銀離子殺菌劑是如何“干掉”細(xì)菌的？

供稿|陳思遠(yuǎn) / CHEN Si-yuan

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隨著新型冠狀病毒疫情的爆發(fā)，全世界的人們都意識(shí)到了流行病毒和細(xì)菌的危害。殺菌劑、消毒液成了人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦璞貍淦?。能起到殺菌作用的不僅僅有酒精、84消毒液這類非金屬消毒液，一些為大家熟知的金屬也可以起到抗菌殺菌的作用。文章通俗幽默地介紹了銀離子殺菌劑的殺菌機(jī)制和原理。有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，銀離子與含氯溶液一起使用時(shí)消毒能力可以大幅提高，這樣既可以提高銀離子殺菌劑的殺菌效果，又可以減少高濃度含氯溶液消毒時(shí)所帶來的腐蝕物體表面、有刺激性氣味等影響。

2020年初新型冠狀病毒疫情爆發(fā)，讓全世界的人們意識(shí)到，傳染性疾病或許是未來人類最大的敵人。而恰恰大多數(shù)引起疾病的病原體——細(xì)菌、病毒等是我們無法通過肉眼看到的。一時(shí)間，殺菌劑、消毒液、醫(yī)用口罩似乎成了家家必備的日用必需品。其實(shí)，能起到殺菌作用的不僅僅有酒精溶液、84消毒液這類非金屬溶液，一些金屬也可以起到抗菌殺菌的作用。

人們對(duì)銀離子殺菌性能的利用已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史。至今生活在藏區(qū)的人們?nèi)匀槐３种谑軅院笥媒葸^銀器的水沖洗傷口以避免傷口的細(xì)菌感染的傳統(tǒng)。當(dāng)然生活在21世紀(jì)的我們現(xiàn)在都知道這是因?yàn)殂y器會(huì)向浸泡溶液中釋放微量的銀離子，而銀離子被現(xiàn)代化學(xué)看作一種具有高抗菌性的金屬離子。溶液中微量的銀離子會(huì)影響微生物的生命活性，擬制其生長(zhǎng)繁殖并最終致其死亡。那么銀鹽溶液究竟如何讓水中的細(xì)菌死亡呢？答案當(dāng)然在于銀離子本身。其實(shí)很多金屬，如金、銀、銅、鐵、鋅等，都具有一定的殺菌作用，然而不論是理論研究還是實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明銀比鐵、 銅等殺菌作用強(qiáng)且毒性較小。本文將通俗地為您介紹銀離子殺菌劑的殺菌消毒機(jī)制。

破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁

溶液中的銀離子可以吸附于細(xì)菌的細(xì)胞壁。細(xì)菌的細(xì)胞壁中重要的組分為肽聚糖，科學(xué)的來說，像銀離子這樣的金屬離子會(huì)影響肽聚糖中的鏈狀結(jié)構(gòu)的生理功能。通俗的來說，把細(xì)菌比作一個(gè)房屋，那么細(xì)胞壁就是房屋的墻壁，肽聚糖中的鏈狀結(jié)構(gòu)就像是墻壁上的門窗一樣，門窗打不開了，房屋內(nèi)、外的物質(zhì)就無法形成交換和循環(huán)，從而導(dǎo)致房屋內(nèi)部的物質(zhì)不再適合生物生存。

損傷細(xì)菌的細(xì)胞膜

我們都知道，任何生物即使是身處極旱地區(qū)的微生物細(xì)胞內(nèi)部都有自由水存在，那么如何保證細(xì)胞內(nèi)部的液質(zhì)不外流呢？這時(shí)候就要靠細(xì)胞的細(xì)胞膜啦。我們可以把細(xì)胞膜想象為一個(gè)氣球，往氣球內(nèi)灌滿水。氣球外膜過薄或者出現(xiàn)裂紋，都將無法阻止內(nèi)部的水向外滲出。銀離子的作用就是這樣，他會(huì)損傷細(xì)菌的細(xì)胞膜，使其變得很松，甚至?xí)蛊淦屏选ｃy離子甚至可以穿過細(xì)菌的細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)與細(xì)菌的原生質(zhì)作用，使原生質(zhì)收縮凝集而脫出，細(xì)菌體隨之破壞。

干擾細(xì)胞內(nèi)酶的活性

細(xì)菌等微生物體內(nèi)硫氫基酶的主要作用是對(duì)葡萄糖 、蔗糖進(jìn)行代謝。而像銀離子這類金屬離子可以與硫氫基酶中的巰基結(jié)合，從而形成一種獨(dú)特的含硫化合物干擾細(xì)胞代謝活動(dòng)。除此以外，銀與大多數(shù)蛋白類物質(zhì)都有較強(qiáng)的親和性，銀離子能與含氨基酸的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，即與賴氨酸、精氨酸、半胱氨酸反應(yīng)，干擾酶的活性，從而干擾細(xì)菌的代謝功能。

干擾核酸的合成

核酸是所有生物遺傳信息的主要組成部分。銀離子可以干擾核酸的合成，阻礙遺傳信息的復(fù)制，這樣的話，細(xì)菌的繁殖就會(huì)出現(xiàn)問題。因此，銀離子的殺菌能力特別強(qiáng)，它既可以影響細(xì)菌母體的生理活性，又可以干擾細(xì)菌母體的繁殖。

增強(qiáng)殺菌效果的方法

銀離子的殺菌能力強(qiáng)大到，每升水中只要含很少的銀離子就可殺死水中大部分細(xì)菌。但是，我們要注意，銀離子的抗菌作用受多種因素影響。在使用銀離子殺菌劑時(shí)，要特別注意溫度、有機(jī)物、pH 值等。在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，銀離子活性不斷加強(qiáng)，其抗菌性越強(qiáng)。隨著水中有機(jī)物含量的增加，即水越“渾濁”，銀離子殺菌劑殺菌消毒效果越差。當(dāng)溶液pH＞8.0 時(shí) ，即溶液呈堿性時(shí)，銀等金屬離子會(huì)形成沉淀而失去殺菌作用。實(shí)驗(yàn)表明銀離子與含氯溶液一起使用時(shí)消毒能力可以大幅提高，40 μg/L的銀離子溶液與1 mg/L 的有效氯溶液混合使用的殺菌效果甚至可達(dá)到或超過3 mg/L有效氯的消毒效果。在生活中我們可以將84消毒液與一些銀離子殺菌劑混合使用，這樣既可以提高殺菌劑的殺菌效果又可以減少高濃度氯溶液消毒所帶來的腐蝕物體表面、有刺激性氣味等一系列負(fù)面影響。

結(jié)束語

隨著銀離子殺菌劑抗菌性能和安全性的不斷拓展，銀離子殺菌劑將逐漸普及到千家萬戶，銀離子綠色抗菌消毒劑必然會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用。

《花在叢中笑》金思佳 林頌鈞 何志偉