納米銀（silver nanoparticle.SNP）具有高效廣譜、不易產(chǎn)生抗藥性、安全性高的優(yōu)點，是當前抗菌材料研究的熱點。但現(xiàn)在對SNP抗菌劑里的認識仍有不同觀點，進一步深入的研究仍在繼續(xù)。

在日常生活中應用銀作為抗菌材料的例子有很多。如皮膚受傷時，醫(yī)護人員會使用銀絲織成的紗布包扎皮膚創(chuàng)傷；用銀制的容器盛放食物可以延長食物的保質(zhì)期等等。20世紀30年代科學家發(fā)現(xiàn)了抗生素后，由于抗生素的廣泛使用導致銀系抗菌材料被人們忽視。近年來，由于抗生素的濫用導致細菌產(chǎn)生抗藥性問題嚴重，所以，以SNP為代表的新型低成本安全性高的抗菌材料又引起的人們的關注。

SNP作為抗菌材料具有許多優(yōu)良的特性。

首先，SNP的安全性高。相比于銀離子，SNP在濃度極低（納摩爾或微摩爾）時就對微生物表現(xiàn)出強烈的抗菌性，而對哺乳動物的毒性較低并且很少出現(xiàn)并發(fā)癥。

其次，持久性好。SNP可以負載于殼聚糖等載體上，持續(xù)釋放出零價銀離子，維系較為穩(wěn)定的銀濃度，達到持久抗菌的目的。

第三，廣譜抗菌。SNP能夠有效抑制包括金黃色釀膿菌、葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿假單胞菌等多種致病菌，以及皮膚癬菌等真菌在內(nèi)的650多種致病菌，甚至可以殺死HIV-1。

第四，不易產(chǎn)生耐藥性。經(jīng)SNP處理的細菌基本無法存活，可以杜絕細菌產(chǎn)生耐藥性。

第五，SNP還有毒副作用小，使用方便等優(yōu)點。

但是，納米作為抗菌材料使用時也暴露出一些問題，例如銀累積和遷移造成的生活和安全問題。銀富集到較高濃度時對人體和哺乳動物有較大危害，會隨呼吸進入線粒體、胚胎以及肝臟和循環(huán)系統(tǒng)等。有研究指出SNP比鋁和金等金屬的納米顆粒毒性更強，因此SNP在作為抗菌材料應用的范圍和使用劑量也值得研究和關注。

目前SNP研究機理尚不充分，通常認為是SNP釋放銀離子發(fā)揮作用并誘導產(chǎn)生活性氧（ROS）。另有研究發(fā)現(xiàn)SNP本身直接發(fā)揮抗菌作用并協(xié)同釋放的銀離子發(fā)揮作用。現(xiàn)階段普遍認同的SNP的抗菌原理主要有影響細菌生活的環(huán)境、破壞細胞壁、抑制DNA復制、抑制酶呼吸作用、抑制其他酶活性等。

SNP通過影響細菌的生活環(huán)境發(fā)揮抗菌作用。

在溶液中，受氧氣和質(zhì)子協(xié)同作用，SNP釋放出銀離子或被氧氣氧化形成納米氧化銀再釋放銀離子，發(fā)揮抗菌作用。

有研究認為，SNP本身對細菌無影響，抑制作用源于釋放銀離子且嚴格依賴氧氣濃度。

在有氧條件下SNP和氧化銀顆粒都表現(xiàn)出較強的抗菌性。但細菌有氧呼吸等新陳代謝極大降低了氧氣的含量，導致銀離子濃度降低并失去抗菌能力。而環(huán)境中氧氣濃度下降對需氧細菌的影響巨大，直接抑制甚至殺死細菌。

此外，銀離子可與體系中營養(yǎng)元素結合，降低細菌生長所必須的元素濃度。

也要研究表明，SNP誘導氧氣產(chǎn)生氧離子，水分子產(chǎn)生羥基，加劇消耗氧氣的同時，對細胞膜進行攻擊。在較高濃度銀離子下，銀離子可重新聚集成零價銀離子，因此該過程不斷持續(xù)消耗氧氣并發(fā)揮抑菌作用。

