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等离子体消毒灭菌的原理及应用分析

发布日期: 2021-07-26
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等离子体(plasma)又叫做电浆,是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质,尺度大于德拜长度的宏观电中性电离气体,其运动主要受电磁力支配,并表现出显著的集体行为。它广泛存在于宇宙中,常被视为是除去固、液、气外,物质存在的第四态。   

一、杀菌原理
 
等离子体中所包含的活性氧原子、氧分子以及等离子体所产生的辐射将破坏细菌的细胞膜、DNA 及蛋白质, 具体作用机制包括:
1、活性基团的作用
等离子体中含有的大量活性氧离子、高能自由基团等成分,极易与细菌、霉菌及芽孢、病毒中蛋白质和核酸物质发生氧化反应而变性,使各类微生物死亡。
2、高速粒子击穿作用
在灭菌实验后,通过电镜观察经等离子体作用后的细菌菌体与病毒颗粒图像,均呈现千疮百孔状,这是由具有高动能的电子和离子产生的击穿蚀刻效应所致。
3、紫外线的作用
在激发双氧水形成等离子体的过程中,伴随有部分紫外线产生,这种高能紫外光子被微生物或病毒中蛋白质所吸收,致使其分子变性失活。

二、等离子体消毒灭菌应用
等离子体作为消毒杀菌技术引入消毒领域,其研究与应用都得到了迅速发展,其中以过氧化氢低温等离子体灭菌技术应用最为成功。此外,利用等离子体技术进行室内空气净化、消毒也有应用。
 
1、等离子体对医疗器械消毒灭菌
低温等离子体灭菌技术是继戊二醛、环氧乙烷等灭菌技术之后的新的低温灭菌技术。等离子体灭菌法广泛适用于不耐湿、不耐高温的医疗用具的灭菌, 如各种精密仪器、内窥镜等。特别是随着微创手术的广泛应用, 医院需要大量的腔镜类设备, 此时, 低温等离子体灭菌法可有效地减少或避免对高温敏感医疗用具的损坏, 往往成为医院常用灭菌方法。此外, 它还可用于卫生材料、食品和餐具等的消毒灭菌。这项技术的应用必将对医疗、卫生、食品以及生物工程技术的发展起到很大的推动作用。
2、等离子体净化空气中的微生物
随着病毒的出现,空气的生物安全日益重要。医院是易感染人群和病原菌集中的地方,因空气传播而引发的呼吸道疾病,容易交互感染。把等离子技术应用在空气净化消毒领域上(等离子体空气净化消毒器),利用尖端电晕放电形成等离子云,进行空气净化和杀菌。杀菌快速彻底,常温下作用30 分钟对空气中金黄色葡萄球菌的消除率为95 %;作用60 分钟对空气中枯草杆菌黑色变种芽胞的清除率为99.84 % ,适用于有人条件下空气持续性消毒。
目前等离子体空气净化消毒器已广泛用于工厂洁净室、医院手术室、隔离病房等洁净度要求高的场所以及办公大楼、火车、汽车等公共场所的空气消毒净化。

 
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