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紡織品抗菌面料的性能測(cè)試方法
在現(xiàn)實(shí)生活中,人們不可避免地要接觸到各種各樣的細(xì)菌、真菌等微生物。這些微生物在合適的條件下會(huì)迅速生長(zhǎng)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(guó)內(nèi)外研制和生產(chǎn)了各種紡織品抗菌面料,因此如何準(zhǔn)確地檢測(cè)和科學(xué)評(píng)價(jià)這些產(chǎn)品的抗菌性能,對(duì)于紡織品抗菌面料的良性發(fā)展就顯得尤為重要�？咕椢餃y(cè)試方法在國(guó)外研究較早,尤其是美國(guó)和日本研究成果較多,西歐發(fā)達(dá)國(guó)家也提出了一些測(cè)試方法,但與美日方法大同小異,而國(guó)內(nèi)抗菌測(cè)試也主要采用國(guó)外測(cè)試方法。迄今為止,具有代表性且應(yīng)用較廣的是美國(guó)的AATCC100、ASTM E2149、日本的JIS L1902標(biāo)準(zhǔn)、我國(guó)紡織行業(yè)抗菌標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01021-92和GB/T 20944.1-2007。
1•測(cè)試菌種的選擇
測(cè)試的菌種包括細(xì)菌和真菌。在細(xì)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。
在紡織品抗菌面料抗菌性能的評(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(xì)菌中抵抗力最強(qiáng)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(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,已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(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,為考核紡織品抗菌面料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性菌、革蘭氏陰性菌和真菌的代表。但實(shí)際上僅用這三種菌來代表織物的抗菌性能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的[1]。
另外,由于大部分真菌無法計(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(shí)間以后真菌在試樣上的生長(zhǎng)情況來評(píng)定,而對(duì)真菌生長(zhǎng)程度的評(píng)定,則采用英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS6085-81來進(jìn)行等級(jí)評(píng)定。
2•紡織品抗菌性能測(cè)試方法
紡織品抗菌面料性能測(cè)試方法主要包括定性測(cè)試方法、半定量測(cè)試方法和定量測(cè)試方法。
2.1定性測(cè)試方法
定性測(cè)試方法主要有美國(guó)AATCC Test Method90(Halo Test,暈圈法,也叫瓊脂平皿法)、JISZ2911-1981(抗微生物性實(shí)驗(yàn)法)、AATCC-30（紡織材料抗霉菌和抗腐爛性能的評(píng)定）以及GB/T 20944.1-2007（紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)第1部分：瓊脂平皿擴(kuò)散法）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)果不夠準(zhǔn)確。
2.1.1 AATCC-90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)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(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,但是菌濃卻沒有明確的規(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[2]。
2.1.2 AATCC-90噴霧法
AATCC-90噴霧法是對(duì)AATCC-90試驗(yàn)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(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。
2.1.3 AATCC-90比色法
AATCC-90比色法也是對(duì)AATCC-90試驗(yàn)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(jì)測(cè)定525nm處的吸光度,來求出活菌個(gè)數(shù)。但是以上兩方法不適用于無琥珀酸脫氫酶的試驗(yàn)菌。
2.1.4 J ISZ2911抗霉菌試驗(yàn)法
該法是第一條研究思路在霉菌檢測(cè)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(shí)間,定期觀察試樣長(zhǎng)霉情況,按霉菌的生長(zhǎng)情況分等級(jí)評(píng)價(jià)試樣的抗霉菌性能。
2.1.5 AATCC 30試驗(yàn)法
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。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(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)度來表征其抗霉能力。瓊脂平板法是用來評(píng)估織物抵抗這類細(xì)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(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,最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進(jìn)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(gè)有一定通風(fēng)的，盛有一定量的，分散有一定數(shù)目細(xì)菌孢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[3]。
