虽然抑菌铜抑制细菌的背后科学机制复杂,但其效果显而易见。
科学表明,抑菌铜能多管齐下,抑制细菌。下述问答对当前正在积极进行的科学研究进行了总结,旨在解释为何抑菌铜是一种高效抑菌*的接触表面材料。
铜对细菌有何影响?
科学表明,铜表面通过两个连续步骤对细菌产生影响:第一步,铜表面与细菌外膜直接接触,导致外膜破裂;第二步,铜表面致使外膜上产生孔,导致细胞失去重要的营养物质和水分,进而使细菌衰弱。
铜如何在细菌上“打孔”?
每个细胞的外膜——包括像细菌这样的单细胞生物的外膜——都有稳定的微电流。这种特征通常被称为“跨膜电位”,即细胞内外的电压差。科学家认为,当细菌与铜表面接触时,细胞膜中的电流会发生短路。这会削弱膜的功能,并产生孔。
另一种“打孔”的方式是通过局部氧化或“锈蚀”。当一个单独的铜原子或铜离子从铜的表面释放出来时,原子或离子撞击细胞膜表面的组成成分(如蛋白质或脂肪酸),就会发生这种情况。如果这种“撞击”发生在有氧气存在的情况下,我们将这种情况称为“氧化损伤”或“锈蚀”。这就好比一块金属上出现锈和孔。
“打孔”后,铜离子如何进一步破坏细菌细胞?
被“打孔”后,细胞的主要防御屏障(外膜)已经被攻破,铜离子可以不受阻碍地进入细胞,并威胁细胞内的若干重要生命过程。铜离子充满整个细胞的内部,阻碍了细胞的正常代谢(即生命所需的生化反应)。这些生化反应都需要酶的催化和参与。而过量的铜离子与酶结合将导致酶的活性丧失。自此,细胞不再能“呼吸”、“进食”、“消化”或“产生能量”,而最终死亡。
铜的抑菌作用何以如此迅速?为什么铜能够影响多种微生物?
专家们解释,这种速度是因为铜表面能多管齐下。在膜穿孔后,铜可以抑制任何“阻挡”它的酶,并阻止细胞运输或消化营养物质、修复受损的膜、呼吸或繁殖。
这就是为什么与铜表面接触后,多种微生物会被抑制。