摘要：已有的研究工作顯示納米銀和載銀材料具有滅活病毒的作用。本文梳理了國內外相關的研究進展，從納米銀（Ag）和載銀（Ag）材料的滅活病毒機制，以及生物安全性等幾個方面進行評述。對于載Ag鋼鐵材料的滅活病菌作用，以及Ag對力學性能和耐腐蝕性能的影響也作了歸納。在作者研發的銀合金化在不銹鋼和鑄鐵、納米銀（Ag）琺瑯層鑄鐵的應用表明了滅活病菌的效果。

　　病毒對宿主細胞具有很強的感染性，長期以來威脅著人類和動植物的生命健康。目前已知有幾百種病毒可感染人類，如：重癥急性呼吸綜合征(SARS)冠狀病毒、中東呼吸綜合征(MERS)冠狀病毒、人類免疫缺陷病毒(HIV)、登革熱病毒、埃博拉病毒、甲型流感病毒、乙肝病毒等。由于病毒不斷在發生變異，對病毒防治方法的研究總是相對滯后，所以對病毒性疾病的預防和治療有相當大的難度。發現并應用廣譜的滅活病毒物質(材料)可以說是一個最有效的防控措施。

　　古人早就發現Ag具有消毒殺菌作用。公元前四世紀，亞歷山大大帝在長途征戰中就用銀制水壺來儲存、凈化飲用水和葡萄酒。古羅馬作家Pliny在他的著作《自然史》中記載：加入Ag礦渣的藥膏有治愈作用，尤其對于傷口愈合十分有效。Faraday也曾經做過在Fe中添加Ag的實驗。隨著現代科學技術的發展，人們發現，純金屬Ag對于人體細胞和病毒等微生物是無毒而惰性的。但是，在環境中的H2O和O2的作用下，位于金屬Ag或載銀（Ag）材料表面的Ag原子會釋放出游離銀離子。這些銀離子具有極高的生物活性，對于細菌和病毒等微生物有很強的殺滅作用。自20世紀末以來，隨著納米技術的發展，人們發現納米銀（Ag）也具有很強的滅活病毒能力。除了釋放出游離銀離子殺滅病毒以外，納米銀（Ag）還可與病毒表面的蛋白質直接結合來使病毒失活，或者通過破壞病毒的復制和繁殖過程使病毒失去傳染性。因此納米銀（Ag）的滅活病毒機理與載銀（Ag）材料并不完全相同。本文對近年來納米銀（Ag）和載銀（Ag）材料在滅活病毒方面的研究和應用概況進行綜述，希望對了解和關注該領域發展有所幫助。

