第二节 抗菌整理剂及抗菌机理

纺织品抗菌防臭等整理习惯上称卫生整理。卫生整理剂包括抗菌剂、防霉剂、消臭剂等，种类繁多，性能各异。为了叙述方便，以下我们统称为卫生整理剂或抗菌剂。在实际应用中应根据整理的目的加以选择。如抗菌剂对细菌是有效的，但对霉菌无效。防霉剂对霉菌有效，对细菌无效。有机抗菌剂、强酸、强碱对细菌和霉菌都是有效的，但对人和动物是有危害的，强酸和强碱不能作为抗菌剂或防霉剂使用。

一、评价和选择抗菌剂应考虑的因素

1.最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC） 抗菌剂的抗菌能力可以通过抗菌剂抑制微生物发育的最低浓度（MIC，Minimum Inhibitory Concentration）和杀灭微生物的最低浓度（MBC，Minimum Bactericidal Concentration）来体现。MIC是对抗菌剂抑制微生物性能或抗菌剂的净菌作用的一般性评价，表征抗菌剂阻止微生物繁殖繁育的能力。MBC评价抗菌剂的杀菌能力。MIC或MBC越小，抗菌剂的抗菌效果越好。日本抗菌协会制定的“银等无机抗菌剂的自主规格及抗菌试验法”中规定无机抗菌剂的抗菌性能要求对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑制浓度（MIC）小于800μg/mL。

2.抗菌谱 微生物的种类极其繁多，抗菌剂一般只能对部分特定的微生物种类表现出抗菌活性，而对其他微生物没有抗菌性。抗菌剂能表现抗菌活性的微生物种类集合称为该抗菌剂的抗菌谱（Antimicrobial Spectrum）。能对许多种微生物同时表现抗菌活性的抗菌剂称为广谱抗菌剂；只对一种或少量几种微生物表现抗菌活性的抗菌剂称为特异性抗菌剂。广谱抗菌剂包含两种含义：一是抗菌剂对细菌、霉菌、酵母菌、放线菌等多种微生物种类有抑制作用；二是对每类微生物的各种种属都有抗菌性。选择抗菌剂一般希望抗菌剂具有广谱抗菌性，但在实际使用过程中不同场合对抗菌剂的抗菌谱要求不完全相同，如金属加工液、野外使用的各种制品中使用的抗菌剂需要对各种微生物都具有良好的抗菌性，但纺织品中使用的抗菌剂就不要求对酵母菌、放线菌等有效，而希望对霉菌、细菌各种属都有良好的抑制作用。所以在实际使用过程中可根据实际要求选择合适的抗菌谱。

3.持久性 部分抗菌剂在光、热等作用下可能会逐渐分解或衰竭而逐渐失去抗菌作用，而且在使用过程中经历洗涤、溶出等因素或逐渐散发到环境中也会引起抗菌材料中抗菌剂浓度的变化，从而导致材料抗菌性能的变化，甚至导致抗菌性能不能满足使用要求。因此在抗菌剂品种和用量的选择上要充分考虑材料的使用场合和使用寿命。

抗菌纺织品中抗菌性能的耐久性是纺织品抗菌性能不可分割的组成部分，无论是服用还是装饰用纺织品，其抗菌性能均要求有良好的耐洗涤性。

4.加工适应性 一般抗菌剂都需要结合材料才能制备成相应制品，所以选择的抗菌剂要和相应基材有良好的相容性，能够适应基材的加工要求。如制备抗菌涤纶所用的抗菌剂，应在300℃以内不分解、不变性，应能经受涤纶纺丝熔融纺丝温度。而织物整理用抗菌剂的分解温度要求则可低一些。若进行多功能整理，则要求抗菌剂与其他功能助剂或表面活性剂要有相容性。

