纺织品振荡法测试

本文作者：计芬芬 顾 珍 谭玉静 万旺军 单位：上海市纺织科学研究院南方科技测试中心 上海市纤维检验所 萧山出入境检验检疫局

1抗菌性能测试的振荡法和吸收法比较

抗菌纺织品能抑制微生物生长，使织物具有抗菌防臭效果。近年来，抗菌产业发展迅速，各种抗菌产品也纷纷面市。但是，在抗菌产品测试方面，由于测试方法及试验条件不统一，各测试单位的测试结果往往不具可比性，致使抗菌产品市场混乱，严重阻碍了这一产业的健康发展。为了规范市场，建立一个符合我国国情，且具可比性和可操作性的测试方法，已成为当务之急。目前，关于纺织品的抗菌性能定量测试，按测试原理可分为两种，即吸收法和振荡法。吸收法为静态测试法，起初是评价溶出型抗菌制品抗菌性能的一种方法。它的测试原理是，将一定量的菌液接种在抗菌试样上，试样吸收菌液后，抗菌剂与菌液直接接触，以达到抗菌效果。它要求试样在1min内将接种菌液完全吸收，若菌液未被完全吸收、试样不平整或试样孔隙大等原因而使接种上去的菌液滑落或渗漏在试样外，则测试结果就不准确。故其对试样的吸水性及形状都有一定的要求，使用条件有所限制。振荡法则为动态测试法，起初是评价非溶出型抗菌制品抗菌性能的一种方法。它的测试原理是通过样品在一定浓度的菌液中不断地振荡，使细菌与抗菌试样密切接触作用，以达到抗菌效果。故它对试样的形状及吸水性要求不高，对于粉末状、液体状、羽绒羽毛及不规则形状织物等都能使用。目前，国内振荡测试方法标准主要有FZ/T73023［3］附录D8、GB/T20944．3［5］、ASTME2149［6］和GB15979［7］附录C5。上述前两个测试标准的测试方法基本相同，为同一家标准起草单位。FZ/T73023不仅首次规定了抗菌纺织品的考核级别指标、抗菌测试标准空白样、抗菌织物试样洗涤试验方法等，而且对于其中的抗菌织物测试方法、抗菌物质的溶出性测试方法都有非常详细的规定。它的实施为规范抗菌市场起到了一定的积极作用，但是“抗菌织物测试方法”中一些试验条件的应用还是有一定的局限性。ASTME2149是美国材料测试协会标准，可应用于织物和纸质、粉状或颗粒状材料，以及其它固体(表面处理)材料，如塑料、玻璃、陶瓷等抗菌材料的抗菌性能测试，其应用领域很广。由于不是针对抗菌纺织品设计的，故其许多试验条件规定不明确，测试参数变动幅度大，取决于测试者的主观性操作，导致各实验室间的测试结果缺乏可比性。GB15979是一次性使用卫生用品卫生标准，其中振荡法的振荡时间仅为1h，而且振荡温度为室温。它适用于在短时间内就能发挥抗菌效果的样品测试。但是大多数纺织品长时间与人体接触，考虑到安全性问题，抗菌效果不宜太强，抗菌剂添加量少，故短时间振荡很难测出其真实的抗菌效果。故该方法不适合应用于抗菌纺织品的测试。

2改良振荡法的优点

本文介绍的改良振荡法，结合了FZ/T73023振荡法和AATCC100吸收法的优点，通过改进试验条件，使操作简便易行，并扩大了测试应用范围，能更好地应用于纺织品的抗菌性能测试。该方法与AATCC100吸收法的抑菌率测试比较结果也表明，两种方法在统计学上没有显著性差异，可替代吸收法。

2．1振荡培养温度改良振荡法振荡培养温度采用37±1℃。FZ/T73023和GB/T20944．3中的振荡法温度为24±1℃，而夏日室温就会超过24±1℃，纺织品抗菌测试振荡培养时间长，一般要振荡培养18～24h，再加上本身振荡产生的热量，该温度难以恒定。采用37±1℃，是因为细菌的最适宜生长温度为37±1℃，而且，所有的吸收法也皆采用37±1℃。该温度条件下，细菌增长值更易达到1．5，不仅可提高测试结果的重现性，还可以增加与吸收法之间的可比性。

