2020年初(chu)新型冠狀病(bìng)毒肺炎疫情(qíng)爆發，“消毒殺(sha)菌”幾乎成了(le)每天必備的(de)工作，而消毒(dú)殺菌劑産品(pin)一時間也供(gong)不應求。消🐇毒(du)殺菌劑是一(yī)類能有效控(kòng)制或殺滅細(xì)菌、真菌、病毒(du)、藻類‼️等微生(shēng)物的化學制(zhi)劑，按其作用(yòng)機制可分爲(wèi)氧🔅化性殺菌(jun)劑和非氧化(hua)性殺菌🌈劑。
氧化(hua)性殺菌劑是(shì)通過使細菌(jun)内活性酶失(shi)活或者其強(qiáng)氧化性直接(jie)氧化殺滅細(xì)菌，主要産品(pin)一般爲含氯(lü)和過氧化物(wu)制劑，具有殺(shā)菌力強，原料(liao)易得，使用簡(jiǎn)單的優點；但(dàn)這類制劑在(zài)生産和🍓使用(yong)過程中會對(duì)人體的皮膚(fu)、呼吸道黏膜(mo)和眼睛産生(sheng)強烈的刺激(ji)作用和氧化(hua)腐蝕性，且在(zài)貯存和運輸(shū)過程中易發(fa)生燃燒、爆炸(zha)事故；此類制(zhi)劑一般單獨(du)使用，難以用(yong)于配制具有(yǒu)㊙️殺菌功能的(de)洗滌用品。非(fēi)氧化性🈲殺🏃菌(jun1)劑包括氯酚(fen)類🏃🏻♂️、有機醛類(lèi)、季铵鹽類、雙(shuang)胍類等非氧(yǎng)化性化合物(wu)，其中季铵鹽(yán)是重要的一(yi)類🌏，此類殺菌(jun1)劑是一類廣(guang)譜高效✨且低(dī)毒的殺菌劑(ji)，廣泛用于日(rì)常生活和工(gong)業領域的殺(shā)菌消毒。在抗(kang)擊此次疫情(qíng)中爲廣大醫(yī)護人員和人(rén)民群衆提供(gòng)洗滌、消毒、殺(sha)菌保障的殺(sha)菌洗衣液、殺(sha)菌🚶♀️洗手液等(deng)洗滌産品中(zhōng)，季铵鹽類消(xiāo)毒殺菌劑起(qǐ)到了關鍵的(de)作用。
一、季铵(ǎn)鹽的發展曆(lì)程和殺菌機(ji)理
早在20世紀(jì)三十年代，季(ji)铵鹽作爲殺(shā)菌劑開始逐(zhu)漸引起人💋們(men)的❗關注，然而(ér)直到20世紀八(ba)十年代中期(qi)前季铵鹽産(chǎn)品的開發💔在(zài)國内一直未(wei)得到規模發(fā)展，主要原因(yīn)是由🏃于制備(bèi)季铵鹽的原(yuán)料🌈——烷基叔胺(àn)未能實現國(guo)産化。“七五”期(qī)間，中國日化(huà)院承擔的科(ke)技攻關項目(mù)成功開發了(le)國際領先的(de)“脂肪醇一步(bù)法㊙️制叔胺”工(gong)藝，打破了國(guó)外的壟斷，之(zhī)後季铵鹽在(zài)國内才得以(yǐ)快速發展。
季(ji)铵鹽類殺菌(jun)劑發展到現(xian)在衍生了七(qī)代産品，第💯一(yi)代殺菌劑🏃🏻♂️苯(ben)紮氯/溴铵（潔(jié)爾滅/新潔爾(ěr)滅）；第二代爲(wei)第一代的衍(yǎn)生品；三代殺(sha)菌劑爲雙長(zhǎng)鏈季铵鹽（DDAC）；四(sì)代殺菌劑爲(wèi)一、三代的複(fu)合物；五代殺(sha)菌劑爲雙🈲子(zi)季铵鹽；六代(dai)殺菌劑爲聚(jù)季铵鹽；七代(dài)殺菌劑爲三(sān)、六代複合物(wù)。這類殺菌✉️劑(ji)的作用機理(lǐ)主要是帶正(zhèng)電荷的陽離(lí)子吸附帶負(fu)電的細菌體(ti)并聚🌍集在細(xi)胞壁上，産生(shēng)室阻效應，導(dao)緻細菌生長(zhǎng)受抑而死亡(wang)👣；同時其疏水(shui)基與細菌的(de)親水基作⁉️用(yong)，改變膜的通(tōng)透性，繼而發(fā)生溶胞作用(yong)，破壞細胞結(jie)構，引起細胞(bāo)的溶解和死(si)亡（圖1）。具有高(gāo)效、低毒、不易(yì)受pH值變化的(de)影響、持續時(shí)間長的殺菌(jun)活性，且對粘(zhān)液層有較強(qiang)的剝離作用(yòng)、化學性能穩(wen)定、分散及緩(huan)蝕作用較好(hao)，還具有🤞滅藻(zǎo)、絮凝等特點(dian)。
