CN112704076B - 一种低温消毒剂及其制备与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低温消毒剂及其制备与应用。所述低温消毒剂有效氯浓度为3600mg/L～5000mg/L，100mL的低温消毒剂含有氯化钙29‑35g，季铵盐0.1‑0.5g,乙醇10‑30mL，乙二醇10‑20mL，其余为水。低温消毒剂还可包括氯化钠。本发明提出的低温消毒剂采用的消毒剂和防冻剂都是常规化学试剂，其毒理安全性明确，不存在毒性强的物质；相关配方配比后，也不存在爆炸性问题；‑40℃低温下有效。本发明的低温消毒剂在低温下不结冰，适用于‑40℃低温冷库环境消毒和‑40℃低温货物外包装表面消毒，可有效杀灭金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等致病菌以及冠状病毒。

Description

一种低温消毒剂及其制备与应用
技术领域
本发明属于消毒剂领域，具体涉及一种低温消毒剂及其制备与应用。
背景技术
目前的各起疫情都与输入相关。输入主要通过两个途径——人、物。人的输入问题通过限制人流、健康监测(含核酸检查)、集中医学观察等策略开始得心应手，但“物”的控制还存在难点。近期的多起疫情基本上都与“物”上病毒的输入有关。
低温延长病毒在物品上的存活时间。冷链物品、寒冷季节、高寒地区等问题接连出现。
常规消毒都是常温、高温消毒。目前有关低温消毒的文件并没有明确低温消毒方法，部分省市已发现目前实施的低温消毒手段不能达到消毒效果的问题。
近期有报道采用臭氧气体熏蒸进行低温条件消毒，但目前没有研究数据表明臭氧在低温下有消毒作用。不久前，过氧化氢熏蒸被称为“经验”尝试全国推广，但并没有经过真正的低温消毒效果评价，同时也存在消毒所需浓度过高带来的安全隐患(过氧化氢浓度＞8％为危险化学品)。
二氧化氯(500mg/L)在相关规范中被推荐用于食品外包装的消毒，但已发现无效案例，该浓度的二氧化氯在低温下会结冰，发挥不了消毒作用。
酒精低温下不结冰但消毒效果降低，与其他消毒剂复配可以达到消毒效果，但高浓度时有爆炸风险，不适宜大面积使用，也不适宜局部长期不间断喷雾消毒。
因此，迫切需要研发安全有效、性能稳定的低温消毒剂来阻断“物”上病毒的输入，巩固防疫效果。
发明内容
本发明提供一种低温消毒剂。
本发明所提供的低温消毒剂，由独立包装的粉剂和液体组成，
所述粉剂包括：二氯异氰尿酸钠、氯化钙和季铵盐；
所述液体包括：乙醇、乙二醇和水；
上述物质在使用时的比例为：所述低温消毒剂有效氯浓度为3600mg/L～5000mg/L，其来自于二氯异氰尿酸钠，100mL的低温消毒剂含有氯化钙29-35g，季铵盐0.1-0.5g,乙醇10-30mL，乙二醇10-20mL，其余为水；
所述季铵盐具体可为十二烷基二甲基苄基氯化铵(苯扎氯铵)。
上述低温消毒剂还可进一步包括氯化钠，每100ml的低温消毒剂中氯化钠的含量为0-10g。
上述粉剂和液体独立包装，使用时现配现用。
上述低温消毒剂在低温下杀灭细菌和病毒的应用也属于本发明的保护范围。
所述应用中，所述低温为低于-40℃的温度，所述细菌具体可为金黄色葡萄球菌等化脓菌和大肠杆菌等肠道菌；
所述病毒具体可为脊髓灰质炎病毒疫苗株、冠状病毒，更具体可为新型冠状病毒、SARS病毒、MERS病毒等。
本发明还提供一种适用于-40℃低温冷库环境消毒的方法。
本发明所提供的适用于-40℃低温冷库环境消毒的方法，为：在-40℃低温冷库内喷洒上述低温消毒剂，其中，所述低温消毒剂的喷洒量为200-300mL/m2，具体可为200mL/m2，喷洒后作用时间不低于10min。
