
![含鋅海藻纖維的抗菌性能研究[畢業(yè)設(shè)計(jì)]_第1頁(yè)](https://static.zsdocx.com/FlexPaper/FileRoot/2019-6/16/21/2286559e-232f-4eaf-b31f-6312bcea8568/2286559e-232f-4eaf-b31f-6312bcea85681.gif)
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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b> ?。ǘ?屆)</b></p><p> 含鋅海藻纖維的抗菌性能研究</p><p> 所在學(xué)院 </p><p> 專業(yè)班級(jí) 生物工程 </p
2、><p> 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p> 指導(dǎo)教師 職稱 </p><p> 完成日期 年 月 </p><p> 摘 要:概述了海藻酸纖維的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景。分析了含鋅海絲纖維作為新型抗菌材料的
3、優(yōu)勢(shì)。分別使用兩種抗菌性能的評(píng)價(jià)方法—抑菌圈法、振蕩法對(duì)所制備的含鋅海藻纖維進(jìn)行抗菌性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:抑菌圈法中,大腸桿菌的抑菌圈帶平均寬度為12.5mm,金黃色葡萄球菌的抑菌帶平均寬度為11.75mm;振蕩法中,材料對(duì)大腸桿菌的抑菌率為87.59%,材料對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率為77.69%。因此,含鋅海絲纖維對(duì)大腸桿菌的抗菌性能好于對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌性能。</p><p> 關(guān)鍵字:海藻纖維;海藻
4、酸鋅;抗菌纖維;抗菌性能</p><p> Test on the antibacterial ability of seaweed fiber with Zinc element</p><p> Abstract: The application and development of the seaweed fiber was discussed in this paper. An
5、d its advantage as an antibacterial fiber was discussed as well. The ability of a seaweed fiber with zinc element against Escherichia coli and Staphylococcus aureus was tested by two kinds of methods: Halo test and oscil
6、lametric method. The inhibition zone of the seaweed fiber with zinc disc(control):12.5mm(average) for E.coli;11.75mm(average) for Staphylococcus. The inhibition rate of the seaweed fibe</p><p> Key words:
7、seaweed fiber,antibacterial ability, seaweed fiber with zinc, antibacterial fiber.</p><p><b> 目 錄</b></p><p> 摘要 ………………………………………………………………………………………………… (Ⅰ)</p><p> A
8、bstract ……………………………………………………………………………………………(Ⅱ)</p><p> 1 緒論 …………………………………………………………………………………………………(1)</p><p> 1.1選題的背景、意義………………………………………………………………………………(1)</p><p> 1.2含鋅海藻纖維的特點(diǎn).………
9、…………………………………………………………………(1)</p><p> 1.3常見(jiàn)的抗菌效能評(píng)價(jià)方法.……………………………………………………………………(3)</p><p> 1.4 抗菌纖維的應(yīng)用…………………………………………………………………………… (6)</p><p> 2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容…………………………………………………………………………
10、…………………(7)</p><p> 2.1 實(shí)驗(yàn)流程………………………………………………………………………………………(7)</p><p> 2.2 分析方法………………………………………………………………………………………(8)</p><p> 2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容………………………………………………………………………………………(9)</p>
11、;<p> 3 結(jié)果與分析…………………………………………………………………………………………(11)</p><p> 3.1抑菌圈法定性判斷抗菌能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果………………………………………………………(11)</p><p> 3.2振蕩法定量測(cè)定海藻酸鋅的抗菌性能………………………………………………………(12)</p><p> 3.2.
12、1對(duì)大腸桿菌的抗菌性能測(cè)定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果…………………………………………………(12)</p><p> 3.2.2.對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌性能測(cè)試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果…………………………………………(12)</p><p> 4 結(jié)論…………………………………………………………………………………………………(15)</p><p> 5 致謝………………………………………