圖1 季铵鹽類(lèi)殺菌劑殺菌(jun)機理
二、季铵(an)鹽殺菌劑産(chan)品現狀
季铵(ǎn)鹽作爲殺菌(jun1)劑應用已具(ju)有近百年曆(li)史，經過研究(jiu)開發，現已有(you)多種季铵鹽(yán)類（單鏈和雙(shuang)鏈化合物）殺(shā)菌劑和衛生(sheng)産👈品問世。由(yóu)于其低濃度(dù)有效、副作用(yòng)小、無色、無⭐氣(qì)味、低👌毒安全(quan)，被廣泛用作(zuò)外科手術和(hé)醫療器械的(de)殺🌍菌消毒劑(ji)，工業循環水(shui)處理的殺菌(jun)滅藻劑，油田(tián)水回注的處(chù)理劑，林業和(hé)建築行業的(de)防腐劑，家庭(ting)個人、公共衛(wèi)生和硬表面(miàn)的洗滌消毒(du)劑，家畜的消(xiāo)毒洗淨劑，肉(rou)類、蛋類和其(qí)他食品加工(gōng)設備的洗淨(jing)殺菌劑，以及(jí)用于配⭐制具(jù)有殺菌🎯功能(néng)的洗衣液、洗(xǐ)手液等洗滌(di)産品。
目前國(guó)内市場上成(cheng)熟的季铵鹽(yan)殺菌劑包括(kuo)：單鏈類（烷基(jī)三甲基氯/溴(xiù)化铵1231-1831），含苄基(jī)類（烷基二甲(jiǎ)基苄基氯♌/溴(xiù)化铵1227、1427等），雙鏈(liàn)類（雙癸基二(èr)甲基氯/溴化(hua)铵DDAC/B），吡啶類（十(shí)🈲四烷基-2-甲基(jī)吡啶溴化铵(ǎn)等）等。
三、季铵(ǎn)鹽殺菌劑新(xīn)品種開發
一(yi)些傳統季铵(ǎn)鹽類抗菌劑(jì)由于長期使(shi)用會使細菌(jun)産生一定的(de)抗藥性，通過(guò)改變疏水基(jī)、親水基以及(jí)反離子✌️的結(jie)構，可以衍生(sheng)出很多新型(xing)的季铵鹽。近(jin)年來，研究人(rén)員不斷開發(fā)研制出一些(xie)季铵鹽新品(pin)種，并通過不(bú)同殺㊙️菌劑的(de)複方增效來(lai)提高殺菌效(xiao)果和避免細(xi)菌産生耐⭐藥(yao)性。
（1）新型反離(li)子季铵鹽
此(cǐ)類季铵鹽是(shì)利用綠色化(hua)工原料“碳酸(suān)二甲酯”作👈爲(wèi)季铵化劑得(dé)到的，其陰離(li)子部分不再(zai)局限于鹵素(sù)離子，幾乎所(suǒ)有無機酸和(he)有機酸根均(jun)可作爲季铵(an)鹽的反離子(zi)，極大豐富了(le)季铵鹽的👈品(pin)種，新型反離(li)子季铵鹽與(yǔ)傳統季铵鹽(yan)相🤞比，具有更(geng)強的殺菌效(xiao)果（如雙癸基(ji)二甲基甲/乙(yǐ)/丙酸铵在5 ppm的(de)濃度下對🥰金(jīn)黃色葡萄球(qiú)菌和大腸杆(gǎn)菌📐的抑菌率(lü)可達100%），毒性🤩和(hé)刺激性✊更低(di)，解決了傳統(tǒng)季铵鹽長期(qi)使用而産生(sheng)的細菌耐藥(yào)性問題。中國(guo)日化院率先(xian)開發了該工(gong)藝技術并已(yǐ)具備規模化(huà)生産的能力(li)。
（2）含羟乙基或(huo)羟丙基季铵(ǎn)鹽
羟乙基/羟(qiǎng)丙基季铵鹽(yan)（雙癸基甲基(jī)羟乙基/羟丙(bǐng)基氯化铵DEQ/DPQ）爲(wei)❓新型結構的(de)季铵鹽，屬于(yú)典型的功能(neng)性品種，是傳(chuan)統季铵鹽的(de)升級換代産(chan)品。具有優良(liáng)的消毒殺菌(jun1)性能（10 ppm的濃度(dù)下對金黃色(sè)葡萄球菌和(he)大腸杆菌的(de)抑菌率可達(dá)100%），生态毒性低(di)，和環境具有(yǒu)良☎️好的相容(róng)性🌈，且配伍性(xing)能良好。中國(guó)日😄化院開發(fā)了綠色高效(xiào)的制備工藝(yi)技術，該技術(shù)無三廢排🔆放(fang)，反應時間短(duan)，溫度、壓力低(di)，目前羟乙基(ji)季铵鹽已實(shi)現産👉業化生(shēng)産。
