抗茵空氣過濾器濾料抑菌性能試驗(yàn)方法的研究
摘要：指出濾料的抑菌性能是抗菌空氣過濾器最重要的評(píng)價(jià)參數(shù)。使用廣口瓶浸漬法、最小抑菌濃度法、甲行劃線法和浸泡法對(duì)幾種不同的濾料進(jìn)行了抑菌性能試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)浸泡法可以用于抗菌濾料抑菌性能的定性試驗(yàn)，廣口瓶浸漬法和最小抑菌濃度法HJ．以用于抗菌濾料抑菌性能的定量試驗(yàn)，平行劃線法不能用于抗菌濾料的抑菌性能試驗(yàn)。
緒論
許多研究發(fā)現(xiàn)，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、施工或運(yùn)行管理不當(dāng)?shù)那闆r下會(huì)造成微生物在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)定植、繁殖與傳播，引起拳內(nèi)微生物污染，甚至爆發(fā)疫情。岡此控制或消除通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的微生物污染已經(jīng)成為改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的一個(gè)急需解決的問題，特別對(duì)有微生物控制要求的房間控制 ]。目前最安全、最有效flI,JXq策就是消除微生物的滋生所需的條件，如控制高濕卜j積水(消除凝水，加強(qiáng)保溫，防止結(jié)露與新風(fēng)Ll的雨雪侵蝕)，消除營(yíng)養(yǎng)源(增加過濾效率，減少積塵，提高密封性，避免滲漏)。空氣過濾器無疑是后一控制作用的主角，但由于它的功能(濾塵)及所處環(huán)境的特殊性(通常位于新風(fēng)引人處和表冷盤管后，容易受潮)，使過濾器積塵受潮，微乍物在過濾器濾料內(nèi)繁衍生 ，釋放代謝產(chǎn)物如臭氣，內(nèi)毒素 外毒素、過敏原等，有可能穿透過濾器，對(duì)下游氣流造成二次污染。
為減小過濾器的微生物污染，通常的做法是提高過濾器的更換頻率(減少積塵可能)，或存過濾器前增加預(yù)熱盤管(減少相對(duì)濕度)，以及采用憎水無機(jī)濾料的過濾器。目前抗菌過濾器引人注目，但抗菌過濾器的實(shí)際使用效果尚尤定淪，其性能參數(shù)如濾菌效率、抑菌效率的研究也很少，也無相應(yīng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)方法。在美國(guó)有研究者研究了抗菌措施、過濾器形式、使用環(huán)境條件、容塵量及微生物種類對(duì)于濾料效率的影響，并研究了不同條件下過濾器濾料上的微生物生長(zhǎng)情況 。在國(guó)內(nèi)，有研究者對(duì)普通濾料的濾菌效率進(jìn)行了研究，而過濾器對(duì)微生物的抑制作月』未見有研究 。筆者參與的課題組曾對(duì)抗菌空氣過濾器濾菌性能評(píng)價(jià)作_『一些研究，根據(jù)多次試驗(yàn)，認(rèn)為同級(jí)別的抗菌空氣過濾器與普通空氣過濾器對(duì)于微生物的過濾效率差別不大。
存實(shí)際使用中抗菌過濾器的更重要一面應(yīng)是防止微生物在過濾器上的繁殖，岡此抗菌過濾器的抑菌性能比其濾菌效率顯然更關(guān)鍵，前者對(duì)控制過濾器的二次污染起著決定性作用。為此筆者在上述研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)抗菌空氣過濾器的抑菌性能評(píng)價(jià)進(jìn)行研究。
為了評(píng)價(jià)這些濾料的抑菌性能，借鑒國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)?～ ，分別采用廣口瓶浸漬法、最小抑菌濃度法、平行劃線法進(jìn)行了試驗(yàn)，并用簡(jiǎn)易的浸泡法進(jìn)行比較。
1.廣口瓶浸漬法(AATCC Test Method 100)
1．1 方法的由來
該方法參照了美國(guó)紡織化學(xué)家和染色家協(xié)會(huì)技術(shù)手冊(cè)(AATCC Technical Manua1)中紡織材料抗菌整理的評(píng)定方法(AATCC 100．1988)，可用于抗菌濾料抑菌能力的定量分析?]。類似方法有《消毒技術(shù)規(guī)范》中的浸漬試驗(yàn)法。
1.2 試驗(yàn)過程
