纳米氧化锌抗菌性能及机制

纳米氧化锌综述氧化锌(Zn0)晶体是纤锌矿结构．属六方晶系，为极性晶体。

Zn0晶体结构中，Zn原子按六方紧密堆积排列，每个Zn原子周围有4个氧原子，构成Zn--0配位四面体结构。

纳米氧化锌(Zn0)的性能和应用纳米氧化锌(Zn0)是一种白色粉末，是面向2l世纪的新型高功能精细无机产品，其粒径介于1～100nm。

由于颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，使得纳米氧化锌产生了其本体块状物料所不具有的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等，因而纳米氧化锌在磁、光、电、热、敏感等方面有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能。

1）制抗菌除臭、消炎、抗紫外线产品纳米氧化锌无毒、无味，对皮肤无刺激性，是皮肤的外用药物，能起消炎、防皱和保护等功效。

此外纳米氧化锌吸收紫外线的能力很强，对UVA（长波320~400nm）和UVB(中波280~320nm)均有良好的屏蔽作用。

可用于化妆品的防晒；也可以用于生产防臭、抗菌。

抗紫外线的纤维。

纳米氧化锌在阳光，尤其在紫外线照射下，在水和空气中，能分解出自有的带负电的电子，并同时留下带正电的空穴。

这种空血可以激活空气中的氧，使其变为活性氧，具有极强的化学活性，能与大多数有机物发生氧化反应，包括细菌体内的有机物，因而能杀死大多数的病毒。

纳米氧化锌的定量杀菌试验表明：在5min内，氧化锌的质量分数为1%试时，金黄色葡萄球菌的杀菌率为98.86%，大肠杆菌的杀菌率为99.93%。

2）用于氧化剂和光催化剂纳米氧化锌由于尺寸小、比表面积大、表面的键态与颗粒内部不同、表面原子配位不全等，导致表面的活性位臵增多，形成了凹凸不平的院原子台阶，增加了反应接触面。

因而纳米氧化锌的催化活性和选择性远远大于传统催化剂。

3）制备气体传感器及压电材料与SnO2、Fe2O3一起被称为气敏三大基体材料4）用于橡胶工业和涂料工业纳米氧化锌具有颗粒微小、比表面积大、分散性好、疏松多孔、流动性好等物理化学性质，因而，与橡胶的亲和性好，熔炼时易分散，胶料生热低、扯断变形小、弹性好，改善了材料工艺性能和物理性能。

纳米氧化锌的抗菌性及其抗菌机理讨论摘要:本文介绍了纳米ZnO相对于普通ZnO所具有的一些特殊性能,并重点介绍了纳米ZnO在抗菌方面的性能及其抗菌机制,相信随着研究的不断深入与问题的解决,纳米氧化锌将在更多细菌的抑制或更广阔的领域得到广泛的利用。

关键词:纳米氧化锌抗菌性能抗菌机制纳米ZnO是一种宽禁带Ⅱ～Ⅵ化合物半导体材料,是一种新型高功能精细无机材料,粒径在1～100 nm之间,具有规整的六角形纤锌矿结构,本身为白色,稳定性好,高温下不变色,不分解。

并且因其特有的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等,使得纳米ZnO在磁、光、电、敏感等方面具有一般ZnO晶体无法比拟的特殊性能和新用途,在中性环境中无需光照即表现出显著的抗菌性,由于ZnO原料来源丰富,价格低廉,同时锌还是一种人体所必需的矿物元素,纳米ZnO已成为无机抗菌剂研究的热点之一。

1 纳米氧化锌的抗菌性能段月琴等[1]在单一纳米技术的基础上,将用直接沉淀法制备的纳米ZnO和用其他方法制备的银系抗菌剂等其他材料用不同方法组合后,均匀涂到普通面料上,与普通面料相比,经过纳米复合技术处理的面料对金黄色葡萄球菌、致病性大肠杆菌具有一定的抑制效果。

周希萌等[2]采用菌落计数法及纸片扩散法对甲、乙、丙、丁4种纳米ZnO晶须、ZnO复合抗菌材料进行抗菌性能比较。

表明4种纳米ZnO晶须复合抗菌材料都具有良好的抗菌性能,并且有一定的抗菌效果,而丙药物的抑菌效果最好,100 ppm丙药物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、巨大芽胞杆菌、枯草杆菌、四联球菌基本达到了100%的抑制效果,并且在体外对病菌也有一定的抑制效果,并随作用时间延长抑制效果也增强。

王春阳等[3]将配置好的不同浓度的纳米ZnO抗菌溶液分别在荧光照射、日光照射和无光照射条件下进行杀菌实验,结果表明,在不同光照射下条件下,纳米ZnO均有较强的抗菌性能,在阳光照射下效果更好,且浓度越高,抗菌性越强。

另外国内外许多报道称经紫外线照射后,水溶液中的ZnO光催化剂可以产生羟自由基、过氧化氢和超氧化物等物质,这使得ZnO纳米粒子在一些有机物的降解以及对突变的细胞（如肿瘤细胞)产生细胞毒性等方面有潜在的应用。

纳米氧化锌材料摘要：综述了纳米氧化锌的性能。

描述了纳米氧化锌的制备研究, 随着科技的发展, 许多新的手段引入到了纳米氧化锌的合成工艺中弥补相互之间的不足。

关键词：纳米氧化锌,性能,制备,应用1.纳米氧化锌的性能1.1紫外线屏蔽在整个紫外光区( 200~ 400 nm) ,氧化锌对光的吸收能力比氧化钛强。

纳米氧化锌的有效作用时间长, 对紫外屏蔽的波段长, 对长波紫外线和中波紫外线均有屏蔽作用, 能透过可见光, 有很高的化学稳定性和热稳定性。

它可用于制备抗紫外线、耐光老化性能好的涂料及其它的高分子材料。

在乳胶漆中使用纳米氧化锌可以增大乳胶漆对紫外线辐射的抵抗力, 减弱乳胶漆对潮湿环境条件的敏感性,提高耐老化性。

同时,氧化锌能够散射光线,使乳胶漆的遮盖力得到一定程度的改善。

1.2补强性一般的无机填料填充于聚合物中时具有如下缺点: 使用量大, 不能兼顾刚性、耐热性、尺寸稳定性和韧性同时提高。

而在聚合物中添加少量的纳米粒子, 就可以使基体树脂的力学性能( 拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、断裂伸长率等) 得到显著的提高, 并克服了以上提及的一般无机材料的缺点。

1.3抗菌、除臭性氧化锌是传统无机抗菌材料, 在与细菌接触时, 锌离子缓慢释放出来。

由于锌离子具有氧化还原性, 它能与细胞膜及膜蛋白结合, 并与其结构中有机物的巯基、羧基、羟基反应, 破坏其结构, 进入细胞后破坏电子传递系统的酶, 并与- SH 基反应, 达到抗菌的目的。

在杀灭细菌之后, 锌离子可以从细胞内游离出来, 重复上述过程。

氧化锌纳米粉末因为粒径小, 表面原子数量大大超过传统粒子, 表面原子由于缺少邻近的配位原子而具有很高的能量, 所以可增强氧化锌的亲和力, 提高抗菌效率。

1.4阻燃性氧化锌可作为一种阻燃增效剂。

它多数是和其它的增效剂或阻燃剂协同使用, 其增效作用与硼酸锌类似。

ZnO 一般可作为PVC 的紫外吸收剂, 但其对PVC 的热稳定性有不利的影响, 因此在配方中一般采用的含量不高。

纳米氧化锌紫外屏蔽机理1. 引言1.1 纳米氧化锌的特性纳米氧化锌是一种具有独特性能的纳米材料。

其主要特性包括稳定性高、抗菌性强、成本低廉、对环境无害等。

纳米氧化锌具有较高的比表面积，利于与其他成分充分接触和反应，具有较好的光学特性，能有效吸收紫外光，达到防晒的效果。

纳米氧化锌还具有优异的抗氧化性能，有助于减少自由基的产生，延缓皮肤细胞的老化。

在防晒产品中的应用中，纳米氧化锌能够提供宽谱的紫外防护，包括UVA和UVB，因此被广泛应用于各类防晒产品中。

纳米氧化锌的特性使其成为一种理想的防晒成分，能够有效保护皮肤免受紫外光的伤害。

对纳米氧化锌的研究和应用具有重要意义，有望为防晒领域的发展带来新的突破。

接下来的正文将详细探讨纳米氧化锌的紫外屏蔽机制、抗氧化作用、与皮肤的相互作用、安全性评估以及在防晒产品中的应用技术，以全面展示纳米氧化锌在防晒领域的潜力和重要性。