2.1.6 GB/T 20944.1-2007紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)第1部分：瓊脂平皿擴(kuò)散法
此標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)內(nèi)最新推出的紡織品抗菌性能定性測(cè)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(shí)間后，根據(jù)培養(yǎng)基和試樣接觸處細(xì)菌繁殖的程度，定性評(píng)定試樣的抗菌性能[4]。
2.2半定量測(cè)試法
紡織品抗菌性能半定量測(cè)試法中應(yīng)用的較多的是平行劃線法。
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(píng)定,是對(duì)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(xì)菌的孢子)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)的寬度來表征織物的抗菌能力。
2.3定量測(cè)試法
目前紡織品抗菌性能定量測(cè)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(xì)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(gè)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紡織品抗菌面料試樣和不含抗菌劑的對(duì)照樣上,在規(guī)定條件下培養(yǎng)一定時(shí)間后,對(duì)培養(yǎng)前后的試樣和對(duì)照樣分別用規(guī)定的洗脫液進(jìn)行洗滌,之后再對(duì)洗脫液中的活菌記數(shù)。通過對(duì)比培養(yǎng)前后活菌個(gè)數(shù)的變化,來評(píng)價(jià)抗菌性能。
振蕩法操作相對(duì)復(fù)雜,一般的標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用范圍也僅限于非溶出型紡織品抗菌面料;而雖然吸收法的操作較為復(fù)雜,耗時(shí)較長(zhǎng),但因其是定量方法,對(duì)溶出型與非溶出型紡織品抗菌面料均較適用,且試驗(yàn)條件與人體實(shí)際穿著情況較為接近,所以是目前測(cè)試結(jié)果最為準(zhǔn)確的方法。從科學(xué)性以及生活實(shí)際出發(fā),該法都應(yīng)該是未來紡織品抗菌性能測(cè)試的主要發(fā)展方向。
定量測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾種，美國(guó)AATCCTest Method 100(菌數(shù)測(cè)定法)、J ISL1902-8(1998)定量試驗(yàn)法、FZ/T02021-92、改良的奎因(Quinn)實(shí)驗(yàn)法、ASTM E 2149—2001（固著性抗菌劑抗菌性的動(dòng)態(tài)測(cè)試法）、GB/T 20944.2-2007（紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)第2部分：吸收法）等。定量測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)是定量、準(zhǔn)確、客觀,缺點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高。下面介紹一下常用的紡織品定量測(cè)試方法。
2.3.1 AATCC Test Method 100試驗(yàn)法
該法于1961年由美國(guó)紡織印染協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)提出,1965、1981年修訂后基本定型。該法提出時(shí)間較早、影響較大,能定量地檢測(cè)試樣的殺菌能力和抑菌能力。原理為:在待測(cè)試樣和對(duì)照試樣上接種測(cè)試菌,暴露一定時(shí)間后分別加入一定量中和液,強(qiáng)烈振蕩將試樣殘存活菌洗出,以稀釋平板法測(cè)定洗脫液菌濃度,與對(duì)照樣比較,計(jì)算抗菌織物上細(xì)菌減少的百分率[5]。
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);沒有詳細(xì)規(guī)定中和溶液的成份;而且菌液中營(yíng)養(yǎng)過于豐富,與實(shí)際穿著條件相差太大;容器太大,不易操作。
在吸收國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過大量的實(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,可以滿足不同紡織品抗菌面料抗菌性能測(cè)試的需要，即改良AATCC-100,要點(diǎn)如下:將AATCC-l00法的試樣由直徑為4.8 cm的圓形改為邊長(zhǎng)約1.8 cm的正方形,將其放入30 mL或50 mL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108~109 cfu/mL稀釋到1×105~2×105 cfu/mL,制成接種菌液。用20 mL,0.85%冰冷生理鹽水代替中和劑洗滌試樣。
用下式計(jì)算試樣的抑菌活性和殺菌活性:抑菌率=18h后空白對(duì)照樣活菌數(shù)-18h后試樣活菌數(shù)/18h后空白對(duì)照樣活菌數(shù)×100%殺菌率=“0”時(shí)空白對(duì)照樣活菌數(shù)-18 h后試樣活菌數(shù)/“0”時(shí)空白對(duì)照樣活菌數(shù)×100%該種方法無論對(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。
2.3.2 J ISL1902-8(1998)定量試驗(yàn)法
日本學(xué)者對(duì)美國(guó)AATCC100法提出的改良方法,如菌數(shù)測(cè)定法、細(xì)菌增殖抑制試驗(yàn)法、瓊脂平板法、改良細(xì)菌增殖抑制試驗(yàn)法、改良的AATCC100試驗(yàn)法等,依此日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)對(duì)JISL1902-1990標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂,制定出了JISL1902-1998標(biāo)準(zhǔn)[6]。
2.3.3 FZ/T02021-92試驗(yàn)法
