足一襪微環(huán)境中短柄帚霉的生物腐蝕性

中圖分類號(hào)：TS107 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1009-265X（2025）05-0056-09

棉襪因其良好的吸濕透氣性深受消費(fèi)者喜愛然而，在持續(xù)穿戴的過程中，足部與棉襪之間形成的密閉空間往往因溫濕度升高而變得悶熱潮濕，這一環(huán)境條件為微生物的滋生構(gòu)筑了理想的生態(tài)位，極大地促進(jìn)了各類真菌及細(xì)菌的快速增殖與大量繁衍[1-2]。在各種微生物滋生過程中，往往伴隨著致病菌的存在，直接威脅足部健康，引起腳部瘙癢、足部異味以及足癬等常見皮膚疾病的高發(fā)[3-5]，這些現(xiàn)象不僅降低了足部的舒適度，還對(duì)人體健康產(chǎn)生了不良影響。其中甲真菌病便是一類常見的趾甲疾病，由皮膚癬菌、酵母菌以及霉菌等微生物侵蝕趾甲甲板所致[6]。此類疾病在全球范圍內(nèi)廣泛分布，占皮膚真菌感染的比例高達(dá) 30%^[7] 。此外，真菌在生長繁殖過程中會(huì)分泌諸如纖維素酶等生物活性物質(zhì)，這些酶類能夠特異性地識(shí)別并切割纖維素大分子結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵鍵位，從而導(dǎo)致纖維素水解，造成織物的生物腐蝕以及機(jī)械性的下降[8]

短柄帚霉作為一種普遍存在的條件致病菌，廣泛分布于土壤、食品及紡織品等多種生態(tài)環(huán)境是引起甲真菌病的常見病菌之一。研究表明，短柄帚霉所介導(dǎo)的甲真菌病在全球霉菌性甲真菌病病例中占據(jù) 3% 至 10% 的比例[10]。另外，相關(guān)研究指出短柄帚霉不僅具備侵蝕毛發(fā)及人體甲板的能力，且相較于常見的紅色毛癬菌，透甲速度更為迅速[1-12]其致病潛力不容忽視。然而，盡管短柄帚霉的致病性已被初步揭示，但關(guān)于其濃度對(duì)透甲能力的影響以及該菌對(duì)棉襪織物侵蝕作用的研究尚顯不足。鑒于此，本文首先對(duì)穿著過棉襪上分離得到的短柄帚霉進(jìn)行形態(tài)特征觀察以及理化特性分析。隨后，將短柄帚霉菌懸液接種于多種培養(yǎng)條件下的棉襪織物上，并通過對(duì)比分析，研究腐蝕前后織物機(jī)械性能的變化。此外，本文將構(gòu)建短柄帚霉透甲模型，通過模擬體外侵蝕過程來研究不同濃度短柄帚霉菌懸液對(duì)甲板的穿透情況，并通過掃描電子顯微鏡觀察被侵蝕甲板的形態(tài)變化，以期為開發(fā)有效的棉織物生物腐蝕抑制策略及甲真菌病的診療方法提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論參考。

1實(shí)驗(yàn)

1. 1 材料和儀器

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

短柄帚霉，收集廣東地區(qū)居民日常穿著過的棉襪，對(duì)其進(jìn)行微生物的分離純化得到。將分離純化得到的菌株點(diǎn)植至馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（PotatoDextroseAgar，PDA）中，于溫度 28^°C 、濕度5% 的恒溫恒濕箱培養(yǎng)6＼～8d，待長出成熟菌落。

