兒童抗菌鞋墊的制備及其性能研究0李慧周晉楊威特陳武勇（四川大學制革清潔技術國家工程實驗室）的代表性細菌、酵母菌和霉菌為供試菌種，采用抑菌圈和抑菌率法評價其抗菌效果，同時系統(tǒng)考察了抗菌鞋墊的耐水洗性、耐汗性和白度變化。結果表明，采用鞋墊質(zhì)量40%的抗菌乳液處理后的鞋墊，對所有供試菌種都有很好的抑制效果，且抑菌率都在97%以上；其抑菌效果隨著水洗和汗液浸泡次數(shù)的增加都逐漸減弱，但水洗10次或汗液浸泡6次后，鞋墊的抑菌率仍都在92%以上；鞋墊經(jīng)不同方法處理后的白度變化不大。

　　1刖言由于兒童處于成長期代謝比較旺盛，尤其是運動后汗液分泌量劇增，鞋內(nèi)細菌易高速繁殖而產(chǎn)生惡臭，長此以往可導致腳癬、腳氣等一系列疾病，直接影響兒童的身心健康。本實驗室前期研究工作已從兒童鞋中分離鑒定出13株細菌、5株酵母菌和8株霸菌，這些菌中僅有小部分病原菌與成人患者腳部常見菌種相同，出現(xiàn)了很多新的病原菌，這些病原微生物對兒童腳均會產(chǎn)生一定的危害。因此，針對童鞋中鑒定出的新病原菌種，對童鞋鞋材進行特殊的抗菌處理顯得尤為重要。為此需要開發(fā)高效、低毒、廣譜型抗菌劑來有效抑制童鞋內(nèi)微生物的生長、保持鞋腔中良好的空氣狀態(tài)，從而預防兒童腳部疾病的發(fā)生。

　　無機抗菌劑納米ZnO是指晶粒尺寸在100nm以下的微粒，作為一種新型功能材料，由于其粒子尺寸小、比表面積大，且具有表面效應和量子尺寸效應等，所以表現(xiàn)出許多特殊的性質(zhì)，如無毒和非遷移性、抗菌性和紫外線屏蔽能力等。利用它的這些特性對鞋材進行處理，就可得到具有抗菌防霸、除臭功能的鞋墊和鞋襯里革。納米ZnO的許多優(yōu)異性使其成為人們研究的熱點并得到廣泛的應用。異噻唑啉酮具有抗菌能力強、用量小、毒性低、相容性好、廣譜抗菌的特點，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛應用，是目前性價比zui具優(yōu)勢的防腐殺菌劑之一。弓太生采用無機和有機抗菌劑相結合的方法對鞋材進行抗菌處理，同時進行了一系列抗菌效果的評價，以期能運用于工業(yè)大生產(chǎn)。然而，采用無機和有機抗菌劑相結合的方法對兒童鞋墊的抗菌防霸處理還鮮有報道。本文選擇了兩種抗菌劑納米ZnO和異噻唑啉酮制成混合抗菌乳液，以浸泡的方式對童鞋墊進行抗菌處理；并以兒童鞋內(nèi)分離出來的代表性細菌、酵母菌和霸菌為供試菌種，評價其抗菌持久性能，同時系統(tǒng)考察了抗菌鞋墊的耐水洗性、耐汗性和白度變化。

　　~35nm），南京海泰納米材料有限公司；異噻唑啉酮，大連匯邦化學有限公司；SDS，成都科龍化工試劑廠；53.A系列聚氨酯乳液，Clariant公司；COAPUR817W增稠劑，成都聯(lián)凱科按有限公司；RCT加熱磁力攪拌器，德國IKA公司；T18Basic高速剪切乳化機，德國IKA公司；K-300DVB數(shù)控超聲波清洗器，合肥金尼克機械制造有限公司；X-RitePremier82⑴色度色差儀，美國愛色麗公司；M-16Mg溫恒濕箱，上海躍進醫(yī)療器械廠；CHZ-8恒溫振蕩器，金壇富華儀器有限公司；CDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠；XPB15X丫迷你單桶洗衣機，山東小鴨電器有限公司；豬皮鞋墊（淺棕色），市售。

