不同含量銅、鋅、錫離子金屬抑菌性能測(cè)定

劉春霞，曹小秋，劉立華

(1、江蘇省南通瑞慈醫(yī)院檢驗(yàn)科，江蘇 南通 226010；2、上海同普放射防護(hù)設(shè)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(bào)道[1]。本實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)銅、鋅、錫等金屬離子抗菌作用進(jìn)行探討，觀察不同含量的銅、鋅、錫金屬對(duì)細(xì)菌的抑制作用，并對(duì)不同種細(xì)菌的抑菌性能進(jìn)行了測(cè)試和比較，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 材料與方法

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

1.2 實(shí)驗(yàn)菌株 標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)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(biāo)本中分離獲得。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)菌懸液的制備[2]將上述標(biāo)準(zhǔn)菌株和臨床分離菌株接種到新鮮的營養(yǎng)培養(yǎng)基中，取24h培養(yǎng)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)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(yǎng)瓊脂液中，澆注到1～3 號(hào)金屬板和陽性對(duì)照中，澆注量為1ml/板，厚度為2mm。對(duì)照板使用滅菌后培養(yǎng)皿。37℃孵育24～72h，觀察細(xì)菌生長(zhǎng)情況。

1.3.3 金屬板對(duì)銅綠假單胞菌的抑菌作用 將銅綠假單胞菌的標(biāo)準(zhǔn)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(yǎng)瓊脂液中，澆注到1～3號(hào)金屬板和陽性對(duì)照，澆注量為1ml/板，厚度為2mm。對(duì)照板使用滅菌后培養(yǎng)皿。37℃孵育24～72h。

1.3.4 金屬板對(duì)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(yǎng)瓊脂液中澆注到1～3 號(hào)金屬板和陽性對(duì)照中，澆注量為1ml/板，厚度為2mm。對(duì)照板使用滅菌后培養(yǎng)皿。37℃孵育72h。

1.3.5 劃線方法觀察不同金屬板對(duì)細(xì)菌的抑制作用 將金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的標(biāo)準(zhǔn)菌株和臨床菌株，配制成菌懸液，濃度均為6000 cfu/ml。將1～3 號(hào)金屬板上各加血液營養(yǎng)培養(yǎng)基10ml 鋪板，冷卻呈凍狀。以5μl 定量接種于3 塊金屬板，同時(shí)陽性對(duì)照。37℃孵育24～72h 后，觀察細(xì)菌生長(zhǎng)情況。

2 結(jié)果

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

2.2 金屬板對(duì)銅綠假單胞菌的抑制情況 1～3 號(hào)抑菌能力較差，1～3 號(hào)金屬板對(duì)高濃度細(xì)菌幾乎沒有抑菌能力。具體情況見表3。

2.3 金屬板對(duì)白假絲酵母菌的抑制情況 1 號(hào)金屬板表現(xiàn)出了較好抑菌效果；2～3 號(hào)抑菌能力較差。見表4。

2.4 劃線法觀察金屬板對(duì)細(xì)菌的抑菌效果 金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的標(biāo)準(zhǔn)菌株和臨床菌株的抑菌作用是3 號(hào)板抑菌能力較強(qiáng)，1 號(hào)板次之，2號(hào)板最差。

3 討論

金屬離子(Cu2+、Zn2+、Sn2+)具有廣譜而強(qiáng)大的抑菌作用，根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，金屬離子系列抑菌性物質(zhì)對(duì)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(yīng)造成大腸埃希菌的活性成分破壞或產(chǎn)生障礙，當(dāng)微量金屬離子到達(dá)菌種的細(xì)胞時(shí)，因帶有負(fù)電荷，依靠靜電吸引作用，使二者牢固吸附，金屬離子穿透細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，使蛋白質(zhì)凝固，破壞細(xì)胞合成酶的活性，使細(xì)胞喪失分裂增殖能力而死亡[3-4]。

表1 金屬板對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌效果

表2 金屬板對(duì)大腸埃希菌的抑菌效果

表3 金屬板對(duì)銅綠假單胞菌的抑菌效果

表4 金屬板對(duì)白假絲酵母菌臨床菌株的抑菌效果

紫銅(1 號(hào)金屬板)、青銅(2 號(hào)金屬板)、黃銅(3號(hào)金屬板)因各自成分不同，抑菌效果也各不相同[5-7]。本實(shí)驗(yàn)觀察到：紫銅和黃銅對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的標(biāo)準(zhǔn)菌株與臨床分離菌株的抑菌效果均較好，不同濃度的細(xì)菌均無生長(zhǎng)；實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)紫銅接觸培養(yǎng)基部分變成墨綠色，分析金屬離子與培養(yǎng)基中某些成分發(fā)生反應(yīng)，可能與抑菌有關(guān)；而黃銅在實(shí)驗(yàn)中始終未變色，故黃銅抑菌性能最好。

本研究發(fā)現(xiàn)金屬離子對(duì)白假絲酵母菌抑菌效果較差，對(duì)銅綠假單胞菌抑菌效果最差。分析可能與細(xì)菌的結(jié)構(gòu)有關(guān)，白假絲酵母菌屬于真核細(xì)胞微生物，細(xì)胞壁較厚，金屬離子不能輕易滲透到細(xì)胞內(nèi)，使其蛋白質(zhì)凝固和破壞細(xì)胞合成酶的活性，故抑菌效果相對(duì)較差[8]；銅綠假單胞菌耐藥機(jī)制中發(fā)現(xiàn)此細(xì)菌有外膜通透性障礙、主動(dòng)外排系統(tǒng)和形成生物膜現(xiàn)象等[9]，金屬離子不但不易滲透入細(xì)菌體內(nèi)，而且細(xì)胞膜上的主動(dòng)外排系統(tǒng)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(fā)揮抑菌作用首先靠接觸細(xì)菌，進(jìn)而穿透細(xì)菌的細(xì)胞膜，使細(xì)菌細(xì)菌喪失分裂增殖能力而死亡，所以實(shí)驗(yàn)中使用細(xì)菌劃線法效果較差。

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

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