純白棉襪，羅紋針織面料， 200g/m² ，紗線細(xì)度為 18.2tex ，購買于浪莎京東自營官方旗艦店。

趾甲板，來自正常人，提供人年齡為20＼～25歲，確認(rèn)其一年內(nèi)未外用抗菌類藥物

1. 1. 2 實(shí)驗(yàn)儀器

電子天平（AX4202ZH/E，奧豪斯儀器有限公司）；真空干燥箱（DZF-6050，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司）；立式壓力蒸汽滅菌鍋（YXQ-LS-75G，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司）； pH 儀（FZ28，METTLER TOLEDO）;恒溫恒濕箱（LHS-80HC-II，上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；生物安全柜（NU-425-400S，美國Nuaire公司）；掃描電子顯微鏡（Su1510，日本日立化學(xué)儀器有限公司）；傅里葉紅外光譜儀（Nicoletis10，美國賽默飛世爾科技有限公司）；X射線衍射儀（D2PHASERX，德國布魯克AXS有限公司）。

1. 2 實(shí)驗(yàn)方法

1. 2. 1 顯微鏡觀察

采用透明膠帶鏡檢法[13]來進(jìn)行短柄帚霉的形態(tài)觀察。首先，在載玻片上滴加適量的乳酸石炭酸棉藍(lán)染液，用無菌鑷子將透明膠兩端夾住，使膠帶彎曲成U型結(jié)構(gòu)，隨后將膠帶有膠的一面朝下，輕輕接觸菌落表面以粘附菌絲。最后，將附有菌絲的膠帶浸入載玻片上的染色液中，通過光學(xué)顯微鏡觀察短柄帚霉的孢子及菌絲形態(tài)，

1. 2. 2 溫度和 pH 值對(duì)其生長的影響

以PDA培養(yǎng)基為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，接菌后將溫度條件分別設(shè)置為 10，15，20，25，30‰ 和 35^°C ，測(cè)定溫度對(duì)菌株生長的影響;采用 0.5mol/L 的 ΔNaOH 溶液和1mol/L的HCl調(diào)整PDA培養(yǎng)基的 pH 值依次為5、6、7、8、9、10、11和12，測(cè)定 pH 值對(duì)菌株生長的影響。在接種目標(biāo)菌株后，采用十字交叉法作為測(cè)量手段，每 24h 測(cè)量并記錄一次菌落直徑，持續(xù)進(jìn)行 8d 。每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)。最后根據(jù)式（1）計(jì)算短柄帚霉的生長速度：

式中： V 為真菌的生長速度， mm/d;R₁ 為真菌生長4d的菌落半徑， mm;R₂ 為真菌生長8d的菌落半徑， mm 。

1. 2.3 短柄帚霉對(duì)棉襪織物腐蝕性

孢子液的制備：參照GB/T24346—2009《紡織品防霉性能的評(píng)價(jià)》中制備孢子液的方法。選取培養(yǎng)5＼～8d的短柄帚霉平板，加入無菌水將菌落表面孢子洗脫，從而得到新鮮的孢子原液。將所得孢子原液置于離心機(jī)中，在 4000r/min 條件下離心 10min ，結(jié)束后去除上清液，為進(jìn)一步純化孢子，采用無菌水對(duì)沉淀重復(fù)洗滌，并在相同條件下再次離心處理，此步驟需重復(fù)3次。最后用PBS稀釋孢子，振蕩器振蕩均勻后用血球計(jì)數(shù)器測(cè)定其孢子含量，使孢子液濃度處于 1×10⁶～5×10⁶CFU/mL 。

織物腐蝕實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：參照文獻(xiàn)［14]中的方法對(duì)織物進(jìn)行腐蝕實(shí)驗(yàn)。本文設(shè)計(jì)了3組實(shí)驗(yàn)（G1、G2、G3），均在 （28±2）^°C 的恒溫恒濕條件下進(jìn)行。G1組使用無培養(yǎng)基，G2組采用無機(jī)鹽培養(yǎng)基，而G3組則使用富集營養(yǎng)培養(yǎng)基（ 0.5% 葡萄糖）。將棉襪織物分別置于這3種不同條件的培養(yǎng)皿內(nèi)，取 250μL 孢子液均勻接種于試樣表面，隨后用封口膜進(jìn)行密封。樣品在恒溫恒濕箱內(nèi)靜置培養(yǎng)兩周，期間保持環(huán)境參數(shù)的穩(wěn)定性。培養(yǎng)周期結(jié)束后，采用去離子水沖洗樣品表面，以去除浮著的菌絲，隨后將樣品置于滅菌鍋中處理 15min ，以徹底終止真菌活性，防止后續(xù)測(cè)試設(shè)備遭受污染。最后，將處理過的樣品自然風(fēng)干，以備后續(xù)分析與測(cè)試。