本发明还提供一种适用于-40℃低温货物外包装表面的消毒方法。
本发明所提供的适用于-40℃低温货物外包装表面的消毒方法，为：向-40℃低温货物外包装表面喷洒上述低温消毒剂，或，采用上述低温消毒剂对-40℃低温货物外包装进行浸泡消毒，其中，喷洒用量以完全喷湿为准，喷洒后作用时间不低于10min；
所述浸泡消毒的操作为：将-40℃低温货物外包装放入所述低温消毒剂，全部浸没，消毒作用时间不少于10min。
本发明提出的低温消毒剂综合考虑了安全性、有效性和经济性，采用的消毒剂和防冻剂都是常规化学试剂，其毒理安全性明确，不存在毒性强的物质；相关配方配比后，也不存在爆炸性问题；-40℃低温下有效。
本发明选择抵抗力较新型冠状病毒高的金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)和大肠杆菌(8099)作为指示微生物，进行低温条件下环境表面污染指示菌(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)的消毒效果研究；选择比冠状病毒抗力更强的脊髓灰质炎病毒疫苗株作为指示病毒，进行低温条件下对病毒消毒效果研究。实验结果表明，本发明的配方对低温环境物体表面消毒效果符合国家消毒标准要求，可以广泛用于低温环境(-18℃以下直至-40℃)和冷链物品包装表面的消毒。
具体实施
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中采用的金黄色葡萄球菌ATCC 6538来自中国普通微生物菌种保藏管理中心，大肠杆菌8099来自中国普通微生物菌种保藏管理中心，脊髓灰质炎病毒疫苗株来自中国疾病预防控制中心病毒病所。
实施例1、低温消毒剂1的配制
按照如下配方配制低温消毒剂：低温含氯消毒剂有效氯来自于二氯异氰尿酸钠其浓度为4892mg/L，100mL的低温含氯消毒剂含有氯化钙30g，无水乙醇25mL，乙二醇10mL，苯扎氯铵0.1g,其余为水；
实施例2、低温消毒剂2的配制
按照如下配方配制低温消毒剂：低温含氯消毒剂有效氯来自于二氯异氰尿酸钠其浓度为4857mg/L，100mL的低温含氯消毒剂含有氯化钙29g，无水乙醇30mL，乙二醇10mL，氯化钠10g，苯扎氯铵0.2g,其余为水；
实施例3、低温消毒剂3的配制
按照如下配方配制低温消毒剂：低温含氯消毒剂有效氯来自于二氯异氰尿酸钠其浓度为4821mg/L，100mL的低温含氯消毒剂含有氯化钙35g，无水乙醇10mL，乙二醇10mL，苯扎氯铵0.1g,其余为水；
实施例4、低温消毒剂4的配制
按照如下配方配制低温消毒剂：低温含氯消毒剂有效氯来自于二氯异氰尿酸钠其浓度为4857mg/L，100mL的低温含氯消毒剂含有氯化钙33g，无水乙醇20mL，乙二醇10mL,苯扎氯铵0.1g,其余为水；
实施例5、低温消毒剂的理化含量测定与低温冰冻情况检测
(一)实验室理化含量测定
1.材料
(1)消毒剂：实施例1-4配制的低温消毒剂(-40℃)
(2)器材：25mL酸式滴定管
(3)试剂：2mol/L硫酸溶液、100g/L碘化钾溶液、5g/L淀粉溶液
(4)标准品：0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液
2.方法(检测依据《消毒技术规范》(2002年版)第二部分2.2.1.2.1，)
(1)实验室杀菌实验前，按照配方1-4，在实验室配制100mL低温消毒剂(-40℃)，取5mL并测定有效氯浓度。
3.结论