2．2操作简便易行在菌液浓度相同的条件下，使用1mL接种量和50mL振荡液，比FZ/T73023振荡法中使用5mL接种量和70mL振荡液操作更简便，更适合于进行大批量抗菌样品测试。使用1‰磷酸盐肉汤振荡液，而不是磷酸盐缓冲液，是由于起初振荡法的振荡时间皆为1h，采用磷酸盐缓冲液对细菌影响不大。但是，抗菌织物中抗菌剂往往在短时间内不能充分释放，必须延长振荡时间(即20±2h)，单用磷酸盐缓冲液振荡，很多细菌会由于长时间缺乏营养而衰弱或死亡，影响测试结果。因此，为细菌的正常生长条件提供最基本的营养条件还是必需的，以保持细菌活性，减少非正常死亡细菌数量。振荡速度也应控制，不宜过快，本试验采用130r/min。在振荡液中添加不影响细菌生长浓度条件下的非离子型表面活性剂，以增大织物表面张力，使拒水或疏水性织物能与振荡液有更大程度上的接触，而不只是浮于振荡液表面，以提高试验的准确度。

2．3试验菌的保存和传代一致而准确的检测需要保持一种纯净、无污染和非突变的试验细菌培养物。而且，细菌活性的强弱关系到抗菌性能的高低。为了保证接种菌种的纯度及活性，本试验菌采用冻干菌活化后平板划线，取单个菌落振荡培养后用甘油分装冻存。每次试验取甘油冻存菌进行繁殖传代，若传代次数超过10次，则作废弃处理，重新取甘油冻存菌繁殖传代。这样能有效控制细菌传代次数，避免细菌污染或变异，保持细菌良好的活性。

2．4试验菌种的选择抗菌测试方法AATCC100、ASTME2149-01和JISL1902起初皆用金黄葡萄球菌(ATCC6538)和肺炎杆菌(ATCC4352)作为革兰阳性和革兰阴性的试验代表细菌。但实际情况下，大肠埃希菌比肺炎杆菌更具普遍性，菌株也更易获得和保存，把它作为革兰阴性菌更具代表性。所以，新版ASTME2149-10已将01版中的肺炎杆菌更换为大肠埃希菌;JISL1902的02和08版中，肺炎杆菌虽然依旧保留，但增加了大肠埃希菌作为阴性试验菌的选择菌。由此可以看出，肺炎杆菌正逐渐被大肠埃希菌取代。FZ/T73023中试验菌种有金黄葡萄球菌、大肠埃希菌和白色念珠菌三种。该标准制定者把白色念珠菌作为真菌代表，想法很好，但在操作上还是有一定的局限性。白色念珠菌的保存、转种方式与细菌不同，菌株也不易保存，增长值也经常达不到标准要求。除了FZ/T73023［3］附录D8、GB/T20944．3［5］(同一家标准制定单位)外，其它抗菌测试方法中皆不采用白色念珠菌。本试验也认为，该菌不适宜作为抗菌试验标准菌。以下就改良振荡法与AATCC100吸收法作比较试验。

3仪器和试剂

3．1试验设备100级净化工作台，GRP-9270隔水式恒温培养箱(温控精确度±0．2℃)，科耐往复式恒温振荡器(温控精确度±0．2℃)，MLS-3780型高压蒸汽灭菌器(工作温度121℃，15min)，DGG-9240B型电热恒温鼓风干燥箱(温控精确度±1℃)，PB2002-N电子天平(精确度±0．01g)，冰箱(有冷冻室和冷藏室)，BRAND数字可调型移液器(精度0．6%)，实验室常用玻璃器皿等.

3．2培养基与振荡液

3．2．1营养肉汤加热煮沸，分散溶解各组分。用1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至6．8±0．1。

3．2．2营养琼脂培养基加热煮沸，分散溶解各组分。用1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至7．1±0．1。3．2．30．03mol/L磷酸盐缓冲液［3］

3．2．41‰磷酸盐肉汤振荡液取1．2．3磷酸盐缓冲液1000mL，加入1．2．1营养肉汤1mL，加入10%非离子型表面活性剂1mL(在不影响细菌生长浓度的情况下，还可适当提高浓度)。以上培养基或试剂配制完成后，分装试管或适宜的三角烧瓶，高压蒸汽灭菌(121℃，15～20min)，冷却后放入冰箱储存(0～10℃)备用。