FZT01021—92中華人民共和國(guó)紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，織物抗擾菌性能試驗(yàn)方法(以下簡(jiǎn)稱FZ／T法)；將測(cè)試樣和對(duì)照樣分別放于三角瓶中(測(cè)試樣2瓶，對(duì)照樣1瓶)，加入指示菌菌液后將對(duì)照樣和零時(shí)測(cè)試樣上的菌立即用緩沖液洗滌并測(cè)定菌量，20 h試樣置適宜溫度下培養(yǎng)后也用緩沖液洗滌，并測(cè)定菌量，然后計(jì)算出試樣細(xì)菌減少百分率。
2.3.4改良的奎因(Quinn)試驗(yàn)法
實(shí)驗(yàn)原理：將實(shí)驗(yàn)菌液直接滴于待檢織物上，使細(xì)菌充分在織物上接觸暴露一定時(shí)間，然后覆蓋培養(yǎng)基，使剩下的菌體生長(zhǎng)。比較抗菌樣品菌量下降百分率，對(duì)其抗菌能力做出判斷。使用放大鏡計(jì)數(shù)菌落形成單位[7]。
2.3.5 ASTM E 2149—2001試驗(yàn)法
ASTM E 2149—2001是一種振蕩測(cè)試法,測(cè)試操作比吸收法簡(jiǎn)單,是目前較為理想的測(cè)試方法。振蕩法是在一定液體中接種細(xì)菌,對(duì)于試樣的吸水性要求不高,對(duì)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(yīng)用,且對(duì)非溶出型和溶出型抗菌織物的測(cè)試都非常適用。該測(cè)試方法不僅可以測(cè)試織物,還可以測(cè)試粉狀和顆粒狀材料,以及其他表面處理固體材料[8]。
2.3.6 GB/T 20944.2-2007紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)第2部分：吸收法
此標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)內(nèi)最新推出的紡織品抗菌性能定量測(cè)試方法，測(cè)試原理是將試樣與對(duì)照樣分別用試驗(yàn)菌液接種。分別進(jìn)行立即洗脫和培養(yǎng)后洗脫，測(cè)定洗脫液中的細(xì)菌數(shù)并計(jì)算抑菌值或抑菌率，以此評(píng)價(jià)試樣的抗菌效果[9]。
3•影響紡織品抗菌測(cè)試方法中的關(guān)鍵因素本文主要針對(duì)定量測(cè)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(cè)試效果的關(guān)鍵因素影響燒瓶振蕩法測(cè)試結(jié)果的關(guān)鍵因素包括試驗(yàn)菌種、洗滌劑、洗滌方法、測(cè)試參數(shù)以及抗菌效果的判定等[10]。
3.1.1試驗(yàn)菌種
即使是使用同屬一個(gè)菌種的微生物,但如果來源不同,對(duì)抗菌整理加工樣品的敏感性也有差異,測(cè)出的抗菌值也就不同。所以,測(cè)定時(shí)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)菌株。細(xì)菌的生長(zhǎng)都有一定的規(guī)律性,一般可分為:遲緩期、對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期、穩(wěn)定期和衰退期等四個(gè)生長(zhǎng)期。
不同細(xì)菌的各個(gè)生長(zhǎng)周期長(zhǎng)短不一。如紡織品抗菌面料檢測(cè)時(shí)常用細(xì)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(shí)期試驗(yàn)菌(即細(xì)菌的活性不同)得出的結(jié)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(jù)實(shí)際用途不需要洗滌的試樣,一般在測(cè)試樣品前處理時(shí)都要先洗滌一次,一是為了去除織物上的灰塵或雜質(zhì),二是消除過量使用的抗菌劑。
洗滌試驗(yàn)采用何種洗滌劑,以及是否已將殘留洗滌劑清洗干凈,對(duì)結(jié)果的影響很大。因此,對(duì)洗滌程序及洗滌劑要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,不然,不同測(cè)試單位的試驗(yàn)數(shù)據(jù)就會(huì)缺乏可比性。
3.1.3測(cè)試參數(shù)
溫度是影響微生物生長(zhǎng)的一個(gè)重要因素。溫度過低,細(xì)菌就會(huì)停止生長(zhǎng);當(dāng)溫度升高時(shí),細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)和酶生化反應(yīng)速率均較快,生長(zhǎng)速率加快。大部分細(xì)菌屬于嗜溫微生物,最適生長(zhǎng)溫度在37℃左右。細(xì)菌的繁殖受溫度的影響非常大,所以,對(duì)溫度的考慮是不可缺少的。
紡織品抗菌面料測(cè)試方法中,除了《抗菌針織品》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將樣品上菌液培養(yǎng)溫度設(shè)定為(24±1)℃,其余皆為37℃。為避免試驗(yàn)過程中溫度差異對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)產(chǎn)生的影響,使各標(biāo)準(zhǔn)間具可比性,應(yīng)統(tǒng)一測(cè)試溫度。接種菌液濃度、接種菌活性、接種菌營(yíng)養(yǎng)水平、樣品與菌液接觸時(shí)間的培養(yǎng)方式及培養(yǎng)時(shí)間等,皆對(duì)測(cè)試結(jié)果有影響。因此,規(guī)定統(tǒng)一的測(cè)試參數(shù),可使實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和各實(shí)驗(yàn)室間測(cè)試結(jié)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(jié)果的表示有百分率和對(duì)數(shù)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(shù)值上看似乎差一點(diǎn)點(diǎn),但是小數(shù)點(diǎn)后多一個(gè)9,實(shí)際數(shù)值就要相差10倍,而且測(cè)試報(bào)告上一般只保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù),因此,抗菌差異顯示不出。況且,細(xì)菌是以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的,因此,用百分率來表示并不合理。用對(duì)數(shù)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�？