菌種為金黃色葡萄球菌261ll(41，菌液濃度為l0個(gè)／mL。將直徑為4．8 cm的A、B、C、D四種濾料 片分別堆放到四個(gè)J 口瓶(容量250 mL，帶旋蓋)中，在每個(gè)瓶中分別加入20 mL左右的菌液(菌液量應(yīng)能剛好被濾料吸收完全而沒有剩余，保證其與濾料的充分作 )，用滅菌玻璃棒確保均勻分布。盡快(0接觸時(shí)間)往廣口瓶中添加100 mL的PBS溶液(0．03 mol／L，PH7．2)，搖晃均勻后取樣稀釋培養(yǎng)。冉取這四種濾料重復(fù)上述試驗(yàn)，但接觸時(shí)間不是0而是24小時(shí)，即彳F添加PBS溶液前要在37℃下培養(yǎng)廣15瓶24小時(shí)。
試驗(yàn)結(jié)果的有效性有兩個(gè)約束條件，本試驗(yàn)也對(duì)這兩個(gè)條件進(jìn)行了驗(yàn)證。作為對(duì)照，0 h接觸時(shí)間未接種抗菌濾料A、B上的菌數(shù)為0；同樣，作為對(duì)照的接種普通濾料D在24 h接觸時(shí)間的菌數(shù)比0 h接觸時(shí)問的菌數(shù)有顯著增加(Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，顯著性水平5％ o因此町以認(rèn)為結(jié)果是有效的。
1．4 結(jié)論與討論
使用金黃色葡萄球菌做試驗(yàn)菌是因其為空氣中常見的有害菌，更接近抗菌濾料的實(shí)際工況。該法采用帶旋蓋的廣口瓶以防止水分的蒸發(fā)，在取樣培養(yǎng)前添加PBS溶液以中和抗菌劑及濾料整理劑的影響，并考慮了對(duì)照因子以保證結(jié)果的有效性。需要說明的是，最后得出的抑菌率應(yīng)標(biāo)明試驗(yàn)菌的種類和菌液的濃度。
該法適用于溶出性抗菌濾料抑菌性能的定量鑒定。如果濾料中的抗菌劑是非溶出性的，可對(duì)試驗(yàn)方法加以改進(jìn)，采用振蕩的方法使抗菌劑和菌液充分接觸，具體可參見《消毒技術(shù)規(guī)范》L12J中的振蕩燒瓶法。
2 .最小抑菌濃度法
2．1試驗(yàn)方法的原理
該方法參照了《消毒技術(shù)規(guī)范》Llz】中的最小抑菌濃度法，通過觀察細(xì)菌在混合了濾料懸液的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)與否，確定能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的最低濾料懸液濃度， 即最小抑菌濃度(MIC，Minimal InhibitoryConcentration)。根據(jù)濾料的一些特性，對(duì)試驗(yàn)方法做r一些改進(jìn)。
2．2 試驗(yàn)內(nèi)容
菌液采用金黃色葡萄球菌261l1(4)，濃度為l0個(gè)／mL。濾料采用A濾料，先將其研磨粉碎，然后用PBS溶液(0．03 mol／L，PH 7．2)配制成一系列質(zhì)量濃度的懸液。分別取10mL懸液和10mL雙倍MH瓊脂培養(yǎng)液混合后澆注于(p 90的平m內(nèi)，制成多個(gè)含濾料的不同濃度的培養(yǎng)基，然后取0．1 mL菌液平鋪在培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)。
2．3 分析與探討
該方法可用于不同濾料的抑菌性能比較，且能以最小抑菌濃度值對(duì)抑菌性能進(jìn)行量化。要注意最小抑菌濃度一定要給出具體的試驗(yàn)參數(shù)條件(如試驗(yàn)菌的種類、濃度等)。試驗(yàn)中也考慮了對(duì)照兇子，即將不含濾料的PBS溶液與瓊脂混合后制成培養(yǎng)基，進(jìn)行鋪板培養(yǎng)。
由于濾料粉碎后形成了較大的表而積，能與菌液充分接觸，因此該方法同時(shí)適用于溶出性和非溶出性抗菌濾料的鑒定。但該方法只適用于親水性濾料，憎水性濾料難以形成混合均勻的懸液，制成培養(yǎng)基后濾料會(huì)浮在表面。
3 .平行劃線法(AATCC Test Method 147)
3．1方法的由來
在AATCC技術(shù)手冊(cè)中，該方法屬于AATCC 100的初步試驗(yàn)法，用于快速方便的對(duì)紡織材料的抗菌性能進(jìn)行定性試驗(yàn)_l3]。類似的方法有《消毒技術(shù)規(guī)范【12]中的抑菌環(huán)試驗(yàn)法。
3．2試驗(yàn)內(nèi)容
試驗(yàn)用菌為金黃色葡萄球菌26111(4)，菌濃為0 個(gè)／mL。用2 nllTl的接種環(huán)盛滿菌液，在盛有瓊脂的‘p100培養(yǎng)中部每隔10 mm劃一道75 mm長(zhǎng)的線，共5道，互相平行。剪取尺寸大小為25 x50 mm的A、B、C、D四種濾料方片，分別壓在各個(gè)培養(yǎng)ll11．的瓊脂表面，確保能橫跨5條接種線，將培養(yǎng)nTL進(jìn)行培養(yǎng) ．濾料的抑菌能力根據(jù)其抑制區(qū)的大小來進(jìn)行評(píng)估。觀察培養(yǎng)¨TL的培養(yǎng)結(jié)果，如果樣品底F沿接種劃線的菌落出現(xiàn)生長(zhǎng)中斷，井形成超出樣品邊緣的清晰抑制區(qū)域，就可稱之為抑制區(qū)。但這四種濾料的試驗(yàn)結(jié)果都未出現(xiàn)清晰的抑制區(qū)，在濾料底部的接種劃線上也未出現(xiàn)明顯的菌落生長(zhǎng)中斷。
