低溫等離子體消毒課件

低溫等離子體消毒低溫等離子體消毒1低溫等離子體消毒1.消毒滅菌的定義2.低溫等離子體滅菌技術(shù)3.低溫等離子體的消毒機(jī)理4.低溫等離子滅菌的優(yōu)缺點(diǎn)5.低溫等離子體殺菌消毒技術(shù)的應(yīng)用低溫等離子體消毒1.消毒滅菌的定義21.消毒滅菌的定義消毒：消毒是指用化學(xué)的或物理的方法殺滅或消除傳播媒介上的病原微生物，使之達(dá)到無傳播感染水平的處理即不再有傳播感染的危險(xiǎn)。滅菌：滅菌是指殺滅或去除外界環(huán)境中一切微生物的過程。包括致病性微生物和不致病的微生物，如細(xì)菌（含芽胞）、病毒、真菌（含孢子）等，一般認(rèn)為不包括原蟲和寄生蟲卵，以及藻類。滅菌是獲得純培養(yǎng)的必要條件，也是食品工業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域中必需的技術(shù)。

1.消毒滅菌的定義消毒：消毒是指用化學(xué)的或物理的方法殺滅或消3滅菌是個(gè)絕對(duì)的概念，意為完全殺滅所處理微生物，經(jīng)過滅菌處理的物品可以直接進(jìn)入人體無菌組織內(nèi)而不會(huì)引起感染，因此，滅菌是最徹底的消毒。然而事實(shí)上要達(dá)到這樣的程度是困難的，因此國(guó)際上通用方法規(guī)定，滅菌過程必須使物品污染的微生物的存活概率減少到E-6(滅菌保證水平)，換句話說，要將目標(biāo)微生物殺滅率達(dá)到99.9999%。在當(dāng)前面對(duì)如此嚴(yán)苛的滅菌要求，理想的滅菌器應(yīng)該具有如下的特點(diǎn)和性能：(1)滅菌速度應(yīng)盡量快，時(shí)間要短；(2)滅菌溫度應(yīng)該低于55℃左右，對(duì)器械、物品損傷盡量??；(3)滅菌時(shí)對(duì)整個(gè)環(huán)境無影響，滅菌殘留物是無害的；(4)能夠滿足多種物品的滅菌要求；(5)使用耗材價(jià)格不能過高。滅菌是個(gè)絕對(duì)的概念，意為完全殺滅所處理微生物，經(jīng)過滅菌處理4現(xiàn)如今所使用的滅菌方法多為熱力滅菌、輻射滅菌、環(huán)氧乙烷滅菌、低溫甲醛蒸汽滅菌以及使用各種滅菌劑如戊二醛、二氧化氯、過氧乙酸和過氧化氫等長(zhǎng)時(shí)間浸泡的方法。這些滅菌方法存在著許多限制條件，如會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害、滅菌時(shí)間過長(zhǎng)、滅菌溫度過高致使器械損傷較大、食品營(yíng)養(yǎng)流失等隨著對(duì)消毒、滅菌的處理要求越來越高。傳統(tǒng)滅菌方法的局限性正在促使新的滅菌技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展?，F(xiàn)如今所使用的滅菌方法多為熱力滅菌、輻射滅菌、環(huán)氧乙烷滅菌、52.低溫等離子體滅菌技術(shù)等離子體滅菌技術(shù)是新一代的高科技滅菌技術(shù)，它能克服現(xiàn)有滅菌方法的一些局限性和不足之處，提高消毒滅菌效果。例如對(duì)于不適宜用高溫蒸汽法和紅外法消毒處理的塑膠、光纖、人工晶體及光學(xué)玻璃材料、不適合用微波法處理的金屬物品，以及不易達(dá)到消毒效果的縫隙角落等地方，采用本技術(shù)，能在低溫下很好地達(dá)到消菌滅菌處理而不會(huì)對(duì)被處理物品造成損壞。本技術(shù)采用的等離子體工作物質(zhì)無毒無害。本技術(shù)還可應(yīng)用到生產(chǎn)流水線上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行消毒滅菌處理。2.低溫等離子體滅菌技術(shù)等離子體滅菌技術(shù)是新一代的高科技滅菌6在環(huán)境問題越來越受到人們關(guān)注的今天，常壓低溫等離子體消毒作為一種清潔的消毒方法將會(huì)有一個(gè)廣闊的應(yīng)用前景。等離子體滅菌是醫(yī)療衛(wèi)生、制藥、生物工程食品行業(yè)滅菌技術(shù)的未來發(fā)展方向。低溫等離子體滅菌技術(shù)是消毒學(xué)領(lǐng)域繼甲醛、環(huán)氧乙烷、戊二醛等低溫滅菌技術(shù)之后又一新的滅菌技術(shù)，其特點(diǎn)是低溫、快速、毒性殘留低，而且對(duì)于耐濕熱和不耐濕熱的物品、器械均適用。采用過氧化氫做為輔助劑，將過氧化氫氣體滅菌與低溫等離子結(jié)合起來，快速殺滅各種微生物的技術(shù)方法是目前較為最好的選擇。在環(huán)境問題越來越受到人們關(guān)注的今天，常壓低溫等離子體消毒作為73.低溫等離子體的消毒機(jī)理低溫等離子體的消毒機(jī)理目前還沒有統(tǒng)一定論，根據(jù)試驗(yàn)出現(xiàn)了各種有關(guān)機(jī)理的假說,無論是從物理還是化學(xué)方面可歸根為以下三種：⑴活性基團(tuán)的作用：等離子體中含有的大量活性氧離子、高能自由基團(tuán)等成分，極易與細(xì)菌、霉菌及芽孢、病毒中蛋白和核酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能夠摧毀微生物和擾亂微生物的生存功能，使各類微生物死亡。⑵高速粒子擊穿作用：在滅菌實(shí)驗(yàn)后，通過電鏡觀察經(jīng)等離子體作用后的細(xì)菌菌體與病毒顆粒圖像，均呈現(xiàn)千瘡百孔狀，這是由具有高動(dòng)能的電3.低溫等離子體的消毒機(jī)理低溫等離子體的消毒機(jī)理目前還沒有8

子和離子產(chǎn)生的擊穿蝕刻效應(yīng)所致，即等離子體中高速粒子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COx、CHx等。⑶紫外線的作用：在激發(fā)物質(zhì)形成等離子體的過程中，伴隨有部分紫外線產(chǎn)生，這種高能紫外光子被微生物或病毒中蛋白質(zhì)所吸收，直接破壞微生物的基因物質(zhì)致使其分子變性失活。研究表明，在單一氣體中，氣體對(duì)細(xì)菌孢子的殺滅作用不盡相同，殺菌效果強(qiáng)弱為、、、Ar和；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。子和離子產(chǎn)生的擊穿蝕刻效應(yīng)所致，即等離子體中高速粒子打93.1低溫等離子體的形成等離子體是指不斷從外部對(duì)物質(zhì)施加能量而使其離解成陰、陽電荷粒子的物質(zhì)狀態(tài)。通常把電離度小于0.1％的氣體稱弱電離氣體，也稱低溫等離子體；電離度大于0.1％的稱為強(qiáng)電離等離子體，也稱高溫等離子體。人工方式獲得低溫等離子體通常是在幾帕到幾百帕的真空環(huán)境下，利用特定電磁電場(chǎng)作用，使某些中性氣體的分子產(chǎn)生連續(xù)不斷的電離，形成帶負(fù)電荷和等量帶正電荷的離子相互共存的物質(zhì)狀態(tài)，當(dāng)電離率與復(fù)合率達(dá)到平衡時(shí)，這種穩(wěn)定存在的物質(zhì)形態(tài)就稱之為等離子體。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(tuán)和離子）其溫3.1低溫等離子體的形成等離子體是指不斷從外部對(duì)物質(zhì)施加能量10

