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能源危機(jī)、環(huán)境污染一直都是困擾人類的世紀(jì)難題。半導(dǎo)體光催化材料由于具有有效的廣譜抗菌、除臭作用，能夠分解空氣及水中有機(jī)污染物，還可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而且還具有可重復(fù)利用等特點(diǎn)，因此在環(huán)境治理、功能建材、能源循環(huán)利用等方面有著巨大應(yīng)用前景。

目前光催化材料應(yīng)用領(lǐng)域包含了抗細(xì)菌、抗真菌、抗病毒、空氣凈化、防污自潔、大氣污染治理、水處理等領(lǐng)域，其中抗病毒技術(shù)可廣泛應(yīng)用于相關(guān)產(chǎn)品。比如，相關(guān)研究較多的光催化材料有 TiO2，ZnO，CdS，WO3，F(xiàn)e203等，其中 TiO2氧化活性較高，化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)人體無(wú)毒害，成本低，無(wú)污染，屬于優(yōu)秀的綠色環(huán)保型材料。

在半導(dǎo)體光催化材料的開發(fā)、性能比對(duì)、質(zhì)量保證、表征、可靠性及設(shè)計(jì)過程中，安全性評(píng)價(jià)試驗(yàn)、抗菌性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)、抗病毒性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)都是重要的研究方法。其中催化抗菌材料安全性評(píng)價(jià)方法一般采用極限經(jīng)口毒性試驗(yàn)、急性眼刺激性試驗(yàn)、皮膚刺激性試驗(yàn)等方法測(cè)試，具體可參SN/T 4307-2015 《光催化抗菌材料安全性評(píng)價(jià)方法》。

抗菌性能試驗(yàn)主要是利用大腸埃希氏菌、金黃色葡萄球菌等菌種來(lái)培養(yǎng)測(cè)試。參考標(biāo)準(zhǔn)可以依據(jù)GB/T 23763-2009 《光催化抗菌材料及制品 抗菌性能的評(píng)價(jià)》、GB/T 30706-2014 《可見光照射下光催化抗菌材料及制品抗菌性能測(cè)試方法及評(píng)價(jià)》。

以上性能測(cè)試，我們都能找到具體的參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但是對(duì)于重要的抗病毒性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)，目前可供參考的只有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 18061:2014《精細(xì)陶瓷(高級(jí)陶瓷, 高級(jí)工業(yè)陶瓷) —半導(dǎo)體光催化材料抗病毒活性的測(cè)定—Q-β噬菌體試驗(yàn)方法》。

ISO 18061:2014主要是規(guī)定了半導(dǎo)體光催化材料在紫外光照條件下抗 Q-β噬菌體活性試驗(yàn)方法。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了含有光催化劑或表面有光催化膜的材料的抗病毒活性的測(cè)試方法，通過計(jì)數(shù)經(jīng)紫外光照之后的 Q-β噬菌體的減少來(lái)確定其抗病毒活性。

該方法中適用于應(yīng)用其抗病毒性能的光催化材料。以噬菌體 Q-β作為流感病毒的替代病毒使用，可以適用于不同類型、不同功用的半導(dǎo)體光催化材料，其基本形制包括片狀、塊狀或平板狀等，但不包括粉末，顆粒或多孔光催化材料。不過，如果是光催化材料用于其他用途，如抗菌、抗真菌、降解水中污染物、自清潔、防結(jié)霜和空氣凈化，則本方法不適用。

一、試驗(yàn)原理

原理是主要通過將試樣與噬菌體接觸并置于紫外光下照射，從而獲得光催化材料的抗病毒活性值，主要適用于片狀、塊狀或平板狀材料的測(cè)試 。在光催化處理的樣品上接種噬菌體懸液，然后暴露與已知強(qiáng)度的UV光下，持續(xù)照射一定時(shí)間。光照結(jié)束后，取出樣品并用Q-β噬菌體.的敏感宿主大腸桿菌測(cè)定洗脫液的噬菌斑形成單位。通過比較未經(jīng)光催化劑處理的材料和光催化材料在經(jīng)過特定強(qiáng)度照射后的噬菌體數(shù)，及未經(jīng)光催化處理的材料和光催化材料在暗條件下相同時(shí)間的噬菌體數(shù)進(jìn)行計(jì)算而得到測(cè)試結(jié)果。