3．3分析與探討
該試驗(yàn)法及與之類似的方法 適用于濾料等較厚較蓬松的織物， E們的應(yīng)用范圍應(yīng)該是那些較薄且致密的織物。
4 浸泡法
4.1試驗(yàn)方法的由來
廣口瓶浸漬法的步驟較多，操作比較繁瑣，不適用于那些需要對(duì)濾料的抑菌性能作出快速定性鑒定的應(yīng)用場(chǎng)合。為此筆者對(duì)該法進(jìn)行了簡(jiǎn)化，將濾料直接浸泡在菌液中，根據(jù)浸泡前后菌液濃度的變化確定濾料對(duì)試驗(yàn)用菌的抑制作用的強(qiáng)弱。
4．2試驗(yàn)過程
試驗(yàn)用細(xì)菌采用白色葡萄球菌26101(S．2)，菌液濃度為10 CFU／mL。試驗(yàn)用濾料見表2。濾料尺寸為40mmx40mm，每塊濾料用13 mL的菌液浸泡在qo70的培養(yǎng)皿中，浸泡15 rain，然后取浸泡后的菌液培養(yǎng)。
4．3 分析與探討
對(duì)于白色葡萄球菌，A、B兩種抗菌濾料具有很強(qiáng)的抑菌性能，在15 rain內(nèi)就將菌液降到很低的濃度，在本試驗(yàn)中，根據(jù)培養(yǎng)結(jié)果折算得到的浸泡后的菌液濃度都為0。這樣就很難分辨A、B兩種抗菌濾料抑菌能力的不同。比較好的改進(jìn)措施是在浸泡后的菌液中加入PBS緩沖溶液(O．03 moUL，PH7．2)，中和掉濾料上浸出的抗菌劑或?yàn)V料整理劑對(duì)培養(yǎng)過程中菌落生長(zhǎng)的影響，使培養(yǎng)結(jié)果更能反映浸泡后菌液的真實(shí)濃度。
5 結(jié)論
抗菌過濾器防止微生物在過濾器上繁殖的抑菌性能比濾菌性能更重要。濾料的抑菌性能是抗菌過濾器最重要的評(píng)價(jià)參數(shù)，但與之相關(guān)的試驗(yàn)方法很少有見研究。本文采用四種不同的試驗(yàn)方法，對(duì)濾料的抑菌能力進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，廣口瓶浸漬法和最小抑菌濃度法可用于抑菌性能的定量分析，但過程復(fù)雜；浸泡法簡(jiǎn)單快速但只能崩于定性分析；平行劃線法 于濾料結(jié)構(gòu)的特殊性不能用于抑菌能力的鑒定。
許多國(guó)家都有織物抗菌劑的性能試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)，例如中國(guó)的FZ／T01021、日本的JISL1902和美國(guó)的AATCC標(biāo)準(zhǔn)，但沒有具體針 對(duì)抗菌過濾器的。本文借鑒了這些標(biāo)準(zhǔn)中幾種有代表性的方法，其中廣口瓶浸漬法和平行劃線法借鑒了AATCC用于評(píng)價(jià)紡織品抗菌能力的試驗(yàn)法，最小抑菌濃度法則借鑒了國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)《消毒技術(shù)規(guī)范》[12J，并根據(jù)濾料的具體構(gòu)造對(duì)這方法進(jìn)行了改造。例如，根據(jù)空調(diào)行業(yè)的特點(diǎn)，將廣口瓶浸漬法簡(jiǎn)化為浸泡法，使之可應(yīng)用于抗菌過濾器的快速定性鑒定。
本文中的四種方法都只適用于實(shí)驗(yàn)室研究。如果要應(yīng)剛于現(xiàn)場(chǎng)研究，則存在較多的困難，例如過濾器上菌種比較廣 泛，帶菌周期也較長(zhǎng)，另外灰塵雜質(zhì)也會(huì)給試驗(yàn)過程帶來干擾。比較可行的辦法是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的同樣使用環(huán)境下的抗菌過濾器和普通過濾器，用浸泡法(浸泡液改用PBS溶液而不是菌液)分別對(duì)抑菌性能進(jìn)行定性鑒定。也可用人工噴菌霧的方法加速過濾器的帶菌過程㈣，然后再用浸泡法鑒定。
抗菌濾料常用的抗菌劑有重金屬鹽，季胺或氯的高分子化合物，以及甲殼素等有機(jī)物。如果事先知道抗菌劑是非溶出性的，則應(yīng)在試驗(yàn)中添加一些振蕩的過程，確保細(xì)菌與抗菌劑的充分接觸。
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