ISO 75812023 在干燥环境中使用的无孔抗菌表面的杀菌活性评估标准立项发展报告

StandardizationDevelopmentReport:EvaluationofBactericidalActivityofaNon-PorousAntimicrobialSurfaceUsedinaDryEnvironmentISO7581:2023《在干燥环境中使用的无孔抗菌表面的杀菌活性评估》标准立项发展报告摘要随着全球公共卫生意识的持续提升和抗菌技术产业的迅猛发展，抗菌表面材料在医疗、食品加工、公共交通及日常生活等领域的应用日益广泛。在干燥环境条件下，无孔抗菌表面（如抗菌不锈钢、抗菌陶瓷、抗菌涂料及抗菌高分子材料等）的杀菌性能评价缺乏统一的国际技术规范，导致不同国家和地区之间的检测方法与评估结果存在显著差异，制约了抗菌产品的国际贸易与质量监管。ISO7581:2023《在干燥环境中使用的无孔抗菌表面的杀菌活性评估》由国际标准化组织（ISO）正式发布，填补了干燥环境下抗菌表面杀菌活性评价方法的国际标准空白。该标准系统规定了试验菌种选择、菌液制备、样品接种、干燥培养、菌落回收、活菌计数及结果计算等全流程技术程序，明确了试验报告的基本要求与数据表达规范。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容、主要参与单位及未来发展趋势，旨在为抗菌材料生产企业的产品质控、检验检测机构的方法验证、科研院所的抗菌机理研究以及标准化管理部门的政策制定提供权威性技术参考和系统性理论支撑。关键词：无孔抗菌表面；杀菌活性；干燥环境；ISO7581；国际标准；抗菌性能评价Keywords:Non-porousantimicrobialsurface;Bactericidalactivity;Dryenvironment;ISO7581;Internationalstandard;AntimicrobialperformanceevaluationAbstractWiththecontinuousimprovementofglobalpublichealthawarenessandtherapiddevelopmentofantimicrobialtechnologyindustry,antimicrobialsurfacematerialshavebeenincreasinglywidelyappliedinmedical,foodprocessing,publictransportation,anddailylifefields.Underdryenvironmentalconditions,theevaluationofbactericidalperformanceofnon-porousantimicrobialsurfaces(suchasantimicrobialstainlesssteel,antimicrobialceramics,antimicrobialcoatings,andantimicrobialpolymermaterials,etc.)lacksunifiedinternationaltechnicalspecifications,resultinginsignificantdifferencesintestingmethodsandevaluationresultsamongdifferentcountriesandregions,whichrestrictstheinternationaltradeandqualitysupervisionofantimicrobialproducts.ISO7581:2023,officiallypublishedbytheInternationalOrganizationforStandardization(ISO),hasfilledthegapininternationalstandardsforevaluatingbactericidalactivityofantimicrobialsurfacesunderdryconditions.Thisstandardsystematicallystipulatesthecompletetechnicalproceduresincludingteststrainselection,bacterialsuspensionpreparation,sampleinoculation,dryingincubation,colonyrecovery,viablecellcounting