化学消毒灭菌
多种化学品可以用作消毒剂和(或)防腐剂。由于其数量与种类还在不断增加,因此,要根据具体的用途认真选择。
许多化学品在较高温度时其杀菌效果更快也更好。但同时,较高的温度能够加速其挥发和降解。因此在热带地区,由于室温较高,可能缩短化学杀菌剂的有效期,在使用和储存这些化学品时要特别注意。
许多杀菌剂对人或环境有害,应当按生产商的说明小心地进行选择、贮存、操作、使用和废弃。为了个人的安全,建议在稀释化学杀菌剂时戴手套、围裙和保护眼睛的器具。
化学杀菌剂一般不用于地面、墙壁、设备和家具的常规清洁。但是,在控制疾病暴发时可以使用。
正确使用化学杀菌剂可以确保实验场所的安全,减少来自感染性物质的危险。只要可能,出于经济原因、控制库存以及限制环境污染等的考虑,应尽可能控制所使用化学杀菌剂的量。
一、化学消毒灭菌剂的使用原则
(1)根据物品的性能及病原体的特性,选择合适的消毒剂。
(2)严格掌握消毒剂的有效浓度、消毒时间和使用方法。
(3)需消毒的物品应洗净擦干,浸泡时打开轴节,将物品浸没于溶液里。
(4)消毒剂应定期更换,挥发剂应加盖并定期测定相对密度,及时调整浓度。
(5)浸泡过的物品,使用前需用无菌等渗盐水冲洗,以免消毒剂刺激人体组织。
二、常规使用的化学杀菌剂
下面介绍一些常规使用的化学杀菌剂,并列出它们的一般用途和安全特征。除非另外标注,杀菌剂的浓度用重量/体积(W/V)来表示。表8-2汇总了含氯消毒剂的推荐使用浓度。
1.氯(次氯酸钠)
氯属于快速作用的氧化剂,是一种可广泛应用的广谱化学杀菌剂。它一般以次氯酸钠(NaOCl)溶液来作为漂白剂销售,使用时可以用水稀释成各种不同的有效氯浓度。
氯(尤其用作漂白剂时)是强碱性的,能够腐蚀金属。有机物(蛋白质)会显著减弱其活性。如果在开口容器中储藏高浓度的或使用浓度的漂白剂,尤其在高温条件下,会释放氯气而减弱其杀菌能力。要根据漂白剂工作液的初始浓度、容器的类型(如有无盖子)和大小、使用的频率和特性以及室内条件,来确定它们的更换频率。一般而言,对于那些需要一天多次浸泡处理含有高浓度有机物的材料的漂白剂溶液,应当至少每天更换一次,而那些使用频率较低的漂白剂溶液,则可以维持一周时间。
常规实验室消毒剂的有效氯浓度应为1g/L。推荐使用含有5g/L有效氯的更强作用的溶液来处理生物危害性物质的溢出以及含有大量有机物的情况。作为家用漂白剂的次氯酸钠溶液含有50g/L的有效氯,因此分别需要进行1:50或1:10的稀释来达到终浓度1g/L和5g/L。工业用漂白剂的次氯酸钠溶液含有近120g/L的有效氯,必须进行相应的稀释来达到上述浓度。
次氯酸钙[Ca(ClO)2]的颗粒或片剂一般含有70%的有效氯。用颗粒或片剂配制浓度1.4g/L或7.0g/L的溶液,其有效氯浓度分别为1.0g/L和5g/L。
不建议将漂白剂当作防腐剂使用,但可以用作普通目的的消毒剂以及用于浸泡非金属类的污染材料。在紧急情况下也可以用终浓度含1~2mg/L有效氯的漂白剂来对饮用水消毒。
氯气具有强毒性。因此漂白剂只能在通风良好的地方储存和使用。另外,漂白剂也不能与酸混合以避免氯气快速释放。氯的许多副产物可能对人体及环境有害,应该避免滥用含氯消毒剂,特别是漂白剂。
2.二氯异氰尿酸钠