形態(tài)觀察：將棉襪試樣剪成 0.5cm×0.5cm 的正方形，用導(dǎo)電膠固定于工作臺(tái)上，經(jīng)過噴金處理后放置SEM儀器內(nèi)，高真空模式 ?10kV 的電壓下觀察樣品表面形貌。

傅里葉變換紅外光譜表征：在室溫條件下，將樣品置于紅外光譜儀內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，掃描的波數(shù)范圍設(shè)置為 4000～400cm^-1 ，每個(gè)樣品掃描32次。

X射線衍射分析：通過X射線衍射儀對(duì)試樣進(jìn)行XRD測(cè)試，測(cè)試條件設(shè)置為管電流 10mA ，管電壓 30kV ，掃描速度 4（^°）/min ，步寬0.1，分析實(shí)驗(yàn)樣品結(jié)晶度的變化。

拉伸性能測(cè)試：沿樣品經(jīng)向抽取紗線，利用電子萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試其拉伸性能，拉伸速度 5mm/min ，夾持長度 5mm ，不同組樣品測(cè)試5次取平均值。

1.2.4 短柄帚霉對(duì)甲板的侵蝕性

菌懸液的制備：取生長5＼～8d的短柄帚霉平板，加入無菌水將菌落表面孢子洗脫，離心孢子原液，去上清液，留沉淀，重復(fù)3次。最后用PBS稀釋孢子，配制成 1×10⁴，1×10⁶，1×10⁸CI FU/mL的孢子菌懸液。

透甲模型的構(gòu)建：參照文獻(xiàn)［12]中的方法制備短柄帚霉透甲模型，將收集的甲板用生理鹽水浸泡洗去表面污漬，修剪為 4mm 的正方形以備用；用醫(yī)用棉簽抵住 100μL 移液槍的塑料槍頭，剪掉槍頭頭部空出部分，其截面直徑約為 3mm 。將一枚甲板腹側(cè)面朝上放至制蠟?zāi)＞咧醒?，用修建好移液槍頭垂直抵住甲板，將石蠟液澆入模具中，待其凝固，拔取移液槍頭，脫模蠟塊，削成圓柱體。輕輕刮去甲板腹側(cè)面以及背側(cè)面殘留的蠟液，使腹側(cè)面甲板能直接接觸菌懸液，背側(cè)面甲板能直接接觸液體培養(yǎng)基。最后將制備好的蠟塊模具放入燒杯中，加入生理鹽水至蠟塊剛好垂直漂浮，觀察 6h 后蠟塊中央是否滲水，如果存在滲水現(xiàn)象，說明蠟塊模型密封不嚴(yán)，應(yīng)將其舍棄，留下合格的甲板蠟塊模型。上述使用所有儀器材料需在 121^°C 下高溫高壓滅菌 15min 。

