![]()
![]()
01
为什么要使用抑菌剂？
体外诊断试剂产品在制备、使用或储存过程中，容易因为长菌而影响产品的稳定性，特别是用于监测血细胞分析仪的校准品和质控品以及免疫、生化领域的检测试剂盒和校准质控。这些产品的组分多为细胞、抗体、抗原和酶等生物源性物质，并且在保存基质中通常会添加葡萄糖、BSA等营养和蛋白保护成分，这些组分为微生物的生长提供了良好环境。为了避免试剂产品长菌，最常用的方法是通过添加抑菌剂来抑制微生物的和生长，从而提高产品的稳定性。
bacteria growing exponentially in a Petri dish.
Wladimir Bulgar / Science Photo Library / Getty Images
02
抑菌剂的作用原理是什么?
抑菌剂是指能够抑制微生物活动，特别是细菌和真菌繁殖、生长的化学物质。其抑菌原理主要包括三种：
- 干扰微生物的酶系，破坏其正常的新陈代谢，抑制酶活性；
- 微生物细胞膜的渗透性，抑制其体内酶和代谢产物的排除，导致其失活。
抑菌剂是通过抑制微生物细胞中基础代谢酶的合成或核酸和蛋白的合成，起到防腐作用。抑菌剂又称为防腐剂，种类繁多，大致可以分为有机酸及其盐类、醇类、对羟基苯甲酸酯类、有机汞类、抗生素类、叠氮化物类、阳离子类、甲醛缓释体类和异噻唑啉酮类抑菌剂。 | | | |
| 有机酸及其盐类抑菌剂主要通过降低体系的pH，
抑制微生物细胞内的酶活性及其代谢合成，从起到抑菌的作用。 | 苯甲酸及其盐（苯甲酸钠）、山梨酸及其盐（山梨酸钾）、乙酸及其盐（脱氢乙酸钠）、丙酸及其盐（丙酸钙）和乳酸及其盐（乳酸钠）等 | 有机酸及其盐类抑菌剂的毒性较小，
通常用于食品防腐剂。 |
| 醇类可以改变细胞膜的通透性，甚至破坏细胞膜的完整性，使细胞内容物外泄，并且能够使酶和蛋白变性降低活性，从而达到防腐的目的。这类抑菌剂除本身抑制细胞活性外，由于羟基的存在还可以与其他抑菌剂形成不稳定的醇类复合物，并利用羟基与细胞膜的亲和性，透过细胞膜进入内部，从而提高其他抑菌剂的抑菌效果。 | | 醇类防腐剂安全性较高、刺激性低，但大部分醇类需要高浓度才能抑菌，低浓度通常作为其他抑菌剂的增强剂。 |
| 对羟基苯甲酸酯类抑菌剂是一种广谱型抑菌剂，其抑菌作用主要依赖于对羟基结构，这种结构可改变微生物细胞膜的通透性，使细胞内容物外泄，同时使细胞中蛋白质变性失活。 | | 这类抑菌剂与咪唑烷基脲、苯氧乙醇有良好
的协同效果，低毒，油溶性好，
并具有较好的热稳定性，在化妆品中应用广泛。 |
| 有机汞类抑菌剂可以与微生物细胞内的巯基反应，使细胞内酶失去活性，降低其呼吸代谢，从而抑制微生物的生长。 | | |
| 抗生素是一种药物类抑菌剂，其抑菌机理主要包括：
一是作用于细菌细胞壁，抑制其细胞壁的合成，导致细胞壁松弛、变形和裂解，从而抑制细菌生长；
二是抑制细菌核糖体的合成，导致蛋白质合成障碍，通过改变细菌代谢过程而起到抑菌作用。 | 喹诺酮抗生素（氧氟沙星、环丙沙星，主要针对于革兰氏阴性细菌）、大环内酯类抗生素（阿奇霉素等，可有效杀灭球菌、厌氧菌、军团菌及支原体等病原体）、β-内酰胺类抗生素（青霉素、头孢菌素等，可有效抑制革兰氏阳性菌、革兰氏阴性球菌和嗜血杆菌等）、氨基糖苷类抗生素（庆大霉素等，主要针对革兰氏阴性杆菌）。 | 抗生素具有抑菌作用的同时，也会产生严重的抗药性问题。因此，抗生素的使用是一把双刃剑，在实际应用过程中也受到了严格的限制。 |
| 叠氮化物可以抑制细胞色素氧化酶及多种其他酶的活性，
并可导致细胞磷酸化及细胞呼吸异常。 | | 叠氮钠是体外诊断试剂中最常用的防腐剂之一，其性质稳定，可抑制细菌生长，但由于其含有氨基，会干扰辣根过氧化物酶、超氧岐化酶等多种酶，一般含有这些酶类的试剂不建议使用。叠氮钠有剧毒性，遇高热或剧烈震动会发生强烈爆炸，所以其使用受到严格管制。
|
| 阳离子抑菌剂带正电，而微生物常带有负电荷，这类抑菌剂能够吸附微生物，使其聚集成团造成细胞膜堵塞封闭，使菌体呼吸代谢停止。 | | 这类抑菌剂具有较强的抑菌和杀菌性能，
必须保证体系中无阴离子表活的存在，
同时排斥多种螯合剂，常作为医用杀菌剂来使用。 |
| 甲醛缓释体类抑菌剂可以缓释甲醛，甲醛可透过细胞膜渗透进细胞内部，同时使蛋白质中的氨基、巯基和嘌呤碱基的氮杂环烷基化，导致蛋白质变性失活，从而起到抑菌防腐效果。 | 咪唑烷基脲、双（羟甲基）咪唑烷基脲和DMDMH等季铵盐也可以通过释放甲醛起到抑菌作用，也属于甲醛缓释体类抑菌剂，如氯化3-氯烯丙基六亚甲基四胺。
