CN103575710A - 使用指示剂确定紫外消毒剂量的方法 - Google Patents

使用指示剂确定紫外消毒剂量的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103575710A
CN103575710A CN201310268856.2A CN201310268856A CN103575710A CN 103575710 A CN103575710 A CN 103575710A CN 201310268856 A CN201310268856 A CN 201310268856A CN 103575710 A CN103575710 A CN 103575710A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dosage
ultraviolet
dyestuff
irradiation
sterilizing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310268856.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103575710B (zh
Inventor
R.B.皮尤
E.R.科尼克
K.S.普特
T.奥布里恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson and Johnson Vision Care Inc
Original Assignee
Johnson and Johnson Vision Care Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johnson and Johnson Vision Care Inc filed Critical Johnson and Johnson Vision Care Inc
Publication of CN103575710A publication Critical patent/CN103575710A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103575710B publication Critical patent/CN103575710B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/33—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L12/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising contact lenses; Accessories therefor
    • A61L12/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena, e.g. electricity, ultrasonics or ultrafiltration
    • A61L12/06—Radiation, e.g. ultraviolet or microwaves
    • A61L12/063—Ultraviolet radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08—Radiation
    • A61L2/10—Ultraviolet radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/26—Accessories or devices or components used for biocidal treatment
    • A61L2/28—Devices for testing the effectiveness or completeness of sterilisation, e.g. indicators which change colour
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/48—Photometry, e.g. photographic exposure meter using chemical effects
    • G01J1/50—Photometry, e.g. photographic exposure meter using chemical effects using change in colour of an indicator, e.g. actinometer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
    • G01N31/226—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators for investigating the degree of sterilisation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

本发明描述了基于多种发色团/荧光素降解的测量方法的开发，所述发色团/荧光素可用作说明液体内紫外剂量的定量方法，或用作紫外灭菌的定性、可视颜色变化的化学指示剂。

Description

使用指示剂确定紫外消毒剂量的方法
技术领域
本发明涉及灭菌领域，更具体地，涉及使用一种或多种程序化的紫外消毒剂量对眼科镜片进行消毒。
背景技术
目前，眼科镜片的消毒包括多种液体化学品，在某些情况下，液体化学品能与积聚粒子和微生物反应，从而实现灭菌。但是，在很多情况下，这些化学溶液的使用可能无法实现灭菌，并且还会残留在眼科镜片上，与用户的眼睛相互作用。这种相互作用可能会有一些不良影响，例如，引起不适或烧灼感，影响泪膜的化学平衡等。
因此，需要开发能克服副作用和局限的改进的灭菌方法和设备，以满足眼科镜片领域期盼已久的灭菌需求。
发明内容
本发明涉及一种实现紫外(UV)辐照剂量的定量测量的方法。更具体地，在此情况下可在紫外线灭菌实施中使用的容器或器皿内测量剂量。
在本发明的某些方面，描述了基于多种发色团/荧光素降解的测量方法的开发，所述发色团/荧光素可用作说明液体内紫外剂量的定量方法，或用作紫外灭菌的定性、可视颜色变化的化学指示剂。
