谈及抗菌整理，首先要研究的就是抗菌整理的对象：微生物。

微生物包括：细菌、真菌、霉菌和病毒。

（一）微生物的基本知识

微生物是一切肉眼看不见或者看不清的微小生物，形体微小，结构简单。微生物的分类方式有很多：

按细胞组成分为：单细胞，简单多细胞，非细胞；

按有无细胞核分为：原核类，真核类，非细胞类；

也有一些直接将微生物分为8大类：细菌，真菌，放线菌，病毒，立克次体，支原体，衣原体，螺旋体。

存在于自然界中的微生物种类繁多，数以万计，其中对纺织品和人体健康构成威胁的主要涉及细菌，真菌，藻类，霉菌。致病细菌种类颇多，如痢疾杆菌，绿脓杆菌，金黄葡萄球菌等；致病微生物病毒类如肝炎病毒，艾滋病毒，SARS病毒，流感病毒等。

在纺织品抗菌整理中，目前研究还主要是针对细菌，真菌和少数病毒。

（二）抑菌，抗菌的概念

1、抗菌

抗菌（anti-microbial）是一个泛指名词，包括了杀菌、抑菌。采用化学或物理方法杀灭细菌或妨碍细菌生长繁殖及其活性的过程称为抗菌。杀菌和抑菌统称抗菌。

2、灭菌

灭菌（sterilization）是指将待处理体系中的所有微生物包括微生物的孢子等生态形态都完全除去或使之丧失活性的过程。

3、杀菌

杀菌（micro biocide）是指将待处理体系的微生物营养体和繁殖体杀死的过程。

4、抑菌

抑菌（bacteriostasis）是指抑制微生物生长繁殖的作用，抑制待处理体系中微生物的活性，使之繁殖能力降低或抑制繁殖过程。

5、防腐

防腐（antisepsis）是指采取一定措施防止物品性能因微生物破坏而下降的过程和技术。

（三）抗菌作用机理

各种抗菌剂的抗菌作用机理与其结构、种类有直接关系，归纳起来主要有溶出型、非溶出型和光催化抗菌3种机理。

1、溶出型机理

溶出型机理也叫作有控制释放机理。溶出型抗菌理论认为，含金属离子的抗菌整理剂需要在一定的湿度下显示抗菌效力。在一定湿度下，经抗菌整理的织物有控制释放出抗菌剂的活性部分，并扩散到微生物细胞内，破坏细胞内的蛋白质结构，杀死微生物或抑制其繁殖，达到抗菌的目的。如图所示，如果将溶出型抗菌剂整理的织物放在培养基上，它的活性部分会向周围扩散，并将所至之处的细菌杀死或抑制其生长繁殖，形成“清洁”的无菌区——抑菌环，在抑菌环内没有细菌或菌落。

（图1）

由图1可推断该模型为抗菌剂的阳离子吸引带负电荷的细菌，使之靠近抗菌剂，抗菌剂的疏水性长链烷基触及细胞壁，影响其正常发育生长，使细胞壁逐渐变薄，最终遭到破坏，微生物被杀死；

（图2）

由图2可推断该模型为抗菌剂的阳离子吸引带负电荷的细菌，并使之靠近抗菌剂，在抗菌剂阳离子的作用下，细胞周围的负电荷向阳离子靠拢，而远离抗菌剂阳离子的细胞部分失去了负电荷的保护，致使细胞壁逐渐变薄直至破裂，细胞内溶物流出，细菌死亡。非溶出型抗菌剂不会在其整理的织物周围形成抑菌环，它是靠抗菌剂直接接触细菌细胞而起作用的，只有抗菌剂能接触到的细菌才能被杀灭。

抗菌剂对细菌的抑制或杀灭作用方式有多种理论，归纳为以下几种：

（1） 是细菌细胞内的各种代谢酶失活，到达灭菌效果；

（2） 与细菌细胞内的蛋白酶发生化学反应，破坏其机能，达到灭菌效果；

（3） 阻断DNA合成；

（4） 极大地加快磷酸氧化还原体系，打乱细胞的正常生理过程；

（5） 破坏细胞壁或阻断细胞内外的传质。

3、纳米抗菌整理剂作用机理

目前，学术界对于无机纳米抗菌剂的抗菌机理持2种观点：一种认为，无机纳米抗菌剂因光照作用而激发抗菌活性，称为光催化抗菌机理；另一种认为，无机纳米抗菌剂的抗菌活性通过两种抗菌机理，即光催化抗菌机理和金属离子溶出抗菌机理起作用。下表的实验结果对第二种观点有更多支持。

从表中可以看出，纳米氧化锌在无光照下也有抗菌性；而经光照射比无光照射的抗菌性强。因此，纳米氧化锌的抗菌机理应该是光催化抗菌机理和金属离子溶出抗菌机理两种机理的协同作用。

（1） 光催化抗菌机理。

无机纳米抗菌剂通过光反应使有机物分解达到抗菌效果。以纳米ZnO为例说明纳米无机材料的抗菌机理。下图为纳米氧化锌光催化原理示意图。

纳米ZnO的稳态价带中充满电子，导带为空能级轨道，两者之间称为禁带。纳米ZnO的禁带宽度为3.37eV，当波长小于368nm的光照射到纳米ZnO表面时，价带中的电子因获得光子的能量而跃迁至导带，成为光生电子（e-），价带中则成为相应的空穴（h ），两者构成了光生电子——空穴对。若将每个ZnO颗粒近似地视为一个小型化学电池，在电场的作用下，空穴和光生电子分别迁移到氧化锌表面不同的位置。在水和空气（氧气）存在下，O2容易将光生电子（e-）捕获，形成氧负离子（O2-），吸附在氧化锌表面的水分子容易被空穴（h ）氧化形成羟基自由基（·OH）、过氧羟基自由基（HO2·），两者均具有很强的氧化活性，至此，光催化粒子对细菌的作用表现在两个方面：一是光生电子及光生空穴与细胞膜或细胞内组分反应而导致细胞死亡；二是生成的活性基团以极强的氧化能力进攻细胞内组分，与之发生生化反应而导致细胞死亡。近年来，日本东京大学的一些研究人员还发现，这些有光作用的粒子还有分解毒素的作用，而一般的抗菌剂只有抗菌作用。具有这种抗菌作用的还有纳米级的二氧化钛（TiO2）、氧化钙（CaO）、氧化镁（MgO），也是研究开发较多的纳米抗菌剂。

（2） 溶出型抗菌机理。

纳米抗菌剂在一定条件下释放出金属离子，Ag 、Cu 、Zn2 等能破坏多种酶的活性，从而阻止细胞的新陈代谢和个体繁殖，且纳米材料释放出来的金属离子还可以进入到细菌体内部，迅速与蛋白质、核酸内的巯基（-SH）、氨基（-NH2）作用，致细菌死亡。

有人提出纳米抗菌剂还以直接作用方式杀死细菌，适用于可以直接接触的纳米材料。这一观点认为：由于抗菌粒子带正电荷，细胞膜带负电荷，由库仑力而相互吸引，利用电荷转移可以击穿细胞膜，导致细胞不能呼吸、代谢和繁殖，直至死亡。

以上就是常见的3种抗菌作用机理。

下期：抗菌整理（二）：几种常用抗菌剂及其性能