另外，抗菌剂添加于纤维中或整理到纺织品上后，应不影响纤维和织物的性能，包括强力、伸长、弹性等力学性能，不影响织物的外观色泽、手感等。

5.耐气候性 抗菌材料和抗菌制品经常是在居室、办公室或露天场合使用，受气候影响大，所以抗菌剂需要一定的耐气候性，包括耐紫外光、可见光、热、空气等。

6.安全性 抗菌剂的安全性包括两方面：一是抗菌剂在使用过程中的安全性；二是使用过程中根据使用场合所需的生物安全性。使用过程的安全性要求抗菌剂在使用过程中对人和环境无毒无害，加工过程中不产生有毒烟雾等物质，对操作人员的皮肤、眼睛没有刺激作用。生物安全性是抗菌剂本身的一个重要的性能，包括抗菌剂的急性毒性、亚急性毒性、慢性毒性、对皮肤致敏性、致癌性、遗传毒性等。

化学品导致人体急性中毒的难易以化学品的急性毒性表示。化学品的急性毒性包括经口毒性LD₅₀（经一次口服一定剂量可毒杀50%试验动物时的剂量）、急性眼睛刺激试验、急性经皮试验、急性吸入毒性LD₅₀（毒杀50%试验动物时化学品的粉尘、气溶胶或蒸气的浓度）。

7.价格 要求抗菌剂价格低廉。

二、抗菌整理剂的分类

常用的抗菌整理剂可以分为无机类、有机类和天然产物类三大类，因种类不同而各有利弊，就环保和对人体健康而言，无机类抗菌剂具有无污染、安全等优点。三类抗菌的特性比较见表3-1。

无机类抗菌剂主要用于制造抗菌功能纤维等，近年来也有研究将其应用于织物后整理；有机和天然产物抗菌剂既可用于制造功能纤维，也可用于织物后整理。

表3-1 抗菌剂的特性比较

1.无机类抗菌整理剂 无机抗菌整理剂主要是银、铜、锌、钛、汞、铅等金属及其离子抗菌剂，由于汞、铅等金属及其化合物的毒性较强，不适合作为普通场合的抗菌剂使用，而铜类化合物往往带有较深的颜色，也限制了其作为抗菌剂使用的范围。银离子无毒、无色，属抑菌能力强的品种之一，非常适于制备抗菌剂，所以目前制备无机抗菌剂以银离子及其化合物为多，锌、钛等化合物也有应用。无机抗菌剂的分类如下：

由于银盐具有很强的光敏反应，遇光或长期保存都极易变色，接触水时Ag⁺易析出而导致抗菌有效期短，很难具有使用价值。为了解决这些问题，人们采用内部有空洞结构而能牢固负载金属离子的材料或能与金属离子形成稳定的螯合物的材料作为载体等手段来解决银离子变色等问题，控制离子释放速率，提高离子在材料中分散性以及离子与材料的相容性问题。根据载体的类型，可分为沸石抗菌剂、硅胶抗菌剂、磷酸复盐抗菌剂等。抗菌成分引入载体的方法有离子交换法、熔融法和吸附法等，见表3-2。

表3-2 无机抗菌剂的载体种类和结合方式

金属离子对细菌的抗菌效果和对人的危害是不一样的，其作用的效果次序如下：

对细菌的抗菌效果：

As⁵⁺=Sb²⁺=Se^2+＞Hg^2+＞Ag^+＞Cu^2+＞Zn^2+＞Ce³⁺=Ca²⁺

对人的危害程度：

As⁵⁺=Sb²⁺=Se²⁺＞Hg²⁺＞Zn²⁺＞Cu²⁺＞Ag⁺＞Ce³⁺=Ca²⁺

微量的Zn、Cu、Ag、Ce对人体是有益的，但对微生物有害。

另一类无机抗菌剂是以二氧化钛为代表的光催化类抗菌剂，其特点是耐热性比较高，必须有紫外光照射和有氧气或水存在才能起杀菌作用。为了降低抗菌剂的用量，提高抗菌剂的效能，并尽量减少对纤维等材料其他性能的影响，金属氧化物可以做成纳米级杀菌材料，如纳米二氧化钛、纳米氧化锌等，可用于制造抗菌纤维、玻璃、陶瓷、涂料等。纳米无机抗菌剂用于织物后整理要解决纳米微粒在整理体系中的分散问题和与纤维的结合问题。

