消毒与灭菌技术进展Word格式.docx
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uv照射剂量（μW•s/cm2）
大肠杆菌
3900
金黄色葡萄球菌
6000
霍乱弧菌
6500
结核分支杆菌
10000
铜绿甲单胞菌
10500
枯草杆菌
11000
鼠伤寒沙门氏菌
15200
枯草杆菌芽孢
22000
病毒对紫外线的抗力
病毒种类
脊灰病毒
6600
甲肝病毒
8000
真菌对紫外线的抗力
真菌种类
扩展青霉菌
灰绿霉菌
88000
黄曲霉菌
99000
黑根霉菌
220000
（3）微生物对热力的抗力
各种微生物对湿热的抗力
微生物种类
80℃
100℃
121℃
134℃
病毒
1～5min
细菌繁殖体
酵母菌
霉菌
真菌和霉菌孢子
5～10min
1min
低抗力细菌芽孢
1～60min
嗜热脂肪芽孢杆菌
60min～60h
8min
耐热细菌芽孢
超过6h
朊毒体
120min
18min
60min
二、消毒器械研究进展
（一）过氧化氢等离子体灭菌
1．等离子体的定义：
气体原子在一定的物理条件（高温、电磁场等）下部分或完全电离，电子和原子核（离子）相互共存，宏观上正负电量相等，呈现电中性，这种状态的物质称为等离子体，是物质存在的第四种状态。
2．过氧化氢气体等离子体灭菌原理：
过氧化氢经电磁场作用激发产生大量的活性氧、高能自由基团，例如，氢氧自由基、过氧氢自由基、激活的氧原子、激活的氢原子、激发态的过氧化氢分子等，其电子呈高能状态，当这些分子回到基本状态时，可散发出可见光和紫外光。
这些活性基团可通过击穿效应、电场效应、紫外线效应、高能粒子和活性自由基效应破坏菌细胞膜内外电位的平衡等作用方式杀灭各种微生物。
3．灭菌效果
将染菌不锈钢载体（长度：
4cm、直径：
0.7mm）放置于聚四氟乙烯材质导管（长度2000mm，内径：
1mm；
）中间，断开处用长度6cm，直径2mm的聚四氟乙烯材质导管密封，整个聚四氟乙烯材质导管用过氧化氢等离子体专用包装袋包装。
按照仪器使用说明书使达到满载状态，并按规定的程序（抽真空到80pa—注入过氧化氢2ml—维持15min—继续抽真空到80pa—进行辉光放电3min，重复以上循环一次）。
进行灭菌处理。
灭菌程序结束后，以无菌操作取出染菌不锈钢载体，投入TSB肉汤，放置37℃温箱培养7天后，观察最终结果。
凯斯普过氧化氢等离子体低温灭菌机CASP-80A模拟现场试验结果
试验序号
试验组细菌生长情况
对照组细菌生长情况
上层
下层
阳性
阴性
1
—
+
2
3
4
5
注：
“–”表示阴性，无菌生长；
“+”表示阳性，有菌生长。
染菌载体片活菌计数均数和范围：
2.72×
106cfu/载体（2.08×
106cfu——3.10×
106cfu/载体）
4．特点：
低温低湿，灭菌时间短仅需45～60min，操作使用方便，效果可靠，不留残毒、不污染环境。
对器材损伤小，适用于对不耐热器材的灭菌。
5．需注意的问题
血清和其他有机物等对其灭菌效果有影响。
不适用于液体、织物、纸制品等可吸收过氧化氢的物品。
需要特著的包装和容器。
对于管腔类医疗器械如内镜、导尿管等灭菌效果与管腔长度、直径及是否有盲端有关。
目前美国强生、韩国、山东新华、杭州三元、北京德润等公司均有产品。
