紫外 灭菌理论.doc

C波段紫外线的灭菌作用 2003-8-15阅读次数: 80次b．空气的湿度和灰尘对灭菌的影响　　空气中的水分子和尘埃均吸收紫外线，使紫外线的穿透能力减弱，减弱灭菌效果如当空气相对湿度由25％上升至75％时，灭菌率由93.5％降至76％又如：空气中灰尘含量达到800～900粒／cm3时，灭菌效果下降20％～30％　　因此，在湿度大，粉尘多的环境中采用紫外线灭菌时效果下降，要适当增加用灯数量c．空气的流动性对灭菌的影响　　空气的流动速度影响紫外线灭菌的效果和空气静止时相比，空气流动速度加快，紫外灭菌效果减弱由图3可以看出，在紫外灯功率相同，室温相同的条件下，室内空气静止时 (A) 比风速0.5m／s时 (B) 灭菌率高由图可以看出，在室温20℃时，空气静止时灭菌率为100％，而风速0.5m／s时灭菌率为90％，在室温10℃时，空气静止时灭菌率为93％，而风速0.5m／s时灭菌率为58％　　因此，在空气流动性大的场所使用紫外灯灭菌时，如在向室内提供空气的通风管道内安装紫外灯灭菌时，要使紫外灯的功率与通风管道的空气流量相匹配，确保灭菌效果　　室内安有通风机时，紫外灭菌时应关闭通风机，照射后再开启通风，能达到灭菌效果，又可排除紫外灯所产生的臭氧。

d．紫外线照射距离和时间对灭菌的影响　　当采用直管形线光源低压汞灯灭菌时，当照射距离≤1/2L  ( L：低压汞灯的长度 )时，紫外辐射强度近似与距离成反比，即：　　当照射距离>1/2L时,紫外辐射强度近似与照射距离的平方成反比，即：即：当尺>4L时，辐照度计算误差小于5％　　紫外线照射剂量=紫外线辐射强度 (E)×照射时问 (t) 因此，紫外线照射剂量与照射时间是成正比的当室内采用低压汞灯灭菌时，灯安装后总功率是固定的，灯位置 (即距离) 是固定不变的，紫外照射剂量只与照射时间有关控制照射时问就控制了照射剂量，即控制了灭菌率e．灯具反射材料和墙壁材料对灭菌效果的影响　　灯具加反光罩一是保证灯的紫外线能量集中到被照物上，另一目的是保护不直接照射到该环境下工作的人员，给人员造成损伤灯具反光罩材料一定要对253.7nm紫外线吸收少，反射多由表4可以看出，表面氧化抛光处理过的铝对短波紫外线的反射系数最大，所以一般紫外线灯具反光系统均用铝材制成　　在有人工作的无菌室内，如医院的手术室、输血站、制药车间等，墙壁材料要用对紫外线反射率小的的材料，使紫外线照射到墙壁后反射到空间的能量少，以保护工作人员的眼睛，同时应采用无臭氧灭菌灯。

　　从表5可以看出，白磁砖和氧化锌用于墙壁时，反射率均小于10％，在有人工作场所应采用其做壁材相反，在无人工作的灭菌室，壁材最好用氧化镁喷涂，有利于灭菌f．细菌种类对灭灭菌的影响　　虽然各种细菌均吸收253.7nm紫外线，使其DNA链断裂而死亡但至死量相差很多同时，不同菌种对紫外线波长最大吸收不同，即对不同波长的紫外线敏感性不一样，这在用紫外线灭菌时应充分考虑表6绘出不同菌种灭菌时所需紫外线剂量4．3室内空气灭菌注意事项a．短波紫外线对人体的影响　　过量的短波紫外线会造成人体皮肤损伤(红斑效应)和眼睛损伤，如患结膜炎、角膜炎和彩虹病等因此，短波紫外灭菌时一定不能直接照射人和限定一定剂量在设计室内灭菌时应注意紫外剂量符合如下规定　　* 人在8小时内受短波紫外线照射的安全剂量：240／uW·min／cm2；　　* 工作在紫外线环境下的人员所受紫外线照射强度安全标准：　　近紫外线 (400～300nm) 照射强度不大于0.1uW／cm2：　　远紫外线(300～200nm)照射强度不大于0.1uW／cm2：　　臭氧安全标准为：不大于0.3mg／m3；　　* 人眼允许的最大254nm紫外线辐射剂量见表7。

