等離子體(plasma)又叫做電漿,是由部分電子被剝奪后的原子及原子團被電離后產(chǎn)生的正負離子組成的離子化氣體狀物質,尺度大于德拜長度的宏觀電中性電離氣體,其運動主要受電磁力支配,并表現(xiàn)出顯著的集體行為。它廣泛存在于宇宙中,常被視為是除去固、液、氣外,物質存在的第四態(tài)。
一、殺菌原理
等離子體中所包含的活性氧原子、氧分子以及等離子體所產(chǎn)生的輻射將破壞細菌的細胞膜、DNA 及蛋白質, 具體作用機制包括:
1、活性基團的作用
等離子體中含有的大量活性氧離子、高能自由基團等成分,極易與細菌、霉菌及芽孢、病毒中蛋白質和核酸物質發(fā)生氧化反應而變性,使各類微生物死亡。
2、高速粒子擊穿作用
在滅菌實驗后,通過電鏡觀察經(jīng)等離子體作用后的細菌菌體與病毒顆粒圖像,均呈現(xiàn)千瘡百孔狀,這是由具有高動能的電子和離子產(chǎn)生的擊穿蝕刻效應所致。
3、紫外線的作用
在激發(fā)雙氧水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所吸收,致使其分子變性失活。
二、等離子體消毒滅菌應用
等離子體作為消毒殺菌技術引入消毒領域,其研究與應用都得到了迅速發(fā)展,其中以過氧化氫低溫等離子體滅菌技術應用最為成功。此外,利用等離子體技術進行室內(nèi)空氣凈化、消毒也有應用。
1、等離子體對醫(yī)療器械消毒滅菌
低溫等離子體滅菌技術是繼戊二醛、環(huán)氧乙烷等滅菌技術之后的新的低溫滅菌技術。等離子體滅菌法廣泛適用于不耐濕、不耐高溫的醫(yī)療用具的滅菌, 如各種精密儀器、內(nèi)窺鏡等。特別是隨著微創(chuàng)手術的廣泛應用, 醫(yī)院需要大量的腔鏡類設備, 此時, 低溫等離子體滅菌法可有效地減少或避免對高溫敏感醫(yī)療用具的損壞, 往往成為醫(yī)院常用滅菌方法。此外, 它還可用于衛(wèi)生材料、食品和餐具等的消毒滅菌。這項技術的應用必將對醫(yī)療、衛(wèi)生、食品以及生物工程技術的發(fā)展起到很大的推動作用。
2、等離子體凈化空氣中的微生物
隨著病毒的出現(xiàn),空氣的生物安全日益重要。醫(yī)院是易感染人群和病原菌集中的地方,因空氣傳播而引發(fā)的呼吸道疾病,容易交互感染。把等離子技術應用在空氣凈化消毒領域上(等離子體空氣凈化消毒器),利用尖端電暈放電形成等離子云,進行空氣凈化和殺菌。殺菌快速*,常溫下作用30 分鐘對空氣中金黃色葡萄球菌的消除率為95 %;作用60 分鐘對空氣中枯草桿菌黑色變種芽胞的清除率為99.84 % ,適用于有人條件下空氣持續(xù)性消毒。
目前等離子體空氣凈化消毒器已廣泛用于工廠潔凈室、醫(yī)院手術室、隔離病房等潔凈度要求高的場所以及辦公大樓、火車、汽車等公共場所的空氣消毒凈化。