（二）、酸性氧化电位水（又称强酸性水、酸化电位水、强酸性电解水）
酸性氧化电位水的研究始于1987年，由日本独立开发作为对耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（MRSA）有显著效果的杀菌剂。
1．生成原理：
酸性氧化电位水是将添加了0.05%NaCl的自来水，通过氧化电位水生成机中带有离子隔膜的组合电解槽，电解而成是一种具有高氧化还原电位（ORP1050-1180mV）,低pH（2.0-2.7）、含低浓度的有效氯（10-50mg/L）的水，
2．理化性质
酸性氧化电位水是一种无色透明的液体,具有氯味,其氧化还原电位在1100-1180mV之间，pH值在2.0-2.7之间,有效氯含量一般为30-60mg/L。
主要生成物为次氯酸、氯气、盐酸、活性氧、活性羟基、过氧化氢。
在室温、密闭、避光的条件下，较稳定，而在室温暴露的条件下，不稳定，可自行分解成自来水，故不宜长期保存，最好现用现制备。
3．对微生物的杀灭作用
酸性氧化电位水可快速杀灭各种细菌繁殖体。
H.Tanaka等（1996）应用悬液试验，酸性氧化电位水与菌悬液比例大于50：
1时，对甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌、MRSA、表皮葡萄球菌、粪肠球菌、大肠杆菌O157：
H7、克雷伯氏肺炎球菌、绿浓杆菌、伤寒沙门氏菌、粘质沙雷氏菌、副溶血弧菌的杀灭时间均小于10秒钟。
对单纯疱疹病毒、巨细胞病毒、艾滋病毒和脊髓灰质炎病毒1、2、3型、HBVDNA及HBsAg的抗原性均有很好的灭活和破坏作用。
作用30秒对Rhodstorulasp.、白色念珠菌、土曲菌（Aspergillusterreus）和毛孢子菌（Trichesperon）的杀灭率均大于99.90%。
中国CDC的试验结果表明，应用悬液试验，在加入0.3%有机物的条件下，酸性氧化电位水与菌悬液比例大于99：
1时，作用30秒钟，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌杀灭对数值大于5.00；
作用20min，对枯草杆菌黑色变种芽胞杀灭对数值大于5.00。
4．杀菌机理：
有氧化还原电位、pH值学说；
有效氯学说；
有效氯与氧化还原电位和pH值综合作用学说及羟基自由基学说。
近年来崛田国元（2004）对酸性氧化电位水的杀菌机理进一步的研究发现次氯酸在反应过程中可产生活性羟基（▪OH），活性氧（O2）在1100mV的氧化还原电位的条件下也可生成H2O2,进而生成▪OH，而▪OH是一种强氧化剂，对细菌的核酸、蛋白和代谢酶具有分解和灭活作用，其作用方式与生物体内中性粒细胞的杀菌机理非常相似。
美国C.A.Loshon（1999）研究了酸性氧化电位水对枯草杆菌芽孢的杀灭机理，认为酸性氧化电位水杀灭细菌芽孢不是通过破坏DNA，本质上没有释放dipicolinic酸，酸性氧化电位水杀死芽孢经历芽孢产生的早期阶段，包括dipicolinic酸的释放，皮层的退化和初始代谢过程。
改变了芽孢内膜，主要是氧化了芽胞膜上的蛋白质和不饱和脂肪酸，对芽孢膜的通透性产生了不利的影响，使其在生成芽孢的过程中丧失了功能而导致芽孢死亡。
5．应用范围：