度要比電子低至少一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此這種等離子體稱之為低溫等離子體或冷等離子體。通電后，在電場(chǎng)作用下電離出冷等離子體。冷等離子體內(nèi)的電子溫度可達(dá)20000-30000度,電子的半徑約為E-13米，而細(xì)菌或病毒大小約為E-6米或更小，這樣幾十個(gè)或幾千個(gè)電子將細(xì)菌包圍，其幾萬度的高溫足以將細(xì)菌或病毒完全殺死。但因電子本身的熱容量很小，所以在宏觀上沒有熱容量產(chǎn)生，不會(huì)損傷任何被消毒的物品，再者，因等離子體內(nèi)含有單原子氧，單原子氧是一種強(qiáng)氧化劑，也能殺死微生物.等離子體能夠在常溫條件下實(shí)現(xiàn)快速、干燥滅菌的目的，是多種滅菌條件綜合作用的結(jié)果，下面以雙氧水為例講解其產(chǎn)生過程、消毒過程以及滅菌器的組成。度要比電子低至少一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此這種等離子體稱之為低11過氧化氫俗稱雙氧水，是一種較強(qiáng)的氧化劑。過氧化氫殺菌機(jī)制有氧化作用和分解產(chǎn)物的作用兩種。過氧化氫的強(qiáng)氧化性及氧化產(chǎn)物可直接氧化細(xì)菌外層結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞通透性屏障遭到破壞，細(xì)菌體內(nèi)物質(zhì)平衡受到破壞致細(xì)菌死亡。過氧化氫分子形成等離子體，反應(yīng)式為：（為氫氧自由基）（為過羥自由基）（為激發(fā)態(tài)的過氧化氫分子）＋可見光／紫外線（為活化氧原子）（為活化氫原子）

過氧化氫俗稱雙氧水，是一種較強(qiáng)的氧化劑。過氧化氫殺菌機(jī)制有氧12真空階段：通過真空泵將滅菌艙內(nèi)空氣抽出，直到達(dá)到等離子體放電的真空條件，同時(shí)可去除滅菌物上的濕氣。值得的注意的是，如同其他滅菌設(shè)備一樣，滅菌艙內(nèi)裝載量約占整個(gè)艙的80%，可避免真空循環(huán)時(shí)間過久或因超載所導(dǎo)致的循環(huán)取消。注液擴(kuò)散階段：真空期結(jié)束后，自動(dòng)注入2ml60%濃度的過氧化氫，瞬間氣化分成分子，均勻擴(kuò)散到整個(gè)滅菌腔室。等離子階段：氣化的在RF的作用下產(chǎn)生等離子體，通過低溫離子化的活性Free-radical作用，使微生物滅絕。而RF波一停止，離子化狀態(tài)便瞬間終了。轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定地氧分子及水分子，隨后重復(fù)注液擴(kuò)散階段和等離子階段，已保證器械的滅菌效果。3.2消毒過程

3.2消毒過程

13充氣階段：滅菌循環(huán)的最后階段。通風(fēng)閥門開啟，使經(jīng)過過濾后的潔凈空氣進(jìn)入滅菌艙，艙內(nèi)負(fù)壓恢復(fù)到一個(gè)大氣壓時(shí)，滅菌過程即告完成。目前產(chǎn)品有快速滅菌程序、標(biāo)準(zhǔn)滅菌程序、加強(qiáng)滅菌程序。以保證各證滅菌器械的滅菌效果。在滅菌表面物品時(shí)，可使用快速滅菌23分鐘達(dá)到滅菌效果；在滅菌管腔器械時(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)滅菌35分鐘達(dá)到滅菌效果,滅菌較長(zhǎng)管腔時(shí)可使用加強(qiáng)滅菌程序43分鐘即可達(dá)到滅菌效果.充氣階段：滅菌循環(huán)的最后階段。通風(fēng)閥門開啟，使經(jīng)過過143.3等離子體低溫滅菌器的組成部分(1)真空系統(tǒng)：使滅菌艙內(nèi)的壓力在幾帕到幾十帕之間達(dá)到等離子體放電條件(2)排氣過濾系統(tǒng)：真空系統(tǒng)在向外抽氣時(shí)，保證外圍環(huán)境不受真空泵油煙的污染。(3)注入系統(tǒng)：當(dāng)程序進(jìn)入到注液程序后，自動(dòng)將過氧化氫滅菌劑注入到滅菌艙內(nèi)。(4)等離子體發(fā)生系統(tǒng)：滅菌艙內(nèi)在注入過氧化氫后，真空度達(dá)到預(yù)定值，開始產(chǎn)生等離子體進(jìn)行滅菌。(5)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)：在滅菌程序結(jié)束后，向滅菌艙內(nèi)注入潔凈的空氣，使滅菌艙內(nèi)的壓力達(dá)到一個(gè)大氣壓。3.3等離子體低溫滅菌器的組成部分(1)真空系統(tǒng)：使滅菌艙15(6)自控控制：由PLC和觸摸屏組成，控制機(jī)器每一個(gè)部件的協(xié)調(diào)作業(yè)。(7)打印系統(tǒng)：打印機(jī)器運(yùn)行的每一項(xiàng)參數(shù)及故障提示，更加直觀的了解機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)。(6)自控控制：由PLC和觸摸屏組成，控制機(jī)器每一個(gè)部件的協(xié)164.低溫等離子滅菌的優(yōu)缺點(diǎn)4.1傳統(tǒng)消毒滅菌法一些常規(guī)滅菌法低溫滅菌主要有五種：輻射滅菌法、過濾除菌法、氣體滅菌法、濕熱滅菌法、干熱滅菌法。

A.輻射滅菌法：指將滅菌產(chǎn)物品置于適宜放射源輻射的γ射線或適宜的電子加速器發(fā)生的電子束中進(jìn)行電離輻射而達(dá)到殺滅微生物的方法。B.過濾除菌法：利用細(xì)菌不能通過致密具孔濾材的原理以除去氣體或液體中微生物的方法。C.氣體滅菌:指用化學(xué)消毒劑形成的氣體殺滅微生物的方法。