菌懸液對(duì)甲板的侵蝕研究：篩選后得到合格的透甲蠟塊19個(gè)，按照每組6個(gè)分成3組，分別對(duì)應(yīng) 三種濃度的菌懸液。取24個(gè)滅菌后的試管，8個(gè)為一組，編為1＼～8號(hào)，每管中加人 3mL 沙氏液體培養(yǎng)基，前6個(gè)試管加入透甲蠟塊模型，并將 15μL 的菌懸液加入石蠟孔內(nèi)，移液槍頭要伸人加樣孔底部，確保菌液與甲板接觸；第7個(gè)試管直接在液體培養(yǎng)基中加人 15μL 的菌懸液作為陽性對(duì)照，第8個(gè)試管無需加入菌懸液，作為陰性對(duì)照。加樣結(jié)束后用無菌生理鹽水浸濕后的無菌棉球堵住試管口，再覆蓋牛皮紙封口。將各組模型放置在 28% 濕度條件下的恒溫恒濕箱進(jìn)行培養(yǎng)，每日觀察，記錄甲板背部出現(xiàn)菌落的時(shí)間

掃描電鏡的制樣與觀察：在實(shí)驗(yàn)組中選取兩個(gè)背部有菌落生長的甲板，生理鹽水清洗干凈甲板表面，然后置于 1% 的戊二醛溶液中固定 15min ，隨后用雙蒸水洗滌2遍，最后將甲板依次放入 50% 、70%.80%.90% 和 100% 的乙醇溶液中梯度脫水，乙醇濃度為 100% 時(shí)進(jìn)行2次脫水，每個(gè)溶度持續(xù)15min 。將樣品經(jīng)過干燥后置于離子鍍膜儀鍍金，然后用掃描電子顯微鏡觀察其菌落侵蝕情況。兩個(gè)甲板樣本分別制成背側(cè)面標(biāo)本和腹側(cè)面標(biāo)本，將其與健康甲板進(jìn)行對(duì)比觀察

2 結(jié)果與分析

2.1 形態(tài)學(xué)特征觀察

分離純化的菌株在PDA培養(yǎng)基上培養(yǎng)8d后的形態(tài)特征如圖1（a）所示，菌落形態(tài)為正圓形，其半徑約 2.5cm 。在生長初期，菌落以白色絨毛狀形態(tài)展現(xiàn)；隨時(shí)間遞進(jìn)，菌落逐漸成長，顏色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S褐色，且表面覆蓋有乳白色的絨毛狀結(jié)構(gòu)。成熟的菌落顏色呈現(xiàn)出一定的梯度變化，即越接近菌落邊緣區(qū)域，顏色愈發(fā)淺淡，直至最外圈完全呈現(xiàn)為乳白色。短柄帚霉在光學(xué)顯微鏡下的形態(tài)如圖1（b）所示，從圖中可以觀察到，短柄帚霉的孢子單個(gè)或成簇排列，又或是分生孢子由孢子梗連成一串，孢子形態(tài)呈球形。

2.2 短柄帚霉在不同pH值和不同溫度下的生長情況

本文考察了多溫度條件下短柄帚霉的生長表現(xiàn)，不同溫度下短柄帚霉的生長速度如圖2（a）所示。由圖2（a）可見，真菌在不同溫度條件下生長速度有著顯著差異。 25～30^°C 屬于短柄帚霉的最適生長溫度，其中溫度為 30^c 時(shí)生長速度為 6.23mm/d ，較其他條件相對(duì)最快；溫度低于 15^°C 之后，短柄帚霉的生長速度有著十分明顯的下降， 10% 時(shí)生長速度僅為 1.67mm/d 。簡(jiǎn)而言之， 10～35°C 條件下該菌均能生長，溫度較低時(shí)生長緩慢。

為了探究 pH 值變化對(duì)真菌生長速率產(chǎn)生的具體效應(yīng)，本文考察了多個(gè) pH 值 （"p H "= 5～1 2 ） "水平下短柄帚霉的生長表現(xiàn)。不同 ΔpH 值條件下短柄帚霉的生長速度，如圖2（b）所示，可見，隨著 ΔpH 值的遞增，短柄帚霉的生長速率呈現(xiàn)出顯著的差異性變化，具體表現(xiàn)為一種正向增長趨勢(shì)。這表明 pH 值升高對(duì)短柄帚霉生長具有顯著的促進(jìn)作用。短柄帚霉在pH 值為5＼～7時(shí)生長較為緩慢；在 pH 值處于8＼～10時(shí)，該菌株的生長速度沒有顯著差異，生長情況比較穩(wěn)定；在 ΔpH 值為11時(shí)，菌株的生長最快，生長速度達(dá)到 7.78mm/d ；當(dāng) pH 值為12時(shí)，短柄帚霉的生長速度有所下降。整體來看，短柄帚霉更適合在偏堿性的環(huán)境下生長。