,andresultcalculation,andclarifiesthebasicrequirementsfortestreportsanddataexpressionspecifications.Thisreportsystematicallyreviewstheprojectbackground,developmentprocess,coretechnicalcontents,majorparticipatingorganizations,andfuturedevelopmenttrendsofthisstandard,aimingtoprovideauthoritativetechnicalreferenceandsystematictheoreticalsupportforqualitycontrolofantimicrobialmaterialmanufacturers,methodvalidationofinspectionandtestinginstitutions,antimicrobialmechanismresearchofscientificresearchinstitutes,andpolicyformulationofstandardizationmanagementdepartments.一、引言1.1研究背景抗菌表面材料是指在材料本体或表面赋予抗菌功能，能够在特定时间内抑制或杀灭表面微生物的一类功能性材料。近年来，随着全球范围内重大公共卫生事件的频发以及居民健康意识的显著提升，抗菌表面材料在医疗机构、食品加工企业、公共交通工具、教育机构、养老设施以及日常家居环境中的应用需求呈爆发式增长。据统计，2022年全球抗菌涂料市场规模已超过45亿美元，预计至2030年将突破80亿美元，年复合增长率约为7.5%。然而，抗菌表面性能的评价方法长期缺乏统一的技术标准，尤其是针对干燥环境条件下的无孔抗菌表面。现有的抗菌性能测试方法，如国际标准ISO22196（塑料及其他无孔表面的抗菌活性测定）、日本工业标准JISZ2801以及美国材料与试验协会标准ASTME2180等，主要针对湿润或高湿条件下抗菌表面的抗菌活性评价。但在实际使用场景中，大量抗菌表面（如电梯按钮、门把手、扶手、触摸屏、医疗器械外壳等）长期处于干燥环境条件，这类表面上污染细菌的存活状态、代谢活性以及抗菌材料的杀菌作用机制与湿润条件下存在本质差异。在干燥条件下，细菌处于脱水或亚致死状态，其细胞壁通透性、膜完整性及代谢途径均发生变化，抗菌材料对干燥态细菌的杀灭效率与对湿润态细菌的杀灭效率不可简单等同。因此，建立一套适用于干燥环境条件的无孔抗菌表面杀菌活性评价方法，成为国际标准化组织及相关行业亟需解决的技术难题。1.2立项必要性（1）填补国际标准空白。在ISO7581:2023发布之前，全球范围内尚无专门针对干燥环境下无孔抗菌表面杀菌活性评价的国际标准。现有的ISO22196等标准采用高湿度（相对湿度>90%）培养条件，无法真实反映干燥环境中抗菌表面的实际杀菌性能，导致抗菌产品在宣称其干燥环境杀菌功能时缺乏统一的技术依据和评价准则。（2）规范市场秩序。抗菌表面材料市场鱼龙混杂，部分企业利用抗菌概念的模糊性和检测方法的空白，进行夸大宣传甚至虚假标注。无统一的标准方法作为仲裁依据，消费者和监管机构难以有效判断产品抗菌功能的真实性与可靠性。（3）促进国际贸易。不同国家对于抗菌表面的检测方法和评价指标要求各异，形成了事实上的技术性贸易壁垒。一项全球统一的干燥环境杀菌活性评价标准，有助于消除贸易障碍，推动抗菌材料和制品的跨国流通与互认。（4）支撑公共卫生防控。传染病防控对抗菌表面的实际应用效果提出了客观评价需求。干燥环境是日常接触表面最常见的使用状态，建立科学、可靠的杀菌性能评价方法，对于指导抗菌材料在公共卫生领域的合理应用具有重要意义。二、标准编制历程2.1标准立项与工作组成立ISO7581:2023的研制工作由国际标准化组织下设的ISO/TC330（表面生物污染清洗与消毒技术委员会）负责组织推进。ISO/TC330成立于2018年，其工作范围涵盖表面生物污染的分类、清洗、消毒及相关评价技术方法的标准化。在充分调研各国抗菌表面评价技术现状和市场需求的基础上，ISO/TC330于2019年正式提出制定干燥环境条件下无孔抗菌表面杀菌活性评价国际标准的提案，该项目提案经ISO中央秘书处审核后正式立项，标准编号确定为ISO7581。2.2起草与讨论过程自标准立项以来，ISO/TC330成立了专门的工作组（WG），由来自中国、日本、德国、法国、韩国、美国等多个成员体的技术专家共同参与起草工作。