附图说明
并入本说明书并构成本说明书一部分的附图阐述了本发明的实施例，并且连同描述一起用于解释本发明的目标、优势及原理。
图1为进行的独立实验的示例性曲线，其示出了A.)不同浓度的荧光素在已知剂量的254nm的紫外光的辐照后发生的荧光损失(激发波长/发射波长490/520nm)。B.)当原始荧光转换为起始荧光值的百分比时，所有的荧光素降解曲线收敛至同一曲线。
图2为发色团和荧光素的示例性化学结构。
图3为代表独立实验的示例性曲线，其示出了A.)在已知剂量的254nm紫外光(作为起始值的百分比)的辐照后10mg/mL发色团和3.5mg/mL荧光素的吸收或荧光强度的损失。括号内示出了每种染料的吸收或激发和发射波长。每条曲线代表三个独立的实验。B.)每种染料的紫外剂量定量范围。
图4是为部分阻挡紫外光而用各种塑料不均匀包裹的示例性容器组。A.)每组容器的材料的紫外透射百分比。B，C，D.)紫外透射的抑制和对大肠杆菌(Escherichia coli)(B.)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)(C.)以及白色念珠菌(Candida albicans)(D.)的灭菌的相应损失。对于细菌(B，C.)，每组(n＝6)的总辐照度为100mW*s/cm2，并且对于白色念珠菌(D.)，为250mW*s/cm2，如紫外灯的功率输出测定的。容器内的紫外剂量由赤藓红B(白条)的降解计算出，并且测定了辐照后剩余的存活生物体数量(黑条)。所有的误差条代表标准误差。
图5(A)为在暴露于254nm紫外光以及对各种紫外生物指示剂和人类病原体的12个对数级的过度杀灭灭菌剂量(括号里的数字)后，赤藓红B和靛蓝胭脂红的示例性可视变化。
图5(B)是图5(A)的示意图。
图6A-6K为图表，说明了紫外照射的示例性剂量的效果以及它们各自的测试出的效果。
图6(A)示出了荧光素荧光的标准曲线(激发波长/发射波长490nm/520nm)。
图6(B)示出了诱惑红的紫外/可见光的吸收光谱。
图6(C)示出了诱惑红的吸光度的标准曲线。
图6(D)示出了靛蓝胭脂红的紫外/可见光的吸收光谱。
图6(E)示出了靛蓝胭脂红的吸光度的标准曲线。
图6(F)示出了赤藓红B的紫外/可见光的吸收光谱。
图6(G)示出了赤藓红B的吸光度的标准曲线。
图6(H)示出了柠檬黄的紫外/可见光的吸收光谱。
图6(I)示出了柠檬黄的吸光度的标准曲线。
图6(J)示出了固绿的紫外/可见光的吸收光谱。
图6(K)示出了固绿的吸光度的标准曲线。
具体实施方式
本发明提供了一种确定紫外消毒的不同剂量的方法。以下章节给出了本发明的实施例的详细说明。对优选实施例和可供选择实施例两者的详细描述均仅为示例性实施例，但是应当理解其变型、修正形式和改动对于本领域技术人员而言，可能是显而易见的。因此应当了解所述的示例性实施例并不限制下述发明的各个方面的广泛性。在该讨论中，本文描述的方法步骤以逻辑顺序列出；但除非明确说明，否则该顺序绝不限制它们的可能实施顺序。
定义
如本文所用并且有时称为“镜片”的“眼科镜片”，是指任何佩戴在眼睛里或眼睛上的眼科装置。这些装置可提供光学矫正或可为美容的。例如，术语镜片可指用于矫正或改进视力或提升眼部机体美观效果(如虹膜颜色)而不会影响视力的接触镜片、眼内镜片、覆盖镜片、眼部插入物、光学插入物或其他类似的装置。在一些实施例中，本发明的优选镜片是由有机硅弹性体或水凝胶制成的软接触镜片，其中水凝胶包括但不限于有机硅水凝胶和氟化水凝胶。
摘要
紫外(UV)辐照的精确测量，尤其是在容器或器皿内的精确测量是紫外灭菌广泛实施所面临的一个挑战。生物指示剂可提供一种检测应用的紫外剂量是否有实现灭菌所必需的功效的方法。为了克服使用生物指示剂面临的一些挑战，开发了基于食品、药物和化妆品(FD&C)的降解的化学指示剂。在本文中，阐述了紫外剂量和染料降解之间的关系，并用其建立了标准曲线。在已知这种关系的情况下，可将各种染料的降解用作定量测量系统。当不能直接测量容器内的紫外辐照水平时，用染料的降解来进行紫外剂量的测量特别有用。另外，由于FD&C染料具有很深颜色的属性，在染料辐照后呈现的可视变化可用作紫外剂量的定量的可视指示剂。
1.介绍
60多年来，医疗行业已认识到将杀菌紫外(UV)灯用作医疗器械消毒和灭菌的方法(1)。从那时起，紫外光已被用作多种不同固体、液体和气体材料的消毒剂和灭菌剂(2，3，4)。特别是在过去的20年里，该技术已广泛用于饮用水处理(2，9，10)。
虽然杀菌灯用途广泛，但使用紫外光对液体进行消毒或灭菌的主要挑战之一是对液体内紫外剂量的精确测量。测量可重复和可再现的紫外剂量是在首次提出将杀菌灯作为灭菌方法时便面临的一个问题(5)。虽然传递到液体容器单位面积上的能量很容易由紫外光源的功率和暴露时间算出，但计算溶液内的能量并不这么简单。遗憾的是，虽然一直有很多新的测量方法不断公布，但即使是目前的紫外剂量的测量标准仍然不明晰(6，7，8)。
液体内紫外光的平均剂量(Davg)可由暴露时长(t)乘以平均强度(Iavg)计算出：Davg＝Iavg*t。使用下列方程计算平均强度：Iavg＝Io*(1-e-A*L)/(A*L)，其中A是每厘米的液体的吸光度，L是溶液被辐照的路径长度(12)。但是，这种计算只对均匀溶液有效。溶液自身内的材料的紫外吸光度或在含有该溶液的包装中的紫外吸光度在被辐照时会产生非常不均匀的剂量。产生的紫外阴影可形成不能有效杀灭微生物的位置。最近，建立了计算机建模/模拟，以试图更好地预测溶液中的紫外剂量和功效，但结果不甚理想(11，21，22)。由于难以在液体内获得精确的剂量并预测剂量的抗微生物的功效，因此，对其他定量测量方法有明确的需求。
除定量测量外，在灭菌过程中通常还使用定量的可视指示剂。虽然已开发出了紫外消毒和灭菌的生物指示剂(14，15)，并且一般认为它们是最为权威的灭菌测试，但与化学指示剂相比，它们仍有一些不足之处，也就是延迟获得结果、费用高以及具有潜在的污染性(13，20)。这些不足之处在一些情况下可限制生物指示剂的有用性。虽然其他灭菌形式，例如，蒸汽和化学品灭菌具有有效的化学指示剂，但可商购获得的紫外化学指示剂却很缺乏。已有关于用荧光标记的微球(17，19)和二氧化硅(18)来测量紫外反应器内的剂量的报道，并且已提出将游离氯的降解作为定量溶液中紫外剂量的方法(16)。但是，虽然这些化学降解技术均具有定量溶液中紫外剂量的能力，但其缺乏其他化学指示剂共有的可用肉眼观察到的性质变化。
本文中，我们描述了基于多种发色团/荧光素降解的测量系统的开发，所述发色团/荧光素可用作说明液体内紫外剂量的定量方法，或用作紫外灭菌的定性、可视颜色变化的化学指示剂。
