光觸媒二氧化鈦催化劑的抗菌效果具有其他抗菌劑沒(méi)有的特征，這也是其帶來(lái)抗菌效果的反應(yīng)特征，利用光催化反應(yīng)的抗菌效果不是單純的細(xì)菌細(xì)胞失去增殖性能的抑菌效果，而是可以得到伴隨分解細(xì)胞的殺菌效果。
在二氧化鈦薄膜上滴含有大腸桿菌的菌液，然后用原子力顯微鏡觀察結(jié)果，大腸桿菌為桿菌，大約有1微米*2微米大小。向其照射大概陽(yáng)光強(qiáng)度的紫外線光由于二氧化鈦的光催化反應(yīng)，大約經(jīng)過(guò)90分鐘以后，99.9%的大腸桿菌被殺滅。進(jìn)一步照射時(shí)，由于二氧化鈦光催化劑具有的強(qiáng)有機(jī)物分解能力，大腸桿菌的尸體被分解。
就是說(shuō)二氧化鈦光催化劑具有抗菌性效果的特征之一，在于不僅使菌非活性化，而且將菌作為有機(jī)物分解，能同時(shí)獲得抗菌性和自潔性效果。
用大腸桿菌的存活率變化詳細(xì)調(diào)查了具有這種特征的二氧化鈦光催化劑的抗菌活性，
在涂覆了二氧化鈦薄膜的玻璃上滴下大腸桿菌的菌液，防止在暗處及沒(méi)有涂覆二氧化鈦的玻璃表面的菌液，在陽(yáng)光照射下大腸桿菌的存活率基本為100%。與此不同，在二氧化鈦薄膜上滴下的菌液，在光照時(shí)的存活率急劇下降，這一結(jié)果表明二氧化鈦本身沒(méi)有抗菌性，抗菌反應(yīng)是通過(guò)光催化反應(yīng)獲得的，另外同時(shí)給出，提高初始菌濃度時(shí)的存活率變化，二者都具有同樣的存活率變化，表面反應(yīng)為兩步反應(yīng)。
也就是說(shuō)，在開始光照的反映初期和光一直照射的反應(yīng)后期菌死滅的速度常速k是不同的。用于抗菌效果的評(píng)價(jià)的大腸桿菌可以分類為馬豆陰性菌，已知在馬豆陰性菌及酶等的光催化反應(yīng)殺菌中存活率的變化為一步反應(yīng)。這種反應(yīng)是不是起源于細(xì)胞表層的變化呢?我們只做了缺少細(xì)胞壁和外膜的大腸桿菌球立體進(jìn)行了同樣的實(shí)驗(yàn)。
光照射初期，死沒(méi)速度常速小的區(qū)域在大腸桿菌的細(xì)胞壁，常帶來(lái)抗菌活性的活性基為光催化反應(yīng)提供活性氧(·OH)及空穴這些活性基反應(yīng)性高，與所有的有機(jī)物以接近擴(kuò)散速率的反應(yīng)速率進(jìn)行反應(yīng)。因此，這些反應(yīng)性高的活性基被細(xì)胞壁成分捕獲后就不能形成大腸桿菌生存必須的細(xì)胞質(zhì)膜，不能使細(xì)胞質(zhì)膜發(fā)生非活性化。所以光照初期在一個(gè)死滅速度常數(shù)較小的區(qū)域，細(xì)胞壁成分捕獲了活性基，這也構(gòu)成細(xì)胞壁成分的脂多糖及肽聚糖的濃度變化得到了支持。
這些結(jié)果表明二氧化鈦薄膜的光催化反應(yīng)導(dǎo)致大腸桿菌的殺菌過(guò)程的第一階段為細(xì)胞壁外膜部分分解，第二階段為細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)變化和功能破壞。這些殺菌過(guò)程可知光催化劑的抗菌活性基礎(chǔ)是二氧化鈦催化反應(yīng)的強(qiáng)氧化能力就是有機(jī)物分解能力。這與其他抗菌劑不同，是導(dǎo)致抗藥性菌難以產(chǎn)生特性的原因。
上一篇：2013年中國(guó)鈦白粉產(chǎn)量首破200萬(wàn)噸
下一篇：納米二氧化鈦親水性和疏水性的應(yīng)用