2.有机类抗菌整理剂 有机类抗菌整理剂是目前织物用防霉、抗菌、防臭整理剂的主体。按其化学结构特征，可分为季铵盐类、苯类、脲类、胍类、杂环类、有机金属类等。

（1）季铵盐类。代表性的品种是3-（三甲氧基甲硅烷基）丙基二甲基十八烷基氯化铵（DC-5700），化学结构式为：

DC-5700化学结构上左端的三甲氧基甲硅烷具有硅烷偶合性，当用水稀释DC-5700时，由于甲氧基的水解和析出甲醇即会形成硅醇基，此硅醇基与纤维之间的脱水缩合反应，使DC-5700以共价键牢固地结合在纤维表面。经水稀释的DC-5700在形成硅醇基的同时，DC-5700的阳离子因纤维表面带负电荷而被吸引，形成离子键结合，加上DC-5700彼此之间的脱水缩合反应，使其在纤维表面上形成牢固的薄膜，即DC-5700是以在纤维表面上形成共价键和离子键两种结合方式，形成耐久性优良的抗菌表面膜。

（2）苯酚类。苯酚类化合物具有抗菌活性，其中对氯间甲苯酚和对氯间二甲苯酚具有很活的杀菌力，但苯酚的气味影响了它们在纺织品上的应用。2,4,4′三氯-2′羟基二苯醚是一种著名的织物整理剂。其化学结构为：

经整理的织物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白癣菌均有优异的抗菌活性。对涤纶织物的整理可以与高温高压染色同浴，整理效果有耐久性。

（3）脲类和胍类。脲类和胍类抗菌剂的特点是广谱抗菌，对真菌的抑菌效果很好，低毒安全，是很有前途的抗菌剂。如3,4,4′-三氯二苯脲、三氟甲基二苯脲、烷基乙烯脲、十二烷基胍、1，6-二（4′-氯苯双胍）己烷等都是良好的纤维抗菌剂，有的亦可作为防臭剂。医疗方面应用很广泛的1，1′-六亚甲基双[5-（4-氯苯基）双胍]葡萄糖酸盐酸盐可以用于制造抗菌合成纤维。聚六亚甲基双胍盐酸盐（PHMB）可以用于整理棉及其混纺织物。

（4）杂环类。在杂环类抗菌剂中，2-（3，5-二甲基-1-吡啶）-4-苯基-6-羟基嘧啶对大肠杆菌、金黄色葡萄糖球菌等37种微生物有抗抑功能，并对锦纶织物有强的吸附力和柔软作用。2-噻唑基-4-苯并咪唑为安全广谱抗菌剂，可用以制造抗菌腈纶和其他织物的抗菌整理。

（5）有机金属化合物。有机金属化合物主要是指有机锌、有机铜、有机钛等化合物。聚丙烯酸铜采用接枝共聚应用于棉或黏胶纤维抗菌整理，可获得抗金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的性能；苯硫酸铜氨加成物的水溶液以0.5%～3%的浓度应用于织物，有良好的防霉作用；喹啉铜络合物应用于织物抗菌，1～2mg/kg即可奏效；8-羟基喹啉铜、二吡啶硫酸铜和羧甲基纤维铜等都对织物有良好抗菌作用。

3.天然产物类抗菌整理剂 来自天然的植物、动物、昆虫及微生物等的某些提取物可以作为纺织品的抗菌整理剂。

（1）植物类提取物。

①桧柏油。桧柏油由桧柏蒸馏而得，由两种组分组成，即作为香精原精的中性油和具有抗菌活性的酚类酸性油。酸性油中含桧醇（或称日柏醇），中性油主要成分为斧柏烯。桧柏油的抗菌机理是分子结构上有2个可供配位络合的氧原子，它与微生物体内蛋白质作用使之变性，它抗菌面广，尤其对真菌有较强的杀灭效果。可制成微胶囊处理织物。

②艾蒿。艾蒿为一种菊科多年生草本植物。端午节悬挂艾蒿以驱虫防病为我国传统习俗。艾蒿的气味有稳定情绪、松弛身心的镇定作用。艾蒿的主要成分有1，8-氨树脑、α-守酮、乙酰胆碱、胆碱等，它们具有抗菌消炎、抗过敏和促进血液循环的作用。