按照配方1-4配制后，低温消毒剂(-40℃)中有效氯浓度平均值如下表1：
表1
配方 有效氯浓度(mg/L)
实施例1 4892
实施例2 4857
实施例3 4821
实施例4 4857
(二)现场实验理化含量测定
1.材料
(1)消毒剂：实施例1-4配制的低温消毒剂(-40℃)
(2)器材：25mL酸式滴定管
(3)试剂：2mol/L硫酸溶液、100g/L碘化钾溶液、5g/L淀粉溶液
(4)标准品：0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液
2.方法(检测依据《消毒技术规范》(2002年版)第二部分2.2.1.2.1)
(1)现场实验前，按照配方1-4，用容积为100L的双层玻璃反应釜配制低温消毒剂(-40℃)100L，取5mL，测定有效氯浓度。
3.结论
按照配方现场配置后，低温消毒剂(-40℃)中有效氯浓度平均值如下表2：
表2
配方 有效氯浓度(mg/L)
实施例1 4892
实施例2 4857
实施例3 4821
实施例4 4857
(三)低温冻冰试验
1.试剂与器材
(1)消毒剂：实施例1-4配制的低温消毒剂(-40℃)
(2)器材：玻璃培养皿、50mL离心管
2.方法
按照配方配置低温消毒剂(-40℃)，分别将5ml放入玻璃培养皿、20mL放入离心管，置入-40℃低温冰箱中，在不同时间取出观察其冻冰情况。
3.结论
按照配方1-4配制后，低温消毒剂(-40℃)在-40℃低温环境中放置72h，均可保持液体状态，无析出、无沉淀。
实施例6、消毒效果试验
(一)实验室实验
A.金黄色葡萄球菌杀灭试验
1.试剂与器材
(1)菌株：金黄色葡萄球菌ATCC 6538
(2)低温消毒剂(-40℃)有效成分及含量如表3所示
(3)中和剂：0.5％的硫代硫酸钠、0.5％的卵磷脂和2％吐温-80的0.03mol/L PBS溶液
(4)稀释液：胰蛋白胨生理盐水溶液(TPS)
(5)培养基：胰蛋白胨大豆琼脂培养基(TSA)
(6)有机干扰物:胰蛋白胨大豆肉汤培养基(TSB)
2.方法(按《消毒技术规范》(2002年版)2.1.1.7.5项和GB/T 38502-2020《消毒剂实验室杀菌效果检验方法》5.4.5项进行试验)
(1)低温消毒剂(-40℃)进行中和剂鉴定试验，试验重复三次。
(3)低温消毒剂(-40℃)作用时间为5min、10min和15min。将配制好的低温消毒剂(-40℃)放置于-40℃，菌片室温干燥后放置于-40℃，确保试验前低温消毒剂(-40℃)和菌片温度达到-40℃。将菌片浸没于消毒剂中，每片菌片需5mL消毒剂。试验重复三次。
3.结论
(1)低温消毒剂(-40℃)，0.5％的硫代硫酸钠、0.5％的卵磷脂和2％吐温-80的0.03mol/L PBS溶液可有效中和稀释液中和菌体表面残留的该消毒剂对金黄色葡萄球菌的作用，且中和剂和中和产物对金黄色葡萄球菌及培养基无不良影响，表明该中和剂合格。
(2)低温消毒剂(-40℃)，分别作用5min、10min和15min，对金黄色葡萄球菌的平均杀灭对数值均＞3.00，消毒效果合格(表3)。
表3对金黄色葡萄球菌的杀灭效果
Figure GDA0002983633820000061
B.大肠杆菌杀灭试验
1.试剂与器材
(1)菌株：大肠杆菌8099
(2)低温消毒剂(-40℃)有效成分及含量如表4所示
(3)中和剂：0.5％的硫代硫酸钠、0.5％的卵磷脂和2％吐温-80的0.03mol/L PBS溶液
(4)稀释液：胰蛋白胨生理盐水溶液(TPS)
(5)培养基：胰蛋白胨大豆琼脂培养基(TSA