季铵盐类消毒剂的研究现状

www.gdchem.com 第46卷总第402期

季铵盐类消毒剂的研究现状

陈血建，郭正洋，黄建飞，刘斌

(深圳市计量质量检测研究院，广东深圳518131)

Research Progress on Quaternary Ammonium Salt Disinfectant

Chen Xuejian,Guo Zhengyang,Huang Jianfei,Liu Bin

(Shenzhen Academy of Metrology &Quality Inspection,Shenzhen 518131,China)

Abstract:Quaternary ammonium salt disinfectant is a common disinfectant and has been used in various fields.This study introduces the development,disinfection mechanism,detection methods and application notice of quaternary ammonium salt disinfectants,and prospects for application and research of quaternary ammonium salt disinfectants.

Keywords:quaternary ammonium salt disinfectant ；disinfection mechanism ；

detection methods ；application notice

在人类的日常生活中，难免会接触到各种各样的微生物，这些微生物可以直接或间接的对人体产生危害，而微生物在一定的环境条件下可以迅速繁殖，并通过空气进行传播，从而引起疾病，影响人们的日常生活。因此，能够有效对这些微生物进行灭活或抑制的消毒剂逐渐引起人们的重视。

季铵盐类消毒剂最早是于1915年发现的[1]。到目前为止，将季铵盐作为消毒剂使用已有百年历史，期间通过对季铵盐杀菌作用、理化性质、毒性等方面不断研究，人们发现季铵盐具有具有杀菌浓度低、副作用小等优点，在其发展过程中，季铵盐类消毒剂经过将近七代，数百种产品。目前该类消毒剂已被广泛应用于日用化工，卫生医疗等领域[2-5]。

1季铵盐类消毒剂简介及发展历程

1.1季铵盐类消毒剂简介

季铵盐类消毒剂是指用具有消毒作用的季铵类化合物为有效成分制成的消毒剂。其是一种阳离子表面活性剂的代表。季铵盐上四个取代集团通过共价键直接与氮原子相连，阴离子在烷基化试剂作用下通过离子键与氮原子相连。季铵盐的分子通式如下：

结构中烷基R1，R2，R3和R4可以相同或不同，取代的或非取代的，饱和的或不饱和的，可以有分支或没有分支，可以为环状结构或直链结构，可以包括醚、酯、酰胺，也可以是芳香族或芳香族取代物[6]。通过离子键与氮原子相连的多为卤素阴离子或酸根，以氯和溴最为常见。

季铵盐类消毒剂具有毒性小，稳定好且对待处理的物品无损害等特点，该类型的消毒剂与其他类型的表面消毒剂具有较好的相容性，并具有良好的抑菌、乳化、助染、增溶、固色、抗静电等一系列的性能，因此以季铵盐化合物的消毒产品得到迅速的发展。

季铵盐类消毒剂主要包括单链季铵盐类消毒剂和双链季铵盐类消毒剂[7]。其中单链季铵盐类消毒剂以苯扎氯铵为例，具有良好的泡沫性和化学稳定性，耐热、耐光、耐压，通常工业品是含40%或50%有效成分的水溶液，呈无色或浅黄色黏稠液体，有芳香气味并带苦杏仁味。双链季铵盐类消毒剂以二癸基二甲基溴化铵为例，由于其结构中包含一个亲水基和两个亲油基，使其具有较好的成胶束性和更强的降低表面张力的能力，能增加它们的水溶性，即使在水质硬度较大的情况下也呈现相当好的溶解性，表现出较好的稳定性。

1.2季铵盐类消毒剂的发展历程

季铵盐类消毒剂自从上世纪Jacobs 等人首次合成此类化合物，并指出该类化合物的消毒特性，经过近一个世纪的发展，可将此类消毒产品分为七代。初代产品是以氯化苄烷铵为代表的烷基二甲基苄基铵；次代产品是在初代产品的结构中用氯、甲基或

乙基取代苯环上的氢而更新的新产品，此类产品是以烷基二甲基乙基苄铵氯化物为代表；第三代产品是通过将初代产品和次代产品的等量混合而生的新型产品，这一代产品的特点可以提高消毒效果，同时也降低了其毒理作用；产品是在之前研究的基础上开发的双链季铵盐类消毒剂，显著提高了其消毒效果；第五代产品的产生是根据第三代产品的原理上得到的，通过将双链季铵盐类消毒剂与单链季铵盐类消毒剂以6∶4的比例混合开发的，这类产品消毒效果、毒理作用及价格都要优于之前的产品；第六代产品为聚合类季铵盐，这代产品的毒性较小，作用温和，因此被更为广泛用于医药行业及个人产品护理中，极大拓广了季铵盐类消毒剂的应用范围；第七代产品是在第三代和第六代的基础上将其按一定比例混合得到的。

2消毒机理

低浓度的季铵盐类消毒剂具有抑菌效果，通过提高浓度可以达到杀菌效果。由于细胞膜是细菌等生命活动中的重要组成部分，而季铵盐类消毒剂又具有良好的表面活性作用，因此季铵盐类消毒剂主要是通过聚集在菌体表层，其破坏细胞膜的完整性，达到消毒效果。

2.1单链季铵盐类消毒剂

随着结构变化，单链季铵盐类消毒剂的杀菌作用会呈现一定的规律。相对于烷基链长的季铵盐，同类型的烷基链较短的毒性要大；而带苄基的季铵盐毒性要比带甲基的小；单烷基的毒性要比双烷基的大。随着烷基链的变化，季铵盐的杀菌能力会呈现先增强后下降趋势[8]。单链季铵盐消毒剂剂主要依赖其表面活性作用，但又受制于pH 的影响，pH 不同会影响其消毒效果，因此单链季铵盐消毒剂只有在碱性条件下才会显示出其高抗菌性的特点。

