納米銀是什么？納米銀究竟有什么奇特之處？納米銀究竟有利或有弊否？

專注水產(chǎn)適用技術(shù)，奉獻實用養(yǎng)魚信息！

最近推出的納米銀治療魚病，似乎是一個新鮮事物，細查資料卻知道，其實納米銀用于人類疾病治療已經(jīng)運用多年了，只不過用于魚病治療還是最近一兩年的事情。究竟什么是納米銀？這個感覺很高大上的東西究竟有什么奇特之處？或者說納米銀究竟有利或有弊否？本文摘編幾篇文章以供大家了解一下！以期能為納米銀的規(guī)范使用提供參考。

現(xiàn)在用于水產(chǎn)養(yǎng)殖用納米銀產(chǎn)品分為水劑和粉劑兩種，據(jù)廠家藥品介紹可知：納米銀具有超強滲透性，強大的抑制細菌（諾卡、桿菌類、腸炎類等）、病毒（虹彩病毒、出血病、白斑病、各類桿狀病毒、傳染性組織壞死病毒等）、真菌、弧菌、皰疹等功能，迅速深入感染組織抑菌消炎，快速修復(fù)創(chuàng)傷組織，促進細胞再生；徹底清除水體常見的弧菌、真菌、霉菌、頑固耐藥菌，具有高效、無毒、無副作用、無腐蝕性、無殘留、使用安全等特點。

一、納米銀是什么？

銀Argentum

在人類歷史上，銀被廣泛使用了數(shù)千年，在古代銀器常被用來盛裝食物和保存葡萄酒，銀絲用來包扎傷口，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)之父希波克拉底用銀來治療潰瘍。

納米銀

在三維空間中至少有一維處于納米尺度(粒徑＜100nm)的金屬銀單質(zhì)，原子排列為介于固體和分子之間的“介態(tài)”，其比表面積極大，通過不同的制備方法可以獲得立方體、球形、棒狀、錐形、絲狀等不同形態(tài)的納米銀粒子。

抗菌機理

破壞細胞壁、細胞膜

納米銀顆粒可以與細菌的細胞壁以及細胞膜結(jié)合。當帶正電荷的納米銀顆粒遇到表面帶負電荷的細菌時，會產(chǎn)生靜電力，從而促進兩者間的相互吸引和相互作用，使納米銀吸附在細胞膜上。

影響菌體內(nèi)環(huán)境

在液體環(huán)境中，納米銀受質(zhì)子作用會釋放出Ag，或受O2 作用被氧化成Ag2O再釋放出Ag]，發(fā)揮抗菌作用。

損傷細菌DNA

DNA分子只有在松弛解旋狀 態(tài)下才能有效地進行復(fù)制，而納米銀和Ag+進入菌 體后會與含大量供電子原子的細胞核、擬核和線粒 體DNA分子相互作用，使其發(fā)生明顯的皺縮，抑制 DNA的復(fù)制從而阻止細菌繁殖。

產(chǎn)生活性氧自由基

吸附在菌體表面微量的Ag能激活水或空氣中的氧，產(chǎn)生羥自由基及活性氧離子，進一步氧化菌體外膜從而抑制或殺死細菌。

抗菌應(yīng)用的研究進展

01醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域

將納米銀與各種口腔材料以物理摻雜或化學(xué)合成等方式結(jié)合，利用納米銀的抗菌性降低細菌的附著率，抑制細菌的生長，是一種預(yù)防齲病、治療假體感染和進行根管消毒的好方法。

02環(huán)境領(lǐng)域

負載納米銀磺化聚醚砜超濾膜用于水處理大大提高了超濾膜的抗菌性能，對金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌和假單胞菌的抑菌率大幅提升。

采用原子沉積技術(shù)將納米ZnO沉積到聚四氟乙烯纖維上，通過化學(xué)鍍銀的方式將納米銀沉積到ZnO納米棒的表面所制得的多功能空氣凈化器抗菌率可達100%，且甲醛的降解率達到了60%。

03紡織業(yè)
納米銀材料由于其獨特的抗菌性能，可生產(chǎn)具有自潔抗菌活性的紡織品。Hossam等采用無溶劑吸附技術(shù)將納米銀直接沉積到棉花中，生產(chǎn)抗菌織物，通過對該織物的抑菌實驗發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的織物相比，該納米銀織物有較好的抗菌效果。