1.2 紫外光及其对皮肤的危害紫外光是太阳光中的一种辐射，根据波长分为UVA、UVB和UVC 三种类型。

其中UVA波长较长，穿透力强，能够深入皮肤真皮层，引起皮肤老化和皮肤癌；UVB波长较短，主要作用于皮肤表皮层，引起皮肤晒伤和皮肤癌的发生。

长期暴露在紫外光下会导致皮肤衰老、色素沉着、皱纹增多，甚至引发皮肤癌等恶性疾病。

特别是UVB波长更容易破坏DNA分子，增加皮肤癌的风险。

1.3 纳米氧化锌在防晒产品中的应用纳米氧化锌在防晒产品中的应用是一种日益普及和受欢迎的防晒成分。

随着人们对紫外线伤害的认识不断加深，对于选择有效的防晒产品也变得越来越重要。

纳米氧化锌因其出色的紫外光吸收性能和高度的稳定性而成为防晒产品中的热门选择。

2. 正文2.1 纳米氧化锌的紫外屏蔽机制纳米氧化锌的紫外屏蔽机制是通过其特殊的结构和性质来实现的。

纳米氧化锌颗粒的尺寸通常在1-100纳米之间，这种微小尺寸使得纳米氧化锌颗粒具有更大的比表面积，能够更有效地吸收和反射紫外光。

纳米氧化锌颗粒的能隙较宽，能够吸收更短波长的紫外光，包括UVA 和UVB。

纳米氧化锌用于化妆品防晒和抗菌性能简述太阳光中的紫外线按其波长可分为UVA(320run一400nm)、UVB(290nnr 一320nm)和UVC(200run一290nm)o UVB是导致灼伤、间接色素沉积和皮肤癌的主要根源，灼伤主要表现皮肤出现红斑，严重者还可能伴有水肿、水疤、脱皮、发烧和恶心的症状川。

目前，防晒化妆品中的防晒指数(SPF)就是针对UVB 的防护。

UVC虽绝大部分被大气平流层中的臭氧层所吸收，但由于其波长短、能量高和臭氧层破坏的日益加剧，对人类造成的伤害也不能忽视。

随着全球紫外线辐射强度的不断增加和皮肤科学的发展，UVA对人体的伤害逐渐引起人们的关注。

UVA的穿透能力强且具有累积性，长期作用于皮肤可造成皮肤弹性降低、皮肤粗糙和皱纹增多等光老化现象，UVA还能加剧UVB造成的伤害。

纳米氧化锌能够有效屏蔽UVA，近年来在防晒化妆品中得到广泛应用。

1纳米氧化锌的特点：纳米氧化锌和纳米二氧化钛是两种重要且广泛使用的物理防晒剂，它们屏蔽紫外线的原理都是吸收和散射紫外线。

由于它们均属于N型半导体，金红石型二氧化钛的禁带宽度（Eg）为3.0eV,氧化锌的禁带宽度为3.2eV。

当受到紫外线的照射时，价带上的电子可吸收紫外线而被激发到导带上，同时产生空穴一电子对，因此它们具有吸收紫外线的功能。

另外，纳米氧化锌和纳米二氧化钛的颗粒尺寸远小于紫外线的波长纳米粒子可将作用于其上的紫外线向各个方向散射，从而减少照射方向的紫外线强度，这种散射紫外线的规律符合Rayleigh光散射定律。

但纳米氧化锌在屏蔽紫外线方面和纳米二氧化钛又有所差异。

在330nm以下，纳米二氧化钛对紫外线的屏蔽能力明显高于纳米氧化锌.在同样浓度下，含纳米二氧化钛体系的吸光度约为纳术氧化锌体系的2倍。

在330nm一355nm内，纳米二氧化钛的屏蔽紫外线能力仍高于纳米氧化锌，但在355nm一380nm的波长内，纳米氧化锌的屏蔽紫外线能力高于纳米二氧化钛,因此，纳米氧化锌虽然阻隔UVB的效果不如纳米二氧化钛，但对阻隔长波UVA (335nm一380nm)效果优于纳米二氧化钛，正是由于这一特性，纳米氧化锌在防晒化妆品中逐渐得以应用。

纳米氧化锌是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，宏武纳米生产的纳米氧化锌粒径为20-30nm，由于颗粒尺寸的细微化，比表面积很大，使得纳米ZNO产生了纳米材料所具备的表面效应，小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。

纳米级别的ZNO的磁、光、电、敏感等方面具有一般ZNO产品无法比拟的特殊性能和新用途。

下面分别介绍纳米ZNO在一部分重要领域中的用途，展示其诱人的应用前景。

1. 在化妆品中的应用---新型防晒剂和抗菌剂太阳光包括X射线、紫外线、红外线、可见光和电磁波等，适当的紫外线照射有助于人体的健康，但过来的紫外线则会损坏人体免疫系统，加速肌肤老化，导致各种皮肤问题。

近年来，随着大气臭氧层的破坏，到达地面的紫外线强度日益增加，紫外线的防护已经是一个非常重要的个体防护研究课题。

氧化锌的禁带宽度为3.2eV，它所对应的吸收波长为388nm，且由于量子尺寸效应，颗粒越细，它越能较好地吸收紫外线，尤其对280-320nm的紫外线。

纳米颗粒同时具有较好的可见光透过性。

实验表明，纳米ZNO是比较理想的紫外屏蔽剂，所以在化妆品中添加纳米ZNO，既能屏蔽紫外线防晒，又能抗菌除臭，真是一举两得。

2. 在纺织工业中的应用随着科学技术的发展和生活水平的提高，人们越来越追求高档、舒适、具有保健等功能的穿着，近年来不断研制出各种新型的功能纤维，如除臭纤维，能吸收臭味净化空气。