2.3 短柄帚霉對(duì)棉襪的腐蝕性

圖3為3種不同條件下短柄帚霉在棉襪試樣上生長兩周后的狀態(tài)。短柄帚霉的生存繁衍需要一定的營養(yǎng)物質(zhì)，3組實(shí)驗(yàn)分別展示了不同營養(yǎng)條件下短柄帚霉在棉襪試樣上的生長情況。G1組試樣未提供培養(yǎng)基，霉菌生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，其代謝活動(dòng)受到威脅，因此該組試樣上短柄帚霉生長并不明顯，織物上接種孢子液的位置有較淺的淡黃色，清洗過后表面幾乎沒有痕跡。G2組試樣提供無機(jī)鹽瓊脂培養(yǎng)基，能夠提供霉菌生長所需的礦物質(zhì)元素，例如氮、磷、鉀等，但并不含有機(jī)碳源。相較于G1組試樣，G2組試樣上的霉菌滋生十分明顯，織物表面絕大部分被黃色短柄帚霉覆蓋，清洗后黃色印記明顯。G3組試樣表面短柄帚霉生長最為旺盛，試樣表面被短柄帚霉孢子和菌絲緊密包覆。其原因是富集營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中不僅含有無機(jī)鹽等礦物質(zhì)元素，還添加了提供有機(jī)碳源的葡萄糖，霉菌能夠從中獲得充分的營養(yǎng)物質(zhì)和能源，生長速度顯著增加，清洗后織物表面黃色印記依舊十分明顯且覆蓋面積最大。

通過SEM觀察不同條件下微生物對(duì)棉襪織物中纖維表面造成的損傷，其腐蝕情況如圖4所示。未接種短柄帚霉的棉纖維（見圖4（a））表面光滑平整，而有短柄帚霉滋生的棉纖維表面存在明顯的機(jī)械損傷。圖4（b）為G1組試樣，纖維表面有少量的短柄帚霉孢子，但有孢子覆蓋部位的纖維表面出現(xiàn)溝壑。從圖4（d）可以看出，G3組試樣表面真菌滋生嚴(yán)重，霉菌孢子緊密生長，從而造成纖維間粘連嚴(yán)重，纖維表面出現(xiàn)較多的縱紋、孔洞以及溝壑，這些特征均表明棉襪織物被嚴(yán)重腐蝕。

Fig.4 SEM morphology images of original cotton sock samples and experimental samples

圖5為對(duì)照樣及3組試樣的紅外光譜圖。由圖5可知，真菌腐蝕織物前后變化相對(duì)較小，但在一些特定波段還是存在一定差異。紅外光譜圖中，觀察到位于 3400～3500cm^-1 波數(shù)區(qū)間內(nèi)的吸收峰顯著增強(qiáng)，此現(xiàn)象對(duì)應(yīng)于羥基（一OH）基團(tuán)的伸縮振動(dòng)的加強(qiáng)；在G2與G3組試樣樣品的光譜中， 1640cm^-1 處吸收峰強(qiáng)度的增加，以及 1550cm^-1 處新出現(xiàn)的吸收峰，均屬于羥基（一OH）和水分子特有的彎曲振動(dòng)波段[15]。此光譜特征的轉(zhuǎn)變，揭示了微生物對(duì)棉纖維結(jié)構(gòu)的影響：微生物侵蝕棉纖維的結(jié)晶區(qū)域，導(dǎo)致該區(qū)域結(jié)構(gòu)破壞，進(jìn)而促使纖維中無定形區(qū)比例的增加，這一過程致使纖維結(jié)晶度的降低，以及纖維內(nèi)部含水量的上升[16]。另外，G3 組位于 1040～ 1060cm^-1 處的吸收峰比對(duì)照樣的低，此處為纖維素中1，4-苷鍵的震動(dòng)吸收峰[17]，表明腐蝕后棉纖維中有部分的1，4-苷鍵斷裂。