4.低溫等離子滅菌的優(yōu)缺點(diǎn)4.1傳統(tǒng)消毒滅菌法17D.濕熱滅菌法：指將物品置于滅菌柜內(nèi)利用高壓飽和蒸汽、過熱水噴淋等手段使微生物菌體中的蛋白質(zhì)、核酸發(fā)生變性而殺滅微生物的方法。E.干熱滅菌法:指將物品置于干熱滅菌柜、隧道滅菌器等設(shè)備中、利用干熱空氣達(dá)到殺滅微生物或消除熱原物質(zhì)的方法。

不難看出這些傳統(tǒng)方法存在許多弊病，諸如對(duì)環(huán)境有污染（核輻射污染、化學(xué)污染）、滅菌時(shí)間長(zhǎng)、藥物殘留、安全性差等缺點(diǎn)。D.濕熱滅菌法：指將物品置于滅菌柜內(nèi)利用高壓飽和蒸汽、過熱水18各種滅菌方法對(duì)比各種滅菌方法對(duì)比194.2優(yōu)點(diǎn)環(huán)保：以臨床常用的雙氧水為介質(zhì)，經(jīng)射頻電磁場(chǎng)激發(fā)形成低溫等離子體并完成滅菌，其最終產(chǎn)物是少量水蒸汽和氧氣，無毒物殘留與排出，對(duì)醫(yī)務(wù)人員無損害，對(duì)環(huán)境無污染。安全：采用自動(dòng)控制觸板，易操作，無需高溫、高壓，且安裝和調(diào)試簡(jiǎn)單，使用安全。常溫：滅菌溫度為35℃～45℃，干性滅菌，對(duì)器械和物品無損害，可延長(zhǎng)貴重器械使用壽命。4.2優(yōu)點(diǎn)20省時(shí)：滅菌周期短，可在30～50分鐘的時(shí)間內(nèi)完成簡(jiǎn)單器械滅菌，在50～70分鐘內(nèi)完成復(fù)雜器械的滅菌，操作完成后可直接使用，無需象高溫滅菌后要自然冷卻放置，也不象環(huán)氧乙烷低溫滅菌后需要放置6～48小時(shí)通風(fēng)擴(kuò)散，以降低環(huán)氧乙烷的殘留濃度。適用范圍廣：低溫滅菌適用于多種材料器械，尤其對(duì)非耐熱電子器械如內(nèi)窺鏡、電子儀器、電池、導(dǎo)線、攝影照相機(jī)等物品的滅菌處理，獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。省時(shí)：滅菌周期短，可在30～50分鐘的時(shí)間內(nèi)完成簡(jiǎn)單器械滅菌21因此從這些方面來說低溫等離子體殺菌消毒具有很大的優(yōu)勢(shì)。隨著其理論的發(fā)展以及制造技術(shù)的成熟迅速得到了廣泛的應(yīng)用。

例如：在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的等離子體滅菌技術(shù)于20世紀(jì)80年代始于美國(guó)，Menashi等首先提出鹵素類氣體等離子體具有很強(qiáng)的殺菌作用，可用于非耐熱醫(yī)療器械的快速滅菌，低溫等離子體滅菌技術(shù)1987年獲得專利。美國(guó)強(qiáng)生公司研制的Starrad100S過氧化氫等離子體滅菌器，于1997年經(jīng)FDA批準(zhǔn)上市?，F(xiàn)已在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家醫(yī)療機(jī)構(gòu)微創(chuàng)手術(shù)中廣泛使用。2004年開始在我國(guó)推廣宣傳，已有幾十家大型醫(yī)療單位開始使用。由此也使得等離子體低溫滅菌技術(shù)在我國(guó)醫(yī)療領(lǐng)域的使用得到廣泛的認(rèn)同。因此從這些方面來說低溫等離子體殺菌消毒具有很大224.3技術(shù)瓶頸等離子體滅菌的關(guān)鍵技術(shù)是：滅菌腔體中等離子體必須均勻，不存在死角；有一定的能量要求。

大容積均勻等離子體發(fā)生技術(shù)的難度高！與其它方法相比等離子體滅菌器的容量小很多、成本高很多，無法滿足大規(guī)模的應(yīng)用需求。等離子體滅菌器的真空系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和加注系統(tǒng)受容量的影響都比較明顯，而這些也都是產(chǎn)品中非常核心的部分。以主要零部件以及產(chǎn)品整體配置和性能指標(biāo)等因素綜合考慮，單一內(nèi)室的總?cè)萘坎灰顺^400L；如果空間利用率高的話，實(shí)用容量可以略高于300L。這樣的空間可以滿足一般醫(yī)療和科研用途的需求，但對(duì)于工業(yè)用途以及大規(guī)模的醫(yī)療和科研用途而言就顯得比較有限，而且其成本、容量比并不理想。4.3技術(shù)瓶頸23上述問題無法增容增配等常規(guī)方法徹底解決，僅能稍稍緩解，而付出的代價(jià)卻是成本的大幅增加和效率的大幅降低。美國(guó)某知名企業(yè)是等離子體滅菌行業(yè)的元老，其產(chǎn)品在全球的醫(yī)療、科研領(lǐng)域得以廣泛推廣，但極少在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。因?yàn)槠渥罡叨藱C(jī)型的容量?jī)H為150L左右，空間很有限；但是為了達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，此款機(jī)型的制造成本很高，約為其100L機(jī)型的2.5倍。為了增加50%的實(shí)用容量，卻多付出150%的成本。

上述問題無法增容增配等常規(guī)方法徹底解決，僅能稍稍緩解，而付出24歐洲某廠商正在研制大容量工業(yè)用機(jī)型，仍然采用單一內(nèi)室的設(shè)計(jì)方案。為了達(dá)到匹配的目的，其執(zhí)行元件大幅升級(jí)，成本及其高昂，但其參數(shù)控制的精度卻很不理想，實(shí)際使用效果不盡人意，更無法用于要求苛刻的醫(yī)療和科研用途。這是一個(gè)全球性的技術(shù)空白。目前在全球范圍內(nèi)還沒有一個(gè)理想的大容量等離子體滅菌器的設(shè)計(jì)方案，無法滿足較大規(guī)模的滅菌用途，更無法達(dá)到醫(yī)療、科研和工業(yè)普遍適用的預(yù)期。歐洲某廠商正在研制大容量工業(yè)用機(jī)型，仍255.低溫等離子體消毒技術(shù)的應(yīng)用5.1在食品業(yè)上的應(yīng)用隨著食品加工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，人們?cè)谄谕称钒踩缘耐瑫r(shí)，對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)性需求也在不斷擴(kuò)大。特別是常規(guī)的高溫高壓蒸汽滅菌造成的各種營(yíng)養(yǎng)元素的損失已經(jīng)引起人們的普遍關(guān)注。應(yīng)用低溫等離子體技術(shù)來殺滅食品本身以及加工過程中產(chǎn)生的細(xì)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。5.低溫等離子體消毒技術(shù)的應(yīng)用5.1在食品業(yè)上的應(yīng)用265.1.1用于食品表面的殺菌消毒蔬菜、水果在種植、加工、運(yùn)輸過程中，因與外界接觸表面經(jīng)常附著具有傳染性的病原微生物，其中包括國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中嚴(yán)格限制的一項(xiàng)微生物指標(biāo)——大腸埃希氏菌。此外，噴灑的殺蟲劑使得蔬果表面不可避免地殘留有農(nóng)藥。牲畜在屠宰場(chǎng)加工過程中，會(huì)因周圍環(huán)境而沾染上各類微生物，致使肉類表面細(xì)菌指數(shù)超標(biāo)。糧食作物在散料儲(chǔ)藏堆放期間，特別容易受到霉菌的侵害，一些脫水干燥調(diào)味料如茴香、八角、花椒等也易受到微生物的污染。5.1.1用于食品表面的殺菌消毒27