13、…………………………………………………………(16)</p><p> 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………………(17)</p><p><b> 1 緒論</b></p><p> 1.1 選題的背景、意義</p><p> 抗菌纖維[1]是采用物理的或化學(xué)的方法將具
14、有能夠抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的物質(zhì)引入纖維表面及內(nèi)部而成的,抗菌劑不僅能在纖維上不易脫落,而且能通過(guò)纖維內(nèi)部平衡擴(kuò)散,保持持久的抗菌效果。</p><p> 在生活中,人們不可避免地接觸到各種各樣的細(xì)菌、真菌等微生物,這些微生物在合適的外界條件下會(huì)迅速繁殖,并通過(guò)接觸等方式傳播疾病,影響人們的身體健康和正常的工作、學(xué)習(xí)和生活。人的皮膚是一種很好的營(yíng)養(yǎng)基,而各種各樣的紡織品則是這些微生物的優(yōu)良寄居場(chǎng)所,也是疾病的重要傳播源
15、[2]??咕徔椘凡粌H可以避免紡織品因微生物的侵蝕而受損,而且可以有效地阻止致病菌在紡織品中的繁殖和傳播,從而減少疾病的發(fā)生.因此,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高,人們對(duì)紡織品的舒適、保健功能日益關(guān)注,對(duì)各種抗菌纖維的研究、開發(fā)與生產(chǎn)愈來(lái)愈重視。</p><p> 現(xiàn)階段市場(chǎng)上的抗菌織物主要分為兩大類[3]:一類是經(jīng)后期整理加工而成的抗菌物質(zhì),由于其抗菌效果差,持續(xù)時(shí)間段,毒副作用較大,日漸不能滿足人們
16、對(duì)綠色環(huán)保的需要;另一類是由抗菌纖維制成的抗菌織物,它在很大程度上彌補(bǔ)了后期整理抗菌織物的不足,所以開發(fā)永久性新型抗菌纖維已經(jīng)成為抗菌織物的發(fā)展方向。</p><p> 21世紀(jì),綠色產(chǎn)品、綠色消費(fèi)將主導(dǎo)世界紡織品和服裝的潮流,人們的環(huán)保意識(shí)不斷加強(qiáng),回歸自然、保護(hù)環(huán)境愈來(lái)愈凝入紡織品和服裝的開發(fā)和生產(chǎn)中。當(dāng)前,紡織品的開發(fā)中,使用最多的紡織纖維是天然纖維、再生纖維和合成纖維。其中,合成纖維主要原料是石油,屬于
17、不可再生資源。隨著石油資源的日趨緊張,加上生產(chǎn)中的高消耗、高污染等問(wèn)題,合成纖維面臨很大的壓力,因此各國(guó)都在研究開發(fā)利用其他纖維來(lái)代替合成纖維的課題,而目前能夠代替合成纖維的最理想纖維是生物可降解纖維。生物可降解纖維是指在自然界微生物如細(xì)菌、霉菌和藻類的作用下,可完全分解為低分子化合物的纖維材料,生物可降解纖維是對(duì)環(huán)境友好的材料,它提供了人類減少環(huán)境負(fù)擔(dān),在現(xiàn)代文明和自然界之間達(dá)到平衡的一種辦法,因此將成為21世紀(jì)的主要纖維之一[4]。
18、</p><p> 1.2 含鋅海藻纖維的特點(diǎn) </p><p> 1.2.1 海藻纖維的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p> 海藻酸是從褐藻中提取的,由β-1,4-D-甘露糖醛酸和α-1,4-L一古羅糖醛酸組成的雜多糖[5]。海藻酸鈉、殼聚糖等天然高分子以其特有的促進(jìn)傷口愈合、吸濕、保濕、生物相容性好、可被人體吸收等功能而備受青睞。應(yīng)用在醫(yī)用敷料上一般是海藻酸的鈣鹽
19、,在與傷口上的膿血接觸后,人體中的鈉離子跟敷料上的鈣離子發(fā)生離子交換。當(dāng)越來(lái)越多的鈉離子進(jìn)入敷料之后,敷料本身慢慢地由水不溶的海藻酸鈣轉(zhuǎn)換成水溶的海藻酸鈉,大量的水分進(jìn)入纖維而使敷料形成膠體。傷口上的敷料可以形成一層潮濕的水凝膠,從而給傷口提供一個(gè)潮濕的復(fù)愈環(huán)境。許多臨床試驗(yàn)已經(jīng)證明由海藻酸纖維制成的醫(yī)用敷料不但有良好的吸濕性,而且比其他傳統(tǒng)的紗布更能促進(jìn)傷口的復(fù)愈。海藻酸醫(yī)用敷料更換時(shí)易于清洗,避免傳統(tǒng)敷料在更換時(shí)與傷口粘連而引起的二
20、次損傷。海藻酸還具有活化巨噬細(xì)胞促進(jìn)傷口愈合的作用。殼聚糖是另外一種可以用于制備新型傷口敷料的天然多糖,但由于其分子的剛性結(jié)構(gòu)以及不溶于水等性質(zhì),使其與傷口相互作用能力受到影響[6]。</p><p> 圖1 海藻酸的結(jié)構(gòu)式</p><p> 1.2.2 海藻酸鋅作為抗菌材料的優(yōu)勢(shì)所在</p><p> 鋅是人體必需的微量金屬元素之一,體重60千克的成人全
21、身含有的鋅大約為兩克。鋅廣泛分布在血液的紅細(xì)胞、胃粘膜、胃皮層里。缺鋅可以引起皮膚粗糙以至角質(zhì)化皮炎,嚴(yán)重影響傷口的愈合。鋅也有很強(qiáng)的抗菌作用。負(fù)載鋅離子的無(wú)機(jī)抗菌劑具有廣譜抗菌、耐熱溫度高、長(zhǎng)效、安全等性能,近年來(lái)在抗菌材料中得到廣泛的應(yīng)用。</p><p> 據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)每年消耗6000萬(wàn)噸纖維,生產(chǎn)途徑主要來(lái)源于棉、麻、毛、絲等動(dòng)植物天然纖維及其再生纖維,以及取自石油的合成纖維。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)