防紫外线纤维，除了具有屏蔽紫外线的功能外，还有抗菌、消毒、除臭的奇异功能。

等等3. 自洁性陶瓷与抗菌玻璃陶瓷行业是纳米ZNO的一大用户。

纳米ZNO可使陶瓷制品的烧结温度降低400-600摄氏度，烧成品光亮如镜。

加有纳米ZNO的陶瓷制品具有抗菌除臭和分解有机物的自洁作用，大大提高了产品质量。

另外，添加纳米ZNO的玻璃可抗紫外线、耐磨、抗菌和除臭，可用作汽车玻璃和建筑用玻璃。

4. 橡胶工业在橡胶和轮胎工业中，氧化锌是必不可少的添加剂。

在橡胶的硫化过程中，氧化锌与有机促进剂、硬脂酸等起反应时生成硬脂酸锌，能增强硫化橡胶的物理性能，也用作天然橡胶、合成橡胶及胶乳的硫化活性剂和补强剂以及着色剂。

纳米抗菌材料纳米抗菌材料是一种应用于医疗、食品加工、环境卫生等领域的新型材料，具有优异的抗菌性能和广泛的应用前景。

纳米抗菌材料是利用纳米技术对材料进行表面改性，使其具有抗菌、抑菌、杀菌等功能，从而起到抑制细菌、真菌、病毒等微生物生长的作用。

本文将就纳米抗菌材料的原理、应用及发展前景进行介绍。

首先，纳米抗菌材料的原理主要是利用纳米级微粒对材料表面进行改性，增加表面的抗菌活性。

纳米材料具有较大的比表面积和特殊的物理化学性质，可以与微生物细胞壁发生作用，破坏其生理功能，从而达到抗菌的效果。

常见的纳米抗菌材料包括纳米银、纳米二氧化钛、纳米氧化锌等，它们具有高效的抗菌性能，对多种细菌、真菌和病毒具有较强的杀灭作用。

其次，纳米抗菌材料在医疗、食品加工、环境卫生等领域有着广泛的应用。

在医疗领域，纳米抗菌材料可以用于制备医用器械、医用包装材料、消毒杀菌剂等，可以有效预防医院感染和交叉感染的发生。

在食品加工领域，纳米抗菌材料可以用于食品包装、保鲜杀菌、食品加工设备表面涂层等，可以延长食品的保质期，保障食品安全。

在环境卫生领域，纳米抗菌材料可以用于空气净化、水处理、表面清洁等，可以有效净化环境，预防疾病传播。

最后，纳米抗菌材料具有广阔的发展前景。

随着人们对健康和环境卫生的重视，纳米抗菌材料将会得到更广泛的应用。

未来，纳米抗菌材料可能会在纺织品、家居用品、化妆品等领域得到应用，为人们的生活带来更多的便利和健康保障。

同时，随着纳米技术的不断发展，纳米抗菌材料的制备工艺和性能将会不断提升，为其应用提供更加坚实的基础。

综上所述，纳米抗菌材料具有优异的抗菌性能和广泛的应用前景，是一种具有重要意义的新型功能材料。

随着技术的不断进步和应用的不断拓展，相信纳米抗菌材料将会在未来发挥越来越重要的作用，为人类的健康和生活质量带来更多的益处。

纳米氧化锌是一种直径仅有20纳米技术的颗粒活性氧化锌方式。

主要是做这些方面用的：
1、国防工业
产品具有很强的吸收红外线的能力，吸收率和热容的比值大，可应用于红外线检测器和红外线传感器；同时还具有质量轻、颜色浅、吸波能力强等特点，能有效的吸收雷达波，并进行衰减，应用于新型的吸波隐身材料；
2、纺织工业
具有良好的紫外线屏蔽性和优越的抗菌、抑菌性能，添加入织物中，能赋予织物以防晒、抗菌、除臭等功能；
3、饲料工业
产品作为一种纳米材料，具有高效的生物学活性、吸收率高、抗氧化能力强、安全稳定等特性，是目前比较理想的锌源。

在饲料中用纳米氧化锌替代高锌，既可以解决动物体对锌的需求量，也减少了对环境的污染；
4、涂料及其他领域
金属氧化物粉末如氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝及氧化镁等，将这些粉末制成纳米级时，由于微粒之尺寸与光波相当或更小时，由于尺寸效应导致使导带及价带的间隔增加，故光吸收显著增强。