| 可与尼泊金酯类、IPBC等配合使用，增强其防腐效果
常用于高级营养化妆品 |
| 异噻唑啉酮类抑菌剂可以改变细胞膜的通透性，导致部分细胞内容物外泄，但并不破坏细胞膜的完整性，并且能够与细胞内含巯基的酶反应形成二硫化物，使酶失去活性，同时在形成二硫化物的基础上继续反应形成硫代酰氯，同细胞内大分子相互作用，导致细胞失活。 | 异噻唑啉酮类
5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮( CMIT)
和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT) | 适用于 Western blot、免疫组化、免疫荧光、ELISA、生化缓冲液、水浴锅用水、清洗剂、化妆品等检测试剂的抑菌和防腐 |
体外诊断产品中用于防止微生物生长的传统防腐剂并不理想- 硫柳汞价格昂贵，而且由于含有汞，被列为有毒物质，需要处理。它在包括日本在内的一些国家被禁止使用;
- 叠氮化钠（NaN3）在通常使用的水平上主要是生物静态的，而不是生物杀灭剂，因此它可能不能有效地控制产品中的微生物;
- 抗生素提供针对特定微生物群的保护，而不是广谱保护; 抗生素联合使用扩大了保护范围，但联合使用变得复杂和昂贵，保护仍然不完整;
出于投入高、监管严、风险大等多方因素考虑，硫柳汞,叠氮化钠等传统抑菌剂的使用逐渐成为困扰实验室和企业发展的难题。GBCBIO® Buffpro 300 作为替代硫柳汞和叠氮钠的优秀抑菌防腐剂在水溶液中的稳定性好，对试剂的颜色无干扰；毒性远远低于硫柳汞和叠氮化钠，且有良好的生物降解能力，不会对环境造成污染，杀菌广谱高效，是一种专用于体外诊断试剂的高效防腐剂和抑菌剂，可用于各种体外诊断试剂、酶制剂、缓冲液等含水试剂产品中，且适用于 Western blot、免疫组化、免疫荧光、ELISA等检测试剂的抑菌和防腐。- 抑菌性强：Buffpro 300 对细菌和真菌、和霉菌均有抑菌效果， 低剂量时即有很好的抑菌防腐效果且持续长效。
- 兼容性广：Buffpro 300 不含金属离子，适应众多体系，与体系中的关键酶或诊断指示剂兼容，不会抑制抗体结合。
- 稳定性高：适用pH范围广(pH2.5~8.5)，在各种缓冲溶液如Tris、TES或HEPES等pH7左右的溶液中化学稳定性好，推荐温度下未开封产品可以稳定保存三年以上
- 安全性好：在推荐的使用浓度下，无毒性，无健康风险；无生态蓄积性，环境友好。
Buffpro 300主要活性成分是5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, CMIT)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(2-methyl-4-isothiazloin-3-one, MIT)的3:1混合物。这两种成分可以抑制微生物生长并促使微生物死亡。其原理是，CMIT/MIT与细胞膜接触后，可立即渗透到细胞膜内并抑制细胞代谢的关键环节三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)过程中的α-酮戊二酸脱氢酶(ketoglutarate dehydrogenase)、琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase)和NADH脱氢酶(NADH dehydrogenase)的活性，同时，其它的一些重要的酶如丙酮酸脱氢酶(pyruvate dehydrogenase)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase)、乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase)也可以被抑制，从而抑制细胞代谢及大分子的合成，引起细胞内能量水平迅速下降，最终由于能量体系的崩溃、细胞不能进行正常的合成代谢而生长抑制或死亡。细菌和真菌拥有全部或部分三羧酸循环，因此本产品对细菌和真菌都适用，具有非常广谱的抗菌谱，而且本产品具有多个脱氢酶作用位点，因此大大降低了因变异而产生的微生物的耐药性。本文来源于捷倍斯生物微信公众号，版权归原作者所有，授权转载请联系原作者。文章只为学术新闻信息的传播，不代表本公众号观点。如有侵权请联系删除。![]()