22、,纖維的獲取越來(lái)越受到土地和石油資源短缺的制約。合成纖維在經(jīng)過(guò)了20世紀(jì)八九十年代的飛速發(fā)展后,如今面臨著諸多問(wèn)題。首先,合成纖維主要來(lái)源于石油和煤炭,尤以石油為主,而石油和煤炭都為非可再生資源,面臨資源枯竭的危險(xiǎn),加之石油本身既要作為合成材料又要提供能源,故石油緊缺將制約合成纖維的發(fā)展;其次,合成纖維的生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)很多污染,且很難回收,不符合現(xiàn)在可持續(xù)發(fā)展的要求;再者,合成纖維在經(jīng)過(guò)大的發(fā)展后,正面臨原油價(jià)格的過(guò)度波動(dòng)、原料國(guó)產(chǎn)能嚴(yán)重
23、不足、相對(duì)薄弱的研發(fā)能力、行業(yè)政策變化帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)、對(duì)外開放的沖擊等一系列問(wèn)題。</p><p> 與傳統(tǒng)的陸地纖維、合成纖維相比,海藻纖維可節(jié)約土地、凈化環(huán)境,具有可降解、可再生等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)雖然是海藻產(chǎn)量大國(guó),海藻鮮重年產(chǎn)量全球第一。但是我國(guó)海藻產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值并不理想。日本海藻鮮重年產(chǎn)量只有我國(guó)的6.7%,產(chǎn)值卻是我國(guó)的1/4左右??上攵?,海藻纖維的綜合開發(fā)利用,必將帶來(lái)傳統(tǒng)紡織業(yè)的一場(chǎng)新革命,對(duì)進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)紡
24、織產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和提升核心競(jìng)爭(zhēng)力有著重要的戰(zhàn)略意義[7]。 </p><p> 為了制備具有生物活性的功能性纖維,在溶劑法生產(chǎn)再生纖維素纖維的過(guò)程中,把海藻粉末與紡絲溶液混合,所得到的海絲纖維中分布了細(xì)小的海藻顆粒。海絲纖維的生產(chǎn)過(guò)程充分利用了共混紡絲的優(yōu)勢(shì),把具有良好生物活性的海藻植物與纖維素結(jié)合,制備了具有特殊性能的保健纖維。由于海藻具有結(jié)合金屬離子的能力,海絲纖維經(jīng)過(guò)活化后可以進(jìn)一步加工成含鋅的抗菌纖維
25、。這種纖維在貼身服裝及醫(yī)用衛(wèi)生材料的生產(chǎn)中有很大的開發(fā)應(yīng)用潛力。</p><p> 1.3 常見(jiàn)的抗菌效能評(píng)價(jià)方法</p><p> 作為抗菌性試驗(yàn),一般應(yīng)具有如下基本條件[8]:</p><p> 1)試驗(yàn)條件要盡可能近似于纖維制品的實(shí)際衣著狀態(tài);2)不同加工方法、纖維材料或形狀的抗菌產(chǎn)品均采用同一標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià);3)能定量地計(jì)測(cè);4)操作簡(jiǎn)便.易于掌握。<
26、;/p><p> 為考查抗菌纖維產(chǎn)品是否具有廣譜抗茵效果.較為合理的選擇是按一定的比例。將有代表性的菌種配成混合菌種用于檢測(cè)。但大部分抗菌產(chǎn)品的抗菌性能測(cè)試。常常僅選用金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌分別作為革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌和真菌的代表。</p><p> AATCC100試驗(yàn)法[9]:把直徑為48mm 的布樣(試驗(yàn)布的塊數(shù)是正好吸收1mL 菌液) 放入有羅紋瓶蓋的高廣口瓶中
27、(約0.237L ) , 高壓蒸汽滅菌, 而后接種1mL經(jīng)AATCC 肉汁培養(yǎng)24h 的試驗(yàn)菌液[ (1~2)×105mL ], 接種后即在37℃下培養(yǎng)18~24h,然后加入100mL 中和液, 激烈振蕩1 min, 把菌洗出, 測(cè)定抗菌布與對(duì)照布的生存菌數(shù), 由下式計(jì)算滅菌率:</p><p> 滅菌率%={B[或C或(B+C)/2]-A} ÷{B[或C或(B+C)/2]}×10
28、0%</p><p> A——抗菌布上接種菌后, 經(jīng)18~ 24 h 培養(yǎng)后的菌數(shù);</p><p> B——抗菌布上剛剛接種后(0 接觸時(shí)間) 所測(cè)菌數(shù);</p><p> C——對(duì)照布上剛剛接種后(0 接觸時(shí)間) 所測(cè)菌數(shù)。</p><p> 涂惠芳[10]等以大腸桿菌和金黃色葡萄球菌為實(shí)驗(yàn)菌種, 用抑菌暈法、定時(shí)暴露法和振蕩搖瓶
29、法對(duì)自制的含Ag+抗菌纖維的抗菌性能進(jìn)行了研究和評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)表明, 含Ag+抗菌纖維對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有很好的抗菌性能; 經(jīng)過(guò)10次洗滌之后, 對(duì)大腸桿菌的菌數(shù)減少率在95%以上, 對(duì)金黃色葡萄球菌的菌數(shù)減少率在80%以上。</p><p> 此外,涂惠芳等[11]利用浸漬聚合法在聚丙烯纖維中導(dǎo)入苯乙烯后,磺化制備陽(yáng)離子交換纖維,再與具有殺菌作用的金屬離子Ag+ 進(jìn)行離子交換制得抗菌纖維; 分別使用抑菌
30、暈法、定時(shí)暴露法和FZ/ T01021 —92《織物抗菌性能試驗(yàn)方法》對(duì)抗菌纖維進(jìn)行抗菌性能測(cè)試。 3 種方法的測(cè)試結(jié)果表明:陽(yáng)性對(duì)照菌數(shù)明顯高于“0”接觸時(shí)間試樣菌數(shù),且陰性對(duì)照無(wú)菌生長(zhǎng);抗菌纖維試樣在37℃條件下作用24h,對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率為100%;在26℃條件下作用24h,對(duì)白色念珠菌的抑菌率為100%。在相同試驗(yàn)條件下,未經(jīng)抗菌處理的纖維對(duì)金黃色葡萄球菌和白色念珠菌均無(wú)抗菌作用,作用24h 后菌數(shù)明顯高于“0”接觸時(shí)間