各种粉末对光线的遮蔽及反射效率有不同的差异。

以氧化锌及二氧化钛比较时，波长小于350纳米（UVB）时，两者遮蔽效率相近，但是在350～400nm（UVA）时，氧化锌的遮蔽效率明显高于二氧化钛。

同时氧化锌（n=1.9）的折射率小于二氧化钛（n=2.6），对光的漫反射率较低，使得纤维透明度较高且利于纺织品染色。

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纳米氧化锌抗菌性能及机制的研究进展况慧娟ꎬ杨㊀林ꎬ许恒毅ꎬ张婉怡(南昌大学食品科学与技术国家重点实验室ꎬ江西南昌３３００４７)㊀㊀摘要:纳米氧化锌因具有优良的抗菌性能ꎬ已成为目前抗菌材料研究的新热点ꎮ本文对现有相关研究成果进行了总结㊁归纳和分析ꎬ详细介绍了纳米氧化锌的强抗菌性能ꎬ并介绍了粒径大小㊁浓度㊁与细菌作用时间㊁细菌的类型及外界条件等因素对其抗菌性能的影响ꎬ深入探讨了纳米氧化锌的抗菌机制ꎬ主要包括锌离子的释放㊁与细菌表面的相互作用㊁活性氧及光催化机制ꎬ进一步对纳米氧化锌在今后的研究中的抗菌机制和安全性研究及其应用范围等方面进行了展望ꎮ关键词:纳米氧化锌ꎻ药理作用ꎻ抗菌药中图分类号:Ｒ９７９.７㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀文章编号:１０００￣３００２(２０１４)０５￣００００￣００㊀㊀ＤＯＩ:１０.３８６７/ｊ.ｉｓｓｎ.１０００￣３００２.２０１４.０５.０００㊀㊀据世界卫生组织(ＷＨＯ)报告ꎬ目前７０％~９０％的致痢疾(志贺菌)㊁肺炎(肺炎球菌)㊁淋病和医院感染(金黄色葡萄球菌等)流行菌株对第一代抗生素耐药[１]ꎬ极大地影响了疾病治疗ꎬ威胁到人类的健康和生命安全ꎮ在众多纳米材料抗菌剂中ꎬ纳米氧化锌对大肠杆菌㊁金黄色葡萄球菌㊁沙门菌等大部分致病菌具有强烈的抑制或杀灭作用[２]ꎬ并且纳米级的氧化锌作为一种新型锌源ꎬ在具有选择毒性及良好的生物相容性的同时ꎬ还具有较高的生物活性㊁良好的免疫调节能力和高吸收率等特点[３]ꎬ因而愈发受到相关研究者的重视ꎮ然而纳米氧化锌抗菌机制尚不明确ꎬ本文通过对相关研究报道进行总结和分析ꎬ阐述了纳米氧化锌抗菌性能的影响因素以及作用机制ꎬ同时对纳米氧化锌在抗菌方面的研究和应用进行了展望ꎬ以期能为今后纳米氧化锌的研究和应用提供参考ꎮ１㊀影响纳米氧化锌抗菌性能的因素１.１㊀纳米氧化锌粒径大小当粒子的粒径降到纳米级(１~１００ｎｍ)时ꎬ㊀㊀㊀基金项目:国家自然科学基金资助项目(８１２０１６９１)ꎻ江西省科技厅青年科学家(井冈之星)培养对象项目(２０１４２ＢＣＢ２３００４)ꎻ南昌大学分析测试中心基金资助项目(２０１２０１８)作者简介:况慧娟(１９９１－)ꎬ女ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事纳米材料的毒性研究ꎻ许恒毅(１９８１－)ꎬ男ꎬ博士ꎬ副研究员ꎬ主要从事食品生物技术与纳米生物技术的研究ꎮ㊀㊀通讯作者:许恒毅ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｋｉｄｙｘｕ＠１６３.ｃｏｍꎬＴｅｌ: (０７９１)８８３０４４４７￣９５１２纳米粒子具有较高的表面活性和较大的比表面积ꎬ增加了与细菌接触和反应的面积ꎬ因而纳米氧化锌对细菌的毒性显示出一定的粒径依赖性[４]ꎮＲａｇｈｕｐａｔｈｉ等[５]研究了６种不同粒径的氧化锌粒子对金黄色葡萄球菌生长的抑制效果ꎬ结果发现ꎬ当纳米氧化锌粒径大于１００ｎｍ(浓度为６ｍｍｏｌ Ｌ－１)时ꎬ对金黄色葡萄球菌没有明显的生长抑制作用ꎬ而当其粒径小于１２ｎｍ时ꎬ不仅抑制该菌的生长ꎬ甚至对其有致死作用ꎮ１.２㊀纳米氧化锌浓度及作用时间除粒径大小对纳米氧化锌抗菌性能有明显的影响外ꎬ纳米氧化锌的浓度及粒子与细菌之间的作用时间对其抗菌性能也存在一定影响ꎮ何临海等[６]研究了不同质量分数的纳米氧化锌对白色念珠菌的影响ꎬ结果发现ꎬ随着纳米氧化锌质量分数的不断升高ꎬ抗菌率增大趋势逐渐变缓ꎬ说明纳米氧化锌的抗菌率与其质量分数不呈线性关系ꎮ此外ꎬ马占先等[７]研究了不同作用时间与其抗菌率之间的关系ꎬ结果发现ꎬ随着作用时间的延长ꎬ纳米氧化锌的抗菌效率明显提高ꎮ１.３㊀细菌的类型研究表明ꎬ革兰阳性菌较阴性菌对纳米氧化锌更为敏感[２]ꎮＰｒｅｍａｎａｔｈａｎ等[８]发现在相同培养条件下ꎬ纳米氧化锌对革兰阳性菌抗菌作用更强ꎬ纳米氧化锌(２５ｎｍ)对革兰阴性菌如大肠杆菌和绿脓杆菌半致死浓度均为５００ｍｇ Ｌ－１ꎬ而其对革兰阳性菌金黄色葡萄球菌的半致死浓度为１２５ｍｇ Ｌ－１ꎮ两类菌细胞壁结构的不同可能是引起纳米氧化锌抗菌效果差异的主要因素ꎮ革兰阳性菌的细胞壁较厚ꎬ主要是由肽聚糖㊁磷壁酸和脂磷壁酸组成ꎬ而革１网络出版时间：2014-09-24 09:07网络出版地址：/kcms/doi/10.3867/j.issn.1000~3002.2014.05.002.html兰阴性菌的细胞壁组成较为复杂ꎬ不仅具有脂多糖和肽聚糖薄层ꎬ并且其表面还覆盖一层外膜ꎬ该外膜作为阻渗层能有效地减轻活性氧自由基(ｒｅａｃｔｉｖｅｏｘｙｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓꎬＲＯＳ)对细菌细胞的毒性作用ꎬ从而减弱纳米氧化锌对革兰阴性菌的毒性[９]ꎮ此外ꎬ纳米氧化锌对细菌毒性强弱还可能与细菌菌膜的极性相关ꎮ据Ｇｏｒｄｏｎ等[１０]研究证实ꎬ革兰阳性菌细胞膜较阴性菌带更多的正电荷ꎬ因此带负电荷的自由基更易穿透带更多正电荷的革兰阳性菌菌膜ꎬ从而对革兰阳性菌造成更大的损伤ꎮ１.４㊀外界条件１.４.１㊀温度和ｐＨ值在水溶液体系中ꎬ纳米氧化锌的溶解过程大致可用如下反应表示:ＺｎＯ(固体)＋Ｈ２Ｏ(液体)↔Ｚｎ(ＯＨ)２(固体)Ｚｎ(ＯＨ)２(固体)↔Ｚｎ(ＯＨ)＋(溶液)＋ＯＨ－(溶液)Ｚｎ(ＯＨ)＋(溶液)↔Ｚｎ２＋(溶液)＋ＯＨ－(溶液)[１１]ꎮ由上述反应方程式得出ꎬ纳米氧化锌溶于水后生成碱性的氢氧化锌ꎬ因此ꎬ在酸性条件中ꎬ纳米氧化锌更易溶解ꎮ此外ꎬ由于纳米氧化锌的溶解度的热焓值为负数ꎬ升高温度会导致其溶解度降低[２]ꎮ综上所述ꎬ降低体系的温度和ｐＨ值能增加纳米氧化锌的溶解度ꎬ促进锌离子的释放ꎬ从而有效增强纳米氧化锌对细菌的毒性效应ꎮ１.４.２㊀基质纳米粒子所处微环境在较大程度上影响其抗菌或杀菌效果ꎮＬｉ等[１２]探究了水中几种常见的离子和溶解的有机质对纳米氧化锌对大肠杆菌毒性的影响ꎮ结果发现ꎬ阳离子(如Ｃａ２＋ꎬＭｇ２＋)能与游离的Ｚｎ２＋竞争细菌菌体上的结合位点ꎬ降低了纳米氧化锌对大肠杆菌的毒性ꎬ而阴离子(如Ｃｌ－ꎬＮＯ３－㊁ＳＯ４２－)对纳米氧化锌的毒性无明显影响ꎮ但当体系中加入ＨＰＯ４２－后ꎬ纳米氧化锌对大肠的致死率从９３.３％(无ＨＰＯ４２－时)减小到到４.６％(ＨＰＯ４２－５ｍｍｏｌ Ｌ－１)ꎬ作者认为ＨＰＯ４２－能与Ｚｎ２＋结合形成磷酸锌沉淀物从而减少了溶液中游离Ｚｎ２＋的浓度ꎮ此外ꎬ还发现纳米氧化锌对细菌毒性与游离Ｚｎ２＋的浓度成线性关系时ꎬ并且通过减少游离Ｚｎ２＋的浓度能够降低纳米氧化锌对大肠杆菌的毒性[１３]ꎻ进一步研究发现ꎬ有机质如腐殖酸㊁单宁酸㊁海藻酸㊁富里酸等能通过络合游离的Ｚｎ２＋减少释放Ｚｎ２＋的浓度[１４]ꎬ减轻其对大肠杆菌的毒性ꎮ２㊀纳米氧化锌的抗菌机制目前ꎬ有较多关于纳米氧化锌抗菌或杀菌的研究报道ꎬ现有文献对其抗菌或杀菌机制主要归纳为３个方面:①游离Ｚｎ２＋的释放ꎻ②纳米粒子和菌体表面相互作用ꎻ③ＲＯＳ的产生[２]ꎮ２.１㊀锌离子金属离子(如Ｚｎ２＋)的代谢平衡对细菌的存活至关重要ꎬ因为金属离子不仅对生物体内参与代谢的物质如酶㊁辅酶和催化剂等起重要调节作用ꎬ而且还是酶和ＤＮＡ结合蛋白的结构稳定剂ꎮ因此ꎬ高浓度的金属离子会破坏菌体内原有稳态ꎬ继而对细菌产生毒性[１５]ꎮ有研究表明ꎬ纳米氧化锌在含水介质中不断地缓慢释放Ｚｎ２＋ꎬ且Ｚｎ２＋能够透过细胞膜进入细胞内ꎬ在破坏细胞膜的同时与蛋白质上的某些基团反应ꎬ破坏菌体结构和生理活性ꎬ并进入菌体内破坏电子传递系统的酶且与－ＳＨ反应ꎬ达到杀菌目的ꎮ并且ꎬ在杀灭细菌后ꎬＺｎ２＋可以从细胞中游离出来ꎬ重复上述过程[１６]ꎮＬｉ等[１２]研究了纳米氧化锌㊁分析纯氧化锌以及Ｚｎ２＋在超纯水共孵育条件下对大肠杆菌的毒性差异ꎬ结果发现ꎬ纳米氧化锌对细菌的毒性主要来源于Ｚｎ２＋的释放ꎮ另外ꎬ金属离子对细菌毒性强弱取决于环境条件中自由离子的浓度ꎮ单宁酸相较于腐殖酸㊁富里酸和海藻酸能更大程度地减弱纳米氧化锌对细菌的毒性ꎬ这是因为单宁酸能络合更多游离Ｚｎ２＋ꎬ从而提高了细菌的存活率ꎮＬｉ等[１７]还研究对比了实验中常用的共孵育介质(超纯水㊁生理盐水㊁ＰＢＳ缓冲液㊁ＬＢ培养液㊁ＭＤ培养液)对纳米粒子抗菌作用的影响ꎬ结果发现ꎬ纳米氧化锌在这５种共孵育液中对细菌的毒性大小依次为超纯水>生理盐水>ＭＤ培养液>ＬＢ培养液>ＰＢＳ缓冲液ꎮ这可能是由于不同孵育介质与纳米氧化锌形成含锌的沉淀物或复合物ꎬ降低了游离的Ｚｎ２＋浓度ꎬ最终减弱了纳米氧化锌对细菌的毒性ꎮ此外ꎬ也有研究通过离心纳米氧化锌胶体悬浮液得到不含纳米粒子的上清液ꎬ结果发现ꎬ上清液几乎没有抑菌作用ꎻ而含纳米氧化锌颗粒的胶体悬浮液则具有较强的抗菌作用ꎬ抑菌率可以达到９５％[５]ꎮ而也有研究者使用１０倍于纳米氧化锌浓度的ＺｎＣｌ２进行对比研究ꎬ发现ＺｎＣｌ２对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都未获得理想的抗菌效果[１８]ꎮ因此ꎬ推测锌离子释放机制可能不是纳米氧化锌抗菌的主要机制ꎮ２.