2.材料和方法
2.1.材料
诱惑红AC和日落黄FCF购自Tokyo Chemical Industry(Tokyo，Japan)。羊毛罂红购自Spectrum(Gardena，CA)。赤藓红B、柠檬黄和固绿FCF购自Alfa Aesar(Ward Hill，MA)。靛蓝胭脂红购自Amresco(Solon，OH)。荧光素钠盐购自Sigma(St.Louis，MO)。NIST认证的紫外杀菌检测器PMA2122以及数据记录器PMA2100购自Solar(Glenside，PA)。紫外灯购自LCD Lighting(Orange，CT)。TableCurve2D购自Systat Software(San Jose，CA)。胰蛋白大豆肉汤、胰蛋白大豆琼脂、SAB-DEX肉汤和SA-DEX琼脂购自NortheastLaboratories(Waterville，ME)。康宁(Corning)透明96孔板#3585、石英半微量比色皿、培养皿和所有其他材料均购自(VWR(Atlanta，GA)。
2.2.光谱和标准曲线建立
将1mL的10μg/mL染料的去离子水溶液添加到石英比色皿中。在Molecular Devices M5中(Sunnyvale，CA)，从200至800nm每2nm读取紫外/可见光吸收光谱。测量了每种染料在可见光区域的最大峰吸光度。
将100μL不同浓度的染料的去离子水溶液一式三份加入到96孔板的孔中。在Molecular Devices M5上读取96孔板在适当波长处的吸光度。
2.3.荧光素荧光降解
将1mL的不同浓度的荧光素的去离子水溶液加入到石英荧光比色皿中。使用Molecular Devices M5在490nm的激发波长、520nm的发射波长和515nm的截止滤光片下测量每个比色皿的荧光强度。使用定制灯具中的杀菌紫外灯对比色皿进行不同时间量的辐照。在每个辐照周期之前和之后记录以μW/cm2测量的灯泡功率。完全按照上述方法，对荧光强度进行再次测量。剂量通过灯泡功率乘以时间计算得到。使用形式为y＝(b1-d+cdx-cx)1/(1-d)+a的8119DecayN方程，将衰减曲线与TableCurve2D拟合。
2.4.发色团降解
将1mL的不同浓度的每种染料的去离子水溶液加入到石英比色皿中。使用Molecular Devices M5在每种染料的最大峰波长处测量每个比色皿的吸光度。使用定制灯具中的杀菌紫外灯对比色皿进行不同时间量的辐照。在每个辐照周期之前和之后记录以μW/cm2测量的灯泡功率。完全按照上述方法，对吸光度再次进行测量。剂量通过灯泡功率乘以时间计算得到。完全按照上述方法拟合曲线。
2.5.生物体制备
在35℃下，在包含细菌用的胰蛋白酶大豆琼脂或白念珠菌用的SAB-DEX琼脂的培养皿中过夜培养生物体菌苔。从培养皿上刮下细胞并转移至5mL含有0.05％Tween80(体积比)(TDPBS)的杜氏磷酸盐缓冲液(DPBS)中。读取生物体的吸光度并与标准曲线进行比较。然后将细胞稀释至每个具体实验所需的适当浓度。
2.6.灭菌和染料剂量测量实验
将每个生物体的接种体在TDPBS中调节至约106CFU/mL。将1.5mL的接种体加入至半微量石英比色皿中。使用不同类型和厚度的塑料包裹膜将比色皿不均匀地包裹，以形成具有不同紫外吸光度的容器。测量紫外灯的功率，调整时间，以使每个比色皿容器得到总剂量为250mW*s/cm2的辐照。存活生物体的数量按以下所述计算。将10μg/mL的赤藓红B溶液加入同一个比色皿容器中，完全按照上述方法辐照。辐照后，在525nm下测量染料的吸光度，使用上述建立的拟合曲线计算相应的剂量。
2.7.生物体计数
将100μL的生物体加入到96孔板A排的六个孔的每个孔中。将90μL的SAB-DEX或TSB加入到板的B-H排。将10μL从A排转移至B排，再混合，形成1∶10系列稀释液。顺着该板重复这种模式。然后将100μL的SAB-DEX或TSB加入到所有的孔中。在35℃下将板孵育48小时。使用Molecular Devices SpectraMax384Plus读取每个孔的吸光度。孔被认为对于培养是阳性或阴性的，并使用最大或然数法计算生物体的原始浓度(23，24)。
2.8.紫外辐照后可视的染料变化
将1mL的10或100μg/mL的赤藓红B的去离子水溶液或100μg/mL的靛蓝胭脂红染料的去离子水溶液加入石英比色皿中。测量紫外灯的功率，并调整时间，以使每个比色皿得到特定剂量的辐照。对辐照前后的比色皿拍照
3.结果与讨论
3.1.紫外辐照后的染料降解
由于紫外灭菌的化学指示剂的普遍缺乏，需要在紫外辐照后具有易于观察的颜色和/或荧光变化的化学品。这些化学染料需要具有水溶性，因为大部分紫外灭菌都在干燥的表面或者在水介质中进行(31)；具有高的消光系数，以使所述染料易于用肉眼观察；以及优先地无毒。带有很深颜色的FD&C染料具有非常低的毒性和很高的水溶性，似乎符合所有的要求。
代表性的荧光素(D&C黄色8号)是表征在紫外辐照后这些染料的降解情况的首选。使用254nm的紫外杀菌灯辐照石英比色皿中的各种浓度的荧光素。测量整个实验过程中的荧光强度、吸光度和紫外剂量。使用TableCurve2D拟合曲线，发现该曲线对曲线的衰减类型最佳拟合。如图1a所示，荧光素的每个浓度都与该衰减曲线表现出很好的拟合性。
和任何衰减一样，当每个曲线的荧光强度转变为其起始值的百分比，所有的曲线均收敛至保存曲线(图1b)。收敛的吸光度和荧光强度曲线类似。使用经单拟合的线性方程大大简化了实验的执行和分析，因为不需要知道染料确切的浓度，只需要对其吸光度或强度进行初始测量。但是，初始值和最终值必须在检测器的线性范围内。
为了鉴定当暴露于254nm紫外光下时具有类似的简单的衰减曲线并具有不同敏感度以使其能定量一些不同剂量的其他染料，选择了赤藓红B(FD&C红色3号)、诱惑红(FD&C红色40号)、酞青FCF(FD&C蓝色1号)、靛蓝胭脂红(FD&C蓝色2号)、柠檬黄(FD&C黄色5号)、日落黄FCF(FD&C黄色6号)以及固绿FCF(FD&C绿色3号)。首先，测量了每个发色团的吸收光谱、峰吸光度波长以及线性检测区域(参见支持信息)。
对于紫外降解研究，选择10μg/mL的浓度，以确保每种染料很好地落在检测的线性范围内。与荧光素的研究类似，每种染料都处于已知量的紫外光下，整个实验过程中都对吸光度进行了测量。除了其吸光度外，赤藓红B也有可用的大量荧光发射。吸光度值被转换为初始吸光度值的百分比，所得的曲线使用与荧光素相同的衰减曲线进行拟合。