紤]到環(huán)境和安全因素,不可片面追求過高的抗菌效果�？咕椢锎蠖鄶�(shù)與人體皮膚直接接觸,而且需多次洗滌,應(yīng)保證其安全性和持續(xù)性。臺(tái)灣地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)CNS14945《一般用途紡織品抗菌面料性能評(píng)估》的適用范圍備注中規(guī)定,在測(cè)試抗菌性能之前,申請(qǐng)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(yīng))的動(dòng)物試驗(yàn)報(bào)告,以及產(chǎn)品中添加物之經(jīng)口急性毒性報(bào)告—小鼠>1000 mg/kg無死亡和異�，F(xiàn)象的認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室報(bào)告正本,或是原料廠商提供的第三方檢驗(yàn)報(bào)告副本及保證書。對(duì)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(jù)實(shí)際用途設(shè)定合理的抗菌效果判定值。
3.2影響吸收法測(cè)試效果的關(guān)鍵因素
影響吸收法測(cè)試結(jié)果的關(guān)鍵因素包括菌液制備、對(duì)照樣、試樣重量以及培養(yǎng)時(shí)間等4個(gè)關(guān)鍵因素,對(duì)于實(shí)驗(yàn)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(yàn)中初始、但又非常關(guān)鍵的一步,直接決定著試驗(yàn)中細(xì)菌生長(zhǎng)情況的好壞。目前的制備方法,分別為以美國(guó)AATCC 100為代表的兩步法、以日本JIS L 1902為代表的三步法。所謂兩步法,就是分以下兩個(gè)步驟培養(yǎng)細(xì)菌:
第一步,用接種環(huán)取一接種環(huán)保存的菌種,劃線接種于營(yíng)養(yǎng)瓊脂平皿內(nèi),并將該平皿在37℃條件下培養(yǎng)一定時(shí)間;
第二步,從第一步平皿中挑取一典型細(xì)菌菌落,接種于營(yíng)養(yǎng)肉湯中,并在37℃條件下培養(yǎng)一定時(shí)間;然后,就是將第二步中的菌液稀釋至規(guī)定濃度。
而三步法則是在兩步法的基礎(chǔ)上再增加一步,即適量采取第二步中培養(yǎng)的菌液,加入到營(yíng)養(yǎng)肉湯中,也在37℃條件下培養(yǎng)一定時(shí)間,最后再將培養(yǎng)的菌液稀釋至規(guī)定濃度。
在抗菌試驗(yàn)中,必須是活性較高的細(xì)菌才能真實(shí)地反映紡織品抗菌面料的抗菌性能。在試驗(yàn)中,活性的高低一般是根據(jù)對(duì)照樣上的細(xì)菌在培養(yǎng)前后的增長(zhǎng)情況來判斷的。細(xì)菌增長(zhǎng)得越多,其活性就越高;反之就越低。兩步法與三步法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明(如表2所示),三步法使得菌液中的細(xì)菌活性大大提高,尤其對(duì)于生長(zhǎng)活性較差的金黃色葡萄球菌來說效果更加明顯,但對(duì)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(fēng)險(xiǎn),可保證試驗(yàn)的重現(xiàn)性,真實(shí)反映紡織品的抗菌性能。但連續(xù)的3次培養(yǎng),相對(duì)兩步法來說,不僅耗時(shí)太長(zhǎng),而且操作煩瑣,對(duì)于活性較高的大腸桿菌來說顯得有些多余,因?yàn)椴捎脙刹椒ㄒ材苓_(dá)到三步法的結(jié)果,即只要對(duì)照樣上活菌數(shù)的增加倍數(shù)符合要求即可。為了操作簡(jiǎn)便,應(yīng)根據(jù)菌種選用合適的方法。
3.2.2對(duì)照樣
在抗菌試驗(yàn)中,對(duì)照樣的選擇極為關(guān)鍵。這是因?yàn)橛?jì)算抗菌效果是以對(duì)照樣為基礎(chǔ)的,對(duì)照樣上細(xì)菌生長(zhǎng)情況的好壞,決定著抗菌效果的評(píng)價(jià)結(jié)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(duì)照樣,這主要是為企業(yè)而設(shè)定的,主要用于篩選工藝的比對(duì)試驗(yàn)。而對(duì)于市場(chǎng)化的檢測(cè)就無法操作了,企業(yè)在送檢時(shí)往往提供不出對(duì)照樣來。因此,無論是從實(shí)驗(yàn)的可操作性、還是可對(duì)比性來看,都應(yīng)當(dāng)選擇一種既有代表性的、又能對(duì)大多數(shù)試樣都適用的對(duì)照樣。
考慮到紡織品抗菌面料一般都是內(nèi)衣、內(nèi)褲、襪子等與人體皮膚接觸較多的純棉紡織品,故在實(shí)驗(yàn)中,選擇了GB 7565287中規(guī)定的紡織品色牢度試驗(yàn)用棉貼襯織物作為對(duì)照樣。在前期試驗(yàn)時(shí),未對(duì)棉貼襯織物洗滌而直接進(jìn)行的試驗(yàn)表明,該貼襯織物上的細(xì)菌經(jīng)過19 h培養(yǎng)后洗下的液體,按照十倍稀釋法對(duì)其活菌進(jìn)行計(jì)數(shù),數(shù)據(jù)嚴(yán)重違背十倍稀釋規(guī)律,甚至出現(xiàn)3.2.3試樣用量試樣用量的多少對(duì)結(jié)果有著顯著影響。這是因?yàn)?在對(duì)培養(yǎng)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(shí)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(huì)進(jìn)一步抑制洗滌下來的液體中殘留的活菌的生長(zhǎng),從而使得最后的活菌數(shù)減少。試樣用量越多,活菌數(shù)就減少得越多,從而抗菌效果也越好,但這種結(jié)果并不能真實(shí)反映紡織品的抗菌性能。因此,統(tǒng)一試樣用量在抗菌試驗(yàn)中就顯得非常重要。
3.2.4培養(yǎng)時(shí)間
培養(yǎng)時(shí)間是指細(xì)菌在正常情況下,從生長(zhǎng)繁殖到其活菌數(shù)達(dá)到最大值的時(shí)間。理論上,該時(shí)間段為18h比較合適。在現(xiàn)行方法中,有選擇18～24 h的,有選擇18±1 h的,還有選擇20±2 h的,基本上都是在18～24 h范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。
4•結(jié)論