医疗领域已用于手消毒、内镜的清洗消毒、血液透析装置的消毒、环境和的消毒以及褥疮等创面的消毒、皮肤和粘膜的消毒及餐饮具和瓜果蔬菜的消毒。
6．特点：
由于酸性氧化电位水具有杀灭微生物速度快、效果好，对不锈钢无腐蚀，对皮肤粘膜无刺激，使用后很快还原成自来水，不留残毒有利于环保。
只要在使用时充分考虑到使用对象，使用方法和使用场合，合理地使用，即可达到较好的消毒效果。
最好在医院作成流水型装置系统，像自来水那样使用。
7．需注意的问题
（1）每次使用前，应在使用现场酸性氧化电位水出水口，分别测定pH值和有效氯浓度。
pH值为2.0～3.0，有效氯浓度为50mg/L～70mg/L时，方可使用。
（2）有机物等对其灭菌效果有影响，对含有机物较多的物品消毒时，应先彻底清除有机物，再进行消毒处理。
（3）光对其灭菌效果有影响，对储运容器和管路应使用避光材料。
（4）酸性氧化电位水对除不锈钢以外的金属物品有一定的腐蚀作用，消毒后，应用净水擦洗，然后烘干或洁净布擦干。
如仅排放酸性氧化电位水，长时间可造成排水管道等的腐蚀，故排放酸性氧化电位水后，应排放少量自来水或碱性水。
（三）低温蒸汽甲醛灭菌
1．Esmarch报道了甲醛在负压环境，在70℃条件下可杀灭炭疽杆菌芽孢。
基于这一原理瑞典洁定公司研制出了低温蒸汽甲醛灭菌器，
2．该灭菌器灭菌程序为先经50-80℃预热、脉动抽真空4次，排除腔体内的空气，然后以80ml/m3的注入量自动注入含量为35-40%的甲醛溶液，随蒸气加热使液体甲烷气化，在50-80℃条件下，作用10-45min,20-50次脉动真空注入蒸汽，以取出灭菌物品中和灭菌器内的甲醛，8次脉动吹风，使物品干燥。
灭菌全周期为4～6h。
下水道排出甲醛的浓度为0.01%，关机开门空气甲醛浓度为小于0.07mg/m3。
3．使用范围：
适用于不耐热医疗器材和物品的灭菌。
穿透力强，灭菌时间短，效果可靠，不污染环境。
甲醛对人体有一定的毒性和刺激性，使用时应注意防护。
温度、湿度对甲醛的杀菌效果影响较大，处理时应将灭菌条件控制在要求范围内。
甲醛气体穿透性差，拟消毒物品码放时应保持一定距离，污染表面尽量暴露在外面。
（四）激光消毒系统
1．激光消毒系统的组成：
该系统由高频高压电源、激光泵浦电源、激光器软启动电源、激光泵浦光源和半导体激光器组成。
能量集中，最亮时可高出太阳100亿倍以上，单色性好，谱线宽度通常为0.1nm,指向性强，发散角度小于1mrad。
生成原理：
半导体激光器产生的激光混合聚焦在光折射晶体上，沿晶体光学轴方向得到点激光，再经过光学处理变成环状线激光。
激光波长为1550nm，功率为600mW。
空气由进风口沿导流孔进入腔体，受到激光辐照，经过强电场区充分后，再次受激光辐射，然后由导流板孔沿出风口进入下一级系统。
2．杀菌机理
激光杀灭微生物的作用机理主要为①光致热作用，光致压缩导致细胞组织分裂，光化效应导致生物体发生分解反应等导致细菌死亡。
②化学作用，可引起细胞分子化学键的断裂、催化作用或生成游离基团，使细胞死亡。
③冲击效应，可将细胞压缩变形以至破裂。
3．杀灭微生物效果：
经现场试验结果表明：
在试验温度为25±
1℃，相对湿度为70%±
5%，风速为9±
0.4m/s的条件下，对一次性通过单独激光功能的激光空调消毒系统的空气中自然菌的平均杀灭率大于95.00%。
在环境温度为25±
1℃，相对湿度为65%±
5%；
试验温度为50±