美國(guó)自20世紀(jì)90年代起，利用等離子體對(duì)食品表面進(jìn)行殺菌消毒就獲得了美國(guó)食品和藥物管理局的批準(zhǔn)，并且很快應(yīng)用于商業(yè)。實(shí)踐證明，各類食品表面的大腸桿菌經(jīng)空氣等離子體20s～90min的處理，細(xì)菌總數(shù)可下降2～7個(gè)對(duì)數(shù)值。諾克司維爾的田納西州大學(xué)(UTK)的等離子體科學(xué)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一個(gè)大氣壓下均勻輝光放電系統(tǒng)，能夠在常壓(1atm)、室溫條件下，利用射頻激發(fā)空氣產(chǎn)生等離子體，并根據(jù)該技術(shù)研制了各類等離子體反應(yīng)器。美國(guó)自20世紀(jì)90年代起，利用等離子體對(duì)食28

其中他們開發(fā)的MODⅣ反應(yīng)器以及隨后由日本學(xué)者開發(fā)的組合大氣壓下冷等離子體發(fā)生器，可將待殺菌消毒產(chǎn)品置于反應(yīng)器腔體內(nèi)，使其表面直接受到活性粒子的轟擊以達(dá)到殺菌消毒目的。如使用RER反應(yīng)器，則可以使這些物料在遠(yuǎn)程等離子體(至少距等離子體發(fā)生中心20cm)的范圍內(nèi)被空氣強(qiáng)制對(duì)流，被迫沿著迂回的通道流經(jīng)3個(gè)或更多折板，這使得殺菌消毒產(chǎn)品可以不與等離子體直接接觸，在一定意義上克服了某些領(lǐng)域不能應(yīng)用該技術(shù)的限制，為該技術(shù)的應(yīng)用開辟了更為廣闊的前景。其中他們開發(fā)的MODⅣ反應(yīng)器以及隨后由日本學(xué)295.1.2用于液體食品的殺菌消毒液體食品屬于一類特殊的食品。由于更多的液體食品屬于混合物，其復(fù)雜的物質(zhì)條件為不同種類微生物提供了生長(zhǎng)和繁殖的液態(tài)環(huán)境。將低溫等離子體殺菌消毒技術(shù)應(yīng)用于液相，是一項(xiàng)頗為引人關(guān)注的課題。這是因?yàn)?，一般來說，低溫等離子體是通過氣體放電產(chǎn)生的，所以能否用該技術(shù)殺滅液體中的病原微生物就存在兩個(gè)問題：即在液體中如何有效地產(chǎn)生活性粒子以及這些粒子能否殺滅其中的微生物。5.1.2用于液體食品的殺菌消毒30

HongbinMa等通過向液體中鼓泡(通入空氣和純氧)，同時(shí)將電場(chǎng)直接作用于液體與氣體的混合態(tài)而成功地殺滅了大腸埃希氏菌和沙門氏菌?；谶@一原理設(shè)計(jì)出的低溫等離子體反應(yīng)器在實(shí)際生產(chǎn)操作中可以根據(jù)微生物指標(biāo)要求采用串聯(lián)方式用多個(gè)反應(yīng)單元對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行殺菌消毒。實(shí)驗(yàn)表明，殺菌效果隨著反應(yīng)器數(shù)量的增加而提高。利用該技術(shù)對(duì)牛奶與橙汁進(jìn)行殺菌消毒，細(xì)菌總數(shù)下降了5個(gè)對(duì)數(shù)值。并且值得關(guān)注的是：處理后的橙汁維生素C含量?jī)H有輕微的下降(約10％～15％)，如用氧等離子體來處理，維生素C的損失甚至更少；牛奶經(jīng)處理后過氧化值改變甚微。HongbinMa等通過向液體中鼓泡(通入空31可見，用低溫等離子體對(duì)液體食品殺菌消毒，對(duì)食品中的活性養(yǎng)分不會(huì)構(gòu)成大的損傷，為產(chǎn)品的新鮮度和營(yíng)養(yǎng)性提供了一定的保證。同時(shí)，也為更多的液體食品如蘋果酒、啤酒、去離子水、液態(tài)全蛋、番茄汁等的殺菌消毒提供了新的思路?？梢姡玫蜏氐入x子體對(duì)液體食品殺菌消毒325.1.3用于小包裝食品的殺菌消毒小包裝食品在食品保質(zhì)期內(nèi)一般不會(huì)發(fā)生霉變，但有時(shí)也不排除因包裝材料的阻氧性能和透氣性能改變而引起的微生物污染，為確保產(chǎn)品的貨架壽命，提高產(chǎn)品的安全性，仍需要對(duì)已包裝食品進(jìn)行殺菌消毒。盡管過去對(duì)于等離子體活性粒子，能否透過包裝材料的問題尚存在異議，但Bithell的研究表明利用射頻激發(fā)的氧等離子體能夠?qū)Πb袋內(nèi)的產(chǎn)品進(jìn)行殺菌和消毒。而且相關(guān)工作者已經(jīng)利用過氧化氫等離子體實(shí)現(xiàn)了對(duì)紙包裝、塑料以及錫箔包裝食品的殺菌消毒。5.1.3用于小包裝食品的殺菌消毒335.2在醫(yī)療衛(wèi)生中的應(yīng)用現(xiàn)代醫(yī)療衛(wèi)生在為人類健康做出貢獻(xiàn)的同時(shí)，也因致病微生物在公眾場(chǎng)所的集中性、易傳播性為人類帶來了一定的隱患。在對(duì)抗病菌的戰(zhàn)斗中，傳統(tǒng)的殺菌消毒法已經(jīng)不能滿足新型材質(zhì)的各類醫(yī)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始將目光轉(zhuǎn)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)能夠滿足新的要求，正廣泛應(yīng)用于該領(lǐng)域5.2在醫(yī)療衛(wèi)生中的應(yīng)用345.2.1用于金屬器械的殺菌消毒在外科手術(shù)中，需要對(duì)大量器械進(jìn)行殺菌消毒，如鋼剪、環(huán)形鋸、沖洗機(jī)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(duì)器械造成的破壞，采用等離子體技術(shù)對(duì)這類金屬器械殺菌消毒是非常理想的。同時(shí)，因該類器械多數(shù)形狀不規(guī)則，有些不能置于等離子體反應(yīng)器的平行板電極之間，采用遠(yuǎn)程等離子體技術(shù)有效地彌補(bǔ)了這一技術(shù)的不足，它可以在對(duì)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(jī)械強(qiáng)度和韌性。5.2.1用于金屬器械的殺菌消毒35利用低溫等離子體牙齒殺菌利用低溫等離子體牙齒殺菌365.2.2用于電子探頭傳感器的殺菌消毒在醫(yī)用、生化監(jiān)測(cè)和細(xì)胞培養(yǎng)中經(jīng)常使用帶有電子探頭的各類傳感器，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，這類傳感器必須經(jīng)過嚴(yán)格殺菌消毒，另一方面，由于電子探頭這種靈敏元件在殺菌過程中可能會(huì)因其感應(yīng)膜損壞而影響到傳感器的功能。因此，低溫等離子消毒技術(shù)是一個(gè)很好的選擇5.2.2用于電子探頭傳感器的殺菌消毒37醫(yī)用電子探頭傳感器醫(yī)用電子探頭傳感器385.2.3用于小型反復(fù)使用制品的快速滅菌在小型醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，一些醫(yī)療用品不可避免地需要反復(fù)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(duì)抗菌素和化學(xué)消毒具有抵抗力的細(xì)菌、真菌和孢子。另外，更為方便的是，這些醫(yī)療制品可以密封在標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)用殺菌袋內(nèi)經(jīng)等離子體轟擊而達(dá)到殺菌消毒目的。5.2.3用于小型反復(fù)使用制品的快速滅菌395.2.4用于醫(yī)用生物材料的殺菌消毒醫(yī)用生物材料是指用于取代、修復(fù)活組織的天然或人造材料。只有當(dāng)它在植入生物體后不會(huì)引起凝血、毒性、過敏、致癌、免疫反應(yīng)等，并且與生物體協(xié)調(diào)且能夠執(zhí)行預(yù)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)通過對(duì)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(yī)用生物材料得到廣泛應(yīng)用。通過等離子體照射醫(yī)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(xiàn)，為人工臟器移植組織材料培養(yǎng)提供了新的方案。5.2.4用于醫(yī)用生物材料的殺菌消毒405.2.5用于熱敏性器械的殺菌消毒利用射頻電源激發(fā)空氣或過氧化氫氣體，形成的低溫等離子體能夠?qū)Σ荒透邷馗邏旱母黝悷崦粜云餍颠M(jìn)行殺菌消毒。這類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(yīng)器的平行板電極之間，使氣體放電，可以實(shí)現(xiàn)器械內(nèi)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(yīng)腔還可以對(duì)大批量的器械進(jìn)行殺菌消毒。由于整個(gè)過程溫度不超過50℃，使得該技術(shù)能夠應(yīng)用于大部分的熱敏性器械。5.2.5用于熱敏性器械的殺菌消毒41低溫等離子體熱敏性器械消毒裝置低溫等離子體熱敏性器械消毒裝置42低溫等離子體消毒低溫等離子體消毒43低溫等離子體消毒1.消毒滅菌的定義2.低溫等離子體滅菌技術(shù)3.低溫等離子體的消毒機(jī)理4.低溫等離子滅菌的優(yōu)缺點(diǎn)5.低溫等離子體殺菌消毒技術(shù)的應(yīng)用低溫等離子體消毒1.消毒滅菌的定義441.消毒滅菌的定義消毒：消毒是指用化學(xué)的或物理的方法殺滅或消除傳播媒介上的病原微生物，使之達(dá)到無傳播感染水平的處理即不再有傳播感染的危險(xiǎn)。滅菌：滅菌是指殺滅或去除外界環(huán)境中一切微生物的過程。包括致病性微生物和不致病的微生物，如細(xì)菌（含芽胞）、病毒、真菌（含孢子）等，一般認(rèn)為不包括原蟲和寄生蟲卵，以及藻類。滅菌是獲得純培養(yǎng)的必要條件，也是食品工業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域中必需的技術(shù)。