迄今為止,國(guó)際上對(duì)抗菌測(cè)試還沒有一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)驗(yàn)菌種、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)方法等方面都有一定的差異,不同的檢測(cè)方法對(duì)檢測(cè)結(jié)果也有影響。國(guó)家應(yīng)盡快制定統(tǒng)一、權(quán)威、科學(xué)的紡織品抗菌面料檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)體系,以規(guī)范、監(jiān)督這個(gè)極具發(fā)展?jié)摿Φ氖袌?chǎng)。
1•測(cè)試菌種的選擇
測(cè)試的菌種包括細(xì)菌和真菌。在細(xì)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。
在紡織品抗菌面料抗菌性能的評(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(xì)菌中抵抗力最強(qiáng)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(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,已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(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,為考核紡織品抗菌面料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性菌、革蘭氏陰性菌和真菌的代表。但實(shí)際上僅用這三種菌來代表織物的抗菌性能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的[1]。
另外,由于大部分真菌無法計(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(shí)間以后真菌在試樣上的生長(zhǎng)情況來評(píng)定,而對(duì)真菌生長(zhǎng)程度的評(píng)定,則采用英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS6085-81來進(jìn)行等級(jí)評(píng)定。
2•紡織品抗菌性能測(cè)試方法
紡織品抗菌面料性能測(cè)試方法主要包括定性測(cè)試方法、半定量測(cè)試方法和定量測(cè)試方法。
2.1定性測(cè)試方法
定性測(cè)試方法主要有美國(guó)AATCC Test Method90(Halo Test,暈圈法,也叫瓊脂平皿法)、JISZ2911-1981(抗微生物性實(shí)驗(yàn)法)、AATCC-30（紡織材料抗霉菌和抗腐爛性能的評(píng)定）以及GB/T 20944.1-2007（紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)第1部分：瓊脂平皿擴(kuò)散法）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)果不夠準(zhǔn)確。
2.1.1 AATCC-90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)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(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,但是菌濃卻沒有明確的規(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[2]。
2.1.2 AATCC-90噴霧法
AATCC-90噴霧法是對(duì)AATCC-90試驗(yàn)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(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。
2.1.3 AATCC-90比色法
AATCC-90比色法也是對(duì)AATCC-90試驗(yàn)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(jì)測(cè)定525nm處的吸光度,來求出活菌個(gè)數(shù)。但是以上兩方法不適用于無琥珀酸脫氫酶的試驗(yàn)菌。
2.1.4 J ISZ2911抗霉菌試驗(yàn)法
該法是第一條研究思路在霉菌檢測(cè)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(shí)間,定期觀察試樣長(zhǎng)霉情況,按霉菌的生長(zhǎng)情況分等級(jí)評(píng)價(jià)試樣的抗霉菌性能。
2.1.5 AATCC 30試驗(yàn)法
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。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(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)度來表征其抗霉能力。瓊脂平板法是用來評(píng)估織物抵抗這類細(xì)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(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,最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進(jìn)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(gè)有一定通風(fēng)的，盛有一定量的，分散有一定數(shù)目細(xì)菌孢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[3]。
2.1.6 GB/T 20944.1-2007紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)第1部分：瓊脂平皿擴(kuò)散法
此標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)內(nèi)最新推出的紡織品抗菌性能定性測(cè)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(shí)間后，根據(jù)培養(yǎng)基和試樣接觸處細(xì)菌繁殖的程度，定性評(píng)定試樣的抗菌性能[4]。
2.2半定量測(cè)試法
紡織品抗菌性能半定量測(cè)試法中應(yīng)用的較多的是平行劃線法。