SNP通過破壞細胞壁發(fā)揮抗菌作用。

銀離子和SNP負載正電荷通過與帶有負電荷的菌體蛋白質(zhì)之間的靜電吸引，吸附在細胞膜上。因其較高的表面能和分散性，SNP與細胞壁之間發(fā)生化學作用并破壞細胞壁的完整性。在細胞壁富集電子部位表現(xiàn)尤為明顯。導致細胞壁正常功能如營養(yǎng)滲透等喪失。

同時，SNP和銀離子作為膜的過氧化誘導劑，與部分蛋白和磷酸脂質(zhì)作用，誘導膜損傷或分解。

有研究報道指出粒徑小于20納米的SNP易于含硫蛋白結合，干擾蛋白功能并引起細胞壁滲透性變大。說明滲透性改變是抗菌的重要途徑。

SNP通過抑制DNA復制發(fā)揮抗菌作用。

SNP通過膜蛋白和脂質(zhì)作用（包括滲透性改變和穿孔等）突破細胞壁進入細菌體內(nèi)。SNP進入菌體內(nèi)聚集形成低分子量的聚集體，細胞壁與細胞膜分離，使DNA為免受SNP的破壞而聚集濃縮。導致DNA停留在復制間期而無法完成復制過程。或者通過阻斷細菌內(nèi)的電子傳輸系統(tǒng)增強細菌DNA的穩(wěn)定性，DNA無法解開雙螺旋，失去復制能力，細菌分裂速度下降。

SNP和銀離子通過與含大量供電子原子的細胞核、擬核和線粒體的DNA結合，抑制DNA復制甚至喪失復制能力。

SNP通過抑制酶呼吸作用發(fā)揮抗菌作用。

許多研究認為SNP抑制細菌呼吸作用是另一種抑菌方式，途徑包括降低菌體內(nèi)外氧氣濃度，直接作用于呼吸和ATP生成相關酶。

SNP溶解釋放銀離子過程消耗氧氣，而氧氣在細菌環(huán)境和菌體內(nèi)的溶解度降低，有效抑制了細菌呼吸。

SNP通過抑制其他酶的活性發(fā)揮抗菌作用。

SNP進入細胞，因靜電吸引，首先與胞內(nèi)負載有負電荷的酶、蛋白質(zhì)組或者細胞器和脂質(zhì)結合。進而與酶中的硫、氧和氫等電子供體（L-半胱氨酸等）結合，甚至替換酶中金屬離子，致使酶活性鈍化甚至失活。在創(chuàng)傷輔料中，SNP通過抑制基質(zhì)金屬蛋白酶抑制其生長因子的降解作用，提高創(chuàng)傷愈合速度。

此外，銀離子和SNP與功能蛋白中的氨基酸殘基（半胱氨酸硫基）、氨基、咪唑、磷酸和羧基等親核性集團結合，改變酶三維構象，導致蛋白不可逆變性，細菌正常代謝無法進行。

而革蘭氏陰性菌中，SNP作用于磷酸酪氨酸多肽，觀察到磷酸酪氨酸去磷酸化，而蛋白質(zhì)的磷酸化過程與細菌體內(nèi)的信號傳導有關，據(jù)此推斷SNP通過影響菌體的信號傳導，從而抑制或者中斷細菌的生長。

綜上所述，SNP在溶液中部分溶解釋放出銀離子，SNP和銀離子錨定在細菌細胞壁上帶有負電荷的功能團上，功能蛋白受銀的作用，細菌細胞壁和細胞膜結構發(fā)生變化，功能紊亂，尤其是改變了膜的滲透性，進入細胞質(zhì)，同時引起細菌營養(yǎng)元素的流失。銀在細胞質(zhì)中損壞DNA結構抑制其復制以及呼吸鏈酶等相關活性，最終導致細菌失活。但是在實際環(huán)境中由于氧氣的存在，SNP變化涉及到復雜的生化過程，包括SNP的聚集、銀離子的釋放、銀離子與有機物等絡合、以及溶解沉淀平衡等，SNP抑菌過程仍有待進一步研究。

參考文獻：【1】吳宗山.納米銀的抗菌機理研究進展【J】.化工進展，2015，（34）：1349-1355.