根據美國環保署（US EPA）測試方法，成功證明了銅銀合金涂層在類似于干表面細菌生物膜形成條件下的抗菌功效，在24小時內測試微生物減少≥99.9%。設計了一個定制的共聚焦成像方案，以原位可視化銅銀合金表面細菌生物膜的殺滅過程并監測其動力學達100分鐘。銅銀合金涂層在5分鐘內根除了革蘭氏陽性菌的生物膜，而革蘭氏陰性菌的生物膜被殺滅得較慢。原位pH監測表明，在金屬表面和細菌生物膜之間的界面處pH增加了2個對數單位；然而，在緩沖液中測試時，細菌的存活率并不直接受此升高（pH 8.0-9.5）的影響。因此，在環境條件下，電化學活性表面與細菌生物膜相互作用導致的OH?產生，是銅銀合金涂層接觸介導殺滅的一個方面，而非觀察到的抗菌功效的直接原因。細菌細胞的氧化、銅離子的釋放和局部pH升高的結合，表征了銅銀合金涂層干表面的抗菌活性。

1.引言

微生物會附著在惰性和生物表面，并容易形成生物膜。這在醫療環境中尤其成問題，因為干表面生物膜可以在多種表面上存活很長時間。聚集在生物膜中的微生物群落對殺菌劑、抗生素和物理壓力的敏感性較低。因此，干表面生物膜在醫療相關感染的傳播中可能發揮重要作用，而干燥的環境表面是病原體傳播的持續來源。

近年來，銅和銅合金表面作為一種減少此類細菌附著和生物膜，從而減少醫療環境中病原微生物傳播的方法，受到越來越多的關注，因此可能減輕醫院介導感染的發生。來自實驗室實驗的其抗菌特性證據，已導致在歐洲和美國醫療機構進行了一些實地測試研究，以驗證其在真實條件下的性能。2015年，美國環保署（US EPA）發布了用于測試和評估銅及銅合金表面抗菌功效的定制方案，旨在提供緊密模擬此類表面真實應用（例如，醫療機構內的環境物品）的標準化測試條件。前兩個方案允許評估銅合金在暴露2小時后以及在24小時間隔內累積的細菌污染長時間暴露后對測試微生物的消毒效果。幾種銅基表面已根據這些方案證明了其抗菌有效性。

一種用于不銹鋼的銅銀（90-10 wt%）合金激光熔覆涂層與純元素相比，顯示出對大腸桿菌的增強殺滅作用，這與銅離子釋放量增加28倍相關。類似地，一種銅銀（60-40 wt%）合金電鍍涂層最近在懸浮液中測試時，顯示出對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的強抗菌活性。在這些測試中，細菌懸浮液中的銅離子濃度和釋放因濃縮的細菌懸浮液或營養肉湯的存在而增強。根據電偶腐蝕原理，銅作為較不耐腐蝕的合金元素，通過其優先氧化保護銀免于溶解。這一點通過銀的測量得到證實，銀僅在懸浮液中檢測到痕量。因此，合金涂層中兩種金屬的電偶耦合誘導銅的氧化，導致銅離子釋放，以及在銀上發生還原反應，導致在環境條件下（例如，存在氯化物時）局部pH升高。當細菌暴露于銅銀合金涂層表面時，會建立一個電偶序列，其中銀具有最高的電化學電位，其次是銅和細菌。

目前認為，細菌在干燥銅表面上通過接觸介導的殺滅過程被殺死。從表面溶解并在金屬基底和細菌細胞之間的水界面處積累的銅，會導致嚴重的膜損傷和細胞質中銅離子超載。這種情況與在懸浮液或培養物中由銅離子殺滅細菌的情況大不相同，后者"游離"銅離子濃度低幾個數量級，且細菌處于生長條件下。

如前所述，已經評估了新開發的銅銀合金對懸浮液中細菌的抗菌功效，這可能類似于在預期應用中暴露于消毒劑、清潔劑和手汗的情況。然而，此類表面在醫療環境中大多會面臨干燥或潮濕條件。在這種干燥情況下，這種合金的抗菌功效可能會增強，同時也考慮到銅銀合金是一種電化學活性表面，預期與其他銅合金表面有不同的行為。表面接觸是銅合金表面主要的、已確立的殺滅因素，并且殺滅速率對于任何實際應用都至關重要。此外，有證據表明，殺滅過程在表面接觸建立后立即開始，暴露的表面積和銅離子釋放速率很容易影響接觸殺滅的整體速率。因此，本研究旨在在更接近真實條件的條件下，例如在允許細菌生物膜形成的干燥條件下，確定銅銀合金涂層的抗菌活性。