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(píng)定,是對(duì)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(xì)菌的孢子)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)的寬度來表征織物的抗菌能力。
2.3定量測(cè)試法
目前紡織品抗菌性能定量測(cè)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(xì)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(gè)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紡織品抗菌面料試樣和不含抗菌劑的對(duì)照樣上,在規(guī)定條件下培養(yǎng)一定時(shí)間后,對(duì)培養(yǎng)前后的試樣和對(duì)照樣分別用規(guī)定的洗脫液進(jìn)行洗滌,之后再對(duì)洗脫液中的活菌記數(shù)。通過對(duì)比培養(yǎng)前后活菌個(gè)數(shù)的變化,來評(píng)價(jià)抗菌性能。
振蕩法操作相對(duì)復(fù)雜,一般的標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用范圍也僅限于非溶出型紡織品抗菌面料;而雖然吸收法的操作較為復(fù)雜,耗時(shí)較長(zhǎng),但因其是定量方法,對(duì)溶出型與非溶出型紡織品抗菌面料均較適用,且試驗(yàn)條件與人體實(shí)際穿著情況較為接近,所以是目前測(cè)試結(jié)果最為準(zhǔn)確的方法。從科學(xué)性以及生活實(shí)際出發(fā),該法都應(yīng)該是未來紡織品抗菌性能測(cè)試的主要發(fā)展方向。
定量測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾種，美國(guó)AATCCTest Method 100(菌數(shù)測(cè)定法)、J ISL1902-8(1998)定量試驗(yàn)法、FZ/T02021-92、改良的奎因(Quinn)實(shí)驗(yàn)法、ASTM E 2149—2001（固著性抗菌劑抗菌性的動(dòng)態(tài)測(cè)試法）、GB/T 20944.2-2007（紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)第2部分：吸收法）等。定量測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)是定量、準(zhǔn)確、客觀,缺點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高。下面介紹一下常用的紡織品定量測(cè)試方法。
2.3.1 AATCC Test Method 100試驗(yàn)法
該法于1961年由美國(guó)紡織印染協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)提出,1965、1981年修訂后基本定型。該法提出時(shí)間較早、影響較大,能定量地檢測(cè)試樣的殺菌能力和抑菌能力。原理為:在待測(cè)試樣和對(duì)照試樣上接種測(cè)試菌,暴露一定時(shí)間后分別加入一定量中和液,強(qiáng)烈振蕩將試樣殘存活菌洗出,以稀釋平板法測(cè)定洗脫液菌濃度,與對(duì)照樣比較,計(jì)算抗菌織物上細(xì)菌減少的百分率[5]。
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);沒有詳細(xì)規(guī)定中和溶液的成份;而且菌液中營(yíng)養(yǎng)過于豐富,與實(shí)際穿著條件相差太大;容器太大,不易操作。
在吸收國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過大量的實(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,可以滿足不同紡織品抗菌面料抗菌性能測(cè)試的需要，即改良AATCC-100,要點(diǎn)如下:將AATCC-l00法的試樣由直徑為4.8 cm的圓形改為邊長(zhǎng)約1.8 cm的正方形,將其放入30 mL或50 mL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108~109 cfu/mL稀釋到1×105~2×105 cfu/mL,制成接種菌液。用20 mL,0.85%冰冷生理鹽水代替中和劑洗滌試樣。
用下式計(jì)算試樣的抑菌活性和殺菌活性:抑菌率=18h后空白對(duì)照樣活菌數(shù)-18h后試樣活菌數(shù)/18h后空白對(duì)照樣活菌數(shù)×100%殺菌率=“0”時(shí)空白對(duì)照樣活菌數(shù)-18 h后試樣活菌數(shù)/“0”時(shí)空白對(duì)照樣活菌數(shù)×100%該種方法無論對(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。
2.3.2 J ISL1902-8(1998)定量試驗(yàn)法
日本學(xué)者對(duì)美國(guó)AATCC100法提出的改良方法,如菌數(shù)測(cè)定法、細(xì)菌增殖抑制試驗(yàn)法、瓊脂平板法、改良細(xì)菌增殖抑制試驗(yàn)法、改良的AATCC100試驗(yàn)法等,依此日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)對(duì)JISL1902-1990標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂,制定出了JISL1902-1998標(biāo)準(zhǔn)[6]。
2.3.3 FZ/T02021-92試驗(yàn)法
FZT01021—92中華人民共和國(guó)紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，織物抗擾菌性能試驗(yàn)方法(以下簡(jiǎn)稱FZ／T法)；將測(cè)試樣和對(duì)照樣分別放于三角瓶中(測(cè)試樣2瓶，對(duì)照樣1瓶)，加入指示菌菌液后將對(duì)照樣和零時(shí)測(cè)試樣上的菌立即用緩沖液洗滌并測(cè)定菌量，20 h試樣置適宜溫度下培養(yǎng)后也用緩沖液洗滌，并測(cè)定菌量，然后計(jì)算出試樣細(xì)菌減少百分率。
2.3.4改良的奎因(Quinn)試驗(yàn)法
實(shí)驗(yàn)原理：將實(shí)驗(yàn)菌液直接滴于待檢織物上，使細(xì)菌充分在織物上接觸暴露一定時(shí)間，然后覆蓋培養(yǎng)基，使剩下的菌體生長(zhǎng)。比較抗菌樣品菌量下降百分率，對(duì)其抗菌能力做出判斷。使用放大鏡計(jì)數(shù)菌落形成單位[7]。