5℃，风速为9±
0.4m/s的条件下，对一次性通过中央空调空气激光消毒系统的空气中自然菌的平均消除率大于97.00%。
4．其特点是杀菌效果好，能耗小，风阻小、无噪音、无污染，属环保型产品，该系统采用模块组合式，可根据空调系统的要求进行串、并联组合，适用于各种结构、各种风量空调系统。
5．缺点：
成本较高，40万元/万立方米风量。
（五）强光脉冲波消毒
1．组成：
强光脉冲波产自氙气灯，是一种高重复脉冲氙放电光源。
光谱分布为紫外线（占
25%），可见光（占45%）和红外线（占30%），三种光谱的构成比例随光源不同可有变化。
2．光源的特性：
强脉冲波的光源必须在瞬间能承受强大电流（例如，2100A），只有这样，才能通过被充分电离的Xe等离子体产生大电流密度，一方面使光的能量中心向短波方向移动（称为紫移现象）；
另一方面使等离子体的辐射色温达到6500K，而太阳表面的辐射色温仅为5800K。
光源辐射峰的作用
3．杀菌机理：
（1）光源管在800～1000nm之间有带状光谱的强辐射峰，而生物组织中的水在800～1000nm之间有强的吸收峰，两者相吻合，对生物组织的温度升高产生重大作用。
但这种照射不引起物体表面温度明显的升高。
高峰值功率辐射的作用
（2）光辐射到被作用物表面的峰值功率密度达到500W/cm2，而太阳光辐射到地面的功率密度为0.1W/cm2，光源管的峰值功率密度是太阳光的五千倍。
高峰值功率辐射的反复冲击，使被作用物瞬间达到高温（例如，760℃）。
电磁波的作用
（3）光波有波粒二向性，既是粒子，又是电磁波。
因此，辐射到金属表面，产生趋肤效应，对小孔和狭缝的消毒是有用的。
4．杀灭微生物效果：
功率为1.5J/cm2,可使金黄侧葡萄球菌减少7个对数值，功率为4.0J/cm2时，可使枯草杆菌芽孢菌减少7个对数值。
氙灯脉冲灭菌器：
该灭菌器以高能储存电容器将电能作高强度短脉冲释放，通过氙灯产生脉冲光波。
可用于物品包装表面、输液管、空气水和其他透明液体的灭菌。
6．缺点：
穿透能力较差，不能穿透不透明的液体和膜。
三、消毒剂研究进展
（一）邻苯二甲醛（ortho-phthaladehyde，OPA）
1．邻苯二甲醛为芳香族双醛化合物，分子式为C8H5O2，分子量为134.13。
成品味淡黄色针状结晶体，能溶于水、醇和醚。
0.55%的使用浓度的溶液呈无色透明状，无不良气味。
邻苯二甲醛溶液pH在3～9时，理化性能稳定，其杀灭微生物能力却随pH值升高而增强。
所以可制成一元包装产品出售。
2．杀灭微生物作用
0.55%邻苯二甲醛在20℃的条件下，作用12min可杀灭牛分枝杆菌、绿脓杆菌、致病性真菌、脊髓灰质炎病毒和艾滋病毒等。
邻苯二甲醛不能杀灭细菌芽孢达灭菌要求，对枯草杆菌芽孢的杀灭试验证明，在实验温度为20～25℃下，当邻苯二甲醛的浓度为5000mg/L时，消毒作用270min，杀灭对数值仅0.09log。
增加邻苯二甲醛的浓度达20g/L时，同样作用时间，杀灭对数值仅达3.82log。
3．使用范围
0.55%邻苯二甲醛作为高效消毒剂具有毒性低，腐蚀性小，对皮肤粘膜无刺激等特点，以被美国FDA批准用于内镜的消毒。
最低有效浓度为0.3%，重复使用期限不超过14天。
（1）对细菌繁殖体、病毒和分支杆菌杀灭速度快，效果好。
对耐戊二醛与过氧乙酸的分枝杆菌杀灭效果良好；
