银离子
银离子 是无机的天然矿物元素,银离子具有公认的抗菌效果,银离子是银原子失去一个以上的电子的银,以离子状态存在。具有氧化作用,在日常生活中常用于杀菌消毒。[1]银离子是带正电的银,化学式是Ag+,与带负电的离子以盐类的形式存在,最常见的就是硝酸银AgNO3和醋酸银CH3COOAg,银离子的杀菌效果非常的好,可以杀死绝大部分的细菌、霉菌和病毒,也就是一般俗称的广普杀菌效果。[2]
目录
抗菌原理
带正电的银离子,接触到有负电的微生物细胞后便会相互吸附。银离子刺穿细胞外表,破坏细胞DNA及抑制蛋白质形成,让细胞无法代谢及繁殖直至死亡,因而达至灭菌效果。当细胞失去活性后,银离子离开并继续抗菌,具持续抗菌效能,不带毒性和副作用。
银具有公认的抗菌效果,一般而言,一种抗生素大致可杀死6种不同的抗生体,但“银”却可杀死 600多种细菌,再加上银是不具毒性的物质,所以银的使用范围相当广泛,且透过高科技奈米技术的方式,使银粒子活性变大、抗菌功能增强。
银的奈米级细微颗粒以及奈米银所释放的银离子水溶液,都具有显著的杀菌效果,奈米银在多倍稀释的情况下,对于大肠杆菌、金黄色葡萄求菌,沙门氏杆菌及绿脓杆菌等,均有99.99%的抑制功效,其主因为银本身具有的生物作用。 活性银离子能吸引细菌体内酉每蛋白上的硫氢基,迅速地结合在一起,并使含硫氢基之酵素失去活性,使细菌死亡且当细菌被银离子杀死后,银离子又会从死去的细菌上游离出来,再持续对活细菌做重复的动作,直至所有细菌被消灭。由此可知,奈米银的功效是属于“长效型抗菌剂”,效果持久。[3]
类别
无机银盐 ,是最常见的银离子化合物,比较常见的有硝酸银,醋酸银和硫代硫酸银。在抗生素发明以前,硝酸银在杀菌应用的例子非常多,比如说滴在新生儿的眼睛以预防由母亲感染淋病,或加入饮用水或游泳池中,现在大部分的应用都被抗生素或其他杀菌成分所取代,可是由于抗生素的过份使用,渐渐使得细菌对抗生素产生抗药性,因此近年银在杀菌的应用又逐渐受到重视。硫代硫酸银(silver thiosulfate)是一种抗乙烯剂,用于对乙烯敏感的切花和盆花,以延长其赏花期。
Silver sulfadiazine(磺胺嘧啶银) , 是一种常见的银离子抗菌剂,广泛的用在烧烫伤敷料上, silver sulfadiazine不溶于水,因此通常是以药膏(ointment)和悬浮液(suspension)的形式使用。
柠檬酸银(silver dihydrogen citrate, 简称SDC) ,近几年另一种银离子化合物也常被用在各种抗菌产品上,这种银离子化合物的名称是柠檬酸银(silver dihydrogen citrate, 简称SDC),柠檬酸银本身不溶于水,但是溶于柠檬酸溶液中,例如名为Silverion 2400(Tinosan SDC)的商品,成分是0.72%柠檬酸银、22.4%柠檬酸银以及76.88%的水,含银量约2400ppm。由于成分中含有大量的柠檬酸用以溶解柠檬酸银,所以其PH值非常的低,就算稀释100倍,也还是处于很酸的状态。
silver zeolite,Zeolite(沸石) ,是多孔性的矽酸铝纳(Sodium Aluminosilicate),将zeolite中的钠和银交换即可得到silver zeolite, 使用时银离子会和环境中的其他杨离子交换释出而达到抗菌的效果,silver zeolite可以粉碎后加入塑胶中制成各式各样的抗菌用品。
