撒立安殺菌消毒原理及效果

撒立安滅菌、消毒原理及效果,一、消毒原理,1967年，日本東京大學(xué)的本多建一教授和博士班學(xué)生藤島昭發(fā)現(xiàn)，用光照射二氧化鈦電極可進(jìn)行水的電解反應(yīng)。這就是著名的“本多作用光反應(yīng)，將空氣中的水或氧氣催化成氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基（-OH）和超氧陰離子自由基（O2）、活性氧（HO2，H2O2）等具有極強(qiáng)氧化能力的光活性基團(tuán)，這些光活性基團(tuán)的能量相當(dāng)于3600K（3300多）的高溫，具有很強(qiáng)的氧化性，,一、消毒原理,這些強(qiáng)氧化性基團(tuán)可強(qiáng)效分解各種具有不穩(wěn)定化學(xué)鍵的有機(jī)化合物和部分無機(jī)物，并可破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜和凝固病毒的蛋白質(zhì)載體。在復(fù)雜的細(xì)菌細(xì)胞體系內(nèi),由光反應(yīng)作用所引起的致死性的氧化反應(yīng)一旦發(fā)生,反應(yīng)對(duì)細(xì)胞的損傷作用在閉光條件下也會(huì)通Fenton反應(yīng)或自由基對(duì)脂類的過氧化連鎖反應(yīng)而得到延續(xù)。其中,大腸桿菌E.coli對(duì)光反應(yīng)作用表現(xiàn)出更高的敏感性。這與革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu),特別是細(xì)胞壁的成和厚度有很大關(guān)系。相比而言,在單一的紫外光作用下,抗菌效果并不明顯。這是因?yàn)樽贤夤鈱?duì)細(xì)菌細(xì)胞的損傷并非持久性的,納米二氧化鈦在光照射下，價(jià)帶電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，形成了電子和空穴，與吸附于其表面的O2和H2O作用，生成超氧化物陰離子自由基O2-和羥基自由基-OH，其自由基具有很強(qiáng)的氧化分解能力，能破壞有機(jī)物中的C-C鍵、C-H鍵、C-N鍵、C-O鍵、O-H鍵、N-H鍵，分解有機(jī)物為二氧化碳與水；同時(shí)破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜固化病毒的蛋白質(zhì)，從而殺死細(xì)菌、病毒。,二、氧化離子的形成,三、產(chǎn)生殺菌消毒需具備的條件,氧氣及水分子納米二氧化鈦表面；光照射強(qiáng)吸附,四、殺菌、消毒效果實(shí)驗(yàn)（二）,一、實(shí)驗(yàn)步驟所需儀器及物品：振蕩器、培養(yǎng)箱、PCR儀、離心機(jī)干粉滅菌劑撒立安-稀土20nmTiO2蒙脫石、普通TiO2蒙脫石、某進(jìn)口干粉滅菌劑、標(biāo)準(zhǔn)菌株、2.1菌株培養(yǎng)將菌落、沙門和金黃色葡萄球菌分別接種于相應(yīng)培養(yǎng)基,置于旋轉(zhuǎn)搖床37培養(yǎng),搖床轉(zhuǎn)速110r/min。當(dāng)細(xì)菌生長處于對(duì)數(shù)期或穩(wěn)定生長期時(shí),取培養(yǎng)的懸菌液10mL于滅菌離心管內(nèi)以5000r/min離心5min,再以無菌蒸餾水(調(diào)節(jié)pH值為7.2)水洗離心兩次,最后稀釋成一定初始濃度的懸菌液備用。細(xì)菌初始濃度以顯微計(jì)數(shù)法測得。,四、殺菌、消毒效果實(shí)驗(yàn)（二）,2.2滅菌試驗(yàn)。