2.3.5 ASTM E 2149—2001試驗(yàn)法
ASTM E 2149—2001是一種振蕩測(cè)試法,測(cè)試操作比吸收法簡(jiǎn)單,是目前較為理想的測(cè)試方法。振蕩法是在一定液體中接種細(xì)菌,對(duì)于試樣的吸水性要求不高,對(duì)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(yīng)用,且對(duì)非溶出型和溶出型抗菌織物的測(cè)試都非常適用。該測(cè)試方法不僅可以測(cè)試織物,還可以測(cè)試粉狀和顆粒狀材料,以及其他表面處理固體材料[8]。
2.3.6 GB/T 20944.2-2007紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)第2部分：吸收法
此標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)內(nèi)最新推出的紡織品抗菌性能定量測(cè)試方法，測(cè)試原理是將試樣與對(duì)照樣分別用試驗(yàn)菌液接種。分別進(jìn)行立即洗脫和培養(yǎng)后洗脫，測(cè)定洗脫液中的細(xì)菌數(shù)并計(jì)算抑菌值或抑菌率，以此評(píng)價(jià)試樣的抗菌效果[9]。
3•影響紡織品抗菌測(cè)試方法中的關(guān)鍵因素本文主要針對(duì)定量測(cè)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(cè)試效果的關(guān)鍵因素影響燒瓶振蕩法測(cè)試結(jié)果的關(guān)鍵因素包括試驗(yàn)菌種、洗滌劑、洗滌方法、測(cè)試參數(shù)以及抗菌效果的判定等[10]。
3.1.1試驗(yàn)菌種
即使是使用同屬一個(gè)菌種的微生物,但如果來源不同,對(duì)抗菌整理加工樣品的敏感性也有差異,測(cè)出的抗菌值也就不同。所以,測(cè)定時(shí)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)菌株。細(xì)菌的生長(zhǎng)都有一定的規(guī)律性,一般可分為:遲緩期、對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期、穩(wěn)定期和衰退期等四個(gè)生長(zhǎng)期。
不同細(xì)菌的各個(gè)生長(zhǎng)周期長(zhǎng)短不一。如紡織品抗菌面料檢測(cè)時(shí)常用細(xì)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(shí)期試驗(yàn)菌(即細(xì)菌的活性不同)得出的結(jié)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(jù)實(shí)際用途不需要洗滌的試樣,一般在測(cè)試樣品前處理時(shí)都要先洗滌一次,一是為了去除織物上的灰塵或雜質(zhì),二是消除過量使用的抗菌劑。
洗滌試驗(yàn)采用何種洗滌劑,以及是否已將殘留洗滌劑清洗干凈,對(duì)結(jié)果的影響很大。因此,對(duì)洗滌程序及洗滌劑要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,不然,不同測(cè)試單位的試驗(yàn)數(shù)據(jù)就會(huì)缺乏可比性。
3.1.3測(cè)試參數(shù)
溫度是影響微生物生長(zhǎng)的一個(gè)重要因素。溫度過低,細(xì)菌就會(huì)停止生長(zhǎng);當(dāng)溫度升高時(shí),細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)和酶生化反應(yīng)速率均較快,生長(zhǎng)速率加快。大部分細(xì)菌屬于嗜溫微生物,最適生長(zhǎng)溫度在37℃左右。細(xì)菌的繁殖受溫度的影響非常大,所以,對(duì)溫度的考慮是不可缺少的。
紡織品抗菌面料測(cè)試方法中,除了《抗菌針織品》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將樣品上菌液培養(yǎng)溫度設(shè)定為(24±1)℃,其余皆為37℃。為避免試驗(yàn)過程中溫度差異對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)產(chǎn)生的影響,使各標(biāo)準(zhǔn)間具可比性,應(yīng)統(tǒng)一測(cè)試溫度。接種菌液濃度、接種菌活性、接種菌營(yíng)養(yǎng)水平、樣品與菌液接觸時(shí)間的培養(yǎng)方式及培養(yǎng)時(shí)間等,皆對(duì)測(cè)試結(jié)果有影響。因此,規(guī)定統(tǒng)一的測(cè)試參數(shù),可使實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和各實(shí)驗(yàn)室間測(cè)試結(jié)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(jié)果的表示有百分率和對(duì)數(shù)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(shù)值上看似乎差一點(diǎn)點(diǎn),但是小數(shù)點(diǎn)后多一個(gè)9,實(shí)際數(shù)值就要相差10倍,而且測(cè)試報(bào)告上一般只保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù),因此,抗菌差異顯示不出。況且,細(xì)菌是以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的,因此,用百分率來表示并不合理。用對(duì)數(shù)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�？紤]到環(huán)境和安全因素,不可片面追求過高的抗菌效果�？咕椢锎蠖鄶�(shù)與人體皮膚直接接觸,而且需多次洗滌,應(yīng)保證其安全性和持續(xù)性。臺(tái)灣地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)CNS14945《一般用途紡織品抗菌面料性能評(píng)估》的適用范圍備注中規(guī)定,在測(cè)試抗菌性能之前,申請(qǐng)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(yīng))的動(dòng)物試驗(yàn)報(bào)告,以及產(chǎn)品中添加物之經(jīng)口急性毒性報(bào)告—小鼠>1000 mg/kg無死亡和異�，F(xiàn)象的認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室報(bào)告正本,或是原料廠商提供的第三方檢驗(yàn)報(bào)告副本及保證書。對(duì)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(jù)實(shí)際用途設(shè)定合理的抗菌效果判定值。