结果发现日落黄和羊毛罂红表现出并非简单的衰减曲线，因此，不将其用于任何进一步的实验中。其余染料表现出简单衰减曲线，可从图2中看出。如图3a所示，表现出简单衰减曲线的各种染料的衰减率跨越很大范围的紫外剂量。测量出每种染料的定量范围为产生初始吸光度值的100％和约20％之间的百分比值的剂量之间(图3b)。利用建立的标准曲线和识别的定量范围，可使用这些染料来定量在被辐照物体内实际实现的紫外剂量。
3.2.确定容器的内部紫外剂量和灭菌率
当用于低紫外吸收介质(如空气)时，紫外灭菌是最有效的。然而，大部分灭菌应用，尤其是液体灭菌过程，要求紫外光除穿过介质自身外，还要穿过某种容器。由于材料厚度或类型的变化而导致的包装吸光度的不一致会产生紫外剂量低得多的区域。相似地，异质溶液也会导致其本身内不同水平的紫外剂量。
虽然通过灯泡功率就能非常简单地测得辐照容器外部的紫外剂量，但测量容器内的平均累积剂量的能力不那么容易获得。然而，使用可置于容器内的可溶解的染料，可以确定紫外辐照后的容器内获得的大概平均剂量。
为了研究不均匀材料吸光度对灭菌的影响，用多个塑料片材不均匀地包裹石英比色皿。该包裹膜包含提供紫外光吸收差异的折缝、小褶痕和间隙。使用10个不同的包裹膜并通过平均紫外透射逐渐降低的方式将它们分组。
向包裹的比色皿加入1.5mL的约1×106CFU/mL生物体溶液或10μg/mL的赤藓红B染料溶液。生物体和染料均悬浮在包含0.05％Tween-80(TDPBS)的杜氏改良磷酸盐缓冲盐水中。TDPBS用于阻止生物体形成大团块，并还用于为溶液本身提供大量的紫外吸收。然后用通过灯泡功率测量的恒定外剂量辐照填充和包裹的比色皿，并确定存活的生物体数量或通过染料吸收的减少测量的内剂量。
选择革兰氏阴性细菌大肠杆菌、革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌以及酵母白色念珠菌用于该灭菌实验。从公布的数据获得或计算提供12个对数级的过度杀灭灭菌的紫外剂量。由于方法的差异和测量紫外剂量的固有挑战，文献中提供的过度杀灭灭菌剂量有很大的变化，其中大肠杆菌的剂量在2.5至98mW*s/cm2之间(25，26，27，28，31)，金黄色葡萄球菌在2.7至174mW*s/cm2之间(25，26，27，29，30，31)，白色念珠菌在26至537mW*s/cm2之间(25，26，31)。对于多个公布的值和我们自己的未公布数据，为细菌选择的剂量为100mW*s/cm2，为白色念珠菌选择的剂量为250mW*s/cm2。
从图4b-d中可以看到，计算的内剂量小于施加剂量，并且当塑料包裹膜的透射降低时(容器组号越大，紫外线透射越低，如图4a所示)，内剂量显示类似的降低。较低的内剂量，甚至在未包裹的比色皿(容器组1)中，最可能是由于TDPBS溶液自身的吸收增加造成的，其中每厘米的透射降低了几乎20％。其他比色皿组上的包裹膜与灯泡的距离的增大以及比色皿自身的轻微吸收均有助于降低内剂量。
显示具有高透射和相应的高内剂量的容器组显示能够完全杀灭全部三种生物体(容器组1-4)。然而，当塑料包裹膜的吸光度增大时，内剂量最终降至某些生物体能够存活的水平(容器组5-7)。一旦达到该过渡点，当内剂量进一步降低时，存活生物体的数量就会增加(容器组8-11)。由于塑料的不均匀包裹，所以存活的生物体不是均匀分布在每个样品的重复样之间，从而导致高波动性。
3.3.作为可视紫外化学指示剂的染料降解
除了用作定量测量工具，染料的降解还可以更定性的方式用作紫外剂量的可视化学指示剂。由于选择了带有很深颜色的FD&C染料，所以染料降解时的颜色转变可以用作可视指示剂。为了显示可视变化，用已知剂量的紫外光辐照若干浓度的多种染料，在整个辐照过程中拍摄每种染料的图像。选择10和100μg/mL的赤藓红B溶液以及100μg/mL的靛蓝胭脂红溶液作为代表性的候选染料，因为它们在测试剂量范围内显示出良好的可视颜色变化。
如图5(A)和(B)所示，10μg/mL的赤藓红B溶液在较低的紫外剂量处显示出最大的可视变化，其中在0与500mW*s/cm2之间显示鲜明的颜色差异，在1000mW*s/cm2附近完全掉色。100μg/mL的靛蓝胭脂红溶液稍微不太敏感，在500mW*s/cm2出显示轻微的颜色变化，在1000mW*s/cm2附近显示鲜明的颜色变化，并在2500mW*s/cm2附近完全掉色。最后，更浓的100μg/mL赤藓红B溶液允许用更高剂量的紫外光产生可视变化，因为直到5000mW*s/cm2的剂量才观察到完全掉色。如果需要更高的紫外剂量，可以将对紫外不太敏感的染料用作可视指示剂。
3.4.微生物12个对数级的过度杀灭紫外灭菌剂量
作为参考，从公布的数据获得或计算多种细菌、真菌、病毒和原生动物的12个对数级的过度杀灭灭菌剂量值(31)。选择这些生物体的原因是它们可用作紫外灭菌的生物指示剂或者是因为它们是已知的人类病原体。通常，大多数细菌、病毒和原生动物用小于500mW*s/cm2的紫外线便可杀灭，但一些生物体具有增强的耐受力。真菌，尤其是孢子形式的真菌比其他生物群体更耐受紫外灭菌，其中大多数生物体在500与2500mW*s/cm2之间被杀灭。因为绝大多数生物体在0至5000mW*s/cm2范围内被杀灭，所以赤藓红B和/或靛蓝胭脂红可以用作确定紫外剂量是否足以灭菌的有效、可视的定性化学指示剂。
4.结论
测试7种FD&C染料和D&C染料荧光素，测定在254nm紫外光辐照后它们的吸光度和/或荧光降解是否可用作紫外剂量的定量度量。8种染料中有6种在紫外辐照后显示出简单的衰减曲线。建立这6种染料的标准紫外降解曲线，可以用所有这些染料测定给予溶液的平均紫外剂量。由于染料具有不同的敏感度，所以可以确定不同范围的紫外剂量。
为了显示直接测量容器内紫外剂量的潜能，用等于12个对数级的过度杀灭灭菌剂量的恒定剂量的紫外能量辐照用多种吸收紫外线的塑料不均匀包裹的比色皿。由于比色皿容器的构造，能够进入内部空间的紫外能量的量是未知的，并且难以绝对计算。向这些容器中加入染料赤藓红B或微生物大肠杆菌、金黄色葡萄球菌或白色念珠菌。用染料定量内部紫外剂量或确定存活生物体的数量。内剂量的损失显示与存活生物体数量的增加相关，即使递送至容器外部的总紫外能量并未改变。
最后，研究染料在紫外辐照后的可视变化。两种最敏感的染料赤藓红B和靛蓝胭脂红根据其浓度在0至5000mW*s/cm2的剂量范围内显示出良好的可视颜色变化。如果需要更大的剂量，可以使用另外的染料，然而，由于最相关的微生物的12个对数级的过度杀灭灭菌剂量低于5000mW*s/cm2，所以这两种染料应适用于绝大多数微生物。