２㊀粒子与细菌表面的相互作用金属氧化物的抗菌性也可归因于纳米粒子与细菌表面的相互作用ꎬ继而引起细菌表面损伤ꎮ纳米粒子的比表面增大ꎬ使其具有明显的表面效应ꎬ更易与细菌膜发生相互作用发生大面积接触ꎬ继而引起２细菌表面损伤ꎮＬｉ等[１２]研究了纳米氧化锌对大肠杆菌生长的影响ꎬ结果显示ꎬ在ｐＨ为７时ꎬ纳米氧化锌电势为＋２４ｍＶꎬ当大肠杆菌表面由于脂多糖的水解产生大量的酰胺ꎬ使菌膜带负电荷ꎬ与带相反电荷的纳米氧化锌之间产生静电吸引[５]ꎬ导致两者之间发生紧密联合并引起菌体表面损伤ꎬ继而导致菌膜破裂最终引发细菌死亡ꎮＢｒａｙｎｅｒ等[１９]研究发现ꎬ纳米氧化锌可与大肠杆菌表面发生相互作用ꎬ导致细菌细胞壁破坏ꎬ并引起纳米粒子的细胞内化使得菌体的形态发生改变ꎬ内容物释放ꎮＸｉｅ等[２０]观测到纳米氧化锌粒子与空肠弯曲杆菌相互作用时ꎬ纳米粒子同样能导致菌形态的变化和内容物的泄露ꎬ并且诱导生物体内氧化应激基因表达的增加ꎮ以上研究均表明ꎬ纳米氧化锌抗菌性能与粒子和细菌表面的相互作用密切相关ꎮ２.３㊀活性氧自由基除了上述可能的毒性机制外ꎬ金属氧化物粒子在细胞内产生ＲＯＳ(如过氧化氢㊁羟基自由基㊁氧负离子㊁氢过氧化物等)也是重要的毒性机制ꎮ纳米粒子诱导产生的ＲＯＳ已被普遍认为是粒子诱导效应的常见形式[４]ꎮ诱导产生的ＲＯＳ能引起一系列的生物反应ꎬ如能导致细菌膜破损ꎬ进而引起溶菌作用或者促进纳米粒子在菌体内聚集并最终导致细菌死亡[２１]ꎮＬｉｐｏｖｓｋｙ等[２２]利用电子顺磁共振技术检测组氨酸(单线态氧和羟基自由基的清除剂)加入前后纳米氧化锌和白色念珠菌共孵育体系中ＲＯＳ的含量ꎬ结果显示ꎬ在组氨酸加入的实验组中ꎬＲＯＳ的含量大大减少ꎬ且对白色念珠菌的抑制作用明显减弱ꎮ一部分ＲＯＳ如羟基自由基和超氧化物等带负电荷ꎬ虽无法穿透细胞膜ꎬ但能聚集在细菌细胞外膜表面并与其直接反应并对其造成损伤ꎬ然而ꎬ另一部分ＲＯＳ如过氧化氢能直接穿透细胞壁并杀死细菌[２３]ꎮ２.４㊀光催化活性纳米氧化锌颗粒具有光催化性ꎬ当外界的入射辐射能量超过纳米氧化锌的能带隙(３.３７ｅＶꎬ相当于３６８ｎｍ)时ꎬ处于价带上的电子受激发跃迁到导带ꎬ从而分别在价带和导带上产生高活性的光生空穴(ｈ＋)和光生电子(ｅ－)ꎬｅ－和Ｈ＋会与吸附在材料表面的氧气㊁羟基和水等反应ꎬ产生氢氧根㊁氧负离子和过氧化氢等ＲＯＳ物质从而诱导产生光毒性[２４]ꎮ因此ꎬ纳米氧化锌对细菌的毒性也可归因于粒子本身的光学催化活性ꎮ已有研究表明ꎬ纳米氧化锌在可见光或紫外光的照射下可产生光学毒性并对细菌产生致死作用[２５]ꎮＳａｐｋｏｔａ等[２６]选用大肠杆菌和枯草芽孢杆菌作为受试菌ꎬ分别研究了纳米氧化锌在光照和黑暗条件下对两种菌的损伤程度ꎮ结果发现ꎬ光照诱导粒子的光催化活性导致细菌膜破损进而引起ＤＮＡ损伤ꎬ同时利用ＳＥＭ观测到由于细菌内容物泄露引起细胞凹陷或只有被降解的菌膜残留ꎮ此外ꎬＰａｄｍａｖａｔｈｙ和Ｖｉｊａｙａｒａｇｈａｖａｎ[２７]认为ꎬ纳米氧化锌粒子表面粗糙引起细菌的机械损伤ꎬ也是纳米氧化锌具有抗菌作用的原因之一ꎮ曲敏丽等[２９]研究比较了普通氧化锌与纳米氧化锌对大肠杆菌的抗菌效果ꎬ结果显示ꎬ普通氧化锌也有一定的抗菌性ꎬ但纳米氧化锌与普通氧化锌相比抗菌性有明显提高ꎮ此外ꎬ样品经日光照射比不日光照射的抗菌效果更佳ꎬ且纳米氧化锌的抗菌性显著高于普通氧化锌ꎬ这可能是无光照下只有金属离子的释放抗菌机制在起作用ꎻ而有光照时ꎬ是光催化抗菌机制和金属离子释放机制共同作用ꎮ纳米氧化锌的粒径越小ꎬ表面效应越大ꎬ光催化效应越强ꎬ能介导氧化多种有机物ꎬ从而发挥抗菌作用[３０]ꎮ总体而言ꎬ纳米氧化锌的抗菌机制较为复杂ꎬ其抗菌作用可能是几种不同机制共同作用的结果ꎬ而以何种机制为主目前尚没有统一的结论ꎮ纳米氧化锌的抗菌机制可归结为:①纳米粒子聚集在菌膜表面ꎬ引起菌体损伤ꎻ②纳米粒子释放游离锌离子破坏菌体内部离子稳态ꎬ继而导致菌体死亡ꎻ③纳米粒子产生ＲＯＳ氧化菌体内的有机物ꎬ达到抗菌作用ꎬ具体如图１所示ꎮ图１㊀纳米氧化锌的抗菌机制.３㊀展望随着纳米氧化锌被广泛应用于畜牧养殖㊁纺织㊁医疗㊁化妆品㊁食品包装等领域ꎬ其抗菌机制和潜在的毒性作用也被广泛关注ꎮ纳米氧化锌抗菌作用研究主要集中于细菌ꎬ如金黄色葡萄球菌和大肠杆菌ꎬ３且显示了较好的体外抗菌效果ꎮ但由于纳米材料与普通材料的性质明显不同ꎬ其对人体健康潜在危害性尚不明确ꎬ因此纳米氧化锌的安全性研究是未来研究的关注点之一ꎮ另外ꎬ今后的研究也应更全面地探讨纳米氧化锌对细菌的毒性效应及背后的具体机制ꎬ明确其发挥机制的主要方式ꎮ纳米氧化锌抗菌性能及机理的研究发展方向大体总结如下:①日益成熟的基因组学㊁转录组学㊁蛋白质组学等相关生物学技术的应用ꎬ可揭示纳米氧化锌对细菌的基因表达㊁蛋白质合成及整体新陈代谢产生的干扰ꎻ②结合仪器分析手段ꎬ实时观测纳米氧化锌颗粒与菌膜及胞内分子间的相互作用ꎬ为纳米氧化锌颗粒在细菌内的物理化学变化过程提供有利证据ꎮ综合各种手段ꎬ全面认识纳米氧化锌的抗菌机理ꎬ将有助于纳米氧化锌作为抗菌剂的高效安全应用ꎬ也可更好地规避纳米氧化锌产生的负面效应ꎮ参考文献:[１]㊀ＭａＷＳꎬＣｕｉＹꎬＺｈａｏＹＹꎬＺｈｅｎｇＷＦꎬＺｈａｎｇＷꎬＪｉａｎｇＸＹꎬｅｔａｌ.ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＡｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌＭｅｃｈａ￣ｎｉｓｍｓＳｔｕｄｙｏｎＮａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ[Ｊ].ＡｃｔａＢｉｏｐｈｙｓＳｉｎ(生物物理学报)ꎬ２０１０ꎬ２６(８):６３８￣６４８. [２]㊀ＭｉｒｈｏｓｓｅｉｎｉＭꎬＦｉｒｏｕｚａｂａｄｉＦＢ.Ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｃｔｉｖｉ￣ｔｙｏｆｚｉｎｃｏｘｉｄｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｏｎｆｏｏｄ￣ｂｏｒｎｅｐａｔｈｏｇｅｎｓ[Ｊ].ＩｎｔＪＤａｉｒｙＴｅｃｈｎｏｌꎬ２０１３ꎬ６６(２):２９１￣２９５.[３]㊀ＧｕａｎＲＦꎬＣｈｅｎＸＴꎬＲｕｉＣꎬＪｉａｎｇＪＸꎬＬｉｕＭＱꎬＬｉｕＧＦ.ＤＮＡａｎｄｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｄａｍａｇｅｏｆＺｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｎｈｕｍａｎｈｅｐａｔｏｃｙｔｅｃｅｌｌｓ[Ｊ].ＣｈｉｎＪＰｈａｒｍａｃｏｌＴｏｘｉｃｏｌ(中国药理学与毒理学杂志)ꎬ２０１２ꎬ２６(２):２３７￣２４１.[４]㊀ＭａＨꎬＷｉｌｌｉａｍｓＰＬꎬＤｉａｍｏｎｄＳＡ.ＥｃｏｔｏｘｉｃｉｔｙｏｆｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄＺｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ－ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎＰｏｌｌｕｔꎬ２０１３ꎬ１７２:７６￣８５.[５]㊀ＲａｇｈｕｐａｔｈｉＫＲꎬＫｏｏｄａｌｉＲＴꎬＭａｎｎａＡＣ.Ｓｉｚｅ￣ｄｅ￣ｐｅｎｄｅｎｔｂａｃｔｅｒｉａｌｇｒｏｗｔｈｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｚｉｎｃｏｘｉｄｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ[Ｊ].Ｌａｎｇｍｕｉｒꎬ２０１１ꎬ２７(７):４０２０￣４０２８. [６]㊀ＨｅＬＨꎬＭｅｎｇＳꎬＬｉｕＭＭꎬＺｈｏｕＤＳꎬＬｉＳꎬＬｕｏＭꎬｅｔａｌ.ＡｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｅｆｆｅｃｔｓｏｆｎａｎｏｚｉｎｃｏｘｉｄｅｏｎＣａｎｄｉｄａａｌｂｉｃａｎｓ[Ｊ].ＣｈｉｎＪＴｉｓｓｕｅＥｎｇＲｅｓ(中国组织工程研究)ꎬ２０１２ꎬ１６(２５):４５９６￣４６００. [７]㊀ＭａＺＸꎬＨａｎＹＸꎬＭａＹＤꎬＷａｎｇＺＨꎬＹｕａｎＺＴꎬＹｉｎＷＺ.Ｂａｃｔｅｒｉｃｉｄａｌｐｏｔｅｎｃｙｏｆｎａｎｏ￣ＺｎＯ[Ｊ].ＭｉｎＭｅｔａｌｌ(矿冶)ꎬ２００４ꎬ１３(４):５７￣５９. [８]㊀ＰｒｅｍａｎａｔｈａｎＭꎬＫａｒｔｈｉｋｅｙａｎＫꎬＪｅｙａｓｕｂｒａｍａｎｉａｎＫꎬＭａｎｉｖａｎｎａｎＧ.ＳｅｌｅｃｔｉｖｅｔｏｘｉｃｉｔｙｏｆＺｎＯｎａｎｏｐ￣ａｒｔｉｃｌｅｓｔｏｗａｒｄＧｒａｍ￣ｐｏｓｉｔｉｖｅｂａｃｔｅｒｉａａｎｄｃａｎｃｅｒｃｅｌｌｓｂｙａｐｏｐｔｏｓｉｓｔｈｒｏｕｇｈｌｉｐｉｄｐｅｒｏｘｉｄａｔｉｏｎ[Ｊ].Ｎａｎｏｍｅｄｉｃｉｎｅꎬ２０１１ꎬ７(２):１８４￣１９２. [９]㊀ＴａｌｅｂｉａｎＮꎬＡｍｉｎｉｎｅｚｈａｄＳＭꎬＤｏｕｄｉＭ.Ｃｏｎｔｒｏｌｌａ￣ｂｌｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＺｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｔｈｅｉｒｍｏｒ￣ｐｈｏｌｏｇｙ￣ｄｅｐｅｎｄｅｎｔａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｎｄｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒ￣ｔｉｅｓ[Ｊ].