（2）杀灭微生物作用和稳定性受pH值影响小，可制成一元包装，使用方便；
（3）对人毒性低，无刺激性气味，对物品无损坏作用等优点。
5．使用注意事项
（1）避免接触眼睛、皮肤和衣物，如不慎接触立即用水冲洗。
（2）避免接触食物。
（3）避免接触邻苯二甲醛蒸汽，以免刺激呼吸道和眼睛。
（二）二甲基乙内酰脲卤化衍生物
主要为二溴海因（二溴二甲基乙内酰脲）和二氯海因（二氯二甲基乙内酰脲）
1．理化性状：
二溴海因和二氯海因是甲基海因卤化后的衍生物，理化性质相近，为白色或微黄色结晶或结晶粉末。
具有漂白粉气味，活性卤素含量可达70%～98%，属于一种较新型的消毒剂，溶解于水后产生次溴酸或次氯酸，起到杀灭微生物的作用。
2．杀灭微生物作用：
可杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽孢、真菌和病毒，属高效消毒剂。
该类消毒剂气味较小，性质稳定，释放出溴后，剩余产物很快被光、氧和微生物分解为氨和二氧化碳，不污染环境。
在水中释放出次溴酸或次氯酸的氧化作用，次溴酸或次氯酸释放出新生态氧的新生氧作用，释放出活性氯和活性溴与含氮的物质发生反应形成氯化铵和溴化铵，后两者可干扰细胞的代谢作用。
对细菌芽孢必有破坏作用，使芽孢的通透性屏障受损，核心物质漏出，导致芽孢死亡。
4．杀菌效果影响因素：
温度升高杀菌效果增强，pH值在偏酸环境时（5.8-7.0）杀菌效果最佳、有机物增多时，可降低杀菌效果。
适用范围：
可用于饮水、污水和游泳池水消毒、医疗卫生单位环境物体和诊疗用品消毒，餐具、茶具、水果、蔬菜消毒等。
5．使用方法
（1）消毒液的配制：
加有助溶剂的国产二溴海因消毒剂有效溴含量50％，易溶于水，使用时可用去离子水配成消毒液，或将浓的二溴海因消毒液用去离子水配成所需浓度的消毒液。
采用浸泡、擦拭或喷洒法消毒。
（2）擦拭、浸泡法消毒：
将洗净的待消毒物品浸没于消毒液内，加盖，作用至预定时间后取出。
对一般污染物品。
用100～200mg/L二溴海因，作用30min，对致病性芽胞菌污染物品，用1000～2000mg/L浓度，作用30min。
（3）喷洒法：
对一般物品表面，用500～1000mg/L二溴海因，均匀喷洒，作用30min；
对致病性芽胞和结抗杆菌污染物品，用1000~2000mg/L浓度消毒液喷洒，作用60min。
6．注意事项
（1）消毒剂应于阴凉、干燥处密封保存。
（2）消毒液现用现配，并在有效期内用完。
（3）用于金属制品消毒时，可适当加入防锈剂亚硝酸钠。
（4）对餐具果蔬消毒后，应用净水冲洗。
（三）纳米二氧化钛
1．纳米二氧化钛（TiO2）：
是一种基于光催化作用是有机物分解而达到杀菌、抗抑菌及净化效果的超细微（纳米级）的半导体无机物。
2．杀菌原理：
二氧化钛（TiO2）本身的电子-空穴对是被束缚的，经光照射后，TiO2价带上的电子吸收光能被激到导带上，因而在导带上产生带负电的高活性电子（e），在价带上产生带正电的空穴（h+），形成氧化还原体系。
光照纳米金属材料，激发的电子同吸附在表面上的氧产生活性氧即O2-，同时失去电子带正电的空穴氧化-OH，生成羟基自由基·
OH.，O2-和·
OH.有很强的氧化功能，起杀菌作用。
具体反应如下：
TiO2→e-+h+
h++H2O→·
OH+H+
e-+O2→·
O2-→H2O.