展 望

納米銀作為應(yīng)用最為廣泛的納米材料之一，其作為抗菌材料的研究已成為當今熱點。然而，納米銀作為抗菌材料在應(yīng)用中還存在較多問題，如納米銀的制備工藝較復(fù)雜且成本較高，其應(yīng)用范圍和形式也較為局限。未來的研究應(yīng)進一步明確納米銀的毒性及機制，探究納米銀抗菌機理及與環(huán)境的交互作用，以期能為納米銀的規(guī)范使用提供參考。

二、魚病知識：納米銀的安全性分析

納米銀越來越多地用于消費品（如服裝和個人護理產(chǎn)品）、醫(yī)療和制藥工業(yè)、食品工業(yè)，也有用作水產(chǎn)養(yǎng)殖的消毒劑。比如，2012年美國環(huán)境保護署曾發(fā)布長達423頁的納米銀消毒劑的綜合性報告，包括其安全性分析。

那么，其安全性如何呢？是否會水生生物產(chǎn)生持續(xù)的危害呢？讓我們以模式動物斑馬魚的實驗來闡述一下這個問題。

環(huán)境毒理學(xué)課題組UPV/EHU的細胞生物學(xué)研究小組對成年斑馬魚進行了分析，以找出從長期來看，這些存在于淡水中的納米銀粒子可能會對水生生物造成的影響。

在該研究的主要結(jié)論中突出的是，魚器官中金屬的分布受銀在水中的形式（可溶性或納米顆粒）的影響。同時，還發(fā)現(xiàn)可溶性銀在短期內(nèi)可導(dǎo)致斑馬魚基因序列的改變（3天），而納米粒子導(dǎo)致改變的周期更長（21天）;在這兩種情況下，已經(jīng)在體內(nèi)積累了銀離子的斑馬魚，在凈水中度過了六個月之后，發(fā)現(xiàn)鰓的炎癥仍然存在。

在由Amaia Orbea領(lǐng)導(dǎo)的研究中，三組50-60只成年斑馬魚分別在三個水族箱中。第一個水族箱加入硝酸銀以產(chǎn)生水溶性銀; 向第二個水族箱中加入20nm納米銀顆粒（NP Ag）; 向第三個水族箱中加入清水，用作對照。 含銀的水族箱中的各組實驗用魚暴露于兩種形式的金屬中21天，然后再用清水浸泡六個月，以研究長期接觸銀的后果。這里的實驗使用了被認為對環(huán)境有重要意義的金屬濃度，換言之，可以在自然界中被發(fā)現(xiàn)的濃度，例如在來自處理廠的廢水排放口處。物質(zhì)的積累是中毒發(fā)生的第一步。

在含銀環(huán)境中暴露3天和21天后，又在清水中飼養(yǎng)6個月，然后對魚的鰓、肝臟和腸道進行了各種化學(xué)和生物學(xué)分析。研究小組選擇鰓是因為這是污染物的主要進入途徑；選擇肝臟是因為它是新陳代謝和解毒的主要器官；選擇腸道是因為銀納米顆?？梢酝ㄟ^食物吸收。

從分析中可以推斷，魚在暴露于可溶性銀和納米銀顆粒后積累了相似濃度的金屬。在清潔水中待6個月后，恢復(fù)了初始金屬濃度水平。當分析魚的器官時，結(jié)論不同，肝臟和腸道中銀的分布取決于毒性實驗中使用的金屬類型，但這兩種形式的銀都導(dǎo)致了魚鰓的發(fā)炎，并且即使在清潔水中六個月后影響仍然存在。

此外，對肝臟轉(zhuǎn)錄組的分析顯示，暴露在銀下對肝臟有很大影響。接觸3天后，共有410個基因序列的表達水平發(fā)生變化，可溶性銀的影響更為強烈。在納米銀顆粒的情況下，21天后發(fā)現(xiàn)了這種變化，并影響了799個序列。

三、可怕的納米銀！不能再被納米銀忽悠了，你應(yīng)該了解這些！

銀是一種古老的抑菌材料，大約一千年前，蒙古牧人就知道用銀器皿裝馬奶，可使馬奶不變質(zhì)。銀的抑菌作用主要來自銀離子，對微生物的吸附作用，當微生物被銀離子吸附后，其負責(zé)呼吸的酶被破壞后就會死亡。

納米銀(Nano Silver)：是使用納米技術(shù)將銀納米化，粒徑做到納米級的金屬銀單質(zhì)，粒徑小于100nm，一般在25-50nm之間。

李時珍在《本草綱目》中記載有“銀本無毒，其毒則毒物之毒也”。但現(xiàn)代當物質(zhì)到了納米級的尺度下，物理、化學(xué)等特性會發(fā)生很大的變化。

