银离子杀菌原理是什么？

2018-03-15

纳米银是粉末状银单质，粒径小于 100nm，一般在 25-50nm 之间，银单质是无毒的，因为银单质不会被人体吸收。纳米银不带电荷，不会与人体内多种生物活性物质结合而沉积，而纳米银是以原子结构组成的银粒子，不是银离子。那纳米银怎么释出银离子呢？这是因为纳米银在水中或者是空气中存有一定水分时，表面被氧化而游离出微量的银离子导致。银离子是银原子失去一个或一个以上电子形成的带正电荷的阳离子，如 Ag+、Ag2+、Ag3+ 等，通常以水溶液形式存在，银离子具有氧化作用，

纳米银其毒性是来自纳米材料本身还是通过释放银离子起作用还有很大的争论，但尹黎燕在 2011 年针对植物毒性研究发现是纳米银本身固有特性导致。研究发现，粒径越小，杀菌性能越强，而杀菌靠的是银离子。市面上的银器不是纳米银，银是比较稳定的元素，不易释放银离子，但银在高温、有氧气的条件下，容易发生氧化，形成氧化银，从化学的角度因为是重金属氧化物，属低毒性物质。我們擔心的是，人体没有有效的排银机制，一旦摄入银离子便主要在骨骼和肝脏积累，至於一般納米材料要在 5nm 才容易跟著泌尿系統排出體外。

纳米银微粒的物化特性对细胞毒性、细胞死亡机转（包括细胞凋亡与自噬作用）以及活性氧自由基产生研究结果显示，粒径大小较其表面化学修饰的影响程度更大。对 Beas2B 细胞来说，纳米银微粒在暴露早期（三个小时内）就会被摄入细胞内，而且粒径越大者程度越明显。暴露后六个小时会逐渐诱发自噬作用及细胞凋亡反应，亦是较大粒径者所引发的程度较显著。不过，活性氧自由基的产生程度则是相反，粒径较小者诱发程度较为显著。

至于评论内有读者提到四氧化三银具强亲水性，容易排出可以口服，恕我学疏学浅找不到信息去确认！

------------------------------------------------------------------------------------

2016-02-03

银之所以能杀菌而不伤害有益菌和正常细胞，是因为大部分的病原菌是单细胞微生物，是倚靠蛋白酶来维持新陈代谢，进而繁殖影响正常细胞，在这些蛋白酶之中还有一种氧代谢酶，当银遇到这种氧代谢酶时，氧代谢酶的活性会抢走银的一个电子，使银原子变成带正电的银离子，银离子就会吸引蛋白酶中带有负电荷的硫醇基 (-SH) 的特异性结合，有效地刺穿细胞壁与细胞膜外表，进一步使细菌细胞因蛋白质变性，而无法呼吸、代谢和繁殖，直至死亡，达到灭菌的效果。而这些病原菌的生存时间只有几十分钟，在无法繁殖下，这些病原菌会自然死亡，而这些银离子又会得回原本的电子还原成银原子。所以银本身的杀菌功能是不会消失的。

纳米银的抗菌效果又是如何达成的呢？其抗菌机制为何？学者倾向的解释是金属粒子表面有一层氧化物，氧化银在水中会水解成银离子与氢氧根离子，其中溶出的银离子便是造成抗菌效果的根源。2004 年 Sondi 等人曾使用自行合成的纳米银粒子做为抗菌剂，测试它对大肠杆菌的抗菌效果。研究结果显示与纳米银接触的大肠杆菌，细胞壁上产生了许多小孔洞，纳米银粒子则积累在细胞壁上。细胞壁形成孔洞之后会使得细胞壁的透过度显着增加，最后造成细胞的死亡。但纳米银因为颗粒小，安定性不佳，彼此间容易聚集成大颗粒，而降低抗菌效果。因此如何把纳米银均匀地分散在材料中，是制作纳米银产品的最大课题。

不过，纳米银也不是没有风险。过去研究也发现，纳米银会对肺、神经及皮肤细胞产生毒性，也会渗入大脑，随血液循环而散布全身，动物及人类的相关实验都告诉大家，纳米银及容易进入胎盘。最近美国动物研究也发现：纳米银本身会干扰精子细胞讯号，导致细胞精子不再生长，进而影响男性生殖能力，同时纳米银本身粒子微小，容易随胎盘进入新生儿体内，直接导致男性胚胎生殖系统缺陷。