二氯异氰尿酸钠(NaDCC)的粉剂含有60%的有效氯。用NaDCC粉剂配制的浓度为1.7g/L和8.5g/L的溶液将分别含有1g/L和5g/L的有效氯。NaDCC片剂一般每片含有1.5g的有效氯,将1片或4片溶于1L水将分别获得浓度约为1g/L和5g/L的溶液。粉剂或片剂的NaDCC储存既方便又安全。血液或其他生物危害性液体溢出时,可以使用固体NaDCC,并使其作用至少10min后再除去,然后对污染区进行进一步的清理。
3.氯胺
氯胺粉剂含有大约25%的有效氯。氯胺释放氯的速度比次氯酸慢,因此如果需要获得同次氯酸相同的效力,就需要较高的初始浓度。另一方面,有机物对氯胺溶液的影响没有次氯酸溶液那么大,在“清洁”和“污染”情况下都推荐使用20g/L的浓度。
氯胺溶液实际上无臭味。但是。浸泡在氯胺中的物品必须要彻底清洗,以除去加入到氯胺-T(甲苯磺酰氯醛甲酰胺钠)粉剂中的填充剂的残留物。
4.二氧化氯
二氧化氯是一种高效的快速杀菌剂、防腐剂和氧化剂。经常有报道,认为其在浓度低于漂白粉的含氯浓度时即具活性。二氧化氯作为气体是不稳定的,将分解为氯气(Cl2)和氧气(O2),并放热。然而,二氧化氯溶于水,并在水溶液中稳定。有两种方法可获得二氧化氯:①将盐酸(HCI)和亚氯酸钠(NaClO2)两种单独成分混合时即可生成;②订购其稳定态,然后在需要时随时活化生成。
就氧化杀菌剂而言,二氧化氯是高选择性的氧化剂。臭氧和氯比二氧化氯有更高的反应活性,能氧化大多数的有机物。然而,二氧化氯仅同还原性硫化物、仲胺、叔胺以及其他强还原性和反应活性的有机物作用。因此,与使用氯和臭氧相比,二氧化氯在含量低得多的情况下,能得到更稳定的反应产物。在有机物较多的情况下,由于其选择性,使用适量的二氧化氯比臭氧和氯更有效。
5.甲醛
在温度高于20℃时,甲醛(HCHO)是一种能够杀死所有微生物及其孢子的气体。但甲醛对朊蛋白没有杀灭活性。
甲醛起效相对较慢,并需要相对湿度达70%左右。市场上出售的产品为多聚甲醛——一种固体多聚体,呈薄片状或小块状,或为福尔马林——一种浓度约为370g/L(37%)的气体水溶液,其中含甲醇(100mL/L)作为稳定剂。两种形式加热都可以产生气体,用于封闭空间(如生物安全柜和房间)的清除污染和消毒。甲醛(5%福尔马林水溶液)可以作为液体消毒剂。
甲醛被怀疑是一种致癌剂。它具有刺鼻的气味,其气体能够刺激眼睛和黏膜,因此必须在通风橱或通风良好的地方储存和使用。必须遵守国家化学品安全规定。
6.戊二醛
象甲醛一样,戊二醛[OHC(CH2)3CHO]也对繁殖的细菌、孢子、真菌和含脂或不含脂的病毒具有活性。它不具有腐蚀性,比甲醛作用迅速,但也需要几个小时才能杀死细菌孢子。
通常所供应的戊二醛是浓度约20g/L(2%)的溶液,绝大部分产品使用前需要加入与产品一同提供的碳酸氢盐混合物进行“活化”(变成碱性)。活化的溶液根据其配方设计、应用类型和使用频率等情况可以重复使用1~4周。与有些产品一同提供的指示计(dipstick)仅用于粗略指示溶液中的活性戊二醛水平。如果戊二醛溶液变混浊,就应当将其废弃。
戊二醛具有毒性,并对皮肤和黏膜具有刺激性,应当避免与其接触。必须在通风橱或通风良好的地方使用。不建议采用其喷雾剂或溶液来清除环境表面的污染。必须遵守化学品安全的国家规定。
7.酚类化合物
酚类化合物是一大类最早使用的杀菌剂。但是,最近出于安全考虑而限制了它的使用。它们对繁殖细菌和含脂病毒具有活性,适当配制后,对分枝杆菌也有活性。它们对孢子没有活性,而对于非含脂病毒的活性则不确定。许多酚类产品可用于清除环境表面的污染,有些(如三氯生和氯二甲酚)是最常用的抗菌剂。
三氯生常作为洗手用品。它主要对繁殖的细菌有活性,并且对皮肤和黏膜是安全的。但是,实验研究发现,对低浓度三氯生具有耐受性的细菌对某些抗生素也有耐受性。该领域中这一发现的意义还不清楚。
有些酚类化合物对水的硬度敏感,并可能导致失活,因此必须使用蒸馏水或去离子水来进行稀释。
不建议在食物接触的表面和幼儿活动场所使用酚类化合物。它们可能被橡胶吸收,也可能渗透皮肤。必须遵守国家化学品安全规定。
8.季铵盐类化合物
季铵盐类化合物大多混合使用,也经常与醇类等其他杀菌剂联合使用。季铵盐类化合物对繁殖的细菌和含脂类病毒具有良好活性。某些类型(如苯扎氯铵)也用作防腐剂。
有些季铵盐类化合物的杀菌作用会受有机质、水的硬度以及阴离子去污剂的显著影响,因此当使用季铵盐化合物进行消毒时,要认真选择预清洁所用的品种。有些具有潜在危害性的细菌能够在季铵盐化合物溶液中生长。由于其生物降解能力较低,这些化合物也可能在环境中蓄积。
9.乙醇
乙醇(C2H5OH)和异丙醇[(CH3)2CHOH]具有相似的灭菌特性。它们对于繁殖的细菌、真菌和含脂病毒具有活性,但不能灭活孢子,而对非含脂病毒的作用则不确定。其水溶液最有效的使用浓度约为70%(体积分数);更高或更低的浓度均不适宜杀菌。醇类溶液的主要优点是处理后物品不会留下任何残留物。
将乙醇与其他试剂混合使用比单独使用更有效,如70%(体积分数)乙醇和100g/L的甲醛混合使用,以及使用含有2g/L有效氯的乙醇。70%(体积分数)乙醇溶液可以用于消毒皮肤、实验台和生物安全柜的工作台面,以及浸泡小的外科手术器械。由于乙醇可以使皮肤干燥,所以经常与润滑剂混合使用。在不便于或不可能进行彻底洗手的情况下,推荐使用含乙醇的擦手液对轻度污染的手进行消毒。但是必须记住,乙醇对孢子无效,而且不能杀死所有类型的非含脂类病毒。
乙醇是易挥发和易燃的,不能在明火附近使用。其工作液应储存在适当的容器内以避免醇类挥发。乙醇可以硬化橡胶并溶解某些胶质。为了避免乙醇用于其他非灭菌目的,在实验室里对乙醇进行专门的清点和储存是非常重要的。含有乙醇溶液的瓶子必须清楚标记以避免被意外高压灭菌。
10.碘和碘伏
这类消毒剂的作用与氯类似,只是有机质对它们的抑制作用略弱。碘可以使纤维和环境表面着色,一般不适合作为消毒剂。但是,碘伏和碘酊是很好的抗菌剂。多聚碘(polyvidone iodine)是一种安全可靠的外科手术擦手剂和手术前皮肤抗菌剂。碘类抗菌剂一般不适于医疗/牙医器械的消毒。碘不能在铝或铜上使用。
碘有毒性。含有有机碘的产品必须于4℃~10℃储存,以避免有潜在危害性的细菌在里面生长。
11.过氧化氢和过氧乙酸
像氯一样,过氧化氢(H2O2)和过氧乙酸(CH3COOOH)是强氧化剂,是一种广谱杀菌剂。它们较氯对人和环境更为安全。
通常供应的过氧化氢是可以立即使用的3%的溶液,或是用无菌水稀释5~10倍体积后使用的30%的水溶液。但是,单独含有3%~6%过氧化氢的溶液杀菌作用缓慢而有限。现有产品中含有其他成分来稳定过氧化氢,加速其杀菌作用并降低其腐蚀性。
过氧化氢能够用于清除实验台和生物安全柜工作台面的污染,较高浓度的溶液适于清除对热敏感的医疗/牙医器械的污染。采用过氧化氢或过氧乙酸熏蒸来对热敏感的医疗/牙医器械消毒时,需要特殊的设备。