31、。</p><p> 楊瑞玲等[12]對(duì)國(guó)內(nèi)外纖維制品的抗菌性能的測(cè)試方法進(jìn)行了綜述, 并分別闡述了每種方法所存在的缺陷, 對(duì)新改進(jìn)的幾種抗菌性能試驗(yàn)法進(jìn)行了探討。他們分別舉例說(shuō)明了菌數(shù)測(cè)定法、振蕩瓶法(Shake Glass)、AATCC method100以及細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖抑制試驗(yàn)法的缺陷所在,并對(duì)日本纖維制品衛(wèi)生協(xié)會(huì)提出的新改進(jìn)的抗菌力評(píng)價(jià)法做出了評(píng)價(jià)。</p><p> 大連醫(yī)科
32、大學(xué)的劉輝和厚殿東[13]建立檢測(cè)抗菌織品抑菌效果的方法。采用酶標(biāo)儀檢測(cè)液體培養(yǎng)基的吸光度值,計(jì)算細(xì)菌生長(zhǎng)抑制率,評(píng)價(jià)抗菌紡織品抑菌效果。結(jié)果, 20份抗菌織品對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率為3% ~99%; 1、5和7號(hào)抗菌紡織品對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌率達(dá)到80%以上。所有20種抗菌紡織品對(duì)大腸桿菌均無(wú)明顯抑菌作用。結(jié)論:用酶標(biāo)儀檢測(cè)細(xì)菌濃度是抗菌紡織品抑菌效果檢測(cè)的一種有效方法。傳統(tǒng)的紙片擴(kuò)散和活菌計(jì)數(shù)法方法相比之下,顯得操作繁瑣
33、,不適合大批量生產(chǎn)。</p><p> 其實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法如下:</p><p> 菌懸液的制備:實(shí)驗(yàn)菌株分別用普通營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板37℃培養(yǎng)18h,培養(yǎng)物用生理鹽水洗下,用比濁法制成含菌量為6×108 CFU /ml菌懸液。</p><p> 織品抑菌效果的檢測(cè) 將各待檢織品制備成1cm ×1cm的小塊若干,于紫外線下正反面各照射1h,分別取菌懸
34、液滴于待檢織品的中央,然后將待檢織品分別置于無(wú)菌管中于37℃作用1h。取出待檢織品投入裝有2ml營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基的試管中,同時(shí)在2ml營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基中分別加入10ul菌懸液作為陽(yáng)性對(duì)照,陰性對(duì)照為無(wú)菌生理鹽水。均于37℃培養(yǎng)24h。將各試管搖勻后,分別取出培養(yǎng)后的混合液100ul加到酶標(biāo)反應(yīng)板上,于酶標(biāo)測(cè)定儀492nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度值(A值) ,計(jì)算細(xì)菌生長(zhǎng)抑制率。</p><p> 細(xì)菌生長(zhǎng)抑制率的計(jì)算方法:
35、</p><p> 細(xì)菌生長(zhǎng)抑菌率= 〔(AP-AT)/(AP-AN)〕×100%</p><p> 式中AP——陽(yáng)性對(duì)照孔A值; </p><p> AN——陰性對(duì)照孔A值;</p><p> AT——待檢標(biāo)本孔A值。</p><p> 其實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果證明:1、5和7號(hào)抗菌紡織品對(duì)金黃色葡萄球菌具
36、有較強(qiáng)抑菌作用,分別為99%,80%,98%;所檢織品中未發(fā)現(xiàn)對(duì)大腸桿菌有明顯抑菌作用者。</p><p> 呂銳,蘇冬梅[14]等人采用燒瓶振蕩法,在恒溫振蕩器轉(zhuǎn)速200 r/min、溫度37℃條件下,將細(xì)菌與羅布麻纖維在pH6.0 的PBS 中作用2h ,通過(guò)平板計(jì)數(shù)法計(jì)算抑菌率,對(duì)羅布麻纖維的抗菌力做出評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:羅布麻纖維對(duì)金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸埃希菌和白色念珠菌的抑菌率分別為47.7
37、%、69.0 %、56.6 %和40.1 %。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論:羅布麻纖維具有較強(qiáng)的抗菌性。</p><p> 張紅霞,朱瑩等[15]選用改性抗菌滌綸纖維、甲殼素纖維、竹纖維及竹碳纖維等均有抗菌性能的纖維原料制織了織物試樣,采用振蕩燒瓶法對(duì)歌織物的抗菌性能進(jìn)行了測(cè)試和比較。結(jié)果表明:4中材料均有良好的抗菌性能;就每百分含量的抑菌率而言,甲殼素纖維織物的抗菌效果最好。</p><p>
38、; 綜上所有方法可見(jiàn),一般所采用的用于評(píng)價(jià)抗菌材料的抗菌性能的方法可分為抑菌圈法和菌數(shù)減少法。其中抑菌圈法常用于定性的評(píng)價(jià)材料的抗菌性能。菌數(shù)減少法又可分為浸漬法,振蕩法以及一些其他的方法,菌數(shù)減少法主要用于定量的判斷材料的抗菌性能。</p><p> 1.4 抗菌纖維的應(yīng)用[16] </p><p><b> 1.4.1軍品市場(chǎng)</b></p>
