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材料与应用 郑安呐 等·键合型抗有害微生物材料的技术优势及其应用
系的问题。这就产生了一类新型的抗有害微生物的材 2 抗有害微生物功能基因的找寻及其重
料，参见我们国际、国内的发明专利 [1~8] 以及相关研 要特色
究 [9~26] 。然而，该技术的核心就在于首先必须寻找到 由于抗有害微生物材料的应用面极广，特别是纤
极其安全，具备高效、广谱抗有害微生物的官能团或 维、薄膜之类制品的加工温度可接近 300℃，通常有
齐聚物。 机抗菌剂中具有代表性的环庚三烯酚酮、水杨酸、季
铵盐等小分子化合物或官能团几乎没有可能，至少是
具有一定分子量的齐聚物的耐热性能才有可能达到这
一温度。此外，为了下一步能与通用树脂分子链实施
键合反应，抗有害微生物功能基的结构还必须具备可
以进行化学反应的官能团。其实在所有选择之中，对
人畜的安全性应该是首要的选择性判据。
表 2 为目前工业化应用较多的一些抗菌剂毒性的
对比，其中包括有机的、无机的以及天然的种类。作
A— 大宗通用树脂的分子链 ； B— 抗有害微生物基因的结构
为国际通用的对人、畜是否安全的指标之一，LD50，
图 1 键合型抗有害微生物形成机理
表 2 各类抗菌剂安全性及应用对比
LD50（mg/kg) 安全检测 信息
中文名 英文名及缩写 CAS 号 抗有害微生物效果
经口毒性 经皮毒性 来源
Dimethyloctadecyl[3-
有机硅季铵盐抗 (trimethoxysilyl)propyl]ammonium 27668-52-6 12 270 抗菌，防霉 ①
菌剂
chloride
聚六亚甲基胍磷 Polyhexamethyleneguanidine 89697-78-9 857 2 000 抗菌 ②
酸盐 phosphate，（PHMG）
聚六亚甲基胍盐 Polyhexamethyleneguanidine 57028-96-3 25 000 抗菌 ( 超级细菌 )，防霉，
酸盐 hydrochloride，（PHMG) 抗感冒、艾滋、HPV 病毒 ③、⑦
Poly(iminocarbonimidoyliminocar
聚六亚甲基双胍 bonimidoylimino ,6-hexanediyl) 32289-58-0 4 000
-1
盐酸盐 抗菌 ②
hydrochloride，（PHMB)
Quaternary ammonium salt
季铵盐抗菌剂 6 510 抗菌，防霉 ④
antibacterial agent
壳聚糖类抗菌剂 Chitosan antibacterial agent 9012-76-4 ＞ 15 000 ＞ 10 000 抗菌 ④
L(E)C50 值低于 10
纳米银 Nano silver 7440-22-4 抗菌 ⑤
mg/L，具危险特性。
氧化亚铜 Cuprous oxide 1317-39-1 1 320 2 000 甲壳类、藻类 ②
氧化锌 Zinc oxide 1314-13-2 7 950 甲壳类、鱼类 ⑤、⑥
①谢瑜，张昌辉，徐旋，化工技术与开发，2008，37(4):25~28,34.
②顾学斌等 . 抗菌防霉技术手册，化学工业出版社，2011 年.
③ https://wenku.baidu.com/view/722442e75ef7ba0d4a733bba.html.
④田俊莹等 . 纺织品功能整理，中国纺织出版社，2015 年.
⑤ Olesja B., Katre J., Angela I., et al, Arch. Toxicol., 2013, 87:1 181~1 200.
⑥ https://baike.baidu.com/item/%E6%B0%A7%E5%8C%96%E9%94%8C/2814882?fr=aladdin.
⑦国内外权威机构检测报告 .
表示在没有导致实验用小白鼠死亡的前提下，每 kg 重 应完全属于无毒物质。由此可见，PHMG 盐酸盐在可
小白鼠喂下试样最大的 mg 数，LD50 ≥ 15 000 mg 比的范围内对人畜都是最安全的。然而其抵御有害微
者被认为是无毒物质。可以看到，无机重金属的毒性 生物的能力如何？其机理又如何？是否是通过物理的
显然要比人们想象来得严重得多。再者，不同的胍类 方式杀灭有害微生物的？这些都是令人关注的。
齐聚物，毒性也并不相同，其中聚六次甲基磷酸胍
（PHMG，LD50=857 mg）的毒性最大。被广泛用做 3 单胍盐齐聚物的抗有害微生物能力与
直接接触肉眼的，隐形眼镜消毒液的聚六次甲基盐酸 机理
双胍（PHMB， LD50=4 000 mg），其实也是有毒物质。 为了探明单胍盐齐聚物的作用机理，以其为研究
而聚六次甲基盐酸胍（PHMG，LD50=25 000 mg） 对象，但不局限于六次甲基，即碳 6（PHMG）， 而
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2019 第 45 卷 ·47·
