一種納米消毒涂料對物體表面消毒的效果及其安全性探討

摘" 要：為了評價一種以納米銀為主要活性成分的納米消毒涂料對物體表面進行現(xiàn)場消毒效果及其安全性，本試驗采用物體表面消毒現(xiàn)場試驗、急性經(jīng)口毒性試驗、一次完整皮膚刺激試驗、小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗進行檢測。結(jié)果顯示，納米消毒涂料作用5 min對物體表面的細菌殺滅對數(shù)值大于1.00，急性經(jīng)口毒性試驗證明其無毒；通過對新西蘭兔進行一次完整皮膚刺激試驗，證明其無刺激性；小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗證明其對體內(nèi)染色體不會產(chǎn)生損傷，為致突變陰性。結(jié)果表明，該納米消毒涂料能快速殺滅物體表面細菌，且無毒、無刺激性、無致畸致突變作用。

關(guān)鍵詞：消毒；納米銀；效果；安全性

中圖分類號：S828.5 文獻標志碼：A 文章編號：1001-0769（2024）03-0014-05

消毒是阻斷疫病傳播的重要方式，通過殺滅病原微生物達到防控的目的，然而很多高效消毒劑因其具有毒性、腐蝕性、刺激性等而使用受限。納米銀顆粒已被公認具有抗菌、抗病毒特性[1-2]，廣泛用于衛(wèi)生、化工、紡織等領(lǐng)域[3-6]。本文以納米銀為主要成分的納米消毒涂料為研究對象，進行了物體表面殺菌效果現(xiàn)場試驗和毒理學(xué)安全性評價，擬用于養(yǎng)殖場和公共衛(wèi)生環(huán)境消毒，現(xiàn)將試驗結(jié)果報告如下。

1" 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用納米消毒涂料的成分包括納米銀、硝酸銀、丙二醇、改性羧甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、葡萄糖等，由長沙綠葉生物科技有限公司提供；稀釋液為含0.1％吐溫80的磷酸鹽緩沖溶液（phosphate buffered solution，PBS）；胰蛋白胨大豆瓊脂培養(yǎng)基與D/E中和肉湯均購自環(huán)凱微生物科技有限公司，D/E中和肉湯按照文獻[7]鑒定合格后備用；無菌棉拭規(guī)格板（5.0 cm×5.0 cm）。

電熱恒溫培養(yǎng)箱為上海一恒DHP-9272，超凈工作臺為蘇凈安泰SW-CJ-2F。

昆明小鼠（無特定病原體級，濟南朋悅實驗動物繁育有限公司）體重18～22 g，共70只，雌雄各半；小鼠飼料購自天津科澳協(xié)力飼料有限公司；新西蘭兔（普通級，山東艾萊克生物科技有限公司）體重2.0～2.5 kg，共3只，雄性；兔飼料購自山東艾萊克生物科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 消毒物體表面的現(xiàn)場試驗

隨機選取表面較為平整的物體共30個，分別在每個物體同一表面相鄰區(qū)域劃定兩塊25 cm2的試驗區(qū)域，標記為區(qū)域1、區(qū)域2，分別用于消毒前樣本采集與消毒后樣本采集。消毒前將無菌棉拭于5 mL稀釋液試管中沾濕，對區(qū)域1進行涂抹采樣，作為陽性對照組樣本。將稀釋好的納米消毒涂料涂擦于物體表面區(qū)域2，消毒" " 5 min后，將無菌棉拭于5 mL中和劑試管中沾濕，對消毒區(qū)域2涂抹采樣，作為消毒組樣本。同批次中和劑、稀釋液各1.0 mL接種培養(yǎng)基，作為陰性對照組樣本。將陽性對照組、陰性對照組和消毒組樣本各1.0 mL，分別接種于平皿，37 ℃恒溫培養(yǎng)48 h，觀察結(jié)果，計算殺滅對數(shù)值。

陽性對照組樣本應(yīng)有較多細菌生長，陰性對照組樣本無細菌生長，消毒組樣本的平均殺滅對數(shù)值≥1.00，可判定為消毒合格，試驗溫度20～22 ℃，相對濕度50％～52％，試驗重復(fù)3次。