日本用艾蒿提取物吸附在多孔的微胶囊状无机物中制得织物抗菌整理剂，还有以艾蒿染色的织物，用以制作变异反应性皮炎患者的睡衣和内衣。

③芦荟。芦荟为百合科植物，有300多种。大致可分为药用和观赏两种，如向阳芦荟、页岩芦荟和针舌芦荟等。有药效成分的芦荟，已应用于医药、化妆品和保健食品。芦荟的药效成分包括多糖类和酚类，其中起主要作用的芦荟素具有抗菌消炎和抗过敏等作用。近年来，芦荟提取物作为抗菌剂开始用于织物。日本推出的抗菌防臭剂中含有芦荟、艾蒿、紫苏等的萃取物，因其含有天然中药组分，除了抗菌作用，对皮肤也有一定的护理作用。

④山梨酸。山梨酸又名花楸酸，化学名称为2，4-己二烯酸，是一种从植物中分离出来的天然物质。山梨酸通过与微生物酶系中的—SH结合，破坏酶系作用而达到抗菌防霉的作用，对细菌、霉菌、酵母菌等都有明显的抑制性能。

⑤姜黄根醇。姜黄根醇是一种萜类化合物，从印度尼西亚一种传统植物姜黄的块茎中提取。姜黄和姜黄根醇一般作为药物使用，常用作黄疸肝炎、风湿等疾病的治疗，也可治疗消化不良、产后出血等症。姜黄根醇具有很好的抗各种微生物的功能。

⑥甘草。甘草是豆科多年生草本植物，根有甜味，可入药。甘草含甘草甜素，它可分离出多种黄酮类化合物。甘草制剂有镇咳祛痰、镇静、抗炎、抗菌和抗过敏等作用。甘草毒性小，对人体较安全，目前已应用于糖果、卷烟、药品和化妆品等领域，在纺织加工中的应用刚刚起步。

⑦茶叶。茶叶中含有多种化学成分，主要有多酚类化合物、生物碱（多为咖啡碱）、氨基酸、芳香物质等。可将茶叶中的天然抗菌成分混入腈纶中，制成抗菌地毯。

（2）动物类提取物。

①甲壳质和壳聚糖。甲壳质即聚-（1，4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖，是自然界除纤维素外最丰富的天然聚合物。甲壳质的主要来源是蟹壳、虾壳、贝类和昆虫的外皮以及真菌和酶等的细胞壁。甲壳质是一种无色无味的晶体或无定形物，不溶于水、有机溶剂、稀酸和稀碱，可溶于浓硫酸、浓盐酸和85%的磷酸，同时发生降解。壳聚糖是甲壳质在浓碱溶液中脱去乙酰基的产物，壳聚糖在1%的乙酸溶液中形成透明黏稠的胶体溶液。壳聚糖对大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌均有抑制能力。壳聚糖可用于制造抗菌纤维，亦可制成抗菌整理剂处理织物。

②鱼精蛋白。鱼精蛋白是一种相对分子质量从数千到12000的碱性多肽构成的抗菌物质，结构简单的球形蛋白质，含大量氨基酸，其中70%为精氨酸。主要来自大马哈鱼、鲱鱼的鱼精，分别称为大马哈鱼精蛋白，鲱鱼鱼精蛋白。它对细菌、酵母菌、霉菌有广谱抗菌作用，特别对格兰氏阳性菌抗菌作用更强，对枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣形芽孢杆菌、凝固芽孢杆菌、胚芽乳杆菌、干酪乳杆菌等均有良好的抗菌作用，最小抑菌浓度为70～400mg/mL。

鱼精蛋白抽提物热稳定性高，120℃加热30min也能维持活性。即使在210℃下维持90min仍有一定的抗菌能力。

③溶菌酶。溶菌酶是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶，最初是在人的唾液、眼泪中发现的，之后随着研究的不断深入，在蛋清、哺乳动物乳汁、植物和微生物中都发现有溶菌酶的存在。作为一种存在于人体正常体液及组织中的非特异性免疫因素，溶菌酶对人体完全无毒、无副作用，且具有多种药理作用，它具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤的功效。所以是一种安全的天然防腐剂。