4试验方法

4．1试验菌种金黄葡萄球菌Staphylococcusaureus(ATCC6538)革兰阳性，大肠埃希菌Escherichiacoli(ATCC8739)革兰阴性，(中国普通工业微生物菌种保藏中心)。

4．2试验菌液的准备本室试验菌采用冻干菌活化后平板划线，取单个菌落振荡培养后用甘油分装冻存。每次试验时先取一菌环甘油冻存菌放入营养肉汤中，置于水隔套式恒温培养箱培养(37±1℃，18～24h);再取一菌环培养物，在事先准备好的营养琼脂平皿上划线后继续培养24～48h(该平皿在冰箱中保存不超过5d)。最后，挑取平皿上一个典型的菌落接种到盛有20mL营养肉汤的三角烧瓶中，放入恒温振荡器中(37±1℃，110r/min)振荡培养18～20h，即制成接种菌悬浮液。采用0．03mol/L磷酸盐缓冲液稀释至1×103×104CFU/mL用于抗菌测试。

4．3试样的准备从待检样及未抗菌加工对照样的中部取样，分别剪成0．5cm大小的碎片［3］，称取1g放入250mL加塞三角烧瓶(对于蓬松且质量较轻的羽绒、纤维等试样称取0．5g)。每一试样称取三份平行样，置于高压蒸汽灭菌器，于121℃灭菌15min，备用。

4．4试验步骤在准备好的试样烧瓶里各加入1‰磷酸盐肉汤稀释液50mL和稀释好的接种菌液1mL。对照样立即用力振摇1min，然后取1mL稀释，取1∶100稀释液1mL加入平皿后浇注营养琼脂，冷却后倒置放入水隔套式恒温培养箱培养(37±1℃，24～48h)，计数细菌，所得结果为“0”接触回收细菌数。再将所有烧瓶放入恒温振荡器中振荡培养(37±1℃，130r/min)20±2h。最后分别做不同的稀释度，并各取1mL加入平皿，浇注营养琼脂后放入水隔套式恒温培养箱培养(37±1℃，24～48h)后，计数细菌，所得结果为培养后细菌数。

4．5结果计算

4．5．1试验有效性的判定［3-4］根据式(1)计算细菌增长值F。当F大于或等于1．5时，试验判断为有效;否则试验无效，需重新进行。

4．5．2抑菌率和抑菌值计算抑菌率=(C－A)/C×100%(2)抑菌值=lgC－lgA(3)式(2)、(3)中:A———3个抗菌加工试样接种并培养24～48h后测得的细菌数的平均值。

5不同方法抑菌效果比较

分别采用改良振荡法与AATCC100(吸收法)对送检的10个代表性样品进行抗菌测试。测试结果用抑菌率表示，见表1。对照样为未抗菌加工全棉针织布(经试验验证，细菌增长值≥1．5)。将抑菌率用配对样本t检验得出，t＜t0．05(19)，P＞0．05，差别没有统计学意义，说明改良振荡法与吸收法结果无显著性差异，可替代吸收法。因细菌呈1∶10、1∶100、1∶1000等10倍递增稀释，抑菌率0～90%之间的数据，其实是在同一稀释度上的，即抗菌试样与对照样培养后菌数差异在0～10倍之间。该区间差异太小，抑菌率不具可比性和可重复性。抑菌率90%～99%之间为差10～100倍，抑菌率99%以上则为差100倍以上。抑菌率越高，试验的重现性也就越高。由于抗菌加工纺织品长时间与人体接触，考虑到安全性问题，不应追求过高的抑菌率。鉴此，笔者认为对于一般用途的抗菌纺织品的评定应以抑菌率90%以上为基准更为合理。特定用途的纺织品(如医用纺织品)，应根据需要提高其评定基准，判定为99%以上为宜。

6结论

(1)改良振荡法培养温度采用37±1℃，振荡时间延长至18～24h，与吸收法的培养温度和培养时间相同，增进了两种不同测试方法之间的可比性。(2)改良振荡法与AATCC100(吸收法)抑菌效果比较试验结果表明，t=0．5976＜t0．05(19)，P＞0．05，其差别无统计学意义，说明改良振荡法与吸收法结果无显著性差异，可替代吸收法，扩大测试应用范围。(3)改良振荡法结合FZ/T73023振荡法，改进试验条件，使操作简便易行。(4)改良振荡法采用甘油保藏菌种，有效控制细菌传代次数，避免细菌污染或变异，能保持细菌良好的活性。