　　人体被照射过量紫外线后经一定潜伏期产生皮肤红斑反应297nm和254nm是最易对人体产生红斑反应但短波紫外线254nm所致红斑与中波紫外线297nm所致红斑在性质上有所不同，见表8　　一般室内空气灭菌的剂量为每立方米空气，用低压紫外线汞灯功率0.8～1.5W，即可获得很好灭菌效果 (每天照射四次，每次一小时) b．使用热阴极低压汞灯灭菌时，该灯对电源电压要求较高，欠压或过压工作会影响灯寿命和紫外线输出量因此电源电压最好应保持在220V±10V左右4．4水和其他液体的灭菌　　液体对紫外线的吸收系数很大，紫外线对这些液体的穿透能力很弱，因此对液体灭菌困难，需要更大剂量的紫外辐射能量　　液体对紫外线的吸收系数见表8　　由表8看出，液体透明度越小对紫外线的吸收系数越大，如牛奶a=300，液体透明度越大则对紫外线的吸收系数越小，如蒸馏水a≤0．01因此，紫外线灭菌剂量也相差很大一些液体用低压汞灯满足不了需要，要用大功率的高压汞灯或金卤灯才行a．对水的灭菌　　对水的灭菌一般采用金属卤化物(锑一氖)灯，功率可做到500W、1000W、2000W等个人用户和集体单位水用量较少的场合，可用低压汞灯灭菌。

应用时注意：紫外线灯管应在石英管套内，石英套有很好的透紫外性能，又对灯管起保温作用，不会因水温低而引起灯管紫外线的辐射严重下降同时应控制水管的直径，限止流过灯管的水层厚度，以保证灭菌效果水层厚度与灭菌率的关系见表9　　当水流速250L／h时，水层厚度应不大于2.2cm当水中含有芽胞细菌时，水层厚度不大于1.4cm，水流速不超过90L／hb．对其他液体灭菌　　紫外线对酒、果汁、牛奶、饮料进行灭菌，效果也很好，有利于保持他们当中的维生素、果酸、芳香族物质等成分，比其他灭菌方法提高其营养价值由表8可以看出这些液体对紫外线的吸收系数较大，因此在灭菌时必须注意控制好其流量，才能达到良好的灭菌效果　　关于紫外吸收系数和液体流量与灭菌率的关系，可参看图4　　由图4可以看出，设计某种液体的灭菌装置时，应先测出其紫外线吸收系数(a)，选好灯种，在不同流速下测其灭菌效果，最后确定液体流量这样才能设计出所需装置4．5紫外线对物体表面的灭菌　　在无尘埃的环境中对物体表面进行灭菌，按下面条件进行就可达到灭菌目的　　紫外线照射功率：≥2W／m2；　　灯管与被照射表面距离：≤1.25～1.50m；　　照射时间：≥30rain；　　照射有效面积(在灯管垂直下方)：1.5～2.0m2。

紫外光源的辐射效应和测量方法一、概述辐射是一种基本的物理现象，是以电磁波或光子的形式发射或传播的一种特殊形态的能量辐射作用于物质或生物，就会产生各种物理的、化学的或生物的效应，在科学及应用上有巨大的价值紫外辐射就是波长范围约10～400nm的光辐射在这个波长范围内不同波长的紫外辐射有不同的效应，在研究和应用中，常把紫外辐射划分为：A波段（400～320nm）；B波段（320～280nm）；C波段（280～200nm）；真空紫外波段(200～10nm)波长小于200nm的紫外辐射由于大气的吸收，所以在空气中不能传播太阳的紫外辐射是人类接受的紫外辐射的主体，但是由于紫外线在大气传播中的衰减过程，真正照射到地球表面的紫外辐射量只占总辐射量比例的4%因此在实际应用中，人造紫外光源就显得尤为重要人造紫外辐射源解决了自然光源（太阳）在时间、空间上的不足紫外线光源的开发和应用目前正处在一个高速发展时期，紫外光源的不断研制开发逐渐地填补各紫外线波段的光源品种空白，如光固化用的超高压紫外汞灯、254nm紫外杀菌灯、A波段紫外日光浴保健灯、B波段理疗灯等等近几年，紫外线的应用发展更快，例如感光油漆、油墨等光敏材料的固化、照相制版、光刻、复印、皮肤病、内外科疾病治疗、杀菌消毒、保健、荧光分析等领域的应用都有了快速的发展。