ＪＰｈｏｔｏｃｈｅｍＰｈｏｔｏｂｉｏｌＢꎬ２０１３ꎬ１２０:６６￣７３.[１０]㊀ＧｏｒｄｏｎＴꎬＰｅｒｌｓｔｅｉｎＢꎬＨｏｕｂａｒａＯꎬＦｅｌｎｅｒＩꎬＢａｎｉｎＥꎬＭａｒｇｅｌＳ.Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｚｉｎｃ/ｉｒｏｎｏｘｉｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｔｈｅｉｒａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[Ｊ].ＣｏｌｌｏｉｄＳｕｒｆａｃｅＡꎬ２０１１ꎬ３７４:１￣８.[１１]㊀ＹａｍａｂｉａＳꎬＩｍａｉＨ.Ｇｒｏｗｔｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｗｕｒｔｚｉｔｅｚｉｎｃｏｘｉｄｅｆｉｌｍｓｉｎａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＪＭａｔｅｒＣｈｅｍꎬ２００２ꎬ１２:３７７３￣３７７８.[１２]㊀ＬｉＭꎬＬｉｎＤꎬＺｈｕＬ.ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｗａｔｅｒｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｎｔｈｅｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆＺｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｔｈｅｉｒｔｏｘｉｃ￣ｉｔｙｔｏＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎＰｏｌｌｕｔꎬ２０１３ꎬ１７３:９７￣１０２.[１３]㊀ＬｖＪꎬＺｈａｎｇＳꎬＬｕｏＬꎬＨａｎＷꎬＺｈａｎｇＪꎬＹａｎｇＫꎬｅｔａｌ.ＤｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＺｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｕｎｄｅｒｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｈｏｓ￣ｐｈａｔｅ[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌꎬ２０１２ꎬ４６(１３):７２１５￣７２２１.[１４]㊀ＬｉｕＹꎬＨｅＬꎬＭｕｓｔａｐｈａＡꎬＬｉＨꎬＨｕＺＱꎬＬｉｎＭ.ＡｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｚｉｎｃｏｘｉｄｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｇａｉｎｓｔＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉＯ１５７:Ｈ７[Ｊ].ＪＡｐｐｌＭｉ￣ｃｒｏｂｉｏｌꎬ２００９ꎬ１０７(４):１１９３￣１２０１.[１５]㊀ＰａｓｑｕｅｔＪꎬＣｈｅｖａｌｉｅｒＹꎬＣｏｕｖａｌＥꎬＢｏｕｖｉｅｒＤꎬＮｏｉｚｅｔＧꎬＭｏｒｌｉèｒｅＣꎬｅｔａｌ.Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｚｉｎｃｏｘｉｄｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｎｆｉｖｅｍｉｃｒｏ￣ｏｒｇａｎｉｓｍｓｏｆｔｈｅＣｈａｌｌｅｎｇｅＴｅｓｔｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｉｒｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[Ｊ].ＩｎｔＪＰｈａｒｍꎬ２０１４ꎬ４６０(１￣２):９２￣１００.[１６]㊀ＣｈｅｎＮＬꎬＦｅｎｇＨＸꎬＷａｎｇＹꎬＺｈａｎｇＪＱ.Ａｄｖａｎｃｅｓｏｆｎａｎｏ￣ｉｎｏｒｇａｎｉｃａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｇｅｎｔｓｌｏａｄ￣ｅｄｓｉｌｖｅｒ[Ｊ].ＡｐｐｌＣｈｅｍＩｎｄ(应用化工)ꎬ２００９ꎬ３８(５):７１７￣７２０.[１７]㊀ＬｉＭꎬＺｈｕＬꎬＬｉｎＤ.ＴｏｘｉｃｉｔｙｏｆＺｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｔｏＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ:ｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍｅｄｉｕｍｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌꎬ２０１１ꎬ４５(５):１９７７￣１９８３.[１８]㊀ＳａｗａｉＪ.Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｃ￣ｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｍｅｔａｌｌｉｃｏｘｉｄｅｐｏｗｄｅｒｓ(ＺｎＯꎬＭｇＯａｎｄＣａＯ)ｂｙｃｏｎｄｕｃｔｉｍｅｔｒｉｃａｓｓａｙ[Ｊ].ＪＭｉｃｒｏｂｉｏｌＭｅｔｈｏｄｓꎬ２００３ꎬ５４(２):１７７￣１８２.[１９]㊀ＢｒａｙｎｅｒＲꎬＦｅｒｒａｒｉ￣ＩｌｉｏｕＲꎬＢｒｉｖｏｉｓＮꎬＤｊｅｄｉａｔＳꎬＢｅｎｅｄｅｔｔｉＭＦꎬＦｉéｖｅｔＦ.Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃａｌｉｍｐａｃｔｓｔｕｄ￣ｉｅｓｂａｓｅｄｏｎＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉｂａｃｔｅｒｉａｉｎｕｌｔｒａｆｉｎｅＺｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｃｏｌｌｏｉｄａｌｍｅｄｉｕｍ[Ｊ].Ｎａｎｏ４Ｌｅｔｔꎬ２００６ꎬ６(４):８６６￣８７０.[２０]㊀ＸｉｅＹꎬＨｅＹꎬＩｒｗｉｎＰＬꎬＪｉｎＴꎬＳｈｉＸ.Ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｃｔｉｏｎｏｆｚｉｎｃｏｘｉｄｅｎａｎ￣ｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｇａｉｎｓｔＣａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒｊｅｊｕｎｉ[Ｊ].ＡｐｐｌＥｎｖｉｒｏｎＭｉｃｒｏｂｉｏｌꎬ２０１１ꎬ７７(７):２３２５￣２３３１. [２１]㊀ＭｅｉＸＪꎬＷａｎｇＺＷꎬＺｈｅｎｇＸꎬＨｕａｎｇＦꎬＭａＪＸꎬＴａｎｇＪＸꎬｅｔａｌ.Ｓｏｌｕｂｌｅｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｓｉｎｍｅｍ￣ｂｒａｎｅｂｉｏｒｅａｃｔｏｒｓｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆＺｎＯｎａｎｏｐａｒ￣ｔｉｃｌｅｓ[Ｊ].ＪＭｅｍｂｒＳｃｉꎬ２０１４ꎬ４５１:１６９￣１７６. [２２]㊀ＬｉｐｏｖｓｋｙＡꎬＮｉｔｚａｎＹꎬＧｅｄａｎｋｅｎＡꎬＬｕｂａｒｔＲ.ＡｎｔｉｆｕｎｇａｌａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＺｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ－ｔｈｅｒｏｌｅｏｆＲＯＳｍｅｄｉａｔｅｄｃｅｌｌｉｎｊｕｒｙ[Ｊ].Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１１ꎬ２２(１０):１０５１０１.[２３]㊀ＲａｖｉｃｈａｎｄｒａｎＫꎬＳｎｅｇａＳꎬＢｅｇｕｍＮＪꎬＳｗａｍｉｎａｔｈａｎＫꎬＳａｋｔｈｉｖｅｌＢꎬＣｈｒｉｓｔｅｎａＬＲꎬｅｔａｌ.ＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＺｎＯｎａｎｏｐｏｗｄｅｒｓｂｙｔｕｎｉｎｇｔｈｅｓｈａｐｅｏｆｔｈｅｎａｎｏｇｒａｉｎｓｔｈｒｏｕｇｈｆｌｕｏｒｉｎｅｄｏｐｉｎｇ[Ｊ].ＳｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅＭｉｃｒｏｓｔꎬ２０１４ꎬ６９:１７￣２８. [２４]㊀ＤｕｔｔａＲＫꎬＮｅｎａｖａｔｈｕＢＰꎬＧａｎｇｉｓｈｅｔｔｙＭＫꎬＲｅｄ￣ｄｙＡＶ.ＳｔｕｄｉｅｓｏｎａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＺｎＯｎａｎ￣ｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｂｙＲＯＳｉｎｄｕｃｅｄｌｉｐｉｄｐｅｒｏｘｉｄａｔｉｏｎ[Ｊ].ＣｏｌｌｏｉｄｓＳｕｒｆＢＢｉｏｉｎｔｅｒｆａｃｅｓꎬ２０１２ꎬ９４:１４３￣１５０. [２５]㊀ＡｋｂａｒＡꎬＡｎａｌＡＫ.ＺｉｎｃｏｘｉｄｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｌｏａｄｅｄａｃｔｉｖｅｐａｃｋａｇｉｎｇꎬａｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｔｕｄｙａｇａｉｎｓｔＳａｌ￣ｍｏｎｅｌｌａｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍａｎｄＳｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓａｕｒｅｕｓｉｎｒｅａｄｙ￣ｔｏ￣ｅａｔｐｏｕｌｔｒｙｍｅａｔ[Ｊ].ＦｏｏｄＣｏｎｔｒｏｌꎬ２０１４ꎬ３８:８８￣９５.[２６]㊀ＳａｐｋｏｔａＡꎬＡｎｃｅｎｏＡＪꎬＢａｒｕａｈＳꎬＳｈｉｐｉｎＯＶꎬＤｕｔｔａＪ.Ｚｉｎｃｏｘｉｄｅｎａｎｏｒｏｄｍｅｄｉａｔｅｄｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｐｈｏｔｏｉｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎｏｆｍｏｄｅｌｍｉｃｒｏｂｅｓｉｎｗａｔｅｒ[Ｊ].Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１１ꎬ２２(２１):２１５７０３. [２７]㊀ＰａｄｍａｖａｔｈｙＮꎬＶｉｊａｙａｒａｇｈａｖａｎＲ.Ｅｎｈａｎｃｅｄｂｉｏ￣ａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＺｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ￣ａｎａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌｓｔｕｄｙ[Ｊ].ＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌＡｄｖＭａｔꎬ２００８ꎬ９(３):５００４￣５０１０.[２８]㊀ＱｕＭＬꎬＪｉａｎｇＷＣ.Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｎａｎｏｍｅｔｅｒｚｉｎｃｏｘｉｄｅ[Ｊ].ＴｅｘｔＡｕｘｉｌ(印染助剂)ꎬ２００４ꎬ２１(６):４５￣４６.[２９]㊀ＹｕＢＱꎬＺｈａｎｇＨＦꎬＬｕＷꎬＴａｎｇＸＦꎬＸｉｎｇＦＪ.Ｒｅ￣ｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｂａｃｔｅｒｉｃｉｄｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎＮａｎｏ￣ＺｎＯａｎｄＺｎＯ[Ｊ].ＦｅｅｄＩｎｄ(饲料工业)ꎬ２００７ꎬ２８(２４):３４￣３７.ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｚｉｎｃｏｘｉｄｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓＫＵＡＮＧＨｕｉ￣ｊｕａｎꎬＹＡＮＧＬｉｎꎬＸＵＨｅｎｇ￣ｙｉꎬＺＨＡＮＧＷａｎ￣ｙｉ(ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｃｈａｎｇ３３００４７ꎬＣｈｉｎａ)㊀㊀Ａｂｓｔｒａｃｔ:ｚｉｎｃｏｘｉｄｅ(ＺｎＯ)ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｈａｓｂｅｃｏｍｅａｈｏｔｔｏｐｉｃｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｍａｔｅｒｉ￣ａｌｓｄｕｅｔｏｉｔｓｂｒｏａｄ￣ｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｂｉｌｉｔｙ.Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｂｙｓｕｍｍａｒｉｚｉｎｇｔｈｅｌａｔｅｓｔｒｅｓｅａｒｃｈｒｅ￣ｓｕｌｔｓꎬｔｈｅｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｅｆｆｅｃｔａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｏｆａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｂｉｌｉｔｙｓｕｃｈａｓｉｔｓｐａｒ￣ｔｉｃｌｅｓｉｚｅꎬｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎꎬｔｉｍｅꎬｔｈｅｔｙｐｅｏｆｂａｃｔｅｒｉａａｎｄｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆＺｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ.ＩｎａｄｄｉｔｉｏｎꎬｔｈｅａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆＺｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｒｅ￣ｌｅａｓｅｏｆｚｉｎｃｉｏｎｓꎬｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆＺｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｉｔｈｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓꎬｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｒｅａｃｔｉｖｅｏｘｙ￣ｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓａｎｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ.ＦｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅꎬｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓｗｉｔｈｔｈｅａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓꎬｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｉｔｓｓａｆｅｔｙａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｉｅｌｄｓｏｆＺｎＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｓｔｕｄｉｅｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｚｉｎｃｏｘｉｄｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓꎻｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｌａｃｔｉｏｎｓꎻａｎｔｉ￣ｂａｃｔｅｒｉａｌａｇｅｎｔｓ㊀㊀㊀Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｔｅｍ:ＴｈｅｐｒｏｊｅｃｔｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ(８１２０１６９１)ꎻＴｒａｉｎｉｎｇＰｌａｎｆｏｒｔｈｅＹｏｕｎｇＳｃｉｅｎｔｉｓｔ(ＪｉｎｇｇａｎｇＳｔａｒ)ｏｆＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ(２０１４２ＢＣＢ２３００４)ꎻａｎｄｂｙＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＴｅｓｔｉｎｇＣｅｎｔｅｒｏｆＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(２０１２０１８)㊀㊀Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ:ＸＵＨｅｎｇ￣ｙｉꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｋｉｄｙｘｕ＠１６３.ｃｏｍꎬＴｅｌ:(０７９１)８８３０４４４７￣９５１２(收稿日期:２０１４￣０４￣２９㊀接受日期:２０１４￣０８￣３０)(本文编辑:乔㊀虹)５。