过氧化氢和过氧乙酸能腐蚀铝、铜、黄铜和锌等金属,也能使纤维、头发、皮肤及黏膜褪色。经它们处理的物品必须经过彻底的漂洗后才能接触眼睛和黏膜。它们应当储存在避热和避光的地方。
三、常用化学消毒灭菌方法
1.浸泡法
选用杀菌谱广、腐蚀性弱、水溶性消毒剂,将物品浸没于消毒剂内,在标准的浓度和时间内,达到消毒灭菌目的。
2.擦拭法
选用易溶于水、穿透性强的消毒剂,擦拭物品表面,在标准的浓度和时间里达到消毒灭菌目的。
3.熏蒸法
加热或加入氧化剂,使消毒剂呈气体,在标准的浓度和时间里达到消毒灭菌目的。
适用于室内物品及空气消毒或精密贵重仪器和不能蒸、煮、浸泡的物品(血压计、听诊器以及传染病人用过的票证等),均可用此法消毒。
(1)纯乳酸。常用于手术室和病室空气消毒。每100平方米空间用乳酸12ml加等量水,放入治疗碗内,密闭门窗,加热熏蒸,待蒸发完毕,移去热源,继续封闭2h,随后开窗通风换气。
(2)食醋(5~10)毫升/立方米加热水(1~2)立方米,闭门加热熏蒸到食醋蒸发完为止。因食醋含5%醋酸可改变细菌酸碱环境而有抑菌作用,对流感、流脑病室的空气可进行消毒。
此外,尚可应用甲醛或过氧乙酸等进行熏蒸灭菌。
4.喷雾法
借助普通喷雾器或气溶胶喷雾器,使消毒剂产生微粒气雾弥散在空间,进行空气和物品表面的消毒。如用1%漂白粉澄清液或0.2%过氧乙酸溶液作空气喷雾。对细菌芽胞污染的表面,每立方米喷雾2%过氧乙酸溶液8ml,经30min(在18℃以上的室温下),可达99.9%杀灭率。
5.环氧乙烷气体密闭消毒法
将环氧乙烷气体置于密闭容器内,在标准的浓度、湿度和时间内达到消毒灭菌目的。
环氧乙烷是广谱气体杀菌剂,能杀灭细菌繁殖体及芽胞,以及真菌和病毒等。穿透力强,对大多数物品无损害,消毒后可迅速挥发,特别适用于不耐高热和温热的物品,如精密器械、电子仪器、光学仪器、心肺机、起博器、书籍文件等,均无损害和腐蚀等副作用。本品沸点为10.8℃,只能灌装于耐压金属罐或特制安瓿中。
操作方法:灭菌可用柜室法或丁基橡胶袋法。
(1)柜室法可在环氧乙烷灭菌柜内进行。将物品放入柜室内,关闭柜门,预温加热至(40~60)℃,抽真空至21kPa左右,通入环氧乙烷,用量1千克/立方米,在最适相对温度60%~80%情况下作用(6~12)h。灭菌完毕后排气打开柜门,取出物品。
(2)丁基橡胶袋法在特制的袋内进行。将物品放入袋内,挤出空气,扎紧袋口。环氧乙烷给药可事先放安瓿于袋内,扎紧袋口后打碎,使其气体扩散;亦可将钢瓶放在40℃~50℃温水中气化后与袋底部胶管相通,使气体迅速进入,用药量为2.5g/L。将橡胶袋底部通气口关闭,在20℃~30℃室温中放置(8~24)h。
注意事项:
(1)环氧乙烷应存放在阴凉、通风、无火源、无电开关处。用时轻取轻放,勿猛烈碰撞。
(2)消毒时,应注意环境的相对湿度和温度。钢瓶需加温时,热水不可超过70℃。
(3)消毒容器不能漏气(检测有无漏气,可用浸有硫代硫酸钠指示剂的滤纸片贴于可疑部位。如有漏气,滤纸片由白色变粉红色)。袋内物品放置不宜过紧。
(4)环氧乙烷有一定吸附作用,消毒后的物品,应放置在通风环境,待气体散发后再使用。
(5)本品液体对皮肤、眼及黏膜刺激性强,如有接触,立即用水冲洗。
(6)在环氧乙烷消毒的操作过程中,如有头昏头痛等中毒症状时,应立即离开现场,至通风良好处休息。
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