　?。ˋspergillusNiger）均是從兒童鞋內(nèi)分離得到的優(yōu)勢菌。牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基用于培養(yǎng)細菌，馬鈴薯培養(yǎng)基（PDA）用于培養(yǎng)酵母菌和霸菌。

　　稱取0.1g納米ZnO和02g異噻唑啉酮溶于少量蒸餾水中，再加入少許SDS表面活性劑，攪拌均勻，制成復配型抗菌劑乳液。在攪拌條件下，再緩慢地加入蒸餾水至混合乳液100g，靜置。

　　將抗菌處理的鞋墊剪成22.03mm圓片，用鑷子將抗菌圓片置于帶菌平板的中央，用無菌棉簽輕壓，使其緊貼平板。然后置于恒溫培養(yǎng)箱中37°C培養(yǎng)細菌2d，28°C培養(yǎng)霸菌和酵母菌3d，直至出現(xiàn)比較清晰的抑菌圈，用游標卡尺十字交叉地測量抑菌圈的直徑。

　　將抗菌處理的鞋墊剪成約1cmxicm的碎片，稱取2.0g裝入100mL的無菌錐形瓶中，再加入19.8mL的無菌生理鹽水和02mL供試菌液，30°C水浴振蕩器中200r/min振蕩2h.分別取0.5mL振蕩Oh和振蕩2h的樣液，用無菌水做適當稀釋后，取出O.lmL在無菌平板上，采用平板菌落計數(shù)法進行活菌培養(yǎng)計數(shù)，并計算抑菌率。

　　10min―兩浸兩軋；常溫浸潰18h―焙烘（1002min）―晾干、測試。

　　圈法對試樣進行抗菌性能定性測試。定量測試：采用抗菌標準GB/T20944.3-2008振蕩法對試樣進行抗菌性能定量測試。

　　抑菌率=樣品振蕩前平均菌落數(shù)-樣品振蕩后平均菌落數(shù)X10%樣品振蕩前平均菌落數(shù)按照國家標準GB8629-2001，用市售的立白洗衣粉配成質(zhì)量濃度為3g/L的洗滌液，在常溫下按浴比1：30（洗滌物質(zhì)量與洗滌液質(zhì)量之比），將經(jīng)抗菌處理的鞋墊放入洗衣機內(nèi)攪拌洗滌15min，然后在清水中漂凈，作為1次洗滌?？咕幚淼男瑝|分別進行了5次和10次洗滌，然后取出晾干，測試試樣抗菌效果。

　　細菌：用無菌移液管取1mL培養(yǎng)24h左右的細菌菌懸液，加入盛有玻璃珠的100mL無菌水中，在37C水浴振蕩器中200r/min振蕩2h，制成供試細菌液，并調(diào)節(jié)其細菌濃度為106霸菌：在250mL的錐形瓶中加入適量的玻璃珠、100mL生理鹽水和4滴聚乙二醇-400，濕熱滅菌20min，冷卻至常溫。用無菌接種環(huán)從28°C下培養(yǎng)3d的試管斜面上挑取1 ~2環(huán)霸菌孢子，加入無菌生理鹽水中，在28C水浴振蕩器中200r/min振蕩2h，制成供試霸菌孢子懸浮液，并調(diào)節(jié)菌液濃度為106酵母菌：酵母菌菌種在28C下培養(yǎng)2d，用于制備供試菌懸液，制備方法同霸菌懸浮液，菌液濃度為按照國家標準GB/T3903.11-2005進行耐汗性試驗。人工汗液的配方為：一水鹽酸羥胺5.00g，氯化鈉5.00g，二水磷酸氫二鈉2.50g，蒸餾水1L，并用0.1mol/L的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為80.將抗菌鞋墊放入盛有人工汗液的1000mL燒杯中，通過在鞋墊上添加額外重物使鞋墊完全浸泡在人工汗液中，然后將燒杯放置在35C恒溫箱中靜置12h，取出鞋墊用蒸餾水洗滌晾干，作為1次耐汗試驗?？咕幚砗蟮男瑝|分別進行了3次和6次耐汗試驗，晾干后測試試樣抗菌效果。