對(duì)對(duì)照組原樣以及3組實(shí)驗(yàn)試樣進(jìn)行XRD測(cè)試，結(jié)果如圖6所示。接種短柄帚霉后棉織物的特征峰較原樣基本沒有變化，但衍射強(qiáng)度有著不同程度的變化。G1組衍射強(qiáng)度變化最小，這與其表面短柄帚霉的腐蝕程度有關(guān)。G3組棉纖維表面幾乎被短柄帚霉完全覆蓋，因而也導(dǎo)致了其特征峰衍射強(qiáng)度的降低。根據(jù)結(jié)晶指數(shù)CrI用Segal經(jīng)驗(yàn)法[18]計(jì)算所有試樣的結(jié)晶度，計(jì)算公式見式（2）。對(duì)照組棉纖維結(jié)晶度為 54.54% ，G1組棉纖維結(jié)晶度為51.49% ，G2組棉纖維結(jié)晶度為 46.41% ，G3組棉纖維結(jié)晶度為 45.51% 。接種過短柄帚霉的棉纖維結(jié)晶度均有所下降，其中G3組試樣結(jié)晶度變化最大，下降了 9.03% 。這與紅外光譜圖 3400～3500cm^-1 處吸收峰的變化對(duì)應(yīng)，棉纖維非結(jié)晶區(qū)增加導(dǎo)致其羥基基團(tuán)相對(duì)較多。

X/%=（I-I₀）/I×100

式中： X 表示結(jié)晶度， I 表示待測(cè)樣全部衍射積分強(qiáng)度； I₀ 表示非結(jié)晶部分衍射積分強(qiáng)度。

由棉襪紗線應(yīng)力-應(yīng)變曲線（見圖7）可知，短柄帚霉使紗線的拉伸性能發(fā)生了明顯變化，未經(jīng)短柄帚霉腐蝕的紗線斷裂強(qiáng)度為 9.61MPa ，斷裂伸長率為 6.12% ；而G3組棉襪紗線的斷裂強(qiáng)度降低到了3.20MPa ，斷裂伸長率下降至 3.15% ，相較之下紗線的斷裂強(qiáng)度下降了 68% ，斷裂伸長率也降低了49% 。SEM結(jié)果表明真菌腐蝕后纖維表面出現(xiàn)孔洞、縱紋等，導(dǎo)致紗線中的纖維弱節(jié)增多，紅外光譜也說明棉纖維內(nèi)部存在鍵斷裂現(xiàn)象，同時(shí)XRD結(jié)果也顯示纖維結(jié)晶度由于真菌腐蝕而下降，這些改變均能說明棉襪紗線的宏觀力學(xué)性質(zhì)因?yàn)槎瘫忝沟淖躺鴾p弱。

