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表面活性剂在消毒领域中的应用

摘要:介绍了表面活性剂在消毒领域中应用的现状、主要形式以及具有杀菌作用的季铵盐类和汰垢(Tego)类表面活性剂的结构与性能。同时介绍了传统消毒药物中加入各类表面活性剂提高消毒效果、在各种洗涤剂中加入抗菌剂达到洗涤与杀菌和提高抗菌效果的作用,并对利用表面活性剂的负载体、增溶和乳化作用,克服原有剂型的缺点和改变消毒剂剂型,提高其综合性能进行了概述。

表面活性剂在消毒领域的应用研究,近几年的发展速度很快,获准上市的相关产品的种类与数量在不断增加。概括起来,主要表现在4个方面:

①直接使用具有杀菌作用的表面活性剂,而且不断推出新的品种;

②在传统消毒药物中加入表面活性剂来改进、提高消毒效果,达到增效目的;

③在各种清洁洗涤剂中加入适量的抗菌剂,从而达到清洁、除菌、杀菌多重作用;

④利用表面活性剂来改变消毒剂的剂型与使用方法,改进消毒剂的综合性能。下面逐一进行介绍。

01
表面活性剂在消毒杀菌剂中的作用

1.1?直接杀菌作用

主要有两种表面活性剂,即阳离子表面活性剂中的如季铵盐类消毒剂以及两性表面活性剂中的汰垢 (Tego)类消毒剂。

1)季铵盐类消毒剂

其分子结构可分为阳离子基团和阴离子两部分。阳离子基团多由4个有机根与氮原子结合而成,为杀菌的有效部分。阴性离子多为卤素、硫酸根或其他类似的阴性离子。作为消毒剂的季铵盐类,其阳离子基团中,一般有一个碳链长达8~18的烷基,碳链短于或长于此范围者,杀菌能力 差。我国常用的季铵盐类消毒剂,主要有:新洁尔灭(化学名称为十二烷基二甲基苄基溴化铵)、洁尔灭(十二烷基二甲基苄基氯化铵)、度米芬(又名消毒宁,化学名称为十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵)、消毒净 (为十四烷基-2-甲基吡啶溴化铵)。

近年来,新开发出了双链季铵盐消毒剂,带有一个亲水基和两个亲油基,具有更好的成胶速性和更强的降低表面张力的能力,能增加它们的水溶性,即使在水质硬度较大的情况下也呈现出相当好的溶解性,表现出很好的稳定性。研究表明,双链季铵盐消毒剂的杀菌作用比单长链季铵盐类优越,去污能力较好、耐高温及毒性低。我国新上市产品主要有3种:百毒杀,又名双癸基二甲基溴化铵;新洁灵消毒液,又名溴化双(十二烷基二甲基)乙撑二铵;利尔康1210消毒剂,由双癸基二甲基氯化铵和正烷基(50%C14、40%C12、10%C16)二甲基苄基氯化铵组成的复方消毒剂。

2)汰垢(Tego)类消毒剂

即为一系列氨基酸型两性表面活性剂,其特点是毒性比阳离子型的要小。汰垢类消毒剂对化脓球菌、肠道杆菌等及真菌都有很好的杀灭作用。对结核杆菌,质量分数为1%溶液需作用12h,对细菌芽孢无杀灭作用。其质量分数为1%水溶液接近中性(偏碱),杀菌作用不受血清、牛奶等有机物影响,但可被肥皂与其他阴离子表面活性剂所中和。汰垢有多种产品,如汰垢51、汰垢103、汰垢2000等。国外已广泛使用,国内也有少量引进。

分子式为R1NH(CH2)2NH(CH2)2NHCH2CO2H?HCl(汰垢103S),用于皮肤消毒,质量分数1%溶液作用2min;用于浸泡手术器械,质量分数1%溶液作用30min。

汰垢103G(MHG),分子式为R2NH(CH2)2NH(CH2)2NHCH2CO2H?HCl+[R2NH(CH2)2]2NCH2CO2H?HCl,用于环境卫生处理,质量 分数1%溶液喷洒擦拭,可减少微生物数量。

汰垢51,分子式为R1NH(CH2)2NH(CH2)2NHCH2CO2H+[R1NH(CH2)2]3NHCH2CO2H,用于乳肉加工厂杀灭可分解肉类乳类的微生物,质量分数1%溶液,作用3min~12min。

汰垢51B,分子式为R2NH(CH2)2NH(CH2)2NHCH2CO2H,用于软饮料工厂,消毒容器用质量分数0.5%溶液处理数小时;消毒管道系统,用质量分数0.1%溶液滞留处理24h~36h。