1.消毒滅菌的定義消毒：消毒是指用化學(xué)的或物理的方法殺滅或消45滅菌是個(gè)絕對(duì)的概念，意為完全殺滅所處理微生物，經(jīng)過滅菌處理的物品可以直接進(jìn)入人體無菌組織內(nèi)而不會(huì)引起感染，因此，滅菌是最徹底的消毒。然而事實(shí)上要達(dá)到這樣的程度是困難的，因此國(guó)際上通用方法規(guī)定，滅菌過程必須使物品污染的微生物的存活概率減少到E-6(滅菌保證水平)，換句話說，要將目標(biāo)微生物殺滅率達(dá)到99.9999%。在當(dāng)前面對(duì)如此嚴(yán)苛的滅菌要求，理想的滅菌器應(yīng)該具有如下的特點(diǎn)和性能：(1)滅菌速度應(yīng)盡量快，時(shí)間要短；(2)滅菌溫度應(yīng)該低于55℃左右，對(duì)器械、物品損傷盡量?。?3)滅菌時(shí)對(duì)整個(gè)環(huán)境無影響，滅菌殘留物是無害的；(4)能夠滿足多種物品的滅菌要求；(5)使用耗材價(jià)格不能過高。滅菌是個(gè)絕對(duì)的概念，意為完全殺滅所處理微生物，經(jīng)過滅菌處理46現(xiàn)如今所使用的滅菌方法多為熱力滅菌、輻射滅菌、環(huán)氧乙烷滅菌、低溫甲醛蒸汽滅菌以及使用各種滅菌劑如戊二醛、二氧化氯、過氧乙酸和過氧化氫等長(zhǎng)時(shí)間浸泡的方法。這些滅菌方法存在著許多限制條件，如會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害、滅菌時(shí)間過長(zhǎng)、滅菌溫度過高致使器械損傷較大、食品營(yíng)養(yǎng)流失等隨著對(duì)消毒、滅菌的處理要求越來越高。傳統(tǒng)滅菌方法的局限性正在促使新的滅菌技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展?，F(xiàn)如今所使用的滅菌方法多為熱力滅菌、輻射滅菌、環(huán)氧乙烷滅菌、472.低溫等離子體滅菌技術(shù)等離子體滅菌技術(shù)是新一代的高科技滅菌技術(shù)，它能克服現(xiàn)有滅菌方法的一些局限性和不足之處，提高消毒滅菌效果。例如對(duì)于不適宜用高溫蒸汽法和紅外法消毒處理的塑膠、光纖、人工晶體及光學(xué)玻璃材料、不適合用微波法處理的金屬物品，以及不易達(dá)到消毒效果的縫隙角落等地方，采用本技術(shù)，能在低溫下很好地達(dá)到消菌滅菌處理而不會(huì)對(duì)被處理物品造成損壞。本技術(shù)采用的等離子體工作物質(zhì)無毒無害。本技術(shù)還可應(yīng)用到生產(chǎn)流水線上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行消毒滅菌處理。2.低溫等離子體滅菌技術(shù)等離子體滅菌技術(shù)是新一代的高科技滅菌48在環(huán)境問題越來越受到人們關(guān)注的今天，常壓低溫等離子體消毒作為一種清潔的消毒方法將會(huì)有一個(gè)廣闊的應(yīng)用前景。等離子體滅菌是醫(yī)療衛(wèi)生、制藥、生物工程食品行業(yè)滅菌技術(shù)的未來發(fā)展方向。低溫等離子體滅菌技術(shù)是消毒學(xué)領(lǐng)域繼甲醛、環(huán)氧乙烷、戊二醛等低溫滅菌技術(shù)之后又一新的滅菌技術(shù)，其特點(diǎn)是低溫、快速、毒性殘留低，而且對(duì)于耐濕熱和不耐濕熱的物品、器械均適用。采用過氧化氫做為輔助劑，將過氧化氫氣體滅菌與低溫等離子結(jié)合起來，快速殺滅各種微生物的技術(shù)方法是目前較為最好的選擇。在環(huán)境問題越來越受到人們關(guān)注的今天，常壓低溫等離子體消毒作為493.低溫等離子體的消毒機(jī)理低溫等離子體的消毒機(jī)理目前還沒有統(tǒng)一定論，根據(jù)試驗(yàn)出現(xiàn)了各種有關(guān)機(jī)理的假說,無論是從物理還是化學(xué)方面可歸根為以下三種：⑴活性基團(tuán)的作用：等離子體中含有的大量活性氧離子、高能自由基團(tuán)等成分，極易與細(xì)菌、霉菌及芽孢、病毒中蛋白和核酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能夠摧毀微生物和擾亂微生物的生存功能，使各類微生物死亡。⑵高速粒子擊穿作用：在滅菌實(shí)驗(yàn)后，通過電鏡觀察經(jīng)等離子體作用后的細(xì)菌菌體與病毒顆粒圖像，均呈現(xiàn)千瘡百孔狀，這是由具有高動(dòng)能的電3.低溫等離子體的消毒機(jī)理低溫等離子體的消毒機(jī)理目前還沒有50

