低溫等離子體消毒滅菌技術(shù)和系列電源
等離子體是指不斷從外部對物質(zhì)施加能量而使其離解成陰、陽(yáng)電荷粒子的物質(zhì)狀態(tài)。由于按照能級順序, 物質(zhì)狀態(tài)依次為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子體, 因此等離子體習慣上又稱(chēng)為第四態(tài)。除存在于自然界外, 等離子體也能通過(guò)人工方式獲得。通常是對氣體施加電場(chǎng), 使荷電粒子加速。由于離子較重, 所以被加速的都是電子。通過(guò)電子與較重粒子碰撞而引起電離, 最終形成等離子體 。大多數氣體放電過(guò)程中伴有發(fā)光現象, 因此又稱(chēng)輝光放電。由于在輝光區生成的部分粒子能夠到達非電場(chǎng)區, 所以會(huì )產(chǎn)生等離子體余輝效應。實(shí)踐證明,等離子體滅菌在放電區或余輝區都可以實(shí)現 。在中低壓狀態(tài)下, 作為等離子體質(zhì)量主體的較重粒子(中性基團和離子) 其溫度要比電子低至少一個(gè)數量級, 因此這種等離子體稱(chēng)之為低溫等離子體或冷等離子體。當施加脈沖電場(chǎng)(如電暈放電、介質(zhì)阻擋放電等)時(shí), 氣體溫度甚至可以低至室溫, 這使得等離子體殺菌消毒具有更為普遍的意義。
低溫等離子體的殺菌消毒機理：
關(guān)于低溫等離子體的殺菌消毒機理, 迄今為止人們還不能夠給出比較圓滿(mǎn)的答案。根據早期的實(shí)驗, 相繼出現了各種有關(guān)機理的假說(shuō)?？v觀(guān)各種假說(shuō), 無(wú)論是從物理還是化學(xué)方面對殺菌消毒機理進(jìn)行探索, 歸根到底不外乎有以下三種: 等離子體形成過(guò)程中產(chǎn)生的大量紫外線(xiàn)直接破壞微生物的基因物質(zhì)；紫外光子固有的光解作用打破微生物分子的化學(xué)鍵, 最后生成揮發(fā)性的化合物如CO、CHx；通過(guò)等離子體的蝕刻作用, 即等離子體中活性物質(zhì)與微生物體內的蛋白和核酸發(fā)生化學(xué)反應, 能夠摧毀微生物和擾亂微生物的生存功能。也有部分學(xué)者認為等離子體對細菌具有殺滅作用是上述作用合力的結果, 這從一些已被證實(shí)的細菌存活曲線(xiàn)圖中可以觀(guān)察到。大多數氣體都能夠放電形成等離子體。20世紀70年代, 人們更多地采用惰性氣體如氬、氦等來(lái)進(jìn)行殺菌實(shí)驗, 隨后, 包括氯、溴、碘在內的一些鹵素被添加到放電氣體中用于增強殺菌消毒功效。隨著(zhù)20世紀80年代乙醛蒸氣以及90年代初過(guò)氧化氫的加入, 逐步證實(shí)了單一氣體和混合氣體都可以激發(fā)等離子體用于殺菌消毒。研究表明, 在單一氣體中, 氣體對細菌孢子的殺滅作用不盡相同, 按殺菌效果強弱排序依次為O2 、CO2、H2 、Ar 和N2；而利用混合氣體激發(fā)等離子體, 其殺菌消毒效果往往比單一中性氣體好。
低溫等離子體殺菌消毒技術(shù)的優(yōu)勢：
低溫等離子體殺菌消毒技術(shù)幾乎具備了一種理想殺菌消毒法所應具備的全部條件: 與高壓蒸汽滅菌、干熱滅菌相比, 滅菌時(shí)間短; 與1 , 2 - 亞乙基氧為主體的化學(xué)滅菌相比, 操作溫度低; 能夠廣泛應用于多種材料和物品的滅菌; 特別是在切斷電源后, 產(chǎn)生的各種活性粒子能夠在數毫秒內消失,所以無(wú)需通風(fēng), 不會(huì )對操作人員構成傷害, 安全可靠。目前國內外已將這一技術(shù)廣泛應用于包括食品加工和醫療衛生在內的諸多領(lǐng)域。
低溫等離子體殺菌消毒技術(shù)的應用
在食品加工工業(yè)上的應用：
隨著(zhù)食品加工業(yè)的大規模發(fā)展, 人們在期望食品安全性的同時(shí), 對食品的營(yíng)養性需求也在不斷擴大。特別是常規的高溫高壓蒸汽滅菌造成的各種營(yíng)養元素的損失已經(jīng)引起人們的普遍關(guān)注。應用低溫等離子體技術(shù)來(lái)殺滅食品本身以及加工過(guò)程中產(chǎn)生的細菌, 實(shí)踐證明, 很少會(huì )影響到產(chǎn)品的鮮度、風(fēng)味和滋味?！∮糜谑称繁砻娴臍⒕臼卟?、水果在種植、加工、運輸過(guò)程中, 因與外界接觸表面經(jīng)常附著(zhù)具有傳染性的病原微生物,其中包括國際標準中嚴格限制的一項微生物指標——大腸埃希氏菌( E1 coli) , 此外, 噴灑的殺蟲(chóng)劑使得蔬果表面不可避免地殘留有農藥; 牲畜在屠宰場(chǎng)加工過(guò)程中, 會(huì )因周?chē)h(huán)境而沾染上各類(lèi)微生物, 致使肉類(lèi)表面細菌指數超標; 糧食作物在散料儲藏堆放期間, 特別容易受到霉菌的侵害; 一些脫水干燥調味料如茴香、八角、花椒等也易受到微生物的污染。實(shí)踐證明, 各類(lèi)食品表面的大腸桿菌經(jīng)空氣等離子體20s～90min的處理, 細菌總數可下降2～7個(gè)對數值。