溶菌酶又称胞壁质酶，是一种相对分子质量较低的球状蛋白质，存在于高等动物的组织及分泌物中，植物和微生物中亦存在。其中在鲜鸡蛋中的含量最高，蛋清中的含量达0.25%～0.3%。溶菌酶为白色结晶，是一种比较稳定的碱性蛋白质，最适pH为6～7，最适温度为50℃。相对分子质量为14500，等电点pH为10.5～11.0。在酸性条件下最稳定。加热至55℃活性无变化，在pH=3时能耐100℃加热40min，在中性和碱性条件下耐热较差，如在pH=7，100℃处理10min即失活。在水溶液中加热至62.5℃并维持30min，则完全失活。溶菌酶溶于食盐水，遇丙酮、乙醇产生沉淀。而在15%的乙醇液中于62.5℃下维持30min不失活，在20.5%的乙醇液中于62.5℃下维持20min亦不失活。蛋清溶菌酶是溶菌酶类的典型代表，也是至今了解最清楚的溶菌酶之一。它由129个氨基酸残基的单肽链蛋白质组成，含有4对二硫（S—S）键。

按作用的微生物不同可将溶菌酶分为三大类：细菌细胞壁溶解酶、酵母细胞壁溶解酶和霉菌细胞壁溶解酶。溶菌酶能催化细菌壁多糖的水解，从而溶解许多细菌的细胞壁。使细胞膜的糖蛋白类发生水解，而引起溶菌现象。溶菌酶对革兰氏阳性菌、枯草杆菌、地农型芽孢杆菌等均有良好的抗菌能力。溶菌作用的最适条件为：pH为6～7，温度为50℃。食品中的酸性基团能影响溶菌酶的活性，因此将溶菌酶与其他抗菌物如乙醇、植酸、聚磷酸盐、甘氨酸加以复配使用，效果会更好。目前，溶菌酶已用于面类、水产熟食品、冰淇淋、色拉和鱼子酱等的防腐。

④昆虫抗菌性蛋白质。昆虫对环境适应能力很强，对细菌、病毒等微生物的侵袭有很强的抵抗力。从昆虫体内分离出的抗菌性的蛋白质，可作为天然抗菌剂。目前，由昆虫中分离出的抗菌蛋白约有150种以上，可分为防卫素型、杀菌素型、攻击素型、含高脯氨酸抗菌蛋白型、含高甘氨酸抗菌蛋白型等。昆虫抗菌性蛋白质一般具有耐热性，抗菌性广，对耐药性病菌有抑制作用。

许多天然矿物也有抗菌作用。如胆矾对化脓性球菌、痢疾杆菌和沙门氏菌均有较强的抑制作用。雄黄对多种皮肤真菌、耻垢杆菌和肠道致病菌有很强的杀灭作用。可将天然矿物粉碎成粉末，用一定的方法固着在纤维内部。

三、抗菌整理剂的抗菌机理

抗菌整理剂的种类不同，其抗菌作用机理不同。各种抗菌整理剂抗菌机理方面的研究目前还不是很深入。

1.无机抗菌整理剂的抗菌机理 无机抗菌整理剂是广谱抗菌剂，属于离子溶出接触型抗菌剂，其抗菌作用是被动式的。目前对金属离子抗菌的作用机理流行着以下两种解释。

（1）接触反应机理。金属离子接触微生物，使微生物蛋白质结构破坏，造成微生物死亡或产生功能障碍。当微量金属离子接触到微生物的细胞膜时，因细胞膜带负电荷而与金属离子发生库仑吸引，两者牢固结合，即所谓的微动力效应，导致金属离子穿透细胞膜，进入微生物体内，与微生物体内蛋白质上的巯基发生反应：

此反应使蛋白质凝固，破坏微生物合成酶的活性，并可能干扰微生物DNA的合成，造成微生物死亡。同时金属离子和蛋白质的结合还破坏了微生物的电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。由于金属离子一般负载在缓释性载体上，在使用过程中具有抗菌性能的金属离子逐渐释放，而在低浓度下抗菌金属离子就有抗菌效果，因此通过抗菌金属离子的释放，无机抗菌剂可发挥持久的抗菌效果。