子和離子產(chǎn)生的擊穿蝕刻效應(yīng)所致，即等離子體中高速粒子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COx、CHx等。⑶紫外線的作用：在激發(fā)物質(zhì)形成等離子體的過程中，伴隨有部分紫外線產(chǎn)生，這種高能紫外光子被微生物或病毒中蛋白質(zhì)所吸收，直接破壞微生物的基因物質(zhì)致使其分子變性失活。研究表明，在單一氣體中，氣體對(duì)細(xì)菌孢子的殺滅作用不盡相同，殺菌效果強(qiáng)弱為、、、Ar和；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。子和離子產(chǎn)生的擊穿蝕刻效應(yīng)所致，即等離子體中高速粒子打513.1低溫等離子體的形成等離子體是指不斷從外部對(duì)物質(zhì)施加能量而使其離解成陰、陽電荷粒子的物質(zhì)狀態(tài)。通常把電離度小于0.1％的氣體稱弱電離氣體，也稱低溫等離子體；電離度大于0.1％的稱為強(qiáng)電離等離子體，也稱高溫等離子體。人工方式獲得低溫等離子體通常是在幾帕到幾百帕的真空環(huán)境下，利用特定電磁電場(chǎng)作用，使某些中性氣體的分子產(chǎn)生連續(xù)不斷的電離，形成帶負(fù)電荷和等量帶正電荷的離子相互共存的物質(zhì)狀態(tài)，當(dāng)電離率與復(fù)合率達(dá)到平衡時(shí)，這種穩(wěn)定存在的物質(zhì)形態(tài)就稱之為等離子體。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(tuán)和離子）其溫3.1低溫等離子體的形成等離子體是指不斷從外部對(duì)物質(zhì)施加能量52

度要比電子低至少一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此這種等離子體稱之為低溫等離子體或冷等離子體。通電后，在電場(chǎng)作用下電離出冷等離子體。冷等離子體內(nèi)的電子溫度可達(dá)20000-30000度,電子的半徑約為E-13米，而細(xì)菌或病毒大小約為E-6米或更小，這樣幾十個(gè)或幾千個(gè)電子將細(xì)菌包圍，其幾萬度的高溫足以將細(xì)菌或病毒完全殺死。但因電子本身的熱容量很小，所以在宏觀上沒有熱容量產(chǎn)生，不會(huì)損傷任何被消毒的物品，再者，因等離子體內(nèi)含有單原子氧，單原子氧是一種強(qiáng)氧化劑，也能殺死微生物.等離子體能夠在常溫條件下實(shí)現(xiàn)快速、干燥滅菌的目的，是多種滅菌條件綜合作用的結(jié)果，下面以雙氧水為例講解其產(chǎn)生過程、消毒過程以及滅菌器的組成。度要比電子低至少一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此這種等離子體稱之為低53過氧化氫俗稱雙氧水，是一種較強(qiáng)的氧化劑。過氧化氫殺菌機(jī)制有氧化作用和分解產(chǎn)物的作用兩種。過氧化氫的強(qiáng)氧化性及氧化產(chǎn)物可直接氧化細(xì)菌外層結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞通透性屏障遭到破壞，細(xì)菌體內(nèi)物質(zhì)平衡受到破壞致細(xì)菌死亡。過氧化氫分子形成等離子體，反應(yīng)式為：（為氫氧自由基）（為過羥自由基）（為激發(fā)態(tài)的過氧化氫分子）＋可見光／紫外線（為活化氧原子）（為活化氫原子）

過氧化氫俗稱雙氧水，是一種較強(qiáng)的氧化劑。過氧化氫殺菌機(jī)制有氧54真空階段：通過真空泵將滅菌艙內(nèi)空氣抽出，直到達(dá)到等離子體放電的真空條件，同時(shí)可去除滅菌物上的濕氣。值得的注意的是，如同其他滅菌設(shè)備一樣，滅菌艙內(nèi)裝載量約占整個(gè)艙的80%，可避免真空循環(huán)時(shí)間過久或因超載所導(dǎo)致的循環(huán)取消。注液擴(kuò)散階段：真空期結(jié)束后，自動(dòng)注入2ml60%濃度的過氧化氫，瞬間氣化分成分子，均勻擴(kuò)散到整個(gè)滅菌腔室。等離子階段：氣化的在RF的作用下產(chǎn)生等離子體，通過低溫離子化的活性Free-radical作用，使微生物滅絕。而RF波一停止，離子化狀態(tài)便瞬間終了。轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定地氧分子及水分子，隨后重復(fù)注液擴(kuò)散階段和等離子階段，已保證器械的滅菌效果。3.2消毒過程