概括地说，由于测量绝对紫外剂量具有困难并且目前缺乏可商购获得的紫外灭菌化学指示剂，所以需要新的定量和定性方法。利用FD&C染料降解作为定量测量工具和定性可视指示剂的能力使这些染料成为紫外化学指示剂的不错选择。
结论
已描述了本发明的多个实施例。虽然本说明书包含许多具体的实施细节，但不应将它们理解为是对任何发明范围或受权利要求书保护的内容的限制，而是对本发明具体实施例特有的特征的描述。
本说明书中在各个实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实施。反之，在单个实施例的上下文中描述的多个特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施例中组合实施。此外，尽管在上文中可以将特征描述为以某些组合形式发挥作用，并且甚至因此最初受权利要求书保护，但在某些情况下可以将来自受权利要求书保护的组合的一个或多个特征从该组合中删去，并且受权利要求书保护的组合可以涉及子组合或子组合的变型。
相似地，虽然在附图中以特定顺序示出了操作过程，但这不应被理解为需要以示出的特定顺序或以连续顺序进行此类操作，或者需要进行所有示出的操作才能获得所需的结果。在某些情况下，多任务和并行可以是有利的。此外，上文所述实施例中的多个系统组件的分离不应被理解为所有实施例中都需要此类分离，并且应当理解，通常可以将描述的程序组件和系统一起整合在单个软件产品中或打包成多个软件产品。
因此描述主题的具体实施例。其他实施例在以下权利要求书范围内。在一些情况下，可以不同的顺序执行权利要求中所列出的内容，仍可以获得所需的结果。另外，附图中所示的过程不一定需要所示的特定顺序或连续顺序，也能获得所需的结果。在某些具体实施中，多任务和并行处理可以是有利的。然而，应当理解，可以在不脱离受权利要求书保护的本发明的实质和范围的情况下进行各种修改。

Claims (4)

1. 一种使用一种或多种添加性指示剂确定对眼科镜片灭菌的紫外消毒足够剂量的方法，包括：
将一种或多种指示剂加入水溶液；
以受控时间和强度施加紫外辐射剂量；以及
收集来自所述指示剂中的一种或多种的降解的反馈。
2. 根据权利要求1所述的方法，还包括一种或多种能够对所述指示中的一种或多种的所述降解作出反应的活性染料。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述指示剂包含发色团和荧光团中的一者或两者。
4. 根据权利要求2所述的方法，其中所述一种或多种活性染料为FD&C染料。
CN201310268856.2A 2012-06-29 2013-06-28 使用指示剂确定紫外消毒剂量的方法 Expired - Fee Related CN103575710B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261665960P 2012-06-29 2012-06-29
US61/665960 2012-06-29
US13/924,693 US9244013B2 (en) 2012-06-29 2013-06-24 Method of quantifying UV disinfecting doses applied to an ophthalmic lens using indicators
US13/924693 2013-06-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103575710A true CN103575710A (zh) 2014-02-12
CN103575710B CN103575710B (zh) 2018-02-09

Family

ID=48745739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310268856.2A Expired - Fee Related CN103575710B (zh) 2012-06-29 2013-06-28 使用指示剂确定紫外消毒剂量的方法

Country Status (13)

Country Link
US (1) US9244013B2 (zh)
EP (2) EP3263139B1 (zh)
JP (1) JP6180821B2 (zh)
KR (1) KR20140002565A (zh)
CN (1) CN103575710B (zh)
AU (1) AU2013206574B2 (zh)
BR (1) BR102013016806A2 (zh)
CA (1) CA2819987A1 (zh)
ES (1) ES2643848T3 (zh)
HK (1) HK1250218A1 (zh)
IL (1) IL227203A (zh)
RU (1) RU2578452C2 (zh)
TW (1) TWI580445B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104897281A (zh) * 2015-06-08 2015-09-09 哈尔滨工业大学 一种紫外辐射剂量指示剂及其测定方法
WO2018145338A1 (zh) * 2017-02-07 2018-08-16 盎亿泰地质微生物技术（北京）有限公司 一种微生物相对含量检测计数方法
CN114158607A (zh) * 2021-12-06 2022-03-11 北京市农林科学院 一种控制青椒冷害的绿色保鲜剂及其使用方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6699225B2 (ja) * 2015-08-21 2020-05-27 東洋製罐株式会社 光曝露量の評価方法、及び遮光性能の評価方法
DE102016225596A1 (de) * 2016-12-20 2018-07-05 Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung eines Medizinprodukts
IT201900009948A1 (it) * 2019-06-24 2020-12-24 Nterilizer S R L Metodo di sterilizzazione, certificazione e tracciabilita' di azoto liquido
US11603551B2 (en) 2020-12-02 2023-03-14 Steritec Products Mfg. Co., Inc. Biological indicators, and systems and methods for determining efficacy of sterilization