所以人类在防护紫外线伤害的同时又在开发和利用紫外线紫外线光源的发展，使我们加深了对电光源的认识，除照明光源外，非照明用的功能性光源也有非常广阔的应用前景对照明光源的评价，主要考虑与人眼的视觉特性相关的光度学和色度学参数如光源的发光颜色[色品坐标x、y，色温Tc，色纯度Pe，显色特性（显色指数Ra,R1～R15），光通量Φ，发光效率η等参数]，而对于非照明光源的光辐射参数的评价，则需根据具体的应用对象，考虑其生物辐射效应或材料的辐射效应如紫外汞灯，从杀菌效果来评价，主要考虑其254nm的紫外辐射强度，越高越好若从光固化角度来评价，则主要考虑365nm的紫外强度若从对人体皮肤及眼睛的危害角度来评价，则需控制其在紫外波段的有效辐射量，尤其是254nm的紫外辐射强度二、紫外线的生物效应紫外线的一个显著特点是它具有生物效应，是指当紫外线照射人体或生物体后，使唤人体或生物体发生生理上的变化例如紫外线照射人体后，使皮肤产生色素沉着，皮肤变黑又如细菌体经短波紫外线照射后很快死亡又如人体经一定波长的紫外线照射后抗病能力加强，皮肤再生力加强，毛发生长速度加快等所有这些都是紫外线物效应的一些实例1)杀菌效应短波紫外线对微生物的破坏力很强，当波长在200nm～300nm的紫外线照射到细菌体后，细胞的核蛋白和核糖核酸(DNA)强烈的吸收该波段的能量，从而把它们之间的链被打开，因此细菌死亡。

紫外线杀菌效果最强的波长为250nm～280nm，杀菌作用的阈曝辐射量平均值为0.35J•m-2～465J•m-2最大灵敏度波长265nm表1是紫外线不同照射剂量时的灭菌率从表中清楚地看出，对于不同的细菌要达至同一灭菌率，所需的紫外线剂量相差甚大例如酵母菌要达到90～100%的灭菌率时，则需要紫外线剂量为14,700mw·s/cm2而大肠杆菌则只需1,550mw·s/cm2，二者相差十倍表1 紫外线不同照射剂量时的灭菌率菌种紫外线照射剂量（mw·s/cm2）紫外线波长（nm）灭菌率（％）大肠杆菌310150050035002542542702701～1099～1002080金黄色葡萄球菌44036702652651～1090～100绿浓杆菌29444002652651～1090～100酵母菌2570147002652651～1099～100巨大杆菌39029002542542080霍乱菌4502651～102)紫外红斑效应在紫外线辐照下皮肤所发生的急性发红的症状对神经、内分泌及循环系统等都可以起到良发的作用该阈曝辐射量平均值为300J•m-2～500J•m-2最大灵敏度波长297nm。

一定剂量的保健紫外线照射到人的皮肤后，经一定的潜伏期，皮肤会出现红斑反应，即出现有明显界线的红色斑痕，这是由于紫外线照射使皮肤表层细胞分解产生组织胺等物质所引起的毛细管扩张造成的，它同内分泌系统，神经系统和体液等均有关系紫外线的红斑反应有两个最敏感的波长区，即波长为297nm和254nm的紫外线对人的皮肤最易造成红斑，所以当紫外线的剂量一定时，红斑反应与紫外线的波长有密切关系3）直接色素沉着效应波长在320nm～400nm紫外线的生物作用较弱，但它对人体照射后使皮肤发黑，皮肤有明显的色素沉着作用，这就叫紫外线的黑斑效应该波段的紫外线强烈地刺激皮肤，使皮肤新陈代谢加快、皮肤生长力强和使皮肤加厚因此该波段紫外线是治疗许多皮肤病的重要波段，像牛皮癣（银屑病）、白癜风等疾病，就是用该波段紫外线治疗的人工皮肤着色，其黑色就是利用紫外线的黑斑效应造成的。