二、試驗(yàn)菌種

試驗(yàn)菌種主要為Q-β噬菌體、大腸桿菌。由于參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試試驗(yàn)所使用的菌株要求必須從世界菌種保藏聯(lián)合會(huì)(WFCC)和日本菌種保藏協(xié)會(huì)(JSCC)的成員機(jī)構(gòu)獲得，并且符合相關(guān)編號(hào)要求或等效。微生物的無(wú)菌操作應(yīng)在合適的生物安全柜中進(jìn)行。具體如下表

三、試驗(yàn)步驟

1.在培養(yǎng)皿底部放置無(wú)菌的保濕濾紙，加入足量的無(wú)菌水，在濾紙上放置玻璃棒或玻璃管，光催化處理面向上，放置測(cè)試樣品。測(cè)試中使用的光催化處理試樣和未經(jīng)處理的試樣均按上述程序放置（前者 6 塊，后者 9 塊）；

注（1）：為避免試樣與潤(rùn)濕的濾紙接觸，使用了玻璃管或玻璃棒。

注（2）：為防止保濕玻璃片起霧，往培養(yǎng)皿中加入 4 ml～6 ml 無(wú)菌水即足夠。

2.使用無(wú)菌的吸頭吸取 0.15 ml 測(cè)試噬菌體懸液并將其滴加到每一個(gè)試樣上，在液滴上貼覆蓋膜然后輕推使噬菌體懸液均勻分散至整個(gè)膜表面。小心操作勿使液體溢出膜外。如果使用非常規(guī)尺寸試樣，可調(diào)整噬菌體懸液接種體積以適應(yīng)覆蓋膜尺寸；

注（3）：常規(guī)接種體積可能會(huì)造成噬菌體懸液從膜邊緣溢出或者不能均勻分布。這時(shí)，可以減半或加倍接種體積。但是，如果噬菌體懸液的接種量改變了，每片試樣上接種的噬菌體的數(shù)量應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格一致，應(yīng)在 1.0×106pfu～4.0×106 pfu 范圍內(nèi)。

注（4）：此步驟不應(yīng)使用渦旋器以免造成噬菌體感染力的喪失。推薦使用手動(dòng)混懸。

3. 將保濕玻璃板放置于培養(yǎng)皿頂部；

4.除 3 片未經(jīng)處理的試樣接種后立即測(cè)定噬菌體滴度外，其余樣片進(jìn)行光照試驗(yàn)

5.取 3 片接種噬菌體懸液后的未經(jīng)處理試樣（噬菌體立即接種后試樣），使用無(wú)菌鑷子將其覆蓋膜和未經(jīng)處理的試樣放入均質(zhì)袋內(nèi)，小心操作勿使噬菌體懸液從覆蓋膜或試樣片上溢出。加入 10 ml SCDLP，在袋外用手充分搓洗試樣和膜，以洗出噬菌體懸液。盡快對(duì)洗出液進(jìn)行噬菌體滴度測(cè)試。

注（5）：如果證實(shí)其效果，亦可使用其它類似于均質(zhì)袋的器具。如果證明可以達(dá)到相同的結(jié)果，則可以使用其他器具替代均質(zhì)袋。

根據(jù)微生物的特性和測(cè)試方法不同，現(xiàn)在應(yīng)用于半導(dǎo)體光催化材料抗微生物技術(shù)分為抗真菌、抗細(xì)菌和抗病毒，其中抗病毒技術(shù)的應(yīng)用可以防止病毒在物體表面?zhèn)鞑ィ哂兄卮蟮膶?shí)用價(jià)值。

目前國(guó)際 ISO 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均包括抗細(xì)菌、抗真菌和抗病毒 3 種測(cè)試方法，因此和國(guó)際接軌，結(jié)合我國(guó)具體的半導(dǎo)體光催化行業(yè)的環(huán)境條件和實(shí)際應(yīng)用的光催化材料及制品抗病毒活性測(cè)試方法及評(píng)價(jià)體系，不但可以為已有光催化抗菌測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的必要補(bǔ)充同時(shí)對(duì)提升光催化材料及制品的技術(shù)含量，推動(dòng)光催化材料及其產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展都有極大的意義和必要性。