金属离子杀灭和抑制细菌的活性按下列顺序递减：

Ag⁺＞Hg²⁺＞Cu²⁺＞Cd²⁺＞Cr³⁺＞Ni²⁺＞Pb²⁺＞Co⁴⁺＞Zn²⁺＞Fe³⁺

Ag⁺具有较高的氧化还原电位（+0.798eV，25℃），所以反应活性很大，通过反应可达到其结构稳定状态。金属离子抗菌性能还与自身化学价态有关，对于银离子，其抗菌性能顺序如下：

Ag³⁺＞Ag²⁺＞Ag⁺

高价态银离子还原势能极高，能使周围的空间产生原子氧而极大地提高抗菌效果。

（2）活性氧机理。加入抗菌剂后，材料表面分布着微量的金属元素，能起到催化活性中心的作用。该活性中心能吸收环境的能量，激活吸附在材料表面的空气或水中的氧，产生羟基自由基（•OH）和活性氧离子（），它们具有很强的氧化还原能力，能破坏细菌细胞的增殖能力，抑制或杀灭细菌，产生抗菌性能。

锐钛型TiO₂属光催化型抗菌剂。由于光催化反应,使包括微生物在内的各种有机物分解而具有抗菌性能。锐钛型抗菌剂TiO₂的禁带宽度为3.2eV,当TiO₂吸收波长≤387.5nm的光子后，价带中的电子就会被激发到导带，并按下列反应式形成带负电的高活性电子，同时在价带上产生带正电的空穴，在体系内电场的作用下电子与空穴发生分离，迁移到粒子表面的不同位置。根据热力学理论,分布在表面的可以将吸附在TiO₂表面的OH^-和H₂O分子氧化成羟基自由基HO•，而吸附或溶解在TiO₂表面的O₂则易俘获形成。反应式如下：

式中cb表示导带、vb表示价带、ads表示吸附。上述反应式表明，TiO₂在光作用下在表面可以产生大量的羟基自由基和氧自由基，而这两种自由基都具有很强的化学活性，能使各种微生物发生氧化反应，当这些自由基接触到微生物时，也能和微生物内的有机物反应，从而在较短时间内就能杀灭微生物。因为自由基和微生物内有机物反应没有特异性，所以光催化性抗菌剂具有广谱的抗菌效果，对细菌、霉菌、病毒等多种微生物都有较好的抑制和杀灭作用。目前常用的TiO₂抗菌剂的颗粒多为超细或纳米量级。这主要是从下面几个因素考虑的：首先，从光催化型抗菌剂的抗菌机理看，抗菌效率和抗菌能力与体系产生的自由基浓度密切相关，而自由基浓度则与和浓度有关。随着TiO₂颗粒粒径的减小，表面原子数所占比例迅速增加，光吸收效率明显提高，从而增加了表面光生载流子的生成浓度。其次，TiO₂颗粒粒径对光生载流子的复合率有很大影响。统计表明粒径为lμm的TiO₂晶体中载流子从内部扩散到表面的平均时间为10^-7s，而粒径为10nm的TiO₂晶体中载流子从内部扩散到表面的平均时间仅需10^-11s。粒径越小，载流子到达粒子表面所需时间越短，载流子在晶粒内部复合几率就越低。研究表明光生载流子的产生和复合可以在10^-15s内完成。只有表面的载流子才能够产生自由基，具有杀灭微生物的潜能。再次，在光催化型抗菌剂的作用过程中，TiO₂晶体晶粒表面的H₂O分子数和OH^-离子数直接影响抗菌剂的抗菌效果。在水溶液环境中，TiO₂晶体表面的OH^-离子密度为5～10个/nm²。因此，TiO₂晶体粒径越小，单位质量表面OH^-离子密度越高，抗菌效率越高。另外，根据能带理论，半导体价带的能级代表半导体空穴的氧化还原电位的极限，任何氧化电位在半导体价带位置以上的物质，理论上都可以被光生空穴氧化；半导体的导带则代表半导体电子还原电位的极限，任何还原电位在半导体导带以下的物质理论上均可被光生电子还原。光催化型抗菌剂是n型半导体，由于纳米材料的小尺寸效应，当其尺寸在50nm以下时，载流子就被严格限制在一个小尺寸的势阱中，从而导致导带和价带能级由连续变成离散，增大能隙，使导带能级负移，价带能级正移，显著加强了半导体材料的氧化还原能力，提高了光催化型抗菌剂的抗菌活性和抗菌效率。