39、;<p> 抗菌纖維的研制工作最早是由部隊(duì)提出的,軍隊(duì)也是抗菌纖維最大的應(yīng)用市場(chǎng)。我國(guó)大部分地區(qū)處于北溫帶,南部地區(qū)夏季高溫潮濕,很適合于微生物的繁殖,尤其是駐扎在邊遠(yuǎn)地區(qū)的部隊(duì)?wèi)?zhàn)士,生活條件非常艱苦,用水十分不便,衣服、襪子等不能經(jīng)常更換,致使大量細(xì)菌繁殖,并出現(xiàn)令人心煩的臭氣。在七十年代末期的中越自衛(wèi)反擊戰(zhàn)中,我部隊(duì)官兵長(zhǎng)期蹲在陰暗潮濕的“貓耳洞”中,由于細(xì)菌感染而出現(xiàn)“爛襠”現(xiàn)象;在1998年夏天的抗洪搶險(xiǎn)過(guò)程中,
40、很多部隊(duì)官兵由于長(zhǎng)期在洪水中奮戰(zhàn),致使出現(xiàn)細(xì)菌感染現(xiàn)象;這些都嚴(yán)重?fù)p害了部隊(duì)官兵的健康,在一定程度上影響了戰(zhàn)斗力。基于以上原因,總后提出了集合社會(huì)各方面力量,通過(guò)高科技不斷提高部隊(duì)被服的功能性,抗菌纖維研制和生產(chǎn)的要求正是因?yàn)椴筷?duì)?wèi)?zhàn)士的內(nèi)衣、褲和襪子的生產(chǎn)而提出的。</p><p> 1.4.2 民品市場(chǎng)</p><p> 1.4.2.1 抗菌襪</p><p>
41、; 抗菌產(chǎn)品最早在民用市場(chǎng)中的應(yīng)用是抗菌襪。浙江浪沙襪業(yè)、夢(mèng)娜都曾經(jīng)推出過(guò)抗菌襪,主要都是采用后整理的方法。錦綸優(yōu)異的耐磨性能,決定了它是做襪子不可替代的紡織材料。浙江步人襪業(yè)設(shè)計(jì)出十余種抗菌錦綸襪子,準(zhǔn)備作為今年的主打產(chǎn)品在秋季推出。</p><p> 1.4.2.2 抗菌內(nèi)衣、褲</p><p> 民用市場(chǎng)對(duì)抗菌服飾的需求由來(lái)已久,從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看,抗菌羽絨服和抗菌內(nèi)衣褲成為其中最
42、重要的兩大分支,而抗菌內(nèi)衣褲因?yàn)槭琴N身穿用因此也是接觸型抑菌方法的核心應(yīng)用領(lǐng)域。目前,國(guó)內(nèi)廠商對(duì)內(nèi)衣褲的抗菌處理大體停留在后整理的水平上,通行的做法就是在內(nèi)褲?rùn)n部加一塊經(jīng)過(guò)抗菌整理的布料或者將內(nèi)衣制成成品后進(jìn)行抗菌處理。顯然這是抗菌纖維生產(chǎn)技術(shù)不成熟條件下的產(chǎn)物。近年來(lái),隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,普通產(chǎn)品及技術(shù)含量較低的抗菌產(chǎn)品利潤(rùn)率日益趨低,不少知名廠商也在紛紛推進(jìn)技術(shù)更新,或者與院校科研機(jī)構(gòu)合作,或者直接采用現(xiàn)成的抗菌纖維,如AB集團(tuán)、
43、纖絲鳥、小護(hù)士等均將抗菌內(nèi)衣褲列為重要新產(chǎn)品。另一方面,國(guó)外消費(fèi)時(shí)尚也對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)逐漸產(chǎn)生深刻影響,原來(lái)以代工出口為主的企業(yè)不僅滿足于國(guó)外抗菌內(nèi)衣褲訂單,而且日益看到在國(guó)內(nèi)推進(jìn)新一代抗菌產(chǎn)品的商業(yè)契機(jī)。部分廠商直接采購(gòu)價(jià)格不菲的由日本、以色列等國(guó)家生產(chǎn)的抗菌纖維,也有部分廠家紛紛同國(guó)內(nèi)知名抗菌纖維供應(yīng)商開展合作,如博尼服飾、浪莎、愛(ài)戀等品牌目前正與潔綸易紡公司等進(jìn)行實(shí)質(zhì)性合作。總體來(lái)看,民用抗菌內(nèi)衣褲市場(chǎng)將同抗菌家紡用品等成為未來(lái)抗菌市場(chǎng)
44、的主戰(zhàn)場(chǎng)。</p><p> 1.4.2.3 抗菌地毯</p><p> 隨著生活水平的提高,地毯走進(jìn)了千家萬(wàn)戶,這種表面看來(lái)豪華整潔的地面裝飾物卻是家庭藏污納垢的大本營(yíng),許多肉眼看不到的致病微生物和環(huán)境污染物隱藏在地毯里,時(shí)刻威脅著居住者的健康。發(fā)達(dá)國(guó)家很多地毯用纖維都采用BCF尼龍抗菌紗線防污,日本石塬硝子株式會(huì)社幾乎每年要供美國(guó)三百多噸尼龍抗菌母粒。</p><
45、;p> 1.4.2.4休閑運(yùn)動(dòng)系列</p><p> 近年來(lái),戶外體育休閑運(yùn)動(dòng)越來(lái)越成為一種生活時(shí)尚,休閑服與運(yùn)動(dòng)服相互滲透和融為一體的趨勢(shì)也日益受廣大消費(fèi)者的青睞。人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)排出大量的汗液,因此這類服裝要求面料具有吸濕排汗和抗菌的雙重功能。</p><p><b> 2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容</b></p><p> 2.1 實(shí)驗(yàn)
46、流程 </p><p> 探索和學(xué)習(xí)鋅對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌以及革蘭氏陰性菌生長(zhǎng)的影響,分析了含鋅海絲纖維作為新型抗菌材料的優(yōu)勢(shì),利用抑菌圈法定性測(cè)定含鋅纖維對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的影響,用振蕩法評(píng)價(jià)含鋅纖維的抗菌能力。實(shí)驗(yàn)流程如下:</p><p><b> A 定性:抑菌圈法</b></p><p><b> 菌種</
47、b></p><p><b> 菌種活化</b></p><p><b> 配置培養(yǎng)基</b></p><p><b> 細(xì)菌涂布在培養(yǎng)基上</b></p><p> 放入試樣(事先剪成圓片)</p><p> 培養(yǎng)后觀察抑菌圈大小<
48、;/p><p><b> B 定量:振蕩法</b></p><p><b> 菌種</b></p><p><b> 菌種活化</b></p><p> 將細(xì)菌置于含有試樣的PBS緩沖液中振蕩培養(yǎng)</p><p><b> 培養(yǎng)液進(jìn)行梯度