在醫療衛生中的應用：
現代醫療衛生在為人類(lèi)健康做出貢獻的同時(shí),也因致病微生物在公眾場(chǎng)所的集中性、易傳播性為人類(lèi)帶來(lái)了一定的隱患。在對抗病菌的戰斗中, 傳統的殺菌消毒法已經(jīng)不能滿(mǎn)足新型材質(zhì)的各類(lèi)醫用產(chǎn)品的消毒需要, 因高溫灼燒而致使的器械變鈍變形使人們開(kāi)始將目光轉向其他新的殺菌消毒技術(shù)。低溫等離子體殺菌消毒技術(shù)能夠滿(mǎn)足新的要求, 正廣泛應用于該領(lǐng)域。
用于熱敏性器械的殺菌消毒：
利用低溫等離子電源激發(fā)空氣或過(guò)氧化氫氣體, 形成的低溫等離子體能夠對不耐高溫高壓的各類(lèi)熱敏性器械進(jìn)行殺菌消毒。這類(lèi)器械包括一些玻璃器皿如輸液瓶, 一些由塑料、硅橡膠等高分子材料制成的器械等。將上述器械置于等離子體反應器的平行板電極之間, 使氣體放電, 可以實(shí)現器械內外表面的殺菌消毒, 如果同時(shí)加入消毒劑利用微波使之氣化, 則殺菌效果會(huì )更好。利用不同形狀大小的反應腔還可以對大批量的器械進(jìn)行殺菌消毒。由于整個(gè)過(guò)程溫度不超過(guò)50 ℃, 使得該技術(shù)能夠應用于大部分的熱敏性器械。
用于金屬器械的殺菌消毒：
在外科手術(shù)中, 需要對大量器械進(jìn)行殺菌消毒, 如鋼剪、環(huán)形鋸、沖洗機等。在牙科診所, 由于各種金屬器械需直接接觸病患的口腔, 需要經(jīng)常清洗和消毒。為解決灼燒器械對器械造成的破壞,采用等離子體技術(shù)對這類(lèi)金屬器械殺菌消毒是非常理想的。同時(shí), 因該類(lèi)器械多數形狀不規則,有些不能置于等離子體反應器的平行板電極之間,采用遠程等離子體技術(shù)有效地彌補了這一技術(shù)的不足, 它可以在對金屬器械表面殺菌的同時(shí), 避免因等離子體蝕刻作用而造成的器械表面損傷, 保證了金屬器械的機械強度和韌性。
用于電子探頭傳感器的殺菌消毒：
在醫用、生化監測和細胞培養中經(jīng)常使用帶有電子探頭的各類(lèi)傳感器, 如婦科診斷中使用pH-ISPET 傳感器、呼吸科室用的微型氧氣傳感器。一方面, 這類(lèi)傳感器必須經(jīng)過(guò)嚴格殺菌消毒, 而另一方面, 由于電子探頭這種靈敏元件在殺菌過(guò)程中可能會(huì )因其感應膜損壞而影響到傳感器的功能。S1Herrmann等對比了蒸汽、輻射以及低溫等離子體對pH-ISPET傳感器的殺菌效果。結果顯示低溫等離子體技術(shù)對于此類(lèi)傳感器的殺菌消毒是一種最為行之有效的方法。
用于小型反復使用制品的快速滅菌：
在小型醫療機構中, 一些醫療用品不可避免地需要反復使用, 這些用品包括易碎容器、繃帶、用后易處置的塑料制品等。通常這些用品需要及時(shí)且快速地消毒, 才能滿(mǎn)足診療要求。常壓下輝光放電等離子體技術(shù)為此提供了可能性。該技術(shù)能夠廣泛地殺滅病原菌, 包括對抗菌素和化學(xué)消毒具有抵抗力的細菌、真菌和孢子。另外, 更為方便的是, 這些醫療制品可以密封在標準的醫用殺菌袋內經(jīng)等離子體轟擊而達到殺菌消毒目的。
用于醫用生物材料的殺菌消毒：
醫用生物材料是指用于取代、修復活組織的天然或人造材料。只有當它在植入生物體后不會(huì )引起凝血、毒性、過(guò)敏、致癌、免疫反應等, 并且與生 物體協(xié)調且能夠執行預期的功能, 這樣的材料才具有生物相容性。低溫等離子體技術(shù)通過(guò)對材料表面進(jìn)行鍍膜、聚合、修飾、改性, 可以改善生物材料的親水性、透氣性、血溶性, 以使人造血管、血液透析薄膜等醫用生物材料得到廣泛應用。通過(guò)等離子體照射醫用生物材料, 往往可以將材料的前期處理和殺菌消毒一步實(shí)現, 為人工臟器移植、組織材料培養提供了新的方案。
蘇曼公司——科羅納實(shí)驗室可以提供各種規格的低溫等離子體消毒滅菌設備和各種規格的低溫等離子體消毒滅菌設備中使用的電源。
規格：
1） 型號：PD-500、PD-1000
2） 電源：AC220V（AC380V）
3） 輸出功率：200~500W、500~1000W
4） 低溫等離子電源尺寸：250(W)×200(H)×360(D)mm3
5） 低溫等離子電源重量：9kg~15kg
6） 工作環(huán)境：
溫度： －10℃～+40℃
相對濕度： 20%～93%（不結露）
大氣壓力： 86Kpa～106Kpa
7） 保護：輸出開(kāi)路、短路、真空度過(guò)高或過(guò)低輸出自動(dòng)關(guān)閉。
低溫等離子體消毒電源（200W~1000W） |