JPWO2022220064A1 (zh) * 2021-04-16 2022-10-20
CN113252632B (zh) * 2021-06-25 2021-10-19 成都瀚辰光翼生物工程有限公司 样本浓度处理方法、装置、样本处理设备及可读存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010048891A1 (en) * 2000-02-01 2001-12-06 Mcgeorge Gram J. Method and apparatus for verifying ultraviolent sterilization
CN102067035A (zh) * 2008-02-21 2011-05-18 巴斯夫欧洲公司 Uv量指示剂薄膜
US20110284773A1 (en) * 2010-05-19 2011-11-24 Pugh Randall B Germicidal bulb disinfection base for ophthalmic lenses

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2738429A (en) 1952-08-02 1956-03-13 Samuel A Goldblith Indicator for high energy radiation sterilizing processes
US3852032A (en) * 1971-06-07 1974-12-03 Uroptics Int Inc Process for sterilizing hydrophilic gelatin lenses having ultraviolet stabilizers
US3787687A (en) * 1972-02-23 1974-01-22 T Trumble Ultraviolet radiation dosimeter
CA1010224A (en) * 1973-02-12 1977-05-17 Neville A. Baron Asepticizing of contact lenses
US4308459A (en) * 1980-05-22 1981-12-29 Williams Gwyn P Ultraviolet radiation detection device
JPH0754269B2 (ja) * 1985-11-11 1995-06-07 株式会社資生堂 紫外線線量測定用素子
US5028792A (en) * 1987-03-19 1991-07-02 Xytronyx, Inc. System for the visualization of exposure to ultraviolet radiation
JPH0682188B2 (ja) * 1987-03-19 1994-10-19 ザイトロニクス，インコーポレイテツド 紫外線被曝を可視化したフィルム及び紫外線被曝量測定部材
US4918317A (en) * 1987-07-02 1990-04-17 The Mead Corporation Radiation dosimeter
JPS6425086A (en) * 1987-07-02 1989-01-27 Mead Corp Radiant irradiation dosimeter
US5075557A (en) * 1988-06-06 1991-12-24 Nippon Carbide Kogyo Kabushiki Kaisha Simplified apparatus and method for measuring quantity of ultraviolet radiation received
US5120499A (en) * 1990-01-11 1992-06-09 U. V. Black Box Corporation Method and system for asepticizing contact lenses and storing device
US5144144A (en) * 1991-07-19 1992-09-01 American Vision, Inc. Contact lens cleaning and disinfecting system
DE69219313T2 (de) * 1992-03-23 1997-11-13 Nippon Telegraph & Telephone UV-A und UV-B trennender Sensor
US5581090A (en) * 1995-10-25 1996-12-03 Solartech Enterprises, Llc Photochromic ultraviolet detector
US7038219B2 (en) * 1996-05-22 2006-05-02 Purepulse Technologies, Inc. Sterilization of packages and their contents using light
US6287518B1 (en) * 1997-06-25 2001-09-11 3M Innovative Properties Company Sterilization monitors
US6255659B1 (en) * 1998-07-10 2001-07-03 Sandia Corporation Method and apparatus for passive optical dosimeter comprising caged dye molecules
US6514405B1 (en) * 1999-08-12 2003-02-04 Eric L. Lifschitz Portable water purifier with ultraviolet light source
GB9821342D0 (en) * 1998-10-02 1998-11-25 Common Services Agency Device for treatment of biological fluids
