不同含量銅、鋅、錫離子金屬抑菌性能測定

劉春霞，曹小秋，劉立華

(1、江蘇省南通瑞慈醫院檢驗科，江蘇 南通 226010；2、上海同普放射防護設備有限公司，上海 200033)

微生物廣泛分布在自然界，金屬離子的抑菌作用早有報道[1]。本實驗主要針對銅、鋅、錫等金屬離子抗菌作用進行探討，觀察不同含量的銅、鋅、錫金屬對細菌的抑制作用，并對不同種細菌的抑菌性能進行了測試和比較，現報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 1 號金屬板-紫銅：含銅離子約為99%，其他Pb、Fe、S、Sb等合計約1%；2 號金屬板-青銅：含Cu 約92%，Sn 約7%，其他Pb、Al、Fe、P、Si、Sb等合計約為1%；3 號金屬板-黃銅：含Cu 約62%，Zn 約37%，其他Pb、Fe、S、Sb等合計約為1%。三種金屬板均由上海同普放射防護有限公司提供，面積為7cm×10cm。

1.2 實驗菌株 標準菌株:金黃色葡萄球菌(ATCC25923)、大腸埃希菌(ATCC25922)、銅綠假單胞菌(ATCC27853)，均購自江蘇省臨床檢驗中心。臨床分離菌株：金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、銅綠假單胞菌和白假絲酵母菌均從臨床患者標本中分離獲得。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗菌懸液的制備[2]將上述標準菌株和臨床分離菌株接種到新鮮的營養培養基中，取24h培養物，用生理鹽水稀釋，配制成不同濃度的菌懸液備用。

1.3.2 金屬板對金黃色葡萄球菌與大腸埃希菌的抑菌作用 將金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌的標準菌株和臨床分離菌株制成菌懸液濃度為(cfu/ml)：1.5×106、1.5×104、1.5×102、75等，取1ml 菌懸液混入4ml 56℃營養瓊脂液中，澆注到1～3 號金屬板和陽性對照中，澆注量為1ml/板，厚度為2mm。對照板使用滅菌后培養皿。37℃孵育24～72h，觀察細菌生長情況。

1.3.3 金屬板對銅綠假單胞菌的抑菌作用 將銅綠假單胞菌的標準菌株和臨床分離菌株制成菌懸液濃度為(cfu/ml)：6×102、3×102、1.5×102、75等，取1ml菌懸液混入4ml 56℃營養瓊脂液中，澆注到1～3號金屬板和陽性對照，澆注量為1ml/板，厚度為2mm。對照板使用滅菌后培養皿。37℃孵育24～72h。

1.3.4 金屬板對白假絲酵母菌的抑菌作用 將白色假絲酵母菌臨床分離菌株配制成菌懸液濃度為(cfu/ml)：5×103、5×102、50、5等，取1 ml 菌懸液混入4ml 56℃營養瓊脂液中澆注到1～3 號金屬板和陽性對照中，澆注量為1ml/板，厚度為2mm。對照板使用滅菌后培養皿。37℃孵育72h。

1.3.5 劃線方法觀察不同金屬板對細菌的抑制作用 將金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的標準菌株和臨床菌株，配制成菌懸液，濃度均為6000 cfu/ml。將1～3 號金屬板上各加血液營養培養基10ml 鋪板，冷卻呈凍狀。以5μl 定量接種于3 塊金屬板，同時陽性對照。37℃孵育24～72h 后，觀察細菌生長情況。

2 結果

2.1 金屬板對金黃色葡萄球菌與大腸埃希菌的抑制情況 1 號金屬板和3 號金屬板抑菌能力最強，不同濃度的細菌均無生長；2 號金屬板較差，1.5×102cfu/ml的菌液就能生長。具體情況見表1和表2。

2.2 金屬板對銅綠假單胞菌的抑制情況 1～3 號抑菌能力較差，1～3 號金屬板對高濃度細菌幾乎沒有抑菌能力。具體情況見表3。

2.3 金屬板對白假絲酵母菌的抑制情況 1 號金屬板表現出了較好抑菌效果；2～3 號抑菌能力較差。見表4。

2.4 劃線法觀察金屬板對細菌的抑菌效果 金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的標準菌株和臨床菌株的抑菌作用是3 號板抑菌能力較強，1 號板次之，2號板最差。

3 討論

金屬離子(Cu2+、Zn2+、Sn2+)具有廣譜而強大的抑菌作用，根據實驗研究，金屬離子系列抑菌性物質對大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌等均有殺滅、抑制能力，金屬離子主要是通過接觸反應造成大腸埃希菌的活性成分破壞或產生障礙，當微量金屬離子到達菌種的細胞時，因帶有負電荷，依靠靜電吸引作用，使二者牢固吸附，金屬離子穿透細胞膜進入細胞內，使蛋白質凝固，破壞細胞合成酶的活性，使細胞喪失分裂增殖能力而死亡[3-4]。

表1 金屬板對金黃色葡萄球菌的抑菌效果

表2 金屬板對大腸埃希菌的抑菌效果

表3 金屬板對銅綠假單胞菌的抑菌效果

表4 金屬板對白假絲酵母菌臨床菌株的抑菌效果

紫銅(1 號金屬板)、青銅(2 號金屬板)、黃銅(3號金屬板)因各自成分不同，抑菌效果也各不相同[5-7]。本實驗觀察到：紫銅和黃銅對金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的標準菌株與臨床分離菌株的抑菌效果均較好，不同濃度的細菌均無生長；實驗中發現紫銅接觸培養基部分變成墨綠色，分析金屬離子與培養基中某些成分發生反應，可能與抑菌有關；而黃銅在實驗中始終未變色，故黃銅抑菌性能最好。

本研究發現金屬離子對白假絲酵母菌抑菌效果較差，對銅綠假單胞菌抑菌效果最差。分析可能與細菌的結構有關，白假絲酵母菌屬于真核細胞微生物，細胞壁較厚，金屬離子不能輕易滲透到細胞內，使其蛋白質凝固和破壞細胞合成酶的活性，故抑菌效果相對較差[8]；銅綠假單胞菌耐藥機制中發現此細菌有外膜通透性障礙、主動外排系統和形成生物膜現象等[9]，金屬離子不但不易滲透入細菌體內，而且細胞膜上的主動外排系統能把金屬離子泵出來，這可能是銅綠假單胞菌的抑菌效果最差的原因。

金屬離子發揮抑菌作用首先靠接觸細菌，進而穿透細菌的細胞膜，使細菌細菌喪失分裂增殖能力而死亡，所以實驗中使用細菌劃線法效果較差。

金屬離子抑菌的深入研究,對于醫療器械的選材,化學消毒劑的合理使用以及醫院感染管理均有一定的參考意義。

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