3.2消毒過程

55充氣階段：滅菌循環(huán)的最后階段。通風(fēng)閥門開啟，使經(jīng)過過濾后的潔凈空氣進(jìn)入滅菌艙，艙內(nèi)負(fù)壓恢復(fù)到一個(gè)大氣壓時(shí)，滅菌過程即告完成。目前產(chǎn)品有快速滅菌程序、標(biāo)準(zhǔn)滅菌程序、加強(qiáng)滅菌程序。以保證各證滅菌器械的滅菌效果。在滅菌表面物品時(shí)，可使用快速滅菌23分鐘達(dá)到滅菌效果；在滅菌管腔器械時(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)滅菌35分鐘達(dá)到滅菌效果,滅菌較長(zhǎng)管腔時(shí)可使用加強(qiáng)滅菌程序43分鐘即可達(dá)到滅菌效果.充氣階段：滅菌循環(huán)的最后階段。通風(fēng)閥門開啟，使經(jīng)過過563.3等離子體低溫滅菌器的組成部分(1)真空系統(tǒng)：使滅菌艙內(nèi)的壓力在幾帕到幾十帕之間達(dá)到等離子體放電條件(2)排氣過濾系統(tǒng)：真空系統(tǒng)在向外抽氣時(shí)，保證外圍環(huán)境不受真空泵油煙的污染。(3)注入系統(tǒng)：當(dāng)程序進(jìn)入到注液程序后，自動(dòng)將過氧化氫滅菌劑注入到滅菌艙內(nèi)。(4)等離子體發(fā)生系統(tǒng)：滅菌艙內(nèi)在注入過氧化氫后，真空度達(dá)到預(yù)定值，開始產(chǎn)生等離子體進(jìn)行滅菌。(5)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)：在滅菌程序結(jié)束后，向滅菌艙內(nèi)注入潔凈的空氣，使滅菌艙內(nèi)的壓力達(dá)到一個(gè)大氣壓。3.3等離子體低溫滅菌器的組成部分(1)真空系統(tǒng)：使滅菌艙57(6)自控控制：由PLC和觸摸屏組成，控制機(jī)器每一個(gè)部件的協(xié)調(diào)作業(yè)。(7)打印系統(tǒng)：打印機(jī)器運(yùn)行的每一項(xiàng)參數(shù)及故障提示，更加直觀的了解機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)。(6)自控控制：由PLC和觸摸屏組成，控制機(jī)器每一個(gè)部件的協(xié)584.低溫等離子滅菌的優(yōu)缺點(diǎn)4.1傳統(tǒng)消毒滅菌法一些常規(guī)滅菌法低溫滅菌主要有五種：輻射滅菌法、過濾除菌法、氣體滅菌法、濕熱滅菌法、干熱滅菌法。

A.輻射滅菌法：指將滅菌產(chǎn)物品置于適宜放射源輻射的γ射線或適宜的電子加速器發(fā)生的電子束中進(jìn)行電離輻射而達(dá)到殺滅微生物的方法。B.過濾除菌法：利用細(xì)菌不能通過致密具孔濾材的原理以除去氣體或液體中微生物的方法。C.氣體滅菌:指用化學(xué)消毒劑形成的氣體殺滅微生物的方法。

4.低溫等離子滅菌的優(yōu)缺點(diǎn)4.1傳統(tǒng)消毒滅菌法59D.濕熱滅菌法：指將物品置于滅菌柜內(nèi)利用高壓飽和蒸汽、過熱水噴淋等手段使微生物菌體中的蛋白質(zhì)、核酸發(fā)生變性而殺滅微生物的方法。E.干熱滅菌法:指將物品置于干熱滅菌柜、隧道滅菌器等設(shè)備中、利用干熱空氣達(dá)到殺滅微生物或消除熱原物質(zhì)的方法。

不難看出這些傳統(tǒng)方法存在許多弊病，諸如對(duì)環(huán)境有污染（核輻射污染、化學(xué)污染）、滅菌時(shí)間長(zhǎng)、藥物殘留、安全性差等缺點(diǎn)。D.濕熱滅菌法：指將物品置于滅菌柜內(nèi)利用高壓飽和蒸汽、過熱水60各種滅菌方法對(duì)比各種滅菌方法對(duì)比614.2優(yōu)點(diǎn)環(huán)保：以臨床常用的雙氧水為介質(zhì)，經(jīng)射頻電磁場(chǎng)激發(fā)形成低溫等離子體并完成滅菌，其最終產(chǎn)物是少量水蒸汽和氧氣，無毒物殘留與排出，對(duì)醫(yī)務(wù)人員無損害，對(duì)環(huán)境無污染。安全：采用自動(dòng)控制觸板，易操作，無需高溫、高壓，且安裝和調(diào)試簡(jiǎn)單，使用安全。常溫：滅菌溫度為35℃～45℃，干性滅菌，對(duì)器械和物品無損害，可延長(zhǎng)貴重器械使用壽命。4.2優(yōu)點(diǎn)62省時(shí)：滅菌周期短，可在30～50分鐘的時(shí)間內(nèi)完成簡(jiǎn)單器械滅菌，在50～70分鐘內(nèi)完成復(fù)雜器械的滅菌，操作完成后可直接使用，無需象高溫滅菌后要自然冷卻放置，也不象環(huán)氧乙烷低溫滅菌后需要放置6～48小時(shí)通風(fēng)擴(kuò)散，以降低環(huán)氧乙烷的殘留濃度。適用范圍廣：低溫滅菌適用于多種材料器械，尤其對(duì)非耐熱電子器械如內(nèi)窺鏡、電子儀器、電池、導(dǎo)線、攝影照相機(jī)等物品的滅菌處理，獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。省時(shí)：滅菌周期短，可在30～50分鐘的時(shí)間內(nèi)完成簡(jiǎn)單器械滅菌63因此從這些方面來說低溫等離子體殺菌消毒具有很大的優(yōu)勢(shì)。隨著其理論的發(fā)展以及制造技術(shù)的成熟迅速得到了廣泛的應(yīng)用。

例如：在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的等離子體滅菌技術(shù)于20世紀(jì)80年代始于美國(guó)，Menashi等首先提出鹵素類氣體等離子體具有很強(qiáng)的殺菌作用，可用于非耐熱醫(yī)療器械的快速滅菌，低溫等離子體滅菌技術(shù)1987年獲得專利。美國(guó)強(qiáng)生公司研制的Starrad100S過氧化氫等離子體滅菌器，于1997年經(jīng)FDA批準(zhǔn)上市?，F(xiàn)已在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家醫(yī)療機(jī)構(gòu)微創(chuàng)手術(shù)中廣泛使用。2004年開始在我國(guó)推廣宣傳，已有幾十家大型醫(yī)療單位開始使用。由此也使得等離子體低溫滅菌技術(shù)在我國(guó)醫(yī)療領(lǐng)域的使用得到廣泛的認(rèn)同。因此從這些方面來說低溫等離子體殺菌消毒具有很大644.3技術(shù)瓶頸等離子體滅菌的關(guān)鍵技術(shù)是：滅菌腔體中等離子體必須均勻，不存在死角；有一定的能量要求。