1.2.2 急性經(jīng)口毒性試驗

配制終濃度為250 mg/mL的納米消毒涂料樣本。昆明小鼠雄性和雌性各10只，稱重，禁食不禁水過夜，進行一次最大限度試驗，灌胃給予劑量5 010 mg/kg，灌胃體積為0.2 mL/10 g。記錄昆明小鼠灌胃后的表現(xiàn)，記錄14 d。對死亡小鼠剖檢，進行肉眼觀察、組織病理學(xué)觀測。

毒性評價標準：半數(shù)致死量（median lethal dose，LD50）大于5 000 mg/kg為實際無毒；LD50在501～5 000 mg/kg為低毒；LD50在51～500 mg/kg為中等毒；LD50在1～50 mg/kg為高毒；LD50小于1 mg/kg為劇毒。

1.2.3 一次完整皮膚刺激試驗

選用健康新西蘭兔3只，背部脊柱左右兩側(cè)各脫掉約3 cm×3 cm的毛，取納米消毒涂料樣本0.5 mL涂于左側(cè)皮膚，用一層無刺激塑料膜覆蓋，再用無刺激膠布固定敷4 h，右側(cè)皮膚作為對照。試驗結(jié)束后用水洗除受試物，并于1、24、" " "48 h觀察皮膚局部反應(yīng)，計算各時間點的皮膚刺激反應(yīng)評分平均值。皮膚刺激反應(yīng)評分標準見表1。同時觀察除刺激性以外的其他毒性作用。

1.2.4 小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗

選取昆明小鼠雌雄各15只，隨機分為3組，納米消毒涂料對昆明小鼠的LD50＞5 000 mg/kg，設(shè)計高劑量為5 000 mg/kg，中劑量為高劑量的1/2，低劑量為高劑量的1/5；采用經(jīng)口灌胃30 h染毒法，灌胃體積為0.2 mL/10 g，即兩次染毒間隔24 h，第二次染毒后6 h取樣。陽性和陰性對照組采用20只昆明小鼠，雌雄各半，陽性對照組給予環(huán)磷酰胺（40 mg/kg），陰性對照組給予受試物溶劑（水）。陽性與陰性對照組的操作程序同試驗組。

用頸椎脫臼法處死動物，取股骨，用小牛血清沖洗骨髓腔，然后常規(guī)涂片、固定、姬姆薩染色、鏡檢。計數(shù)嗜多染紅細胞（polychromatic erythrocyte，PCE）、正染紅細胞（normochromatic erythrocyte，NCE）和含微核的PCE數(shù)。每只動物共計數(shù)1 000個PCE。

陰性對照組小鼠的微核細胞率一般不超過0.3％。用波松分布u檢驗法進行統(tǒng)計學(xué)處理。當各劑量組小鼠的微核細胞率比陰性對照組小鼠的顯著增加，并有劑量-反應(yīng)關(guān)系，或僅一個劑量組小鼠的微核細胞率顯著增加，并經(jīng)重復(fù)試驗證實時，均可判為受試物出現(xiàn)染色體損傷。

2" 試驗結(jié)果

2.1 消毒物體表面的現(xiàn)場試驗

第一組殺滅對數(shù)值為0.80～1.60，第二組殺滅對數(shù)值為0.60～1.60，第三組殺滅對數(shù)值為0.60～1.60，如表2所示。每組平均殺滅對數(shù)值分別為1.21、1.24、1.24，陰性對照組無菌生長。納米消毒涂料消毒物體表面現(xiàn)場試驗結(jié)果表明，納米消毒涂料作用5 min對物體表面細菌的平均殺滅對數(shù)值均＞1.00。

2.2 急性經(jīng)口毒性試驗

對試驗昆明小鼠進行14 d的觀察，在染毒期間小鼠未出現(xiàn)任何異常癥狀和死亡。觀察周期結(jié)束后，對受試動物解剖未見異常。試驗結(jié)果顯示，納米銀消毒劑對昆明小鼠的急性經(jīng)口毒性" "LD50＞5 000 mg/kg，根據(jù)消毒劑的毒性評價規(guī)定，納米消毒涂料為無毒。