1 納米銀（Ag）的滅活病毒作用

　　納米銀（Ag）是指Ag原子組成的、粒徑通常在1~100nm范圍的納米顆粒、納米線、納米團簇等Ag納米材料。納米銀（Ag）的比表面積極大，具有納米材料特征性的表面效應，表面原子與總原子數之比隨著顆粒尺寸的減小而大幅增加。表面Ag原子由于周圍缺少相鄰原子，存在許多懸空鍵，因此具有高度不飽和性，極易與其它物質相結合而趨于穩定，因而納米銀（Ag）的化學反應活性極高。納米銀（Ag）這種高活性的表面結構給病毒提供了大量的接觸吸附位點和反應作用點，不僅可以與病毒緊密接觸，而且大大提高了與病毒中的蛋白質和核酸等分子發生化學反應的能力。
　　納米銀（Ag）的滅活病毒機理還不是十分明了，根據目前國內外的研究成果，可能與以下幾種機制有關（見圖1）：(1)納米銀（Ag）釋放出來的銀離子可以與病毒蛋白質上的巰基(—SH)、氨基(—NH2)等基團發生反應，使蛋白質失活；或者與病毒核酸上的磷酸基反應，改變核酸的結構，影響病毒遺傳信息的轉錄復制，使病毒無法有效繁殖。(2)納米銀（Ag）對病毒有很強的吸附和固定作用，可以與病毒表面某些蛋白質結合，影響病毒與細胞受體的相互作用，從而阻礙病毒與宿主細胞的結合，防止病毒侵入細胞。例如，納米銀（Ag）與病毒表面蛋白質上的—SH可以形成化學鍵，相互結合生成-S-Ag復合物，使病毒蛋白質失活，進而使病毒滅活。(3)納米銀（Ag）可進入宿主細胞，在細胞內與病毒復制所需的細胞蛋白質發生反應，或直接與組裝子代病毒所需的病毒蛋白質相互作用，干擾病毒的繁殖過程。(4)納米銀（Ag）可與病毒核酸結合，使病毒脫氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)的結構改變，影響病毒的復制和繁殖，使病毒失去活性。(5)氧在納米銀表面以O原子的形式被化學吸附，具有極高的氧化活性，因而納米銀（Ag）可作為催化劑將病毒等微生物幾乎完全催化氧化，嚴重破壞病毒的結構。(6)納米銀（Ag）的粒徑大小是影響其滅活病毒活性的重要因素，多項研究證實，減小粒徑能夠大大提高納米銀（Ag）與病毒等微生物的反應活性，也能更有效地釋放銀離子。因此與濃度和使用劑量相比，納米銀（Ag）的粒徑大小對于其滅活病毒能力的影響更加明顯。對納米銀（Ag）的滅活病毒機理仍需進一步研究。

　　近年來，國內外對于納米銀（Ag）滅活細菌作用的研究報道較多，各種相應的產品也逐漸投入市場。對于納米銀（Ag）滅活病毒作用的研究報道較少，不過也已逐步展開，某些研究取得了比較可喜的結果。2005年，Elechiguerra等首次發現粒徑在1~10nm的納米銀（Ag）顆?？赏ㄟ^與人類免疫缺陷病毒1型(HIV-1)表面類脂膜上的糖蛋白gp120相互作用而附著在HIV-1上。由于gp120糖蛋白通過與宿主細胞的CD4受體結合而介導病毒的下一步反應，因此當HIV-1的gp120蛋白與納米銀（Ag）結合后，HIV-1就不能再與宿主細胞結合了。體外實驗進一步證實納米銀（Ag）對HIV-1與宿主細胞的結合產生了明顯抑制作用。王云華等也對納米銀（Ag）滅活HIV活性進行了研究。結果表明，納米銀（Ag）能夠有效抑制HIV誘導的細胞病變，還能抑制HIV急性感染細胞中p24滅活原的產生，具有較好的滅活HIV活性。同時也發現納米銀（Ag）的細胞毒性比銀離子低1000倍左右，更有利于納米銀（Ag）在滅活病毒防治領域的應用。Lu等發現粒徑約10nm的納米銀（Ag）與乙肝病毒(HVB)的DNA有較強的結合力，可阻礙病毒遺傳物質的轉錄以及新DNA的形成。通過透射電子顯微鏡(TEM)還觀察到大部分HBV病毒粒子與納米銀（Ag）產生了直接相互作用。Lara等研究發現滅活病毒活性依賴于納米銀（Ag）顆粒的大小，一般情況下納米銀（Ag）粒徑小于25nm，其滅活病毒活性明顯增加。向冬喜等研究了納米銀（Ag）顆粒對H3N2亞型流感病毒的抑制作用和作用機制。通過血凝素價效實驗、雞胚培養實驗和神經氨酸酶活性抑制實驗發現，納米銀（Ag）可能破壞H3N2病毒表面的血凝素蛋白和神經氨酸酶蛋白。運用細胞培養技術，通過致細胞病變效應(CPE)觀察法、噻唑藍(MTT)比色法和免疫熒光觀察法發現，納米銀（Ag）能夠明顯滅活H3N2病毒，并能有效抑制病毒對犬腎細胞的侵入和侵入后病毒的繼續增殖。通過TEM和流式細胞術發現，納米銀（Ag）能抑制H3N2病毒誘導犬腎細胞發生凋亡的作用。逆轉錄-聚合酶鏈式反應法(RT-PCR)顯示納米銀（Ag）能夠干擾H3N2病毒HA基因的擴增，說明納米銀（Ag）可能干擾了病毒遺傳物質復制的某個環節。上述研究結果表明，納米銀（Ag）在細胞水平和分子水平上對H3N2流感病毒均具有抑制作用。陳娜娜等研究了納米銀（Ag）在體外與腺病毒3型(ADV3)的相互作用。通過細胞培養法和免疫熒光法發現納米銀（Ag）對ADV3有明顯的抑制作用。TEM和PCR結果顯示，抑制機制可能與納米銀（Ag）直接破壞ADV3病毒粒子，及破壞病毒DNA和病毒衣殼上的蛋白質如五鄰體、六鄰體蛋白等有關。尹儉儉等研究了納米Ag對3型副流感病毒(PIV3)的抑制作用，通過免疫熒光法檢測到納米銀（Ag）對PIV3感染犬腎細胞既有預防又有治療作用(見圖2)，利用TEM負染技術觀察到納米銀（Ag）可破壞PIV3病毒的形態結構(見圖3)，而且納米銀（Ag）還能抑制PIV3的神經氨酸酶活性。李秀景等研究了納米銀（Ag）對感染H1N1流感病毒的小鼠的治療作用，通過比較各實驗組的小鼠死亡率、肺指數和肺組織病毒滴度等研究納米銀（Ag）的療效，發現納米Ag對小鼠流感有明顯的治療作用，其治療效果與納米銀（Ag）的加入劑量有關。戶瑞麗和楊君發現在單純皰疹病毒2(HSV-2)感染前，或在感染后的早期，加入100μg/mL的納米銀（Ag）溶液對病毒復制有明顯抑制作用，并且該濃度的納米銀（Ag）溶液對細胞毒性很小。Sujitha等發現納米銀（Ag）對登革熱病毒(DEN-2)有明顯的殺滅作用。該研究結果具有重要意義，因為根據世界衛生組織(WHO)的報道，對于登革熱還沒有確切有效的病原治療方法。