工作组系统梳理了各国现有的抗菌检测方法标准、科研文献和产业实践，深入分析了干燥环境条件下抗菌作用的关键影响因素，包括：-接种菌液的介质成分及干燥载体选择；-干燥过程中细菌存活率的变化规律及其控制方法；-培养环境的相对湿度范围及其对杀菌效果的影响机制；-中和剂的选择及其对残留抗菌活性的淬灭效果；-菌落回收方法及回收率的验证要求。工作组先后召开了多次线下及线上国际研讨会，对各技术细节进行了多轮深入讨论和实验验证。例如，关于试验菌的干燥存活稳定性问题，工作组组织了国际实验室间比对试验，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌在不同干燥载体上的存活率进行了系统考察，最终确定了以胰蛋白胨大豆肉汤（TSB）添加适当助剂作为菌液悬浮介质、以盖玻片作为干燥载体的技术方案。经过标准草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）及最终国际标准草案（FDIS）各阶段的严格审查和投票程序，ISO7581于2023年12月6日正式发布，成为全球范围内首项针对干燥环境无孔抗菌表面杀菌活性评价的ISO标准。三、标准主要内容3.1适用范围ISO7581:2023规定了在干燥环境条件下，评价无孔抗菌表面杀菌活性的试验方法。该标准适用于具有杀菌功能宣称的无孔材料表面，包括但不限于抗菌不锈钢、抗菌涂层金属板、抗菌陶瓷、抗菌玻璃、抗菌高分子材料及抗菌复合材料等。对于具有吸水性或渗水性的多孔材料表面，其抗菌性能评价不在本标准的适用范围之内。此外，本标准关注的是“杀菌活性”而非“抗菌活性”，即要求抗菌表面在与试验菌接触后能够在规定的接触时间内有效杀灭细菌，而非仅抑制其生长繁殖，这一点在评价方法的设计上得到了充分体现。3.2规范性引用文件该标准在技术内容上引用和参考了以下国际标准及文件：-ISO22196*Measurementofantibacterialactivityonplasticsandothernon-poroussurfaces*（塑料及其他无孔表面的抗菌活性测定），作为方法基础参考；-ISO4799*Laboratoryglassware—Petridishes*（实验室玻璃器皿——培养皿）；-ISO11133*Microbiologyoffood,animalfeedandwater—Preparation,production,storageandperformancetestingofculturemedia*（食品、动物饲料和水的微生物学——培养基的制备、生产、储存和性能测试）；-ISO6888-1*Microbiologyofthefoodchain—Horizontalmethodfortheenumerationofcoagulase-positivestaphylococci(Staphylococcusaureusandotherspecies)*（食品链微生物学——凝固酶阳性葡萄球菌计数的水平方法）。3.3术语和定义标准明确了以下关键技术术语：-杀菌活性（bactericidalactivity）：在规定的试验条件下，抗菌表面使试验菌株活菌数量显著减少的能力；-无孔表面（non-poroussurface）：不具有开放性孔隙或孔径不足以容纳微生物侵入的材料表面；-干燥环境（dryenvironment）：在试验过程中，接种于样品表面的菌液在短时间内（通常不超过2小时）完成干燥，且培养阶段的相对湿度控制在较低水平（通常低于50%），从而模拟实际干燥使用场景的环境条件；-中和剂（neutralizer）：能够有效猝灭抗菌表面残留抗菌活性、终止杀菌反应但不影响试验菌存活的无菌溶液。3.4试验方法概述3.4.1试验菌种标准规定的试验菌种包括金黄色葡萄球菌（*Staphylococcusaureus*）ATCC6538P或同等菌株，以及大肠杆菌（*Escherichiacoli*）ATCC8739或同等菌株，分别作为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的代表。试验菌种应采用新鲜培养物，经过两次以上传代活化，以确保菌株的生物学性状稳定且活力一致。3.4.2菌液制备标准要求将活化后的试验菌种接种于TSB培养基中，在（36±1）℃条件下振荡培养（18±2）小时，使菌液浓度达到1×10⁸～5×10⁸CFU/mL。