2.有机抗菌整理剂的抗菌机理 有机抗菌整理剂是通过和微生物细胞膜表面阴离子结合逐渐进入细胞，或与细胞表面的巯基等基团反应，破坏蛋白质和细胞膜的合成系统，抑制微生物的繁殖-微生物细胞的外膜是半透膜，由脂肪层和蛋白质构成，内外两层是蛋白质，中间夹着脂肪层，因此要渗透微生物细胞膜需要有机抗菌剂具有亲水性和亲油性。

有机抗菌剂品种繁多，各种微生物的菌体间也各不一样，其作用机理也随种类而异。一般有如下途径。

（1）降低或消除微生物细胞内各种代谢酶的活性，阻碍微生物的呼吸作用。微生物在呼吸时消耗糖类物质，释放能量维持细胞内各种成分的合成和利用。能量储存及转化都涉及酶类物质。酶是一种大分子蛋白质，带有巯基、氨基或微量金属离子。如果抗菌剂进入菌体后能和酶类物质结合，并在一定程度上影响酶的活性，能量代谢体系的运转就会受到影响，呼吸作用也就被抑制或停止。如硫氰酸酯类化合物进入菌体后就可和菌体内酶分子中的巯基、氨基起作用，使之失活而产生抗菌效果：

一般铜、汞、砷制剂、有机硫等具有这种作用机制。

（2）抑制孢子发芽时孢子的膨润，阻碍核糖核酸的合成，破坏孢子的发芽。这一机理对抑制产生孢子的微生物具有重要意义，尤其是对于抑制霉菌生长和繁殖有重要意义。有机锡抗菌剂能通过该机理抑制微生物。

（3）加速磷酸氧化体系，破坏细胞的正常生理机能。醌类抗菌剂通过该机理抑制微生物的生长繁殖。

（4）阻碍微生物的生物合成，干扰微生物生长和维持生命所需物质的产生过程。例如核酸储存复制生命信息，是生命物质的基础，部分有机抗菌剂能够破坏核酸的正常生成，这当然也就破坏了酶等蛋白质分子产生的物质基础，进而破坏了微生物的生长和繁殖。

（5）破坏细胞壁的形成。部分微生物如真菌有一层细胞壁，它是真菌等同外界进行新陈代谢、保持内部环境恒定的一种屏蔽物质。真菌的细胞壁由甲壳素组成，部分有机抗菌剂对乙酰葡萄糖胺转化酶起抑制作用，使待聚合的乙酰葡萄糖胺不能形成甲壳素，细胞壁的形成受到破坏，导致细胞内物质外泄，微生物死亡。

（6）阻碍类酯的合成。部分有机抗菌剂对蛋白质为基质的呼吸作用影响不大，但对醋酸酯基的夺取有阻碍作用，其作用点为抑制微生物的类酯类化合物的合成系统，达到抑菌或杀菌的目的。

常见的抗菌剂的抗菌机理，如有机硅季铵盐类抗菌剂可用于细菌细胞的表层，破坏细胞壁和细胞膜。作用方式有两种，一是抗菌剂的阳离子吸引带负电荷的细菌细胞壁，其长链烷基破坏细菌细胞壁而杀死细菌；二是抗菌剂的阳离子吸引带负电荷的细菌细胞壁，长链烷基接触细菌细胞壁的另一侧。由于受抗菌剂阳离子的吸引负电荷减少，继而细胞壁破裂，内溶物渗出而死亡。与纤维配位的金属类抗菌剂的抗菌机理是金属离子损害微生物细胞的电子传递系统，破坏细胞内的蛋白质结构，引起代谢障碍，并能破坏细胞内的DNA。胍类抗菌剂的抗菌是破坏细胞膜，使细胞内物质泄漏出来，使微生物呼吸机能停止而死亡。壳聚糖类分子结构中含有多个羟基、氨基等极性基团，有极强的水合能力，分子结构中的质子化氨基能通过吸附带负电荷微生物离子与细胞壁的阴离子成分结合，阻碍细胞壁的生物合成，从而抑制微生物的生长。