21世紀納米技術(shù)興起，在納米狀態(tài)下，由于納米銀與細菌的接觸面大大增加，表面活性大大增強，殺菌能力也得到很大的提升。然而成也納米敗也納米。

納米技術(shù)下銀離子的徑粒變得很小，所以它很容易穿越皮膚粘膜的人體屏障，經(jīng)血液循環(huán)，從而到達人體的其他臟器和部位。有研究表明它可損害肝細胞、神經(jīng)細胞、當大量銀離子在人體內(nèi)沉積后，更會對人體產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響。

經(jīng)常在朋友圈、淘寶網(wǎng)看到各種主打納米銀材料的防臭襪子、杯子、內(nèi)褲、婦科類產(chǎn)品、電器等，千萬不要被納米銀的"高科技"旗號迷惑，銀作為重金屬的潛在危害性以及納米級粒子的超強滲透性，必然對人體存在危害。

納米銀對身體及環(huán)境的影響

對皮膚的影響

納米銀顆?？梢源┩竿暾つw進入真皮層，當采用受損皮膚測試，納米銀顆粒的穿透能力提高了近5倍。進入真皮層的這些納米顆?？梢赞D(zhuǎn)移到該區(qū)域的淋巴結(jié)，最終進入血液循環(huán)和其他組織器官。

體外實驗發(fā)現(xiàn)：納米銀對成纖維細胞的毒性要遠高于其對質(zhì)細胞的毒性。對豬人為實施皮膚破損，并接種多種病原菌，敷以含有納米銀的敷料治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與空白對照以及硝酸銀對照組相比，納米銀治療組的金屬蛋白酶活力降低，誘導(dǎo)細胞凋亡。

對呼吸系統(tǒng)的影響

納米顆粒在呼吸系統(tǒng)的沉積量和清除率影響著呼吸系統(tǒng)損傷的程度。

納米銀對大鼠暴露28天雖然沒有產(chǎn)生明顯的臟器毒性，但是組織分布顯示肺部銀含量明顯增加，而且在肝臟、腦組織和嗅球中均呈明顯的劑量反應(yīng)性增加管和肺泡。

由于金屬納米顆粒體積小，在空氣中具有很高的擴散能力，因而很容易沉積到呼吸系統(tǒng)的各個部位(鼻咽部、支氣管、肺泡)(圖 1.6).

對免疫系統(tǒng)的影響

納米銀常可作為免疫調(diào)節(jié)劑促進傷口愈合和治療免疫原性皮膚病，其機制可能是Ag十結(jié)合了金屬硫蛋白、抑制炎癥細胞因子如IL12和TNFa。Gameretal.報道了包覆檸檬酸的納米銀膠體造成紅細胞內(nèi)谷朧甘膚的大量消耗，產(chǎn)生氧化損傷效應(yīng)。在雞胚發(fā)育不同時期注射 0.2ml 10mg/L納米銀顆粒溶液，病理組織學(xué)和激光共聚焦顯微技術(shù)顯示雞胚法氏囊受到明顯破壞，使淋巴濾泡的數(shù)量和大小明顯減少 。法氏囊是淋巴B細胞遷移和增殖的首要場所，納米銀對法氏囊的破壞意味著對免疫系統(tǒng)(功能)的不利影響。

對神經(jīng)系統(tǒng)影響

納米銀可以通過血腦屏障，進入星形膠質(zhì)細胞，引起神經(jīng)元變性。

實驗發(fā)現(xiàn)，將納米銀分別植入BALB/C小鼠或Wistar大鼠后，納米銀可隨血液通過血腦屏障，并隨時間的延長，銀積累增加。

通過組織化學(xué)自顯影技術(shù)，證實納米銀可沉積至腦室、蛛網(wǎng)膜，進入神經(jīng)膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元細胞，為納米銀的神經(jīng)毒性研究提供理論依據(jù)。

據(jù)案例報道顯示，對一名71歲老年男性進行為期四個月的研究中，每天口服膠質(zhì)銀，可導(dǎo)致銀在人體血漿、紅細胞以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的水平上升。最終出現(xiàn)癲癇發(fā)作及昏迷，并在5.5個月后死亡。因此認為，銀可以導(dǎo)致不可逆的神經(jīng)毒性損害，并最終引起死亡。

對細胞有毒性影響

AshaRani等人(2009)選用人肺成纖維細胞株(IMR一 90)和人成膠質(zhì)細胞瘤株(U251)分析了納米銀顆粒(6一20nm)的細胞毒性和遺傳毒性，透射電鏡證實這些納米顆?？梢酝ㄟ^被動擴散和受體介導(dǎo)的胞吞兩種方式進入細胞內(nèi)，到達線粒體和細胞核，直接造成細胞損傷和遺傳毒性。