圖 2 不同組犬腎細胞的免疫熒光法檢測結果

Fig.2ImmunofluorescencestaininganalysisofMadin-Darbycaninekidney(MDCK)cellsindifferentgroups(extensivespecificyellow greenfluorescenceindicatescelllesionanddeath;redindicatesnormalcellmorphology)

　　除了醫學上的潛在應用，納米銀（Ag）在防治動植物病毒上也有良好的效果。楊海艷等通過半葉接種法實驗發現納米銀（Ag）對煙草花葉病毒(TMV)、黃瓜花葉病毒(CMV)和馬鈴薯Y病毒(PVY)等煙草病毒的體外抑制效果顯著。Lv等采用免疫熒光法、RT-PCR法、流式細胞術以及免疫印跡法，研究了Ag納米顆粒和Ag納米線對豬傳染性胃腸炎冠狀病(TGEV)感染宿主細胞的抑制作用。實驗結果表明，Ag納米顆粒對TGEV的抑制率可達到67.35%，Ag納米線最高可達58.65%。其作用機制是直接滅活病毒亦或阻斷病毒侵入細胞。劉合永等研究了納米銀（Ag）對家蠶血液型膿病病原家蠶核型多角體病毒(BmNPV)的殺滅作用，用TEM觀察到經0.2mg/L納米銀（Ag）溶液處理24h后BmNPV多角體的包被蛋白受到破壞，裸露的病毒粒子被納米銀（Ag）進一步殺滅；家蠶4齡幼蟲用經過納米銀（Ag）銀溶液處理的BmNPV多角體懸液添食后，至5齡末期無感染癥狀，證實了BmNPV的多角體結構被納米銀破壞而失去感染活性。

2 載銀（Ag）材料的滅活病毒作用