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如何檢測半導體光催化材料的抗病毒活性?答案都在文章里_拜恩檢測-專業第三方檢測機構

發表時間:2021-10-11   來源:

能源危機、環境污染一直都是困擾人類的世紀難題。半導體光催化材料由于具有有效的廣譜抗菌、除臭作用,能夠分解空氣及水中有機污染物,還可以將太陽能轉化為化學能,而且還具有可重復利用等特點,因此在環境治理、功能建材、能源循環利用等方面有著巨大應用前景。目前光催化材料應用領域包含了抗細菌、抗真菌、抗病毒、空氣凈化、防污自潔、大氣污染治理、水處理等領域,其中抗病毒技術可廣泛應用于相關產品。比如,相關研究較多的光催化材料有 TiO2,ZnO,CdS,WO3,Fe203等,其中 TiO2氧化活性較高,化學穩定性好,對人體無毒害,成本低,無污染,屬于優秀的綠色環保型材料。

光催化材料

在半導體光催化材料的開發、性能比對、質量保證、表征、可靠性及設計過程中,安全性評價試驗、抗菌性能評價試驗、抗病毒性能評價試驗都是重要的研究方法。其中催化抗菌材料安全性評價方法一般采用極限經口毒性試驗、急性眼刺激性試驗、皮膚刺激性試驗等方法測試,具體可參SN/T 4307-2015 《光催化抗菌材料安全性評價方法》??咕阅茉囼炛饕抢么竽c埃希氏菌、金黃色葡萄球菌等菌種來培養測試。參考標準可以依據GB/T 23763-2009 《光催化抗菌材料及制品 抗菌性能的評價》、GB/T 30706-2014 《可見光照射下光催化抗菌材料及制品抗菌性能測試方法及評價》。以上性能測試,我們都能找到具體的參考國家標準,但是對于重要的抗病毒性能評價試驗,目前可供參考的只有國際標準ISO 18061:2014《精細陶瓷(高級陶瓷, 高級工業陶瓷) —半導體光催化材料抗病毒活性的測定—Q-β噬菌體試驗方法》。

抗病毒光催化材料

ISO 18061:2014主要是規定了半導體光催化材料在紫外光照條件下抗 Q-β噬菌體活性試驗方法。標準規定了含有光催化劑或表面有光催化膜的材料的抗病毒活性的測試方法,通過計數經紫外光照之后的 Q-β噬菌體的減少來確定其抗病毒活性。該方法中適用于應用其抗病毒性能的光催化材料。以噬菌體 Q-β作為流感病毒的替代病毒使用,可以適用于不同類型、不同功用的半導體光催化材料,其基本形制包括片狀、塊狀或平板狀等,但不包括粉末,顆?;蚨嗫坠獯呋牧?。不過,如果是光催化材料用于其他用途,如抗菌、抗真菌、降解水中污染物、自清潔、防結霜和空氣凈化,則本方法不適用。

 

一、試驗原理

原理是主要通過將試樣與噬菌體接觸并置于紫外光下照射,從而獲得光催化材料的抗病毒活性值,主要適用于片狀、塊狀或平板狀材料的測試 。在光催化處理的樣品上接種噬菌體懸液,然后暴露與已知強度的UV光下,持續照射一定時間。光照結束后,取出樣品并用Q-β噬菌體.的敏感宿主大腸桿菌測定洗脫液的噬菌斑形成單位。通過比較未經光催化劑處理的材料和光催化材料在經過特定強度照射后的噬菌體數,及未經光催化處理的材料和光催化材料在暗條件下相同時間的噬菌體數進行計算而得到測試結果。

 

二、試驗菌種

試驗菌種主要為Q-β噬菌體、大腸桿菌。由于參考國際標準,測試試驗所使用的菌株要求必須從世界菌種保藏聯合會(WFCC)和日本菌種保藏協會(JSCC)的成員機構獲得,并且符合相關編號要求或等效。微生物的無菌操作應在合適的生物安全柜中進行。具體如下表

菌種要求

二、試驗步驟

1.在培養皿底部放置無菌的保濕濾紙,加入足量的無菌水,在濾紙上放置玻璃棒或玻璃管,光催化處理面向上,放置測試樣品。測試中使用的光催化處理試樣和未經處理的試樣均按上述程序放置(前者 6 塊,后者 9 塊);

注(1):為避免試樣與潤濕的濾紙接觸,使用了玻璃管或玻璃棒。

注(2):為防止保濕玻璃片起霧,往培養皿中加入 4 ml~6 ml 無菌水即足夠。

 

2.使用無菌的吸頭吸取 0.15 ml 測試噬菌體懸液并將其滴加到每一個試樣上,在液滴上貼覆蓋膜然后輕推使噬菌體懸液均勻分散至整個膜表面。小心操作勿使液體溢出膜外。如果使用非常規尺寸試樣,可調整噬菌體懸液接種體積以適應覆蓋膜尺寸;

注(3):常規接種體積可能會造成噬菌體懸液從膜邊緣溢出或者不能均勻分布。這時,可以減半或加倍接種體積。但是,如果噬菌體懸液的接種量改變了,每片試樣上接種的噬菌體的數量應與標準規格一致,應在 1.0×106pfu~4.0×106 pfu 范圍內。

注(4):此步驟不應使用渦旋器以免造成噬菌體感染力的喪失。推薦使用手動混懸。

 

3. 將保濕玻璃板放置于培養皿頂部;

4.除 3 片未經處理的試樣接種后立即測定噬菌體滴度外,其余樣片進行光照試驗

5.取 3 片接種噬菌體懸液后的未經處理試樣(噬菌體立即接種后試樣),使用無菌鑷子將其覆蓋膜和未經處理的試樣放入均質袋內,小心操作勿使噬菌體懸液從覆蓋膜或試樣片上溢出。加入 10 ml SCDLP,在袋外用手充分搓洗試樣和膜,以洗出噬菌體懸液。盡快對洗出液進行噬菌體滴度測試。

注(5):如果證實其效果,亦可使用其它類似于均質袋的器具。如果證明可以達到相同的結果,則可以使用其他器具替代均質袋。

Q-β噬菌體

根據微生物的特性和測試方法不同,現在應用于半導體光催化材料抗微生物技術分為抗真菌、抗細菌和抗病毒,其中抗病毒技術的應用可以防止病毒在物體表面傳播,具有重大的實用價值。目前國際 ISO 相關標準均包括抗細菌、抗真菌和抗病毒 3 種測試方法,因此和國際接軌,結合我國具體的半導體光催化行業的環境條件和實際應用的光催化材料及制品抗病毒活性測試方法及評價體系,不但可以為已有光催化抗菌測試技術標準的必要補充同時對提升光催化材料及制品的技術含量,推動光催化材料及其產業的健康發展都有極大的意義和必要性。

 

 

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