（3）雙子季铵(an)鹽
雙子季铵(ǎn)鹽的分子結(jié)構中有兩個(ge)帶正電荷的(de)氮離子以及(jí)兩個長鏈的(de)疏水基團，由(yóu)于1個分子中(zhong)有2個季铵正(zheng)離子，電荷🧡密(mi)度❄️更高，增強(qiang)了其對細菌(jun)細胞表面的(de)有效吸附，從(cóng)而改變細胞(bao)壁的滲透性(xing)，比典型的單(dān)⭕季铵鹽有💯更(geng)強的抗📧細菌(jun)和抗黴菌活(huó)性。傳統烷基(ji)雙子季铵鹽(yan)由于生物降(jiang)解性差，使用(yòng)受限，中國日(rì)化院的研究(jiu)人員在🏃🏻烷基(ji)鏈中引入了(le)酰胺基團，不(bu)🤟僅提高了生(shēng)物降解性，同(tong)時提高了殺(sha)菌抑菌性（10 ppm的(de)濃度下對金(jin)黃色葡萄球(qiú)菌🌏和大腸杆(gǎn)菌的抑菌率(lǜ)可達100%），該工藝(yi)也已實現産(chan)業化生産。
（4）聚(ju)季铵鹽
聚季(ji)铵鹽類殺菌(jun)劑是通過将(jiang)帶有殺菌活(huó)性官能團的(de)📐單體聚合，或(huo)是通過在高(gāo)分子聚合物(wù)基體上接枝(zhi)🏃🏻具有殺菌功(gōng)能💋的小分子(zi)而獲得的，可(ke)分爲水溶性(xìng)和水不溶性(xìng)聚季㊙️铵鹽殺(sha)菌劑，與普通(tōng)季铵鹽🌂相比(bi)，延長了抗菌(jun)劑的作用時(shí)效，減少了對(duì)環境的污染(ran)，同時還具有(you)絮凝、緩蝕等(deng)作用。避🤟免了(le)在使用過程(chéng)中的毒性✨、餘(yu)毒、刺激性及(jí)使用安全性(xìng)等問題，是一(yī)類具有很好(hao)前景的消毒(du)殺菌劑。
（5）季铵(an)鹽複方産品(pǐn)
由于單一的(de)季铵鹽殺菌(jun)劑在某些使(shi)用環境下殺(sha)⛷️菌效果會受(shou)到限制，且長(zhang)期單獨使用(yong)會産生耐藥(yao)性，研究人員(yuan)發現複💚配型(xíng)的季铵鹽協(xié)同作用會具(jù)🐆有更優異的(de)廣❓譜殺菌🚶效(xiào)果和許多别(bié)的優點，如：延(yán)長殺菌周期(qi)、擴大抗菌譜(pǔ)和抗菌範圍(wéi)、降低了使用(yong)濃度、防止細(xi)菌産生抗藥(yào)🈲性等。有研究(jiu)表明，第一、三(san)🧑🏾🤝🧑🏼代的複合物(wu)即第四代殺(sha)菌劑比前3代(dai)提高了4-20倍。相(xiang)💃信通過傳統(tong)季铵鹽與新(xin)型季铵鹽以(yǐ)及其它類型(xíng)表面活性劑(jì)或殺菌🏃🏻♂️劑的(de)複配同樣可(ke)達到協同增(zēng)效提高殺菌(jun1)效果的作用(yòng)。
四、結束語
經(jīng)過近一個世(shi)紀的發展，季(ji)铵鹽類消毒(dú)殺菌劑已🍓成(chéng)爲一個✉️重♋要(yào)的品種，未來(lai)的發展方向(xiang)有：（1）開發應用(yong)廣🐇譜、高效低(di)☁️毒、适用範圍(wéi)廣并對環境(jìng)安全的新型(xing)結構季铵鹽(yan)消殺産品；（2）加(jia)強複合配方(fāng)技術的開發(fa)，使不同♈成分(fen)能發揮協同(tong)增效和互補(bǔ)滅菌作用，克(kè)服單一組分(fen)的殺菌弱點(dian)，同時降低成(cheng)本；（3）加強老☁️藥(yào)劑新用及複(fú)配型殺菌機(jī)理的研究，指(zhǐ)導新産品開(kāi)發。
同泰化學(xue)提供季铵鹽(yan)殺菌劑BIO-22産品(pǐn)，可用于消毒(dú)液、電🏃鍍藥水(shuǐ)、清洗劑、塗料(liao)等多種用途(tú)。
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