49、稀釋</b></p><p> 取合適梯度中的菌液進(jìn)行培養(yǎng)</p><p><b> 培養(yǎng)后輸出菌落數(shù)目</b></p><p><b> 計(jì)算抑菌率</b></p><p> 圖2-1 實(shí)驗(yàn)流程示意圖</p><p><b> 2.2 分析
50、方法</b></p><p> 2.2.1 抑菌圈法定性判斷抗菌材料的抑菌性能</p><p> 將經(jīng)過(guò)滅菌的材料剪成小圓片,置于平板中央,此時(shí)圓片上會(huì)出現(xiàn)菌生長(zhǎng)禁止圈(即抑菌圈)。培養(yǎng)一定時(shí)間后,測(cè)量抑菌圈的直徑,直徑越大,抗菌效果越好。</p><p> 2.2.2 振蕩法測(cè)量材料的抗菌性能</p><p> 將材料與
51、菌液一定溫度下振蕩培養(yǎng)一定時(shí)間后,取混合液進(jìn)行梯度稀釋,進(jìn)行平板涂布。培養(yǎng)一定時(shí)間后,進(jìn)行菌落計(jì)數(shù),算出材料的抑菌率。</p><p><b> 2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容</b></p><p> 2.3.1 實(shí)驗(yàn)器材:</p><p> 試劑及菌種:磷酸氫二鈉Na2HPO4、磷酸二氫鉀KH2PO4、NaCl、蛋白胨10g、牛肉膏5g、瓊脂2
52、0g、蒸餾水1000ml、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌。</p><p> 表1 實(shí)驗(yàn)中用到的儀器</p><p> 天平,500ml,100ml,50ml燒杯一個(gè),1000ml燒杯2個(gè),接種針,鑷子,紗布,漏斗,鋁鍋一個(gè),玻璃棒一根,10個(gè)250ml錐形瓶,標(biāo)簽紙,棉花,酒精燈,石棉網(wǎng)、移液管1,2,5,10ml各1支,量筒50,100ml各一個(gè),大試管2支,小試管若干。</p&g
53、t;<p> 2.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟:</p><p> 第一部分:抑菌圈法定性測(cè)量材料的抗菌性能</p><p> 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的配制:稱取氯化鈉2.5g溶解在500ml水中,再加入10g蛋白胨,5g牛肉膏待其溶解均勻后,加入20g瓊脂,加水到1000ml,攪拌下煮沸直到瓊脂融化均勻。調(diào)節(jié)pH在7.2至7.4之間,即為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基。</p>
54、<p> 培養(yǎng)基處理:用漏斗將牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基分裝錐形瓶中,每個(gè)錐形瓶的裝量占總?cè)莘e的1/3為宜(分裝時(shí),不要讓培養(yǎng)基沾到管口上,避免染菌)。分裝好的錐形瓶,再做一個(gè)棉花塞塞住管口。取兩支試管,裝入少量培養(yǎng)基,制作斜面(用于活化菌種)。</p><p> 抗菌纖維的處理:將含鋅纖維剪成直徑為2cm的圓片,紫外照射30min滅菌。</p><p> 滅菌:將分裝好的錐形瓶放
55、入高壓蒸氣滅菌鍋,進(jìn)行高壓滅菌,121℃,保持30分鐘,待壓力磅指針回復(fù)到零位時(shí),打開高壓鍋蓋。</p><p> 菌種的活化:取經(jīng)過(guò)滅菌的試管斜面,將金黃色葡萄球菌和大腸桿菌分別接種在斜面上,37℃下恒溫培養(yǎng)24小時(shí)后,取出用于下一步實(shí)驗(yàn)。</p><p> 菌懸液的制備:用接種環(huán)取活化的細(xì)菌,將沾有菌落的接種環(huán)伸入裝有無(wú)菌水的小試管中,振蕩,使細(xì)菌均勻分散,制成菌懸液。</p
56、><p> 培養(yǎng)基:在無(wú)菌操作臺(tái)上,將滅好菌的錐形瓶中的培養(yǎng)基倒入平板中(培養(yǎng)基以覆蓋平板為宜,太厚會(huì)使得培養(yǎng)基浪費(fèi),太薄會(huì)使菌絲的營(yíng)養(yǎng)不夠)。冷卻后,取0.2ml菌懸液均勻涂布在裝有培養(yǎng)基的平板上。37℃下恒溫培養(yǎng)24小時(shí)候,觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。</p><p> 第二部分:振蕩法定量測(cè)定材料的抗菌性能</p><p> 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的配制:稱取氯化鈉2.5g溶
57、解在500ml水中,再加入10g蛋白胨,5g牛肉膏待其溶解均勻后,加入20g瓊脂,加水到1000ml,攪拌下煮沸直到瓊脂融化均勻。調(diào)節(jié)pH在7.2至7.4之間,即為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基。</p><p> 培養(yǎng)基處理:用漏斗將牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基分裝錐形瓶中,每個(gè)錐形瓶的裝量占總?cè)莘e的1/3為宜(分裝時(shí),不要讓培養(yǎng)基沾到管口上,避免染菌)。分裝好的錐形瓶,再做一個(gè)棉花塞塞住管口。取兩支試管,裝入少量培養(yǎng)基,制作斜面
58、(用于活化菌種)。</p><p> PBS(磷酸鹽)緩沖溶液的配制:取2.84g磷酸氫二鈉,1.36g磷酸二氫鉀溶于蒸餾水中,最終定容至1000ml,滅菌后,pH值為7.2-7.4,5℃-10℃保存?zhèn)溆?。作用:使?xì)菌的生存環(huán)境較穩(wěn)定,pH不會(huì)有很大的波動(dòng)。</p><p> 抗菌纖維的處理:稱取0.75g±0.05g作為一份試樣,用小紙片包好。根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要稱取多份試樣,每份