US6465799B1 (en) * 1999-03-01 2002-10-15 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. UV radiation system having materials for selectively attenuating radiation
CA2299692C (en) * 1999-03-01 2007-09-18 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Method of sterilization
US7879288B2 (en) * 1999-03-01 2011-02-01 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Method and apparatus of sterilization using monochromatic UV radiation source
CA2299691C (en) * 1999-03-01 2011-07-12 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Package for medical device
DE60126476T8 (de) * 2000-02-01 2008-03-27 Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. Verfahren zum inhaltschutz mit dauerhaften uv-absorber
KR20030072363A (ko) * 2000-12-14 2003-09-13 유브이-솔루션즈, 엘엘씨. 소형 물체를 신속하게 멸균하는 방법 및 장치
US6596542B1 (en) * 2001-01-08 2003-07-22 Christopher R. Schulz Flow-through chemical actinometer for ultraviolet disinfection reactors
GB0117571D0 (en) * 2001-07-19 2001-09-12 Common Services Agency UV irradiation control
JP2003093481A (ja) * 2001-09-25 2003-04-02 Menicon Co Ltd コンタクトレンズの殺菌消毒装置
JP3640934B2 (ja) * 2002-04-19 2005-04-20 旭化成アイミー株式会社 成形用型の分離方法
EP1596888B1 (en) * 2003-02-27 2012-01-11 Baxter International Inc. Method for the validatable inactivation of pathogens in a biological fluid by irradiation
US20050028848A1 (en) * 2003-08-04 2005-02-10 Jung-Hua Lai Contact lens cleansing unit
US7993580B2 (en) * 2004-08-24 2011-08-09 Baxter International Inc. Methods for the inactivation of microorganisms in biological fluids, flow through reactors and methods of controlling the light sum dose to effectively inactivate microorganisms in batch reactors
US20060289796A1 (en) 2005-06-22 2006-12-28 Cryovac, Inc. UV-C sensitive composition and dosimeter
JPWO2007108332A1 (ja) * 2006-03-13 2009-08-06 学校法人麻布獣医学園 流動微小物質用の輻射線線量計、及び輻射線線量の測定方法
WO2008021349A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-21 Novartis Ag Temporal photo-bleaching of colored lens care solutions and use thereof
JP4880425B2 (ja) * 2006-11-07 2012-02-22 日本電信電話株式会社 オゾン検知素子
DE102007018605A1 (de) * 2007-04-18 2008-10-30 Kronos International, Inc. Zusammensetzung und Verfahren zum Anzeigen einer bestimmten UV-Strahlendosis
US8512633B2 (en) * 2007-08-16 2013-08-20 American Sterilizer Company Indicator for monitoring a sterilization process
AU2009215279A1 (en) * 2008-02-22 2009-08-27 Skyrad Ltd Disposable measuring device for UV radiation
GB0910464D0 (en) * 2009-06-17 2009-07-29 Insigniapack Ltd Indicator, application thereof and related products
TWM367032U (en) * 2009-06-25 2009-10-21 zhi-xian Wu Dual shockwave cleaning machine
US8158961B2 (en) * 2009-07-31 2012-04-17 Sciconsult, Inc. Ophthalmic lens case equipped with an ultraviolet light source

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010048891A1 (en) * 2000-02-01 2001-12-06 Mcgeorge Gram J. Method and apparatus for verifying ultraviolent sterilization