取初始濃度為N0=1.0105cfu/ml的懸菌液、N01=2.1105cfu/ml沙門氏菌、N02=2.1105cfu/ml金黃色葡萄球菌的懸菌液各1mL于培養(yǎng)皿中。做1個(gè)對(duì)照，其它按照5g/m2的量均勻撒入干粉劑5g/m2，普通光下和紫外光下分別作用2小時(shí)后，注入5ml生理鹽水，混勻，取此懸菌液做3個(gè)稀釋度，注入營養(yǎng)瓊脂，移入37培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。2.2.1滅菌性能評(píng)價(jià)1）不同光照下的滅菌效果滅菌性能以細(xì)菌殺滅率X=(N0-Nt)/N0(初始細(xì)菌濃度N0-細(xì)菌存活率為殘余細(xì)菌濃度Nt之差與初始細(xì)菌濃度N0之比)來評(píng)價(jià)。平板菌落計(jì)數(shù)法測定。,四、殺菌、消毒效果實(shí)驗(yàn)（對(duì)比試驗(yàn)）,表1.1紫外光照射下對(duì)致病菌殺滅效果,撒立安-稀土20nmTiO2蒙脫石、普通TiO2蒙脫石、某進(jìn)口干粉滅菌劑,四、殺菌、消毒效果實(shí)驗(yàn)（對(duì)比試驗(yàn)）,表1.2紫外光照射下對(duì)細(xì)菌殺滅效果,撒立安-稀土20nmTiO2蒙脫石、普通TiO2蒙脫石、某進(jìn)口干粉滅菌劑,四、殺菌、消毒效果實(shí)驗(yàn)（對(duì)比試驗(yàn)）,表1.3普通可見光照射下對(duì)細(xì)菌殺滅效果,撒立安-稀土20nmTiO2蒙脫石、普通TiO2蒙脫石、某進(jìn)口干粉滅菌劑,四、殺菌、消毒效果實(shí)驗(yàn)（對(duì)比試驗(yàn)）,表1.4普通可見光照射下對(duì)致病細(xì)菌殺滅效果,撒立安-稀土20nmTiO2蒙脫石、普通TiO2蒙脫石、某進(jìn)口干粉滅菌劑,四、殺菌、消毒效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)論,紫外線波長在240280nm范圍內(nèi)最具殺破壞細(xì)菌病毒中的DNA（脫氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子結(jié)構(gòu)，造成生長性細(xì)胞死亡和（或）再生性細(xì)胞死亡，達(dá)到殺菌消毒的效果。但在紫外光作用下,抗菌效果并不明顯。這是因?yàn)樽贤夤鈱?duì)細(xì)菌細(xì)胞的損傷并非持久性的,這些受損的細(xì)胞在酶的作用下能通過可見光復(fù)活或暗修復(fù)而得到修復(fù)。,四、殺菌、消毒效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)論,2、負(fù)載TiO2蒙脫石在可見光的照射下會(huì)產(chǎn)生出氧化能力極強(qiáng)的自由氫氧基和活性氧，這些產(chǎn)物可破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜和凝固病毒的蛋白質(zhì)從而殺滅細(xì)菌病毒。但普通TiO2蒙脫石，由于TiO2為非納米粒徑，故在紫外光照射下有良好的90%殺菌率；而只有稀土納米TiO2蒙脫石有稀土摻雜螯合的納米結(jié)構(gòu)的二氧化鈦，分布在具有強(qiáng)大的比表面積的蒙脫石表面，吸附空氣中水分，在可見光作用下，不僅吸收紫外光能量對(duì)紅外等光能也能吸收而產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的自由氫氧基和活性氧，呈現(xiàn)出很好的99%殺菌效果，對(duì)致病菌也有較好的殺滅作用。,四、殺菌、消毒效果實(shí)驗(yàn)之驗(yàn)證,撒立安殺菌效果不僅從殺菌率來得以驗(yàn)證。從殺菌后的菌液PH值變化也能看出。滅菌后的生理鹽水PH值降低2個(gè)值，由4變?yōu)?。