表面活性剂-碘消毒剂研究进展

表面活性剂-碘消毒剂研究进展门奕灿2013207540摘要：本文主要归纳了不同类型表面活性剂和碘络合形成的复合型消毒剂的关键问题，指出了其主要进展和应用现状，讨论了它们的优缺点、作用机理。以此为选择最优化的表面活性剂载体提供依据和借鉴。关键词：表面活性剂；碘；消毒剂碘消毒剂应用非常广泛。其消毒范围已涉及临床、卫生、日常生活、农牧养殖业和饮用水等。不同类别、不同剂型、不同功效的碘消毒产品正广泛应用于生产生活。而现在普通的碘酊或者碘酒具有刺激性大、着色深，稳定行不好等缺点，现在普遍会采用碘的络合物去改善这些缺点，即不同的表面活性剂与碘络合形成复合型碘消毒剂，具有广谱杀菌、使用安全的优点。因此这也是人们一直探索并且不断试图优化的研究课题。本文主要介绍不同类型的表面活性剂和碘络合形成的复合型消毒剂，其中表面活性剂的类型主要包括阳离子型、阴离子型、两性离子型和非离子型表面活性剂，以及这些碘络合物消毒剂研究现状；讨论了它们各自的优缺点及作用机理。希望以此可以为选择最优化的表面活性剂载体提供依据和借鉴。一、碘络合物的研究现状与优缺点1.非离子型表面活性剂与碘络合碘伏是碘和非离子型表面活性剂的配合物，表面活性剂一般选用不含苯环和不饱和双键或叁键的非离子表面活性剂,例如OP-10等。非离子表面活性剂作用表现在多方面,首先它起到了配位、稳定、助溶和协同增效作用,克服了碘难溶于水、易升华、有刺激性、不够稳定、容易着色等缺点。其次,制剂水溶性好,使用时由于大量稀释,表面活性剂的胶束被破坏,碘胶束配合物解离成碘与表面活性剂分子结合形式。此时,碘尚能保持相对的稳定性,临床上表现出较持久的药效。同时,由于具有亲脂使用,表面活性剂能迅速粘附于菌体表面,使碘与菌体蛋白质迅速发生卤化反应,并能消除环境中非菌体蛋白质,减少活性碘的消耗量而增强药效。此外,由于表面活性剂具有清洗作用,碘伏可以用于蔬菜瓜果、食品加工器具、医疗用具等的清洗消毒。一般非离子表面活性剂价格比聚乙烯吡咯烷酮的价格要低得多,所以碘伏生产成本比较低,使得它适宜于养殖业如养殖场消毒,鱼、虾、畜、禽疾病防治。[2]但是，有文献报道非离子表面活性剂碘络合物对抗有机物能力差的缺陷。2.两性离子型表面活性剂与碘络合有专利报道了相关两性离子型表面活性剂-碘络合物消毒剂，其中两性离子型表面活性剂主要是椰油基二甲基氧化铵等。这种发现突破了非离子表面活性剂碘络合物对抗有机物能力差的缺陷，同时还有较好的渗透性和洗涤功能。[3]另外，也有文献报道碘络合物常用的表面活性剂宜选用刺激性小，性能温和并且对碘无分解作用,并且要有足够的去污性能。通常选用两性表面活性剂和非离子表面活性剂为主[4]，可选择的品种有月桂基谷氨酸盐、椰子基经乙基磺酸钠、椰子油丙基甜菜碱、十二烷基甜菜碱、十二烷基氧化胺、烷基酚聚氧乙烯醚等。3.阳离子型表面活性剂与碘络合阳离子表面活性剂与碘的络合物应用的大部分是季胺盐型表面活性剂[5]，季胺盐类消毒剂有单链季胺盐和双链季胺盐两类，前者以苯扎溴铵为代表，临床上使用的还有度米芬（十二烷基二甲基苯氧基漠化铁）和消毒净（十四烷基二甲基吡啶溴化胺），它们均属于低效消毒剂，仅能杀灭一般繁殖体和亲脂病毒。后者为双链季胺盐，以百毒杀（双十烷基二甲基氯化胺）为代表，可以杀灭各种微生物，包括细菌芽胞，属于高效消毒剂（但不是灭菌剂）。纵观季胺盐类消毒剂的发展，可以看出，第一代季胺盐类消毒剂为单链季胺盐，第二代为单链季胺盐的衍生物，第三代为双链季胺盐，第四代为单双链季胺盐的联合应用。由于微生物对季胺盐消毒剂易产生抗药性，在一些医院苯扎溴铵消毒液中，也有大量细菌存在。为了克服这些问题，研究单、双链季胺盐联合应用的同时，也在研究其他消毒剂对季胺盐消毒的增效或协同作用。因此季胺盐类消毒剂具有稳定性好、无毒、无刺激、杀菌作用可靠等优点，在消毒领域具有较好的应用价值，尤其是在卫生用品，例如化妆品、牙膏、洗手液、沐浴液等方面的应用。4.阴离子型表面活性剂与碘络合有文献报道指出制备碘伏的载体很多，较普遍有非离子表面活性剂。阴离子表面活性剂，如烷基磺酸类，但阴离子表面活性剂不单独使用，而是与非离子表面活性剂配合使用，形成的碘伏兼有杀菌及除污的功能。