CN102067035A (zh) * 2008-02-21 2011-05-18 巴斯夫欧洲公司 Uv量指示剂薄膜
US20110284773A1 (en) * 2010-05-19 2011-11-24 Pugh Randall B Germicidal bulb disinfection base for ophthalmic lenses

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘强 等: ""辐射变色薄膜紫外剂量计研究"", 《功能材料》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104897281A (zh) * 2015-06-08 2015-09-09 哈尔滨工业大学 一种紫外辐射剂量指示剂及其测定方法
CN104897281B (zh) * 2015-06-08 2017-01-04 哈尔滨工业大学 一种紫外辐射剂量的测定方法
WO2018145338A1 (zh) * 2017-02-07 2018-08-16 盎亿泰地质微生物技术（北京）有限公司 一种微生物相对含量检测计数方法
US11505817B2 (en) 2017-02-07 2022-11-22 Advanced Energy & Environmental Technologies, Inc. Method for detecting and counting relative content of microorganism
CN114158607A (zh) * 2021-12-06 2022-03-11 北京市农林科学院 一种控制青椒冷害的绿色保鲜剂及其使用方法
CN114158607B (zh) * 2021-12-06 2024-01-16 北京市农林科学院 一种控制青椒冷害的绿色保鲜剂及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3263139A1 (en) 2018-01-03
TW201406412A (zh) 2014-02-16
JP2014014674A (ja) 2014-01-30
US20140004609A1 (en) 2014-01-02
EP3263139B1 (en) 2019-12-25
JP6180821B2 (ja) 2017-08-16
RU2578452C2 (ru) 2016-03-27
IL227203A0 (en) 2014-03-31
EP2679248A1 (en) 2014-01-01
AU2013206574A1 (en) 2014-01-16
IL227203A (en) 2017-05-29
BR102013016806A2 (pt) 2015-08-25
KR20140002565A (ko) 2014-01-08
CN103575710B (zh) 2018-02-09
HK1250218A1 (zh) 2018-12-07
EP2679248B1 (en) 2017-08-09
ES2643848T3 (es) 2017-11-24
US9244013B2 (en) 2016-01-26
TWI580445B (zh) 2017-05-01
RU2013129856A (ru) 2015-01-10
CA2819987A1 (en) 2013-12-29
AU2013206574B2 (en) 2016-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103575710A (zh) 使用指示剂确定紫外消毒剂量的方法
Zhang et al. A visual pH sensing film using natural dyes from Bauhinia blakeana Dunn
ES2404519T3 (es) Procedimiento y dispositivo para la detección de células de fitoplancton vivas en agua
CN103189523B (zh) 生物灭菌指示器
US20090325221A1 (en) Temporary Tattoo Decals for Detecting the Presence of an Analyte
Liu et al. A ratiometric fluorescent probe based on boron dipyrromethene and rhodamine F÷ rster resonance energy transfer platform for hypochlorous acid and its application in living cells
EP3187593B1 (en) Thermochromic sensing devices and methods
US20070003995A1 (en) Device and method for rapidly determining the effectiveness of sterilization or disinfection processes
US20180237820A1 (en) Thermochromic sensing devices, systems, and methods
Putt et al. The use of chromophore and fluorophore degradation to quantitate UV dose: FD&C dyes as chemical identicators for UV sterilization
JP7298830B2 (ja) オゾンインジケーターの調製方法およびオゾンインジケーター
US20140004558A1 (en) Detection of Microorganisms With a Fluorescence-Based Device
JP2011017663A (ja) 測定用容器、測定用キット及び測定装置
CN103760122A (zh) 一种大肠杆菌的紫外可见分光光度检测法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180209

Termination date: 20210628