　　在電腦測色配色儀上按GB8425-156 0190 2607標準方法，對每塊試樣的不同部位測定3次白度，取其平均值表示試樣白度。

　　無菌培養(yǎng)基倒平板，用無菌移液槍各取細菌液02mL于牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基平板中，霸菌液和酵母菌液各02mL于馬鈴薯培養(yǎng)基平板中，然后用無菌玻棒涂布均勻，制成帶菌平板。

　　選擇兩種抗菌劑納米ZnO和異噻唑啉酮制成的混合抗菌乳液，納米ZnO和異噻唑啉酮相結合時，有機抗菌劑異噻唑啉酮會通過帶有正電荷的活性成分基團與細菌表面細胞的負電荷相吸引，以物理方式破壞細菌細胞膜，使細菌死亡；納米ZnO與細菌接觸時緩慢釋放金屬離子，由于金屬離子具有氧化還原性，并能與有機物的羧基和羥基反應，破壞其結構，進入細胞后破壞電子傳遞系統(tǒng)的酶，達到殺菌的目的。在殺滅細菌后金屬離子可以從細胞內(nèi)游離出來，重復上述過拉術程。此外，納米ZnO還具有光催化能力，在光照下產(chǎn)生高活性的羥基自由基，可以氧化分解各種有機物，將其分解為無毒的02和H20，這樣既能殺滅微生物，也能分解有機營養(yǎng)物，從而有效的抑制細菌等微生物的大量繁殖，達到抗菌凈化的目的。

　　從和表1可以看出，經(jīng)抗菌乳液處理后的鞋墊對細菌、酵母菌和霸菌都有很好的抑制效果；未被抗菌乳液處理的空白樣沒有抑菌圈或皮片上長有菌。

　　抗菌處理的鞋墊對細菌抑制效果較好，其中對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑分別為6280mm和6163mm，遠遠大于圓皮片本身的直徑；對酵母和黑曲霸抑菌效果次之，這種差別可能主要是乳液抗菌譜的差異造成的，可能與菌種種類也有一定關系。

　　表1鞋墊圓片對各種菌的抑菌圈直徑mm樣品大腸桿菌金黃色葡萄球菌紅圓酵母黑曲霉菌空白抗菌處理3.2抗菌鞋墊的耐洗性和耐汗性表征直徑都大于圓皮片直徑。比較和可以看出，洗滌對鞋墊抗菌性的影響顯然大于汗液浸泡的影響，這是因為洗滌實驗中使用了表面活性劑-洗衣粉，其機械作用較大，這些作用使得抗菌鞋墊中不溶于水的抗菌劑發(fā)生了部分流失，從而造成其抑菌圈直徑降低幅度較大；在汗液浸泡實驗中，既沒有機械作用也沒有能促使抗菌劑溶于水的表面活性劑，所以鞋墊中的抗菌劑流失的較少，抑菌圈直徑減少幅度不大。

　　振蕩燒瓶法是一種常用的定量檢測材料抗菌性能的方法，通過所得抑菌率的大小，可以判斷材料的抗菌效果。由表2可以看出，經(jīng)抗菌乳液處理后的鞋墊抑菌效果很好，對所有供試菌種的抑菌率都在97%以上。洗滌10次后鞋墊對各種供試菌的抑菌率比經(jīng)5次洗滌要小，但都在92%以上；隨著汗液浸泡次數(shù)的增加，抗菌鞋墊對各供試菌種的抑菌率有所減小，但汗液浸泡6次后鞋墊對供試菌的抑菌率都在93%以上，說明此時鞋墊仍具有良好的抗菌性能。