Silver sodium hydrogen zirconium phosphate(CAS:265647-11-8) ,是一种粉状的含银磷酸盐,不溶于水,常添加在纤维或塑胶制品中以赋予纤维或塑胶制品抗菌能力,也常用在含银的抗菌敷料中。
银高分子 ,世界上第一个含银的水溶性高分子抗菌剂,银高分子具有银离子的高效及广普的杀菌效果,也同时具有水溶性高分子的安全性,此银高分子的分子量大于500万,比一般小分子抗菌剂大了万倍以上,不会透过皮肤和黏膜进入人体,所以是非常安全的抗菌剂。[4]
解析
一般球菌的直径约在0.75-1.25微米(μm)之间、杆菌长度约2-5微米(μm)、螺旋菌长约100-200微米(μm)。病毒比细菌小得多,必须通过电子显微镜才可以看到。细菌是分裂繁殖,病毒是靠自我复制来繁殖。离子(原子)是细菌的几万或几十万分之一大小。银离子作为阳离子,因此很容易和阴离子的细菌吸附,进入细菌的体内。
一般的抗菌剂主要通过破坏细胞膜来杀菌。这样一来,曾经受到重创的细菌也在不断进化变异,不断适应越来越毒的化学药剂。甚至出现了几乎“刀枪不入”,没有药剂可以对付的所谓“超级细菌”。而这些“超级细菌”曾经是一些比较“温驯”的细菌。就象太上老君的炼丹炉把孙悟空炼成火眼金睛一样,也“锤炼”成了能够分解药物,且本身毒性十足,足可以置人于死地的超级病原菌,如大肠菌O-157、耐性葡萄球菌(MRSA)等。
银离子的抑(杀)菌机理概括而言,主要有两大学说。其一,细菌细胞分裂繁殖阻碍说。银离子是作为阳离子吸附并进入细菌的细胞膜内,和细胞内酵素反应,引起蛋白质代谢失调,导致新陈代谢障碍,细胞分裂(增殖)机能停止。细菌在排除体内异己成份过程中,耗尽能量,丧失活力。其二,是银离子激活产生活性氧(OH-),氧化分解细菌病毒说。银离子是金属离子中最为活泼的一种,在光和水份(空气中含有一定的水份)存在的条件下,银离子会激活,产生活性氧(OH-)。这种安全性等同于自然界离子的活性氧(OH-),确拥有数倍于紫外线和臭氧的氧化分解能力,对细菌和病毒具有杀灭分解效果。近几年来,日本的夏普,松下等家电产品都采用了这种杀菌除臭技术。最近,日本一些研究者确认,即使在无光的水中,银离子也会产生活性氧(OH-)。
以上两大抑(杀)菌机理学说都有电子显微镜等现代科学测试的佐证。但是,不管是那一种论述都能够充分说明:银离子对细菌和病毒的抑(杀)菌方式,使细菌和病毒不可能出现耐性菌。[5]
金属银在水中,或者在空气中(空气中存在一定的水份),银的表面会游离出微量的银离子,所以具有一定的杀菌作用。从远古时代,人们就开始使用银器。人们发现在银食器中的奶不会变质,食品不会变质,银耳环不会使皮肤感染发炎。东南亚的僧侣现在还在使用银碗化缘。这些都是人类经验性地利用银的抗菌作用的事例。后来的研究者也正是从中获得启发,从经验到理性研究,研制出了各种类型的银离子抗菌剂产品。
型态
电解银离子液为无色、无味的透明液体。纳米银溶液因载体不同,分为无色、透明的液体,和棕色溶液两大类型。棕色溶液使用磷灰石等廉价材料,价格低。
纳米银的物理形态是粉剂。市场上,很多采用纳米银粉剂置换银离子的溶液出售。从载体中银离子溶出(游离出)的速度和浓度,视各厂家的纳米银粉剂而有差异,且工艺繁琐,价格高。所以由纳米银加工银离子液体并不是载银的优势。
电解银离子产品是液体。是一种不含载体颗粒的,高纯度的无色、无味、无毒性的透明水溶液。因此可使用于眼睛、口腔、鼻孔、皮肤及阴道等粘膜组织。理论上说,银离子只要不和其它元素反应,不生成银化合物,不成为新的物质,银离子的杀菌效果一直存在。即使银离子进入细菌的细胞核,使细菌死亡之后,再次溶出,仍然可以周而复始杀菌。