随后采用无菌磷酸盐缓冲液（PBS）或0.85%无菌生理盐水对菌液进行离心洗涤，去除培养基残留组分，最终将菌体沉淀重新悬浮于含有一定浓度有机干扰物（如牛血清白蛋白，BSA）的悬浮介质中，以模拟实际使用过程中可能存在的有机物干扰条件，并将菌液浓度调整至1×10⁶～5×10⁶CFU/mL。3.4.3样品接种与干燥将抗菌试验样品和阴性对照样品（无抗菌功能的同材质材料）分别置于无菌培养皿中，使用微量移液器在每块样品表面定量接种一定体积（通常为25～50μL）的菌液，随后用无菌涂布器或无菌薄膜将菌液均匀涂布于样品表面。接种后的样品在无菌操作台内或恒温干燥箱中，于（23±2）℃、相对湿度不高于50%的条件下静置干燥，使表面液滴在30～120分钟内完全干燥，形成干燥的细菌薄膜。3.4.4干燥培养与杀菌接触干燥后的样品在恒温恒湿培养箱中于（23±2）℃、相对湿度不高于50%的条件下进行培养，培养时间根据产品宣称的杀菌速度确定，通常设定为2小时、4小时、6小时或24小时等不同接触时间点，以便绘制杀菌动力学曲线。3.4.5菌落回收与计数达到规定接触时间后，将样品转移至含有无菌中和剂（如含3%吐温80、0.3%卵磷脂、0.1%组氨酸的缓冲液）的容器中，充分振荡洗脱，使表面存活的细菌从样品表面脱落并均匀分散于洗脱液中。随后，采用倾注平板法或涂布平板法对洗脱液进行适当稀释后接种于平板计数琼脂（PCA）培养基上，在（36±1）℃条件下培养（24±2）小时后进行菌落计数。3.4.6结果计算与有效性判定标准规定杀菌活性值（R）按照以下公式计算：R=(lgN_control−lgN_test)其中，N_control为阴性对照样品回收的活菌数（CFU/mL），N_test为抗菌试验样品回收的活菌数（CFU/mL）。杀菌率可通过公式“杀菌率（%）=（1−N_test/N_control）×100%”计算。标准要求阴性对照样品的初始回收菌数不低于1×10⁵CFU/mL且不高于1×10⁶CFU/mL，否则试验结果判为无效；同时要求每个试验条件下至少进行3次独立重复试验，结果以平均值±标准偏差的形式表示。3.4.7试验报告标准对试验报告的内容提出了明确要求，包括样品信息（名称、批号、材质、生产单位）、试验菌种及菌株编号、菌液制备方法、接种量、干燥条件（温度、相对湿度、干燥时间）、培养条件（温度、相对湿度、接触时间）、中和剂种类及验证结果、活菌计数结果、杀菌活性值及杀菌率计算过程，以及试验过程中的任何偏差或异常情况说明。四、主要起草单位（标准制定机构）介绍4.1国际标准化组织（ISO）概述国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization，简称ISO）成立于1947年2月23日，总部位于瑞士日内瓦，是世界上最大的非政府性国际标准化专门机构，也是国际标准化活动中规模最大、最具权威性的组织。ISO的成员包括全球160多个国家标准机构，其主要宗旨是在全球范围内促进标准化工作的发展，以利于国际物资交流和互助，并扩大知识、科学、技术和经济方面的合作。ISO制定的国际标准涵盖工业、农业、服务业、信息技术、健康安全、环境保护等几乎所有技术领域，截至目前已发布超过25000项国际标准。4.2ISO/TC330技术委员会ISO7581:2023由ISO/TC330“表面生物污染清洗与消毒技术委员会”（Surfacebiocontaminationcleaninganddisinfection）负责制定。ISO/TC330成立于2018年，秘书处设于法国标准化协会（AFNOR），其工作范围主要包括以下方面：-表面生物污染（包括微生物、生物膜、生物碎片等）的检测和定量评价方法；-清洗技术及清洗效果的评定方法；-消毒技术与消毒效果的评价方法；-抗菌表面性能的评价方法；-相关术语和定义的统一规范。ISO/TC330下设多个工作组（WG）和研究组（SG），分别负责不同领域的标准研制工作。其中，负责ISO7581研制的工作组汇集了来自中国、日本、德国、法国、韩国、英国、美国等国家的注册专家，各国专家在抗菌材料学、微生物学、标准化技术等领域具有深厚的研究积累和丰富的实践经验。中国作为ISO/TC330的重要成员，积极选派专家参与该标准的研制工作，在试验方法的设计优化、实验室间验证的组织实施以及标准技术内容的完善等方面作出了实质性贡献。4.3标准制定的主要贡献在ISO7581:2023的制定过程中，各参与方充分贡献了各自在抗菌性能评价领域的技术积累。日本凭借在抗菌材料检测技术方面的长期研究和产业实践，为标准的整体框架设计和技术路线选择提供了重要参考（JISZ2801的技术思路为ISO22196奠定了重要基础）；中国专家在干燥环境模拟、菌