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。本文对抑菌剂的原理、分类及应用进行了总结，对抑菌剂的选择和提高体外诊断试剂产品的稳定性有着重要的指导意义。

抑菌剂的概念和原理

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：一是干扰微生物的酶系，破坏其正常的新陈代谢，抑制酶活性；二是使微生物的蛋白质凝固和变性，干扰其生存和繁殖；三是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。总之，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。

优良的抑菌剂应具备以下特性：①具有广谱抑菌效果，能够对大多数细菌、真菌及酵母等微生物具有较强的抑制作用；②溶解性好，以保证其在体系中有足够的浓度；③本身的理化性质和抗微生物特性稳定，不易受热和体系pH等外界环境因素的影响，在长期储存过程中不会发生化学降解、挥发和沉淀，并且不会与包装材料相互作用；④防腐剂不会与体系中的其他物质成分发生化学反应，不会影响其防腐效果；⑤使用成本低，易获得。

抑菌剂的分类及应用

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。

1.有机酸及其盐

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。主要包括苯甲酸及其盐（苯甲酸钠）、山梨酸及其盐（山梨酸钾、山梨酸钙）、乙酸及其盐（脱氢乙酸钠、双乙酸钠）、丙酸及其盐（丙酸钙）和乳酸及其盐（乳酸钠）等。这类抑菌剂在使用该过程中要注意体系的pH值，不同酸类防腐剂的最佳防腐pH值不同，如苯甲酸的最佳防腐pH范围为2.5-4，当pH为5时基本无防腐效果，而山梨酸在pH为6时仍有一定的抑菌效果。有机酸及其盐类抑菌剂的毒性较小，通常用于食品防腐剂。

2.醇

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。其种类主要包括乙醇、丙二醇、丁二醇、苯甲醇、苯乙醇、苯氧乙醇等。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。

3.对羟基苯甲酯

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。其种类主要包括尼泊金甲酯、尼泊金乙酯和尼泊金丙酯等。

4.有机汞

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。较常用的有机汞类抑菌剂是硫柳汞，又称为硫汞柳酸钠，广泛用于生物制品以及疫苗等药物制剂的抑菌剂。硫柳汞的毒性和刺激性相对其他有机汞化合物较小，使用过程中不能与酸、碘、铝等重金属盐、生物碱配伍。

5.抗生素

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。抗生素类抑菌剂主要包括喹诺酮抗生素（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（红霉素、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（妥布霉素、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。

6.叠氮化物

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。最常用的叠氮化物防腐剂是叠氮钠，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。

7.阳离子抑菌剂

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，但使用条件较为严苛，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。其种类主要包括苯扎氯铵、氯己定、聚六亚甲基胍等。

8.甲醛缓释体

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。这类防腐剂与多种防腐剂具有协同效果，抑菌快速、高效并具有气相抑菌性，抑制细菌效果较好，但热稳定性较差，易挥发并有强烈的刺激性气味，缓释的甲醛是一种致癌性物质。常用种类包括咪唑烷基脲、双（羟甲基）咪唑烷基脲和DMDMH等。除此之外，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。

9.异噻唑啉酮

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。这类抑菌剂活性较高、具有高效广谱抑菌性能，但稳定性相对较差，易受热、碱、还原氧化的影响失活，通常需要添加稳定剂。其种类主要包括卡松、MIT、BIT等。在体外诊断试剂中，最常用的两种异噻唑啉酮类抑菌剂是牛莎PC-300和牛莎BIT-10。

牛莎PC-300抑菌剂的活性成分是甲基氯异噻唑啉酮（CMIT）和甲基异噻唑啉酮（MIT）的混合物，含量比例为3:1，产品组成中含有稳定剂（烷基羧酸稳定剂）和溶剂（改性丙二醇）。PC-300抑菌剂不会对试剂中关键酶的活性产生影响，如辣根过氧化物酶和碱性磷酸酶等，并且在使用浓度下不会对抗体的结合产生影响。因此，牛莎PC-300广泛应用于化学发光和生化试剂产品中。

牛莎BIT-10抑菌剂的有效成分是10%的苯并异噻唑啉酮（BIT），具有广谱活性、优越的兼容性和稳定性及使用浓度下的低毒性，是体外诊断试剂中的理想高效防腐剂，可以替代叠氮钠、硫柳汞和庆大霉素等传统抑菌剂。其广泛应用于临床血细胞分析、生化和免疫分析试剂的防腐，如各种溶血剂、稀释液、清洗液和校准质控等，能够很好地与各种乳化剂、表面活性剂及其他成分复配使用。

一种抑菌剂通常只对某一特定菌种具有抑菌效果，实际应用中，通常利用多种抑菌剂进行复配使用，以便于拓宽抗菌谱、提高防腐效果、减少二次污染以及提高使用的安全性。

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