目前,Zeolite的抗微生物性能主要包括抗細菌、抗病毒、抗真菌等。沸石表面對微生物具有一定的吸附作用。細菌的尺寸一般為0。2~5 μm,病毒的尺寸一般在100 nm以下,沸石通過靜電作用能吸附小尺寸的細菌和病毒。Grce等探究了微米級的天然Clinoptilolite對腺病毒-5(VR-5,無囊膜,65~80 nm)、皰疹病毒(VR-733,有脂蛋白囊膜,100~200 nm)、腸道病毒的柯薩奇病毒B5(VR-185)和埃可病毒7型(VR-37,20~30 nm,小RNA病毒)的抑制作用。實驗結果表明,沸石濃度較高(50 mg/mL)時,病毒滴度最低,沸石抑制病毒的效力最高。

利用具有抗微生物作用的金屬離子與沸石孔道和籠中的陽離子發(fā)生交換,可使沸石具備抗菌及抗病毒性能。文獻報道,交換了Ag+,Zn2+,Cu2+等陽離子的沸石具有高效的抗微生物效果。其中,Ag+是最常見的抗菌材料,其對細菌的滅活性和對人體及動物的細胞毒性依賴于Ag+的濃度。盡管有關Zn2+,Cu2+的研究較少,但最近的報道表明它們具有抗微生物的潛力,可以對多種細菌或者病毒進行滅活。Ag+具有良好的抗微生物性能,其抗菌機理主要有3種解釋:(1)Ag+與細菌蛋白質(zhì)中的巰基結合,使得蛋白質(zhì)失去活力,導致細菌無法正常代謝和生存后死亡;(2)干擾核酸分子,使其喪失復制能力;(3)Ag+通過催化使得水分子和氧內(nèi)部發(fā)生躍遷,產(chǎn)生游離的羥基自由基和活性氧離子,對細菌的生長產(chǎn)生抑制和滅殺作用,以達到殺菌效果。

與游離的金屬離子(如Ag+,Zn2+,Cu2+)相比,在沸石孔道和籠中的金屬離子在實際應用中具有更大的意義。通常,游離的金屬離子容易氧化,導致抗菌、抗病毒性能降低;而沸石的金屬孔道和籠中的金屬離子具有一定的穩(wěn)定性,可保持長時間的抗微生物性能。此外,在沸石結構中包含金屬離子可實現(xiàn)受控釋放,可緩慢釋放金屬離子達到抗菌抗病毒的最低劑量而不對人體造成毒害。