銀離子之所以能殺菌而不傷害菌和正常細胞,是因為大部分的病原菌是單細胞微生物,是倚靠蛋白酶來維持新陳代謝,進而繁殖影響正常細胞,在這些蛋白酶之中還有一種氧代謝酶。
當銀遇到這種氧代謝酶時,氧代謝酶的活性會搶走銀的一個電子,使銀原子變成帶正電的銀離子,銀離子就會吸引蛋白酶中帶有負電荷的硫醇基 (-SH) 的特異性結合,有效地刺穿細胞壁與細胞膜外表,進一步使細菌細胞因蛋白質變性,而無法呼吸、代謝和繁殖,直至細菌死亡,達到滅菌並且不傷害正常細胞的效果。
根據文獻報導,銀離子抗菌劑/銀系抗菌紡織品的抗菌原理主要有以下五種:
1、與細胞壁作用:細菌細胞膜帶有負電荷,銀離子Ag+能依靠庫倫引力牢固吸附細胞膜,與細胞壁發生肽聚糖反應,造成細菌固有成分被破壞或生產功能障礙。Ag+進一步穿透細胞壁,導致細胞壁的破裂,細胞質外流,最終使細菌死亡。
2、電場吸附作用:Ag+積聚在細胞膜表面,影響細菌的膜通透性,同時能破壞微生物電子傳輸系統、物質傳送系統。
3、與DNA作用:Ag+能阻斷ATP的生產,破壞DNA的複製;Ag+能產生活性氧自由基ROS,與DNA相結合,置換DNA分子雙螺旋結構中的氫,從而導致細菌DNA分子結構變形,抑制DNA、RNA、蛋白質的合成,使細菌失活。
4、與酶或蛋白質作用:Ag+穿透細胞壁進入胞內,與細菌等體內的一些基團結合,如巰基(-SH),使蛋白質凝固,破壞細胞合成酶的活性,蛋白酶喪失活性,細胞喪失分裂增殖能力而死亡。
5、催化作用:Agn+能起到催化活性中心的作用,能激活周圍的氧,產生羥基自由基(· OH )及活性氧離子(O 2-),具有很強的氧化還原作用,破壞微生物細胞的增殖能力,抑制或殺滅細菌。相對於低價態的銀,高價態銀的還原勢極高,更易使其周圍空間產生活性氧,而具有高效抗菌作用,抗菌活性按下列順序遞減:Ag 3+>Ag 2+ >Ag+。