59、試樣均用小紙片包好,紫外光線照射下滅菌。</p><p> 滅菌:將分裝好的錐形瓶,PBS緩沖液,抗菌材料放入高壓蒸氣滅菌鍋,進(jìn)行高壓滅菌,121℃,保持30分鐘,待壓力磅指針回復(fù)到零位時(shí),打開高壓鍋蓋。</p><p> 菌種的活化:取經(jīng)過(guò)滅菌的試管斜面,將金黃色葡萄球菌和大腸桿菌分別接種在斜面上,37℃下恒溫培養(yǎng)24小時(shí)后,取出用于下一步實(shí)驗(yàn)。</p><p&g
60、t; 菌懸液的制備:用接種環(huán)取活化的細(xì)菌,將沾有菌落的接種環(huán)伸入裝有無(wú)菌水的小試管中,振蕩,使細(xì)菌均勻分散,制成菌懸液。</p><p> 振蕩培養(yǎng):準(zhǔn)備6個(gè)250ml三角燒瓶。在其中各加入70ml±0.1ml0.03mol/L PBS緩沖液。然后在4個(gè)燒瓶中加入經(jīng)過(guò)滅菌的試樣,另兩個(gè)不加,作為空白對(duì)照。用移液管往裝有試樣的兩個(gè)三角瓶中加入5ml接種菌液(大腸桿菌),另兩個(gè)三角燒瓶中加入5ml接種菌
61、液(金黃色葡萄球菌),蓋好瓶塞,放在恒溫振蕩器上,在37℃±1℃,以250r/min—300r/min,振蕩24小時(shí)。</p><p> 培養(yǎng)基:在無(wú)菌操作臺(tái)上,將滅好菌的錐形瓶中的培養(yǎng)基倒入平板中(培養(yǎng)基以覆蓋平板為宜,太厚會(huì)使得培養(yǎng)基浪費(fèi),太薄會(huì)使菌絲的營(yíng)養(yǎng)不夠)。</p><p> 梯度稀釋:到規(guī)定時(shí)間后,從每個(gè)燒瓶中吸取0.5ml±0.05ml試液,移入裝有
62、4.5ml0.03mol/L PBS緩沖液的試管中,充分混勻。用十倍稀釋法系列稀釋7次,即10-7倍。用吸管從10-5,10-6,10-7稀釋倍數(shù)的試管中,分別吸取0.2ml移入平板中,涂布均勻后,置于37℃下恒溫培養(yǎng)24小時(shí)后,觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。</p><p><b> 3 結(jié)果與分析</b></p><p> 3.1 抑菌圈法定性判斷抗菌能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果:<
63、/p><p> 圖1 抑菌圈:上圖分別為含鋅海絲纖維對(duì)大腸桿菌以及金黃色葡萄球菌所形成的抑菌圈</p><p> 表2 抑菌圈實(shí)驗(yàn)結(jié)果</p><p> 分析:其中抑菌圈大小的計(jì)算方法根據(jù)以下方法測(cè)得:</p><p> 每個(gè)試樣測(cè)量3處,然后按下式計(jì)算:</p><p><b> H=(D—d)/2&
64、lt;/b></p><p> 式中:H——抑菌帶寬度,單位為毫米(mm);</p><p> D——抑菌帶外徑的平均值,單位為毫米(mm);</p><p> d——試樣直徑,單位為毫米(mm)。</p><p> 結(jié)果分析:海藻酸鋅對(duì)大腸桿菌與金黃色葡萄球菌的抑菌能力相當(dāng),當(dāng)對(duì)大腸桿菌的抑菌能力稍強(qiáng)些。</p>
65、<p> 3.2 振蕩法定量測(cè)定海藻酸鋅的抗菌性能:</p><p> 3.2.1.對(duì)大腸桿菌的抗菌性能測(cè)定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果:</p><p> 圖2 稀釋10-5后,抗菌處理前后對(duì)比,左圖未經(jīng)抑菌處理,右圖經(jīng)過(guò)抑菌處理</p><p> 圖3 稀釋10-6后,抗菌處理前后對(duì)比,左圖未經(jīng)抑菌處理,右圖經(jīng)過(guò)抑菌處理</p><p>
66、; 表3 振蕩法定量測(cè)定海藻酸鋅對(duì)大腸桿菌的抑菌率</p><p> 3.2.2對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌性能實(shí)驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果:</p><p> 圖4稀釋10-5后,抗菌處理前后對(duì)比,左圖未經(jīng)抑菌處理,右圖經(jīng)過(guò)抑菌處理</p><p> 圖5稀釋10-6后,抗菌處理前后對(duì)比,左圖未經(jīng)抑菌處理,右圖經(jīng)過(guò)抑菌處理</p><p> 表4 振
67、蕩法定量測(cè)定海藻酸鋅對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率</p><p><b> 抑菌率計(jì)算方法:</b></p><p> Y=(W—Q)/W×100%</p><p><b> 式中:</b></p><p> Y——試樣的抑菌率;</p><p> W——空白
68、對(duì)照24h振蕩接觸后,涂平板培養(yǎng)24h后細(xì)菌菌落數(shù);</p><p> Q——加入試樣24h振蕩接觸后,涂平板培養(yǎng)24h后細(xì)菌菌落數(shù)。</p><p> 結(jié)果分析:稀釋五倍,海藻酸鋅對(duì)大腸桿菌的抑菌率為85.91%,對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率為81.46%,稀釋六倍,海藻酸鋅對(duì)大腸桿菌的抑菌率為87.59%,對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率為77.69%,故海藻酸鋅對(duì)大腸桿菌的抑菌能力比對(duì)金黃色
69、葡萄球菌的抑菌能力強(qiáng)。</p><p> 海藻酸鋅對(duì)大腸桿菌的抑菌能力比對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌能力強(qiáng)。這是由于革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別決定的。要探討抗菌的機(jī)理,首先要對(duì)細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有一定的認(rèn)識(shí)。由于細(xì)菌種類繁多,細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)復(fù)雜,這里僅對(duì)于最常見(jiàn)和最典型的細(xì)菌細(xì)胞,即革蘭氏陽(yáng)性生細(xì)菌的金黃色葡萄球菌和革蘭氏陰性細(xì)菌的大腸桿菌的結(jié)構(gòu)作簡(jiǎn)要說(shuō)明。</p><p>&