2.4 短柄帚霉對(duì)甲板的侵蝕性

通過觀察實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的培養(yǎng)基發(fā)現(xiàn)，在3種實(shí)驗(yàn)組濃度條件下，短柄帚霉均能夠透過甲板，透甲時(shí)間隨著菌液濃度的增加而縮短。本文通過每日觀察并記錄短柄帚霉的透甲時(shí)間發(fā)現(xiàn)，不同菌懸液濃度下陽性對(duì)照培養(yǎng)基內(nèi)出現(xiàn)菌團(tuán)的時(shí)間依次為4、2d和1d，出現(xiàn)菌團(tuán)的形態(tài)如圖8（b）所示，陽性對(duì)照培養(yǎng)基內(nèi)菌團(tuán)形態(tài)見圖8（a），陰性對(duì)照組始終全部保持清澈，形態(tài)見圖8（c），實(shí)驗(yàn)組透甲時(shí)間結(jié)果如表1所示。由表1可知，菌懸液濃度為 1×10⁴ CFU/mL 時(shí)透甲時(shí)間為 （7.17±0.98）d ，菌懸液濃度為 1×10⁶CFU/mL 時(shí)透甲時(shí)間為 （4.17±0.75）d ，菌懸液濃度為 1×10⁸CFU/mL 時(shí)透甲時(shí)間為（ （2.33± 0.52）d。滴加菌懸液濃度為 1×10⁸CFU/mL 的試管中最早出現(xiàn)菌落，時(shí)間為2d，部分蠟塊模型底部出現(xiàn)漂浮菌落。

Fig.8Morphological imagesoffungal colonies emergingfromthepenetrationof Scopulariopsis brevicaulisonnail plates

通過掃描電鏡觀察未經(jīng)過短柄帚霉侵蝕的甲板和實(shí)驗(yàn)組甲板的形貌狀態(tài)，未經(jīng)過短柄帚霉侵蝕的甲板腹側(cè)面（見圖9（a））較為粗糙，角質(zhì)細(xì)胞連接松散，細(xì)胞間有一定縫隙存在;背側(cè)面（見圖9（b））

細(xì)胞間排列比較緊密，表面相對(duì)光滑平坦。圖9（c）是短柄帚霉侵蝕后的甲板腹側(cè)面，其表面附著大量的菌絲以及部分的真菌孢子，角質(zhì)細(xì)胞間的縫隙也有所增寬，而且能夠觀察到有部分的菌絲穿進(jìn)甲板間隙內(nèi)部。圖9（d）為被侵蝕后的甲板背側(cè)面形態(tài)，能夠很明顯地觀察甲板上增加大量的孔洞和間隙，且有部分菌絲從間隙中穿出

甲板展現(xiàn)出的腐蝕現(xiàn)象，可歸咎于實(shí)驗(yàn)組條件下短柄帚霉在甲板上的快速生長。具體而言，短柄帚霉在甲板表面定植后會(huì)分泌出一系列具有腐蝕性的蛋白水解酶，這些蛋白水解酶可以分解甲板中的角蛋白、膠原蛋白、彈力蛋白及其他蛋白促使角化細(xì)胞間形成顯著的裂隙，加劇了甲板的脆弱性。此外，短柄帚霉的孢子轉(zhuǎn)化為生長旺盛的菌絲體。這些菌絲不僅作為真菌擴(kuò)展的媒介，還具備穿透性，能夠利用甲板角質(zhì)細(xì)胞間的微小間隙或直接突破角質(zhì)細(xì)胞的物理屏障，深入到甲板的中間層。這一人侵過程導(dǎo)致了甲板內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物理性損傷，例如孔洞、裂紋等多種形態(tài)的破壞。

3結(jié)論

本文從棉襪中分離純化得到短柄帚霉，研究了其對(duì)棉襪織物和人體甲板的侵蝕性，同時(shí)觀察了短柄帚霉的生物形態(tài)，并測(cè)定了其最適生長溫度和pH值。主要結(jié)論如下：

a）在PDA平板上，短柄帚霉形成的菌落為正圓形，黃褐色。其孢子梗結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形成帚狀分支，分生孢子呈圓形。短柄帚霉的最適生長溫度為 30^c ，且在堿性環(huán)境下生長速度相較于其他pH值條件更快。

b）在富集營養(yǎng)條件下，經(jīng)短柄帚霉腐蝕的棉襪織物被嚴(yán)重腐蝕。棉纖維表面產(chǎn)生較多的縱紋和溝壑，且粘連嚴(yán)重;纖維內(nèi)部有部分1，4-昔鍵斷裂，結(jié)晶度由 54.54% 下降到了 45.51% ；腐蝕后的棉襪紗線斷裂強(qiáng)度下降了 68% 。