[6]另外，也有人报道说阴离子表面活性碘，如烷基磺酸盐络合碘。此类稳定性差，但去污作用好。[7]二、表面活性剂与碘络合消毒剂的机理表面活性剂在消毒领域中的应用很广泛，主要有以下两种作用方式[1]：①在传统消毒药物中加入表面活性剂来改进、提高消毒效果,达到增效目的；②利用表面活性剂作为载体,在一定条件下,可将碘与聚醇醚或PVP络合,即为广泛使用的碘伏消毒剂,可克服碘的黄染、不易脱色的缺点。1.不同类型表面活性剂比较表面活性剂按照它的化学结构来分，即当表面活性剂溶解于水后，根据是否生成离子及其电性，分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。按极性基团的解离性质分类:①阴离子表面活性剂，如硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠；②阳离子表面活性剂，如季铵化物；③两性离子表面活性剂，如卵磷脂，氨基酸型，甜菜碱型；④非离子表面活性剂，如脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦（司盘），聚山梨酯（吐温）。有些表面活性剂本身具有杀菌作用，主要有两种表面活性剂，即阳离子表面活性剂中的如季铵盐类消毒剂以及两性表面活性剂中的汰垢(Tego)类消毒剂。(1)季铵盐类消毒剂其分子结构可分为阳离子基团和阴离子两部分。阳离子基团多由4个有机根与氮原子结合而成，为杀菌的有效部分。阴性离子多为卤素、硫酸根或其他类似的阴性离子。作为消毒剂的季铵盐类，其阳离子基团中，一般有一个碳链长达8～18的烷基，碳链短于或长于此范围者，杀菌能力差。我国常用的季铵盐类消毒剂，主要有：新洁尔灭（化学名称为十二烷基二甲基苄基溴化铵）、洁尔灭（十二烷基二甲基苄基氯化铵）、度米芬（又名消毒宁，化学名称为十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵）、消毒净（为十四烷基-2-甲基吡啶溴化铵）。近年来新开发出了双链季铵盐消毒剂，带有一个亲水基和两个亲油基，具有更好的成胶速性和更强的降低表面张力的能力，能增加它们的水溶性，即使在水质硬度较大的情况下也呈现出相当好的溶解性，表现出很好的稳定性。研究表明，双链季铵盐消毒剂的杀菌作用比单长链季铵盐类优越，去污能力较好、耐高温及毒性低。我国新上市产品主要有3种：百毒杀，又名双癸基二甲基溴化铵；新洁灵消毒液，又名溴化双（十二烷基二甲基）乙撑二铵；利尔康1210消毒剂，由双癸基二甲基氯化铵和正烷基（50%C14、40%C12、10%C16）二甲基苄基氯化铵组成的复方消毒剂[11]。(2)汰垢（Tego）类消毒剂汰垢（Tego）即为一系列氨基酸型两性表面活性剂，其特点是毒性比阳离子型的要小。汰垢类消毒剂对化脓球菌、肠道杆菌等及真菌都有很好的杀灭作用。对结核杆菌，质量分数为1%溶液需作用12h，对细菌芽孢无杀灭作用。其质量分数为1%水溶液接近中性(偏碱)，杀菌作用不受血清、牛奶等有机物影响，但可被肥皂与其他阴离子表面活性剂所中和。汰垢有多种产品，如汰垢51、汰垢103、汰垢2000等。国外已广泛使用，国内也有少量引进。分子式为R1NH(CH2)2NH(CH2)2NHCH2CO2H·HCl(汰垢103S)，用于皮肤消毒，质量分数1%溶液作用2min；用于浸泡手术器械，质量分数1%溶液作用30min。汰垢103G(MHG)，分子式为R2NH(CH2)2NH(CH2)2NHCH2CO2H·HCl+[R2NH-(CH2)2]2NCH2CO2H·HCl，用于环境卫生处理，质量分数1%溶液喷洒擦拭，可减少微生物数量。汰垢51，分子式为R1NH(CH2)2NH(CH2)2NHCH2CO2H+[R1NH(CH2)2]3NHCH2CO2H，用于乳肉加工厂杀灭可分解肉类乳类的微生物，质量分数1%溶液，作用3min～12min。汰垢51B，分子式为R2NH(CH2)2NH(CH2)2NHCH2CO2H，用于软饮料工厂，消毒容器用质量分数0.5%溶液处理数小时；消毒管道系统，用质量分数0.1%溶液滞留处理24h～36h。