大容積均勻等離子體發(fā)生技術(shù)的難度高！與其它方法相比等離子體滅菌器的容量小很多、成本高很多，無法滿足大規(guī)模的應(yīng)用需求。等離子體滅菌器的真空系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和加注系統(tǒng)受容量的影響都比較明顯，而這些也都是產(chǎn)品中非常核心的部分。以主要零部件以及產(chǎn)品整體配置和性能指標(biāo)等因素綜合考慮，單一內(nèi)室的總?cè)萘坎灰顺^400L；如果空間利用率高的話，實(shí)用容量可以略高于300L。這樣的空間可以滿足一般醫(yī)療和科研用途的需求，但對(duì)于工業(yè)用途以及大規(guī)模的醫(yī)療和科研用途而言就顯得比較有限，而且其成本、容量比并不理想。4.3技術(shù)瓶頸65上述問題無法增容增配等常規(guī)方法徹底解決，僅能稍稍緩解，而付出的代價(jià)卻是成本的大幅增加和效率的大幅降低。美國(guó)某知名企業(yè)是等離子體滅菌行業(yè)的元老，其產(chǎn)品在全球的醫(yī)療、科研領(lǐng)域得以廣泛推廣，但極少在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。因?yàn)槠渥罡叨藱C(jī)型的容量?jī)H為150L左右，空間很有限；但是為了達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，此款機(jī)型的制造成本很高，約為其100L機(jī)型的2.5倍。為了增加50%的實(shí)用容量，卻多付出150%的成本。

上述問題無法增容增配等常規(guī)方法徹底解決，僅能稍稍緩解，而付出66歐洲某廠商正在研制大容量工業(yè)用機(jī)型，仍然采用單一內(nèi)室的設(shè)計(jì)方案。為了達(dá)到匹配的目的，其執(zhí)行元件大幅升級(jí)，成本及其高昂，但其參數(shù)控制的精度卻很不理想，實(shí)際使用效果不盡人意，更無法用于要求苛刻的醫(yī)療和科研用途。這是一個(gè)全球性的技術(shù)空白。目前在全球范圍內(nèi)還沒有一個(gè)理想的大容量等離子體滅菌器的設(shè)計(jì)方案，無法滿足較大規(guī)模的滅菌用途，更無法達(dá)到醫(yī)療、科研和工業(yè)普遍適用的預(yù)期。歐洲某廠商正在研制大容量工業(yè)用機(jī)型，仍675.低溫等離子體消毒技術(shù)的應(yīng)用5.1在食品業(yè)上的應(yīng)用隨著食品加工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，人們?cè)谄谕称钒踩缘耐瑫r(shí)，對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)性需求也在不斷擴(kuò)大。特別是常規(guī)的高溫高壓蒸汽滅菌造成的各種營(yíng)養(yǎng)元素的損失已經(jīng)引起人們的普遍關(guān)注。應(yīng)用低溫等離子體技術(shù)來殺滅食品本身以及加工過程中產(chǎn)生的細(xì)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。5.低溫等離子體消毒技術(shù)的應(yīng)用5.1在食品業(yè)上的應(yīng)用685.1.1用于食品表面的殺菌消毒蔬菜、水果在種植、加工、運(yùn)輸過程中，因與外界接觸表面經(jīng)常附著具有傳染性的病原微生物，其中包括國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中嚴(yán)格限制的一項(xiàng)微生物指標(biāo)——大腸埃希氏菌。此外，噴灑的殺蟲劑使得蔬果表面不可避免地殘留有農(nóng)藥。牲畜在屠宰場(chǎng)加工過程中，會(huì)因周圍環(huán)境而沾染上各類微生物，致使肉類表面細(xì)菌指數(shù)超標(biāo)。糧食作物在散料儲(chǔ)藏堆放期間，特別容易受到霉菌的侵害，一些脫水干燥調(diào)味料如茴香、八角、花椒等也易受到微生物的污染。5.1.1用于食品表面的殺菌消毒69

美國(guó)自20世紀(jì)90年代起，利用等離子體對(duì)食品表面進(jìn)行殺菌消毒就獲得了美國(guó)食品和藥物管理局的批準(zhǔn)，并且很快應(yīng)用于商業(yè)。實(shí)踐證明，各類食品表面的大腸桿菌經(jīng)空氣等離子體20s～90min的處理，細(xì)菌總數(shù)可下降2～7個(gè)對(duì)數(shù)值。諾克司維爾的田納西州大學(xué)(UTK)的等離子體科學(xué)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一個(gè)大氣壓下均勻輝光放電系統(tǒng)，能夠在常壓(1atm)、室溫條件下，利用射頻激發(fā)空氣產(chǎn)生等離子體，并根據(jù)該技術(shù)研制了各類等離子體反應(yīng)器。美國(guó)自20世紀(jì)90年代起，利用等離子體對(duì)食70

其中他們開發(fā)的MODⅣ反應(yīng)器以及隨后由日本學(xué)者開發(fā)的組合大氣壓下冷等離子體發(fā)生器，可將待殺菌消毒產(chǎn)品置于反應(yīng)器腔體內(nèi)，使其表面直接受到活性粒子的轟擊以達(dá)到殺菌消毒目的。如使用RER反應(yīng)器，則可以使這些物料在遠(yuǎn)程等離子體(至少距等離子體發(fā)生中心20cm)的范圍內(nèi)被空氣強(qiáng)制對(duì)流，被迫沿著迂回的通道流經(jīng)3個(gè)或更多折板，這使得殺菌消毒產(chǎn)品可以不與等離子體直接接觸，在一定意義上克服了某些領(lǐng)域不能應(yīng)用該技術(shù)的限制，為該技術(shù)的應(yīng)用開辟了更為廣闊的前景。其中他們開發(fā)的MODⅣ反應(yīng)器以及隨后由日本學(xué)715.1.2用于液體食品的殺菌消毒液體食品屬于一類特殊的食品。由于更多的液體食品屬于混合物，其復(fù)雜的物質(zhì)條件為不同種類微生物提供了生長(zhǎng)和繁殖的液態(tài)環(huán)境。將低溫等離子體殺菌消毒技術(shù)應(yīng)用于液相，是一項(xiàng)頗為引人關(guān)注的課題。這是因?yàn)?，一般來說，低溫等離子體是通過氣體放電產(chǎn)生的，所以能否用該技術(shù)殺滅液體中的病原微生物就存在兩個(gè)問題：即在液體中如何有效地產(chǎn)生活性粒子以及這些粒子能否殺滅其中的微生物。5.1.2用于液體食品的殺菌消毒72

HongbinMa等通過向液體中鼓泡(通入空氣和純氧)，同時(shí)將電場(chǎng)直接作用于液體與氣體的混合態(tài)而成功地殺滅了大腸埃希氏菌和沙門氏菌?；谶@一原理設(shè)計(jì)出的低溫等離子體反應(yīng)器在實(shí)際生產(chǎn)操作中可以根據(jù)微生物指標(biāo)要求采用串聯(lián)方式用多個(gè)反應(yīng)單元對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行殺菌消毒。實(shí)驗(yàn)表明，殺菌效果隨著反應(yīng)器數(shù)量的增加而提高。利用該技術(shù)對(duì)牛奶與橙汁進(jìn)行殺菌消毒，細(xì)菌總數(shù)下降了5個(gè)對(duì)數(shù)值。并且值得關(guān)注的是：處理后的橙汁維生素C含量?jī)H有輕微的下降(約10％～15％)，如用氧等離子體來處理，維生素C的損失甚至更少；牛奶經(jīng)處理后過氧化值改變甚微。HongbinMa等通過向液體中鼓泡(通入空73可見，用低溫等離子體對(duì)液體食品殺菌消毒，對(duì)食品中的活性養(yǎng)分不會(huì)構(gòu)成大的損傷，