìn)一步研究能在試驗(yàn)布上生長(zhǎng)的細(xì)菌[19]。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　從各種資料可以看出，不同單位采用的抗菌紡織品性能評(píng)價(jià)方法各不相同，抗菌性能表達(dá)方式也是多種多樣，不能統(tǒng)一考量。而且每種抗菌性能的測(cè)試方法都不是萬(wàn)能的，都有一定的局限性，因而，應(yīng)形成一套測(cè)試方法體系，對(duì)不同對(duì)象應(yīng)采用不同的測(cè)試方法。

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