2.3 一次完整皮膚刺激試驗

試驗新西蘭兔背部試驗側(cè)均無不良反應(yīng)，與對照側(cè)一致，根據(jù)紅斑與水腫形成情況進行刺激反應(yīng)評分均為0，根據(jù)《消毒技術(shù)規(guī)范》對皮膚刺激強度分級規(guī)定，納米消毒涂料無刺激性。

2.4 小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗

小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗結(jié)果表明，低、中、高劑量組的微核細胞率與陰性對照組相比均無顯著差異（P＞0.05），陽性對照組與陰性對照組小鼠的微核細胞率有顯著差異（P＜0.01），雌性和雄性陰性對照組小鼠的微核細胞率分別為（1.00±0.70）‰和（0.80±0.80）‰，符合規(guī)定，未超過0.30％（表3）。根據(jù)消毒劑的毒性評價規(guī)定，納米消毒涂料不會引起昆明小鼠骨髓微核細胞率升高，不會造成體內(nèi)染色體損傷，為致突變陰性。

3" 討論

從傳染病流行的三個環(huán)節(jié)來看，消毒是切斷疫病傳播途徑的重要措施之一。特別是2018年非洲豬瘟傳入我國以后，由于市面上沒有安全有效的疫苗可用，消毒已成為防控非洲豬瘟的一種直接、有效、經(jīng)濟的防控措施。近幾年隨著非洲豬瘟疫情的流行，豬場頻繁使用高濃度的消毒劑，導(dǎo)致動物表面黏膜受損、金屬設(shè)備嚴重腐蝕、飼養(yǎng)員皮膚過敏等諸多安全問題。長時間、高頻次使用高濃度消毒劑進行消毒的潛在危害不容忽視。

研究已證實，在實驗室條件下納米消毒涂料具有較好的殺菌效果，殺菌作用持久，且對金屬腐蝕性小。然而環(huán)境中病原微生物復(fù)雜多樣，溫度、pH、有機質(zhì)等都會影響消毒劑的效果，現(xiàn)場消毒效果試驗直接體現(xiàn)消毒劑在實際應(yīng)用情況下的消毒效果[8]。在本研究中，納米消毒涂料噴涂5 min后對物體表面細菌的平均殺滅對數(shù)值大于1.00，根據(jù)《消毒技術(shù)規(guī)范》可判定為消毒合格[7]，表明納米消毒涂料在物體表面消毒使用場景中具有快速殺滅病原微生物的作用。

養(yǎng)殖場在開展消毒工作時，不能一味地追求消毒效果而隨意加大消毒濃度和增加消毒頻次。在保證消毒效果的前提下，還要考慮動物和飼養(yǎng)員的健康問題。選擇消毒產(chǎn)品應(yīng)遵循高效、安全、環(huán)保的原則，根據(jù)不同場所選擇合適的消毒產(chǎn)品。對于飼養(yǎng)員及人居環(huán)境消毒，應(yīng)避免對皮膚、眼結(jié)膜、呼吸道黏膜等表面黏膜產(chǎn)生刺激。高效、安全、無刺激的產(chǎn)品越來越受青睞，而傳統(tǒng)消毒劑很難做到兼得，如強堿類、含氯類、過氧化物類等消毒劑刺激性強、毒性強、安全性低，不能帶動物噴灑；含碘消毒劑、季胺鹽類消毒劑刺激性小，但屬于中低效消毒劑，起效較慢。

在本研究中，納米消毒涂料具有很好的物體表面消殺效果，同時無刺激性、無毒性，不會對體內(nèi)染色體造成損傷，為致突變陰性。以上研究結(jié)果表明納米消毒涂料可作為一種較理想的消毒產(chǎn)品，特別適用于養(yǎng)殖場金屬設(shè)備、飼養(yǎng)員及人居環(huán)境的消毒。

參考文獻

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[8] 國家衛(wèi)生健康委員會．現(xiàn)場消毒評價標準：WS/T 797—2022[S]．北京：中國標準出版社，2022.

基金項目：生豬產(chǎn)業(yè)前沿關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)研究（項目編號：2019xny-js044）

作者簡介：李鑫（1995－ ），男，碩士，獸醫(yī)師，從事動物保健產(chǎn)品研發(fā)及動物疫病防控工作；E-mail：2312963654@qq.com

*通信作者：文利新；E-mail：sfwlx8015@sina.com