c）體外透甲模型能夠利用蠟塊將菌懸液和液體培養(yǎng)基有效分離，使真菌只能以甲板為營養(yǎng)源穿透甲板。結(jié)果表明，3種濃度的菌液均能透過甲板，當(dāng)菌液濃度為 1×10⁸CFU/mL 時(shí)，透甲時(shí)間最短，天數(shù)為2d;被侵蝕甲板背側(cè)面的角質(zhì)細(xì)胞損傷嚴(yán)重，出現(xiàn)大量的疏松空隙。

綜上，短柄帚霉對(duì)棉襪織物和甲板均展現(xiàn)出一定的腐蝕性。因此，開展足-襪微環(huán)境中短柄帚霉的生物腐蝕性研究，為開發(fā)具有靶向抑菌的功能材料提供了數(shù)據(jù)支撐。

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Study on biological corrosion of Scopulariopsis brevicaulis in foot-sock microenvironment

WANG Mengdi，REN Zehua，WANG Tingxia，LIU Jianli （College of Textile Science and Engineering，Jiangnan University，Wuxi ，China）

Abstract：Currently，cotton fabrics arewidely used inthesock industrydue to their skin-friendly softness， excellent moistureabsorption，and breathability.However，cotton socks are prone to microbial growth during wearing，as the hot and humid wearing environment greatly facilitates the rapid reproduction of fungi and bacteria. The proliferation of various fungi not only adversely affects thecotton sock fabric but，more importantly，poses a threat to foot health. Scopulariopsis brevicaulisis an ubiquitous opportunistic pathogen and one of the common pathogens causing onychomycosis of the foot.

In this study， Scopulariopsis brevicaulis isolated and purified from worn coton socks was inoculated onto pure cotton white socks and human nail plates to investigate its corrosive effects on cotton fibers and nail plates.SEM， FT-IR and XRD tests were conducted on the coton socks corroded by Scopulariopsis brevicaulis under threedifferent conditions to analyze the damage to thecotton fabricbefore and after corosion.The results indicated that the cotton sock fabric was most severely coroded under nutrient-rich conditions.SEM images revealed extensive longitudinal stripes and gulles on the surface of the coton fibers，along with severe adhesion between fibers.The results of FTIR and XRD showed that some of the 1，4 -glycosidic bonds within the corroded fibers broke， and the crystallinity of the fibers decreased from 54.54% to 45.51% . Inaddition，tensile tests were performed on the cotton yarn before and after corrosion， which showed a 68% reduction in yarn breakage. Besides， the penetration ability of different concentrations of Scopulariopsis brevicaulis solution to healthy nail plates was studied by constructing a fungal nail penetration model. The results showed that the bacterial solution of 1×10⁴ CFU/mL， 1×10⁶ CFU/mL and 1×10⁸ （20 CFU/mL were all capable of penetrating the nail plates. Among these， the condition of 1×10⁸ CFU/mL exhibited the shortest nail penetration time，requiring onlytwo days.Furthermore，by observing SEM images of the eroded nail plates，it was evident that Scopulariopsis brevicaulis caused severe damage to the keratinocytes on the dorsal surface of the nail plates，with numerous pores and gaps appearing on the surface. Some hyphae even directly penetrated through the nail plates.

Therefore，， allthe above experiments indicate that Scopulariopsis brevicaulis exhibits certain corrosive properties towards both coton sock fabrics and human nail plates.Conducting research on the biological corrosion of Scopulariopsis brevicaulis in the foot-sock microenvironment provides basic support for its targeted inhibition.

KeyWords： Scopulariopsis brevicaulis； cotton socks； nail plates； nail penetration model; microbiologicalcorrosion