環(huán)境中金屬納米顆粒的污染

環(huán)境中金屬納米顆粒的來源無外乎兩種：天然形成和人類生產(chǎn)。

天然來源：

可以是火山噴發(fā)、森林火災(zāi)形成高溫條件而產(chǎn)生納米顆粒，也可產(chǎn)生于土壤侵蝕風(fēng)化、生物合成，或者大氣顆粒物的光化學(xué)反應(yīng)

生物源：

主要是有機納米顆粒。主要是指目前人類合成及生產(chǎn)的納米材料，后者則可能是工業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物，同時也可能來自于煙囪和機動車尾氣的排放。

發(fā)達國家對納米銀的研究：

韓國

據(jù)韓聯(lián)社首爾：據(jù)一份研究結(jié)果顯示，吃進或吸入納米銀粒子會對肝臟造成危害。

胡西大學(xué)教授兪與韓國建設(shè)生活環(huán)境試驗研究所所屬的毒性研究院對攝取納米銀的有毒性進行動物試驗。研究組將30mg/kg、125mg/kg、500mg/kg的納米銀粒子注射到老鼠體內(nèi)。結(jié)果如下：

（1）體內(nèi)被注射125mg/kg以上納米銀粒子的老鼠肝臟出現(xiàn)了毒性反應(yīng)。

（2）此外4周內(nèi)體內(nèi)被注射500mg/kg的雄性老鼠出現(xiàn)體重減輕現(xiàn)象。

他還稱：“今后政府需要對嬰兒奶瓶、玩具、紡織、包裝材料等產(chǎn)品，制定納米銀安全標準?！?/span>

他的論文“亞慢性經(jīng)口毒性的納米銀粒子”(Subchronic oral toxicity of silver nanoparticles)于本月7日刊登在英國研究雜志“粒子和纖維毒性學(xué)” (Particle and Fibre Toxicology)上。

2003年底三星納米銀洗衣機，在北美地區(qū)因受到抵制而被迫主動召回.

美國

美國等歐美國家是禁止使用納米銀做為抗菌材料使用的，因為銀離子會不斷釋放出來，納米銀如果被人體內(nèi)臟吸收，會累積而發(fā)生病變，且永遠無法排出體外，極大危害人體健康。

美國法院對美國自然資源保護委員會(NRDC)指控美國環(huán)境保護署批準紡織品使用抗菌納米銀一案進行了審理。終法院裁定美國環(huán)境保護署核準美國紡織品制造商使用納米銀的行為不當，要求發(fā)回重新評估，并限制公開宣傳把抗菌納米銀使用在服裝和其他紡織品上。

2006年11月，美國環(huán)境保護局(EPA)要求在美國銷售使用納米銀的企業(yè)，有義務(wù)向ERA呈示關(guān)于產(chǎn)品安全性的科學(xué)論證，這實際上是以美國為首的發(fā)達國家對納米銀的一種叫停。

美國自然資源保護委員會的健康計劃負責(zé)人表示：“法院的裁決促使我們近一步朝著去除納米銀紡織品的目標邁進。環(huán)境保護署不該核準納米銀的使用，因為這項技術(shù)并沒有完全通過安全檢驗?！痹撐瘑T會希望限制納米銀的使用以保證消費者的健康。

英國

2009年，英國科研人員發(fā)表研究結(jié)論，納米銀對DNA有損害，基于對人體的潛在危害性，很顯然即便殺菌能力很足，納米銀也不再適合作為人體常用的抑菌材料使用，以更加安全可靠的抑菌材料替代納米銀越來越成為行業(yè)共識。

加拿大

加拿大政府2009年1月在全球首次提出建立強制性文件，要求納米科技產(chǎn)業(yè)在開發(fā)納米材料時必須提供相關(guān)安全性評價資料。

我國

目前在納米銀安全風(fēng)險評估標準一直沒有確定；而在歐美，納米銀抑菌材料是被明令限制應(yīng)用于人體的。

引發(fā)的思考：早期對納米銀的安全性研究結(jié)果是安全的，而隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)納米銀存在一定的安全隱患。因此，選擇抗菌產(chǎn)品的時候，看到是納米銀抗菌，那就應(yīng)該慎重考慮了。

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（本文摘編于：高分子物理學(xué) 劉慧民 水生動物健康評估 栗涵 功能紡織）

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