3.2影響吸收法測(cè)試效果的關(guān)鍵因素
影響吸收法測(cè)試結(jié)果的關(guān)鍵因素包括菌液制備、對(duì)照樣、試樣重量以及培養(yǎng)時(shí)間等4個(gè)關(guān)鍵因素,對(duì)于實(shí)驗(yàn)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(yàn)中初始、但又非常關(guān)鍵的一步,直接決定著試驗(yàn)中細(xì)菌生長(zhǎng)情況的好壞。目前的制備方法,分別為以美國(guó)AATCC 100為代表的兩步法、以日本JIS L 1902為代表的三步法。所謂兩步法,就是分以下兩個(gè)步驟培養(yǎng)細(xì)菌:
第一步,用接種環(huán)取一接種環(huán)保存的菌種,劃線接種于營(yíng)養(yǎng)瓊脂平皿內(nèi),并將該平皿在37℃條件下培養(yǎng)一定時(shí)間;
第二步,從第一步平皿中挑取一典型細(xì)菌菌落,接種于營(yíng)養(yǎng)肉湯中,并在37℃條件下培養(yǎng)一定時(shí)間;然后,就是將第二步中的菌液稀釋至規(guī)定濃度。
而三步法則是在兩步法的基礎(chǔ)上再增加一步,即適量采取第二步中培養(yǎng)的菌液,加入到營(yíng)養(yǎng)肉湯中,也在37℃條件下培養(yǎng)一定時(shí)間,最后再將培養(yǎng)的菌液稀釋至規(guī)定濃度。
在抗菌試驗(yàn)中,必須是活性較高的細(xì)菌才能真實(shí)地反映紡織品抗菌面料的抗菌性能。在試驗(yàn)中,活性的高低一般是根據(jù)對(duì)照樣上的細(xì)菌在培養(yǎng)前后的增長(zhǎng)情況來判斷的。細(xì)菌增長(zhǎng)得越多,其活性就越高;反之就越低。兩步法與三步法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明(如表2所示),三步法使得菌液中的細(xì)菌活性大大提高,尤其對(duì)于生長(zhǎng)活性較差的金黃色葡萄球菌來說效果更加明顯,但對(duì)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(fēng)險(xiǎn),可保證試驗(yàn)的重現(xiàn)性,真實(shí)反映紡織品的抗菌性能。但連續(xù)的3次培養(yǎng),相對(duì)兩步法來說,不僅耗時(shí)太長(zhǎng),而且操作煩瑣,對(duì)于活性較高的大腸桿菌來說顯得有些多余,因?yàn)椴捎脙刹椒ㄒ材苓_(dá)到三步法的結(jié)果,即只要對(duì)照樣上活菌數(shù)的增加倍數(shù)符合要求即可。為了操作簡(jiǎn)便,應(yīng)根據(jù)菌種選用合適的方法。
3.2.2對(duì)照樣
在抗菌試驗(yàn)中,對(duì)照樣的選擇極為關(guān)鍵。這是因?yàn)橛?jì)算抗菌效果是以對(duì)照樣為基礎(chǔ)的,對(duì)照樣上細(xì)菌生長(zhǎng)情況的好壞,決定著抗菌效果的評(píng)價(jià)結(jié)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(duì)照樣,這主要是為企業(yè)而設(shè)定的,主要用于篩選工藝的比對(duì)試驗(yàn)。而對(duì)于市場(chǎng)化的檢測(cè)就無法操作了,企業(yè)在送檢時(shí)往往提供不出對(duì)照樣來。因此,無論是從實(shí)驗(yàn)的可操作性、還是可對(duì)比性來看,都應(yīng)當(dāng)選擇一種既有代表性的、又能對(duì)大多數(shù)試樣都適用的對(duì)照樣。
考慮到紡織品抗菌面料一般都是內(nèi)衣、內(nèi)褲、襪子等與人體皮膚接觸較多的純棉紡織品,故在實(shí)驗(yàn)中,選擇了GB 7565287中規(guī)定的紡織品色牢度試驗(yàn)用棉貼襯織物作為對(duì)照樣。在前期試驗(yàn)時(shí),未對(duì)棉貼襯織物洗滌而直接進(jìn)行的試驗(yàn)表明,該貼襯織物上的細(xì)菌經(jīng)過19 h培養(yǎng)后洗下的液體,按照十倍稀釋法對(duì)其活菌進(jìn)行計(jì)數(shù),數(shù)據(jù)嚴(yán)重違背十倍稀釋規(guī)律,甚至出現(xiàn)3.2.3試樣用量試樣用量的多少對(duì)結(jié)果有著顯著影響。這是因?yàn)?在對(duì)培養(yǎng)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(shí)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(huì)進(jìn)一步抑制洗滌下來的液體中殘留的活菌的生長(zhǎng),從而使得最后的活菌數(shù)減少。試樣用量越多,活菌數(shù)就減少得越多,從而抗菌效果也越好,但這種結(jié)果并不能真實(shí)反映紡織品的抗菌性能。因此,統(tǒng)一試樣用量在抗菌試驗(yàn)中就顯得非常重要。
3.2.4培養(yǎng)時(shí)間
培養(yǎng)時(shí)間是指細(xì)菌在正常情況下,從生長(zhǎng)繁殖到其活菌數(shù)達(dá)到最大值的時(shí)間。理論上,該時(shí)間段為18h比較合適。在現(xiàn)行方法中,有選擇18～24 h的,有選擇18±1 h的,還有選擇20±2 h的,基本上都是在18～24 h范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。
4•結(jié)論
迄今為止,國(guó)際上對(duì)抗菌測(cè)試還沒有一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)驗(yàn)菌種、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)方法等方面都有一定的差異,不同的檢測(cè)方法對(duì)檢測(cè)結(jié)果也有影響。國(guó)家應(yīng)盡快制定統(tǒng)一、權(quán)威、科學(xué)的紡織品抗菌面料檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)體系,以規(guī)范、監(jiān)督這個(gè)極具發(fā)展?jié)摿Φ氖袌?chǎng)。
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