菌液pH值的下降歸因于兩方面:一方面,TiO2水懸浮液受光激發(fā)產(chǎn)生OH-的同時(shí)會(huì)離解出大量的H+;另一方面,細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)含物及其壁外有機(jī)組分在活性氧類的作用下會(huì)被分解成小分子量的脂肪酸類。,四、殺菌、消毒效果獨(dú)立實(shí)驗(yàn),一，滅菌劑的最佳使用量取5份初始濃度為N0=1.0105cfu/ml的懸菌液各1mL于培養(yǎng)皿中，分別按照0g/1g/m23g/m25g/7g/的量撒入干粉劑，在普通光下作用2小時(shí)后，注入5ml生理鹽水，混勻，取此懸菌液做3個(gè)稀釋度，注入營養(yǎng)瓊脂，移入37培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。五次重復(fù)此實(shí)驗(yàn)，取結(jié)果取平均值。,四、殺菌、消毒獨(dú)立實(shí)驗(yàn)效果,可見,隨滅菌劑用量增加,滅菌率增大,但遞增趨勢逐漸減弱,當(dāng)滅菌劑用量達(dá)到5g/m2時(shí),增勢已不明顯;當(dāng)滅菌劑用量過低時(shí),光激發(fā)產(chǎn)生的光量子不能被有效利用,有效光子不能完全轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,光致活性氧減少,從而滅菌率較低;但滅菌劑用量過多,溶液渾濁度增加,光散射對(duì)溶液透光率的影響效應(yīng)逐步占據(jù)主導(dǎo)作用,光強(qiáng)在溶液中衰減,量子效率降低,導(dǎo)致滅菌率反而下降。,四、殺菌、消毒獨(dú)立實(shí)驗(yàn)效果,二，多次使用滅菌劑細(xì)菌是否產(chǎn)生耐受性用金黃色葡萄球菌標(biāo)準(zhǔn)菌株，制得第一代菌懸液，使用撒立安滅菌劑滅菌實(shí)驗(yàn)方法同2.2，再取未殺死的典型金黃色葡萄球菌培養(yǎng)做為第二代，撒立安滅菌劑滅菌實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)接至第五代，觀察滅菌率情況。如下表,四、殺菌、消毒獨(dú)立實(shí)驗(yàn)效果,結(jié)論：細(xì)菌的生理狀態(tài)和細(xì)菌的變異作用也是影響細(xì)菌對(duì)光催化作用敏感性的重要生物學(xué)因素。實(shí)驗(yàn)中,分別對(duì)第1代細(xì)菌細(xì)胞(新接種)和第5代細(xì)胞(經(jīng)過滅菌劑處理,接種培養(yǎng)再處理,反復(fù)4次)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),滅菌劑用量為5g/,可以看出,經(jīng)多次滅菌劑處理后的兩種細(xì)菌細(xì)胞均比剛接種時(shí)對(duì)光作用并未表現(xiàn)對(duì)滅菌劑產(chǎn)生耐受性。一方面由于前期照射中產(chǎn)生的受損細(xì)胞未完全得到修復(fù),對(duì)ROS氧化作用抵抗力降低;另一方面,細(xì)胞對(duì)損傷DNA的修復(fù)會(huì)導(dǎo)致基因的突變,這些突變使得細(xì)菌對(duì)光作用表現(xiàn)為非耐受性,五、對(duì)禽流感病毒的殺滅作用,將含有禽流感、新城疫病毒的病料制成懸濁液液，鋪滿平皿，加入滅菌劑，作用4小時(shí)，加入生理鹽水，離心分離，將收集的上清液全部進(jìn)行核酸提取，上機(jī)，PCR擴(kuò)增測試。,五、對(duì)禽流感病毒的殺滅作用,五、對(duì)禽流感病毒的殺滅作用(1),五、對(duì)禽流感病毒的殺滅作用(2),結(jié)論,普通二