最近国外又推出汰垢2000,活性成分的质量分数为0.5%1-alky1-1,5-diazapentane,杀菌能力可得到明显提高。

1.2?协同杀菌作用

国内大量上市的含氯复方消毒剂,多为次氯酸钠等含氯消毒剂中加入阴离子表面活性剂, 如加入十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等。试验证实,二者联用可显著提高消毒剂杀菌效果。

有机溶剂(磷酸三丁酯)与非离子表面活性剂(TritonX-100,Tween80)联合应用,具有良好的杀菌、灭活病毒的作用,其作用机理主要通过溶解微生物的细胞膜上的脂类物质,使细胞膜破裂而实现杀灭作用,而且不破坏任何蛋白质的性质。因此,在国内外血液制品(如丙种球蛋白、凝血因子) 的生产中,多采用该方法进行血液中病毒(如艾滋病毒、肝炎病毒、疱疹病毒等)的灭活,可获得极高的安全性。

戊二醛复方消毒剂中多使用季铵盐类消毒剂作为增效剂,如单独使用戊二醛消毒 ,需质量分数为2%戊二醛作用20min~40min,如果加入质量分数为0.2%阳离子表面活性剂,则戊二醛的使用剂量可下降50%左右。戊二醛的长期毒性较大,其剂量的下降则可提高使用的安全性。

将三氯均二苯脲(TCC)消毒剂与十二烷基二甲基甜菜碱联合应用,对血色念株菌有协同杀灭作用。在隐形眼镜消毒液中,加入表面活性剂(Polox2amer-237),可改进综合性能,不仅用于消毒,还可用于清洗、保存等目的。

1.3?除菌与抗菌作用

具有良好洗涤作用的洗涤剂,有助于去除沾染的微生物,并具一定的杀菌作用,但杀菌程度偏低。如加入一定量的广谱杀菌剂(如三氯羟基二苯醚、三氯卡邦等)后,可显著提高其除菌、抗菌的综合效果。

有人经实验室测试发现,市售普通洗衣粉的质量分数为1%溶液,作用30min~60min,可以杀灭污染于物体表面的大肠杆菌90%以上。不同牌号洗衣粉杀菌效果不同,含烷基苯磺酸钠多者效果较好。洗衣粉浓度愈大,作用时间愈长,温度愈高,消毒效果愈好。有机物可降低其杀菌作用。加入质量分数为011%~015%的广谱杀菌剂后,则可显著提高消毒效果,同样浓度的消毒洗衣粉作用20min,则可杀灭布片上991999%以上人工污染的金黄色葡萄球菌。

在肥皂制备过程中加入质量分数为4%的三氯羟基二苯醚消毒剂,即为抗菌肥皂,同时实现洗涤、去污及杀菌功能。 

但是,近年来很多国家的专业人员,包括美国传染病学会、美国医师协会等专业组织,均反对在洗涤产品中添加抗菌药物。他们认为洗涤产品本身即具有良好的除菌作用,长期添加抗菌药物会造成广泛的耐药微生物的出现,造成正常菌群失调,会给人类带来新的灾难。而且,并没有任何科学证据显示在肥皂内添加抗菌剂类化合物能预防传染病。

1.4?改变剂型作用

利用表面活性剂作为载体,在一定条件下,可将碘与聚醇醚或PVP络合,即为广泛使用的碘伏消毒剂,可克服碘的黄染、不易脱色的缺点。目前已经成为医疗注射、医院外科手术的首选消毒剂。

利用洗涤剂的增溶作用,很早以前人们就将酚类与阴离子表面活性剂混合使用。例如来苏儿(Lysol)消毒液,即煤酚皂溶液,是以3种甲酚(Cresol)异构体(邻位、间位、对位)为主的煤焦油分馏物(195℃~205℃ )与肥皂配成的复方。具体配方为:甲酚500mL,植物油173g,氢氧化钠27g,蒸馏水适量(全量1000mL)。配制时,先以植物油与氢氧化钠制成肥皂,趁热加入甲酚与蒸馏水。肥皂的作用是使甲酚易溶于水中,并具有降低表面张力的作用。

此外,还有利用表面活性剂的乳化作用与发泡作用,制成乳液、乳剂及泡沫型消毒剂的报道与应用。

02
结束语

表面活性剂由于它独特的结构及其性能,其应用领域越来越广,在消毒领域的应用前景也非常广阔。可利用表面活剂有序组合体进行检测细菌与病毒;可利用分子设计研究开发安全高效的杀菌消毒产品,等等。改善人类的生存环境,提高人们的生活质量。



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