　　從可以看出，隨著洗滌次數(shù)的增加，鞋墊對各供試菌種的抑菌圈直徑都逐漸減小，洗滌10次后鞋墊對各種供試菌的抑菌圈直徑都大于圓皮片直徑，說明此時鞋墊仍具有良好的抑菌性能。此外，隨著洗滌次數(shù)的增加，對于不同的菌種，其抑菌圈直徑的減少幅度存在差異，原因可能是不同菌種對抗菌乳液的敏感程度不同。（菌種種類同）是汗液對鞋墊抗菌性能的影0向，汗液浸泡3次后鞋墊對各供試菌種的抑菌圈直徑都有所減小，汗液浸泡6次后鞋墊對各種供試菌的抑菌圈采用色差公式CIEDE 2000計算所得。

　　不同處理對鞋墊抗菌率的影響處理方法大腸桿菌金黃色表3不同處理對白度的影響處理方法抗菌處理水洗5次水洗10次汗洗3次汗洗6次白度3.4白度變化由表3可知，抗菌鞋墊經(jīng)不同處理后白度有一定的變化，但變化不大。其中洗滌比汗液浸泡對白度影響大，這是因為洗滌過程中使用了表面活性劑（洗衣粉），且機械作用較大，這些作用使得抗菌鞋墊中的抗菌劑發(fā)生了部分流失，從而造成了白度的變化。

　　本文以童鞋內(nèi)分離出來的代表性細菌、酵母菌和霸菌為供試菌種，將納米ZnO和異噻唑啉酮進行復配后，對童鞋墊進行浸泡處理。采用抑菌圈法和抑菌率法評價其抗菌效果，同時系統(tǒng)考察了抗菌鞋墊的耐水洗性、耐汗性和白度變化。結果表明，用鞋墊質(zhì)量40%的抗菌乳液處理后的鞋墊對供試菌種有很好的抑制效果，且抑菌率都在97%以上；其抑菌效果隨著水洗和汗液浸泡次數(shù)的增加都逐漸減弱，但水洗10次或汗液浸泡6次后，鞋墊的抑菌率仍都在92%以上；鞋墊經(jīng)不同處理后的白度變化不大?？咕瑝|的應用對于控制童鞋內(nèi)微生物的生長繁殖，減少腳部疾病的發(fā)生具有重要意義。CH⑴許彪?？咕鷦┘翱咕牧显趥€體防護產(chǎn)業(yè)中的應用和發(fā)展。中國個體防護裝備，200629（5）21-23楊秀健，施朝淑，許小亮。納米ZnO的研究及其進展。無機材料學報，2003，（18）：1-10李淑璉，譚小青。新型工業(yè)殺菌劑異噻唑啉酮類包合物的合成研究。精細化工，1999，談娟娟，彭文利，丁紹蘭。皮鞋衛(wèi)生性能分析檢測技術的研究現(xiàn)狀與趨勢。皮革科學與工程2009，19（4）623辜海彬，趙長青，陳武勇，等?？咕托r里革的制備及抗菌性能研究。中國皮革2009，辜海彬，趙長青，陳武勇，等。一種新型抗菌防霉劑在鞋襯里革涂層上的應用研究。皮革科學與工程2007，17（6）26-27 GB8629-2001.紡織品試驗時采用的家庭洗澤及干燥程序辜海彬，李萍萍，王利，等。糖尿病患者特殊功能鞋抗菌鞋墊的制備。皮革科學與工程2009，19（2）5-11 GB/3903.11-2005.鞋類內(nèi)底、襯里和內(nèi)墊試驗方法耐汗性