2H2O→O2+H2O2
H2O2+·
O2-→·
OH+OH-+O2
·
OH（羟基自由基）可氧化分解微生物各种组分的有机物，干扰蛋白质合成，抑制细菌生长繁殖。
TiO2近似天然物质，化学稳定性非常高，对人体无毒无害。
其本身作为催化剂。
3．适用范围
主要用于空气净化消毒器中，喷涂于滤器、滤网的表面，通过紫外线激发，对阻留在滤器、滤网上的细菌起到杀灭作用。
也可用于墙体涂料中，通过自然光激发起到抗菌、抑菌作用。
本身为发生反应的触媒，其自身的能力并不随时间而消耗减弱，理论上讲其作用是永久性的。
（四）双链季按盐类消毒剂
该消毒剂于20世纪80年代由美国首次发明和应用，带有1个亲水基和两个亲油基（如两个癸基）具有较好的成胶束性和更强的降低表面活性的能力，在硬度较大的水中也有较好的溶解性。
具有较强的杀灭微生物的能力，杀菌能力比新洁尔灭优越。
性能稳定，溶解性强，去污能力强，耐高温，低毒性，无残留危害等特点。
在美国、日本、欧洲、台湾地区已得到广泛的应用。
1．基本结构：
双链季铵盐为阳离子表面活性剂。
其分子结构可分为阳离子集团、
阴离子两部分。
阳离子集团多由4个有机根与氮原子结合而成，为杀菌的有效部分。
阴性离子多为卤素、硫酸根或其他类似的阴性离子。
2．主要双链季铵盐消毒剂有
双癸基二甲基氯化铵（百毒杀）
双癸基二甲基溴化铵
溴化双（十二烷基二甲基）乙撑二铵，又名新洁灵消毒液；
正烷基（C1450%C1240%C1610%）二甲基苄基氯化铵
利尔康1210强力消毒灭菌剂，由双癸基二甲基氯化铵和正烷基（50%C14、40%C12、10%C16）二甲基苄基氯化铵组成的复方消毒剂。
3．杀灭微生物能力：
能够有效杀灭细菌繁殖体、真菌、乙型肝炎病毒，对细菌芽孢有一定的杀灭作用。
对革兰氏阳性菌的抑菌效果优于对革兰氏阴性菌效果。
单烷基C12-14最好，双烷基C8、C10最好（双链），双烷基比单烷基好，双烷基季铵盐及复合季铵盐
降低界面能，易富集于细菌表面，改变菌体细胞壁的通透性，影响细胞传递活性与能量代谢，抑制菌体某些酶的催化活性，使菌体蛋白变性。
抑菌效果与烷基链长度有关。
5．特点：
杀菌浓度低，一般使用千分之几即可，毒性与刺激性低，溶液无色，不污
染物品，无腐蚀、漂白作用，气味较小，水溶性好，表面活性强，使用方便，性质稳定，耐光、耐热、耐贮存。
6．适用范围：
主要用于皮肤粘膜的消毒、环境物体表面的消毒和医疗器械中低水平的消毒。
（美国EPA1989年发放注册号）
四、灭菌效果指示器材研究应用进展
1．压力蒸汽灭菌效果指示器材
德国颐贝隆（ebro）温度/压力数据记录器
温度检测范围：
-40—150°
C，压力记录范围：
0—5bar，记录时间：
1s—8h自由设定
记录容量：
压力、温度各9000个数据，电池寿命：
3年，重量：
140g，直径×
高：
48×
28mm。
通过智能信号转换器和配套软件，可在电脑上阅读、处理、存储和打印记录内容。
2．干热灭菌效果指示器材
德国颐贝隆（ebro）干热温度数据记录器
温度数据记录器+大隔热盒，检测最高温度320°
C
温度数据记录器+小隔热盒，检测最高温度250°
五、内镜消毒灭菌研究应用进展
1．软式内镜与设备
结构复杂、内腔道直径1—4mm，易存留污染物、易产生生物膜而不易清洗消毒。
2．与内镜有关的感染引起外源性感染的微生物主要是革兰氏阴性菌和分支杆菌
革兰氏阴性菌：
铜绿假单胞菌、克雷伯菌属、肠杆菌属、沙门氏菌属
细菌芽孢：
枯草杆菌芽孢、变形杆菌芽孢
分支杆菌：
结核分支杆菌非典型分支杆菌如龟分支杆菌和偶发分支杆菌
真菌：
毛发癣菌孢子
病毒：
乙型和丙型肝炎病毒
引起的感染有绿脓杆菌引起的感染；
结核杆菌引起肺结核；
非典型分支杆菌引起的感染，幽门螺旋杆菌引起的感染；
乙肝和丙肝。
3．为保证消毒方法的有效所要控制的环节
（1）了解污染物
肠境内和外表面：
粘液和粪便
喉镜和支气管镜内和外表面：
唾液、血和粘液
胃镜内和外表面：
唾液、肠内容物和粘液
十二指肠镜内和外表面：
唾液、肠内容物、血、胆汁和粘液
膀胱镜内和外表面：
尿和粘液
在管腔内壁形成的细菌生物
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