2.2双链季铵盐类消毒剂

相比于单链季铵盐类消毒剂，双链季铵盐类消毒剂表现出更高更强的消毒效果。其原因是其结构中含有两个长链的疏水基团和两个带正电荷的N +，经过诱导作用增加季氮的正电荷密度，增加消毒剂在细菌表面的吸附能力，从而改变膜的渗透性，使菌体破裂[9]。另外，由于该类消毒剂含有两个疏水基团，会更有利于其进入到菌体细胞的类脂层与蛋白质层，从而使细菌内部的相关酶失去活性，并导致蛋白质变性。随着该类消毒剂中这两种作用相互协同，会表现出比单链季铵盐类消毒剂更强、更光谱的消毒效果。

3检测方法

季铵盐类消毒剂具有良好的杀菌效果，毒性低、无色、无味；但其作为一种化学试剂，其毒理作用还是无法避之不谈的。因此对消毒剂中季铵盐类化合物的含量及被消毒物品中季铵盐的残留量的准确检测，是对消毒产品的把控，也是对消费者健康的保证。目前检测季铵盐消毒剂的方法可以分为两种，一种为定性检测，一种定量检测。定性检测是通过化学品之间的反应达到检测的目的，而定量检测主要是依赖设备进行分析，比如紫外分光光度计

[收稿日期]2019-08-05

[作者简介]

陈血建(1984-)，男，重庆人，医学学士，主要研究方向为食品检验、消毒学检验。

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[10]、高效液相(气相)色谱等[11]。

3.1定性检测

季铵盐的定性检测主要通过化学反应导致颜色的变化进行分析。比如在2005版中国药典及《消毒技术规范》中苯扎溴铵的含量测定所采用的四苯硼钠法[12-14]，其原理就是利用四苯硼钠先后滴定水层和氯仿层中的苯扎溴铵，最终根据苯扎溴铵反应量计算季铵盐的含量。再如，国际通用及我国国标规定的方法溴化(咪嗡/乙啶)-酸性蓝混合指示剂法，这种方法的原理主要是在一个包含有阴离子和阳离子染料混合指示剂的两相体系中，通过一种标准溶液(阴离子表面活性剂)滴定待检样品，滴定前，样品中阳离子表面活性剂与两相体系中的阴离子染料反应，氯仿层的颜色呈现蓝色，通过滴定之后，氯仿层的颜色有蓝色变为灰色，从而达到检测的目的。类似的方法百里酚蓝-亚甲蓝混合指示剂法、铁法、十二烷基磺酸钠法等。

3.2定量检测

相比于定性检测，定量检测要求较高，需要精密的设备，人员职业技能等。目前应用较为广泛的定量检测方法为紫外-分光光度计法，该方法操作相对简单，且设备较为低廉，利用该方法不仅可以分析单一组分，也可以进行多种组分分析检测，且由该方法延伸的方法也有很多，诸如导数法、双波长法、褶合曲线法等。陈志东等人利用曙红在262.5nm和481.5nm处成等吸收，而苯扎溴铵仅在262.5nm处有吸收峰的特性,利用双波长紫外-分光光度法成功的测定苯扎溴铵酊的含

量。随着高效液相色谱技术的推广应用,利用该方法检测季铵盐的含量也成为各国学者的研究方向。有相关学者利用该方法成功检测消毒剂中苯扎溴铵含量,其最低检测限可以达到1.6 mg/L。类似的定量检测方法还有离子色谱法[15]、气相色谱法[16]、毛细管电泳法[17]等。

4使用中的注意事项

季铵盐类消毒剂经过近一个世纪的发展，已产生多代产品，但从中可以清楚知道，季铵盐类消毒剂主要是以单链季铵盐类消毒剂和双链季铵盐类消毒剂，其消毒机理及其本身的化学性质决定了其所存在的不足，因此在使用中必须考虑诸多因素，结合实际环境进行选择。在使用该消毒剂时，需要注意一下事项：(1)杀菌谱，目前该类消毒剂依然无法杀灭真菌、结核杆菌、亲水病毒和细菌芽孢。(2)环境，该类消毒剂会受到温度、pH等因素影响，使用时应考虑这些因素。(3)拮抗作用，该类消毒剂属于阳离子表面活性剂，不能同阴离子表面活性剂同时使用，例如肥皂、洗衣粉、吐温-80等；此外也存在一些物质和该类消毒剂会产生拮抗作用，诸如碘化钾、蛋白银、水杨酸、升汞、过氧化物等，使用时应注意。(4)含量限定，国家相应标准(GB26369-2010)规定了消毒剂中季铵盐的含量，对于不同消毒物质应采用相应的浓度，以示安全。其他应注意皮肤敏感、消毒剂的配比及保存等问题。

5展望

季铵盐类消毒剂经过一个世纪的发展，已经具备了一定的优点，比如毒性较低、无腐蚀和漂白作用、气味小、水溶性好等优点。但理想中的消毒剂，应该具有即效、长效、安全、广谱等特点，但现在季铵盐类消毒剂还无法满足该要求，在杀菌谱方向依然存在不足。在此后的研究中，只有更全面、深层次的分析研究抗菌机理，综合各类抗菌剂的特点，才可以进一步向理想中的消毒剂靠近。

随着国内外对有机硅季铵盐、含吡啶环的双季铵盐类等特殊化合物研究的不断深入研究，相信今后消毒剂的所需浓度会减低，杀菌谱会更广且更为持久、稳定和安全，更新型、环保的季铵盐类消毒剂将会被合成、开发，其应用领域也会越来越广泛。

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(本文文献格式：陈血建，郭正洋，黄建飞，等．季铵盐类消毒剂的研究现状[J]．广东化工，2019，46(16)：240-241)