纳米氧化锌（性能表征、形态、表面改性）纳米氧化锌粒径介于1-100 nm之间，是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等，利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能，可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。

纳米氧化锌性能表征纳米级氧化锌的突出特点在于产品粒子为纳米级，同时具有纳米材料和传统氧化锌的双重特性。

与传统氧化锌产品相比，其比表面积大、化学活性高，产品细度、化学纯度和粒子形状可以根据需要进行调整，并且具有光化学效应和较好的遮蔽紫外线性能，其紫外线遮蔽率高达98%；同时，它还具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列独特性能。

分析测试中心用透射电镜对产品进行了分析，纳米氧化锌粒子为球形，粒径分布均匀，平均粒径20~30纳米，所有粒子的粒径均在50纳米以下。

经3400比表面及孔径测定仪（北京金埃谱科技公司）测试，纳米氧化锌粉体的BET比表面积在35m2/g以上。

此外，通过调整制备工艺参数，还可以生产出棒状纳米氧化锌。

本产品经中国科学院微生物研究所检测鉴定，结果表明，在丰富细菌培养基中，加入0.5%~1%的纳米氧化锌，可有效抑制大肠杆菌的生长，抑菌率达99.9%以上。

纳米氧化锌形态纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米。

由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。

近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能，使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值，具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。

纳米氧化锌在纺织领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。

由于纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景，因此研发纳米氧化锌已成为许多科技人员关注的焦点。

纳米氧化锌的性质和用途纳米氧化锌是一种新型材料，由于其独特的物理、化学性质而备受。

在本文中，我们将详细介绍纳米氧化锌的性质和用途，并探讨其未来发展前景。

纳米氧化锌的性质纳米氧化锌是一种白色粉末，具有粒径小、比表面积大、吸收率高、稳定性好等特点。

其晶体结构为六方晶系，空间群为P63/mmc。

纳米氧化锌的物理性质包括高熔点、高硬度、优良的热稳定性、电磁屏蔽性能等。

化学性质方面，纳米氧化锌具有优异的耐腐蚀性、抗氧化性和还原性，可在高温、强酸、强碱等恶劣环境下保持稳定。

纳米氧化锌的用途电子领域：纳米氧化锌在电子领域具有广泛的应用。

由于其具有优异的电磁屏蔽性能和稳定性，可用来制造高可靠性、高稳定性的电子元器件。

纳米氧化锌还可以用于制造高效能太阳能电池，提高太阳能电池的转换效率。

医药领域：纳米氧化锌具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等生物活性，因此在医药领域具有广阔的应用前景。

例如，纳米氧化锌可用于药物载体，提高药物的疗效和降低副作用。

纳米氧化锌还可以用于制备医用材料，如生物降解性塑料、生物医用陶瓷等。

建筑材料：纳米氧化锌具有高效、环保的特性，在建筑材料领域也有广泛的应用。

利用纳米氧化锌制备的涂料具有高透明度、高耐候性、防紫外线等优点，可有效提高建筑物的使用寿命。

纳米氧化锌还可以用于生产高效节能窗、防水材料等。

其他领域：纳米氧化锌还可以应用于环保、能源、催化剂等领域。

例如，纳米氧化锌可以作为催化剂，在燃料燃烧过程中提高燃料的燃烧效率，减少污染物排放。

纳米氧化锌还可以用于废水处理、空气净化等方面。

纳米氧化锌作为一种新型材料，具有优异的物理、化学性质和广泛的应用领域。

在电子、医药、建筑材料等领域，纳米氧化锌发挥着重要作用，为人类的生产和生活带来了诸多便利。

随着科技的不断进步，纳米氧化锌的应用前景将更加广阔。

未来，我们期待纳米氧化锌在新能源、环保、生物医学等领域实现更多的创新和突破，为人类的可持续发展做出更大贡献。

纳米氧化铁是一种具有重要应用价值的材料，其独特的结构性质和广泛的应用领域引起了科学界的广泛。

纳米氧化锌
纳米氧化锌抗菌机理
01光催化抗菌机理
纳米氧化锌在阳光尤其是紫外光的照射下，在水和空气中能自行分解出带负电的电子，同时留下了带正电的空穴，这种空穴可以激发空气中的氧变为活性氧，与多种微生物发生氧化反应，从而把细菌杀死。

02金属离子溶出抗菌机理锌离子会逐渐游离出来，当它和细菌体相接触时，就会和细菌体内活性蛋白酶相结合使其失去活性，从而将细菌杀死。

通过纳米氧化锌和普通氧化锌对纯棉织物进行抗菌整理和研究，发现纳米氧化锌的抗菌是光催化和金属离子溶出两种抗菌机理共同作用的结果，纳米氧化锌对金葡球菌的抗菌性强于大肠杆菌，纳米粒子的粒径越小，光催化作用越强。

纳米氧化锌的实际应用
01生活日用品领域
在服饰方面的应用，比如运动衫，罩衫，制服，套裤，职业服，泳衣和童装等。

它还被用于工业和装饰方面，例如：广告用布，户外装饰布等。

02专业卫生领域
医用方面，纳米氧化锌的抗菌涤纶短纤可以与棉混纺制成医院用的床单，手术服，医生工作服，病员服等。

民用方面，可以用于食品行业以及各种床上用品，家具布，装饰布等，无菌手术服，无菌口罩，卫生包覆材料等。

03户外作业领域
纳米氧化锌的抗紫外性能使得其可用于生产各类遮阳伞，窗帘，运输篷布和各类帐篷用布等。