70、lt;b> 細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)</b></p><p> 圖6 細(xì)菌細(xì)胞的構(gòu)造模式圖</p><p> 細(xì)菌的細(xì)胞構(gòu)造模式如圖所示,其中起到保護(hù)作用的組織是細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜。而不同的細(xì)菌這兩個(gè)組織的構(gòu)造有很大區(qū)別。</p><p> 革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌細(xì)胞壁的特點(diǎn)是厚度大(20—80nm)和化學(xué)組分簡(jiǎn)單,一般只含90%肽聚糖和10%膦壁。肽聚糖,是真
71、細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分。金黃色葡萄球菌具有典型的革蘭氏陰性菌肽聚糖結(jié)構(gòu),它的肽聚糖厚度約20.80nm,有40層左右的網(wǎng)格狀分子交織成的網(wǎng)套覆蓋在整個(gè)細(xì)胞上。磷壁酸是結(jié)合在革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌細(xì)胞壁上的一種酸性多糖,主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸。</p><p> 革蘭氏陰性菌的肽聚糖可舉大腸桿菌為代表。它的肽聚糖埋藏在外膜層之內(nèi).是僅由1-2層肽聚糖網(wǎng)狀分子組成的薄層(2-3nm),含量約占細(xì)胞壁總重的10%,故
72、對(duì)機(jī)械強(qiáng)度的抵抗力較革蘭氏剛性菌弱。其結(jié)構(gòu)單體與上述革蘭氏陽(yáng)性菌基本相同。外膜位于革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁外層,由脂多糖、磷脂和脂蛋白等。</p><p> 若干種蛋白質(zhì)組成的膜,有時(shí)也稱為外壁。脂多糖是位于革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁外層的一層較厚(8~l0nm)的類脂多糖類物質(zhì),其負(fù)電荷較強(qiáng),與膦壁酸相似,也有吸附Mg2+、Ca2+等陽(yáng)離子以提高其在細(xì)胞表面濃度的作用[17]。故鋅離子的與大腸桿菌結(jié)合的能力要強(qiáng)于與金黃
73、色葡萄球菌的結(jié)合能力,且由于不同細(xì)胞壁的構(gòu)造,使得鋅離子更容易穿過(guò)大腸桿菌的細(xì)胞壁,因此能更好的抑制大腸桿菌的生命活動(dòng),所以材料對(duì)大腸桿菌表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗菌性能。</p><p><b> 4 結(jié)論</b></p><p> 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,含鋅海絲纖維具有抗菌性能,且對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌的抗菌能力要比對(duì)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的抗菌能力要強(qiáng),本實(shí)驗(yàn)中所采用的是鋅離子,屬于無(wú)
74、菌抗菌劑,目前有多種抗菌機(jī)理的解釋,對(duì)于無(wú)菌抗菌劑的機(jī)理,可以銀系抗菌機(jī)理來(lái)解釋。對(duì)于銀系抗菌劑有銀離子接觸反應(yīng)殺菌機(jī)理:抗菌材料中的Ag一般以Ag+的形式參與殺菌,當(dāng)微量Ag+接觸微生物細(xì)胞膜時(shí),因后者帶負(fù)電,依靠庫(kù)侖引力,使二者牢固吸附,Ag+穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),破壞細(xì)胞合成酶的活性,細(xì)胞喪失分裂增殖能力而死亡。Ag+也能破壞微生物電子傳輸系統(tǒng),呼吸系統(tǒng),物質(zhì)傳遞系統(tǒng)。但也有報(bào)道銀的殺菌機(jī)理是活性氧抗菌機(jī)理,即在光的作用下,抗菌劑
75、和空氣或水作用,生成活性氧或自由基,它們具有很強(qiáng)的還原能力,從而使有害細(xì)菌分解,得以殺滅[17]。</p><p> 在本實(shí)驗(yàn)中,對(duì)于菌懸液濃度的控制是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵因素。如果菌懸液過(guò)濃,則在菌液的梯度稀釋培養(yǎng)后,菌落數(shù)太多,對(duì)于確定菌落的數(shù)目上增加了難度;而若菌懸液濃度過(guò)稀,則在梯度稀釋培養(yǎng)下,會(huì)出現(xiàn)無(wú)菌落的現(xiàn)象,亦不能確定材料的抑菌性。因此如何正確把握好菌懸液的濃度,是實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵因素,也是難點(diǎn)所在。原
76、本嘗試通過(guò)測(cè)定菌懸液的吸光度來(lái)確定菌懸液的濃度,但由于此種方法容易引入雜菌,故確定不能通過(guò)測(cè)吸光度的方法來(lái)確定菌懸液的濃度。最后通過(guò)多次平行實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)確定最佳的菌懸液濃度,雖然這給實(shí)驗(yàn)增加了很多的工作量,但是可以通過(guò)多次的實(shí)驗(yàn),得到最佳的菌懸液濃度。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 王玉鵬,王春華等.抗菌纖維的研究進(jìn)展.東魯
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