最近国外又推出汰垢2000，活性成分的质量分数为0.5%1-alky1-1,5-diazapentane,，杀菌能力可得到明显提高。2.表面活性剂与碘络合机理表面活性剂与碘络合形成的消毒剂一般具有高效杀菌，安全等优点，其优点源于形成了协同杀菌作用的复合型消毒剂。此类作用并不仅限于碘消毒剂，比如，类似的国内大量上市的含氯复方消毒剂，多为次氯酸钠等含氯消毒剂中加入阴离子表面活性剂，如加入十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等。试验证实，二者联用可显著提高消毒剂杀菌效果。有机溶剂(磷酸三丁酯)与非离子表面活性剂(TritonX-100,Tween80)联合应用具有良好的杀菌、灭活病毒的作用，其作用机理主要通过溶解微生物的细胞膜上的脂类物质，使细胞膜破裂而实现杀灭作用，而且不破坏任何蛋白质的性质。因此，在国内外血液制品（如丙种球蛋白、凝血因子）的生产中，多采用该方法进行血液中病毒（如艾滋病毒、肝炎病毒、疱疹病毒等）的灭活，可获得极高的安全性。戊二醛复方消毒剂中多使用季铵盐类消毒剂作为增效剂，如单独使用戊二醛消毒，需质量分数为2%戊二醛作用20min～40min，如果加入质量分数为0.2%阳离子表面活性剂，则戊二醛的使用剂量可下降50%左右。戊二醛的长期毒性较大，其剂量的下降则可提高使用的安全性。将三氯均二苯脲（TCC）消毒剂与十二烷基二甲基甜菜碱联合应用，对血色念株菌有协同杀灭作用。在隐形眼镜消毒液中，加入表面活性剂（Polox2amer-237），可改进综合性能，不仅用于消毒，还可用于清洗、保存等目的。另外不同类型的表面活性剂与碘络合形成的消毒剂，由于结构不同，导致作用机理不同，因此杀菌效果也相差很大。比如碘伏的作用机理：碘伏杀菌活性是由表面活性剂PVP提供对菌膜的亲和力解聚后释放出所载有的碘与细胞膜和细胞质结合，使巯基化合物、肽、蛋白质、酶、脂质氧化或卤化，使病原体的蛋白质和酶的稳定性和活性被破坏，代谢机制发生障碍而死亡，从而达到杀灭病原体的目的。又如季铵盐类碘消毒剂的作用机理：季铵盐类化合物为阳离子表面活性剂，可以改变细菌胞浆膜的通透性，使菌体物质外渗，阻碍其代谢而使细菌死亡。季铵盐类消毒剂在低浓度下有抑菌作用，较高浓度时可杀灭大多数种类的细菌繁殖体与部分病毒。杀菌机理：（1）改变细胞的渗透性，水分进入使菌体肿胀破裂；（2）具有良好的表面活性作用，可高度聚集于菌体表面，影响细菌的新陈代谢；（3）使蛋白质变性；（4）灭活菌细胞内的脱氢酶、氧化酶，以及能分解葡萄糖，琥珀酸盐、丙酮酸盐等的酶系统。三、讨论与结果消毒剂的研制与开发应着眼于寻找新型高效杀菌化合物。研制杀菌力强、广谱抗菌、用途广泛、使用简便、腐蚀性小、稳定性好、价格低廉、易运输包装、无环境污染、对人畜毒副作用小的新型消毒药。现在广泛应用的表面活性剂与碘络合的消毒剂主要有碘伏、季铵盐类碘消毒剂，在一定程度上解决了这些问题，生产出了高效安全的碘消毒剂，但是具体那种表面活性剂与碘络合形成的复合型碘消毒剂消毒效果最好呢？借鉴之前的文献，分析整理，笔者认为，碘络合物常用的表面活性剂宜选用刺激性小，性能温和并且对碘无分解作用，并且要有足够的去污性能。最好选用两性表面活性剂和非离子表面活性剂为主，可选择的品种有月桂基谷氨酸盐、椰子基经乙基磺酸钠、椰子油丙基甜菜碱、十二烷基甜菜碱、十二烷基氧化胺、烷基酚聚氧乙烯醚等，而且季铵盐类阳离子表面活性剂也有很好的效果；由于阴离子表面活性剂稳定性差，不易使用，但可以可以与非离子型表面活性剂配合使用。参考文献：[1]张文福.表面活性剂在消毒领域中的应用[J].日用化学工业,2004,02:108-110.[2]高会东.碘类消毒剂存在的问题及对策[J].邯郸农业高等专科学校学报,2002,04:11-14.[3]唐青,李海生,冀红珍,姚嫱,唐铖.椰油基二甲基氧化铵碘络合物[P].天津：CN102140073A,2011-08-03.[4]罗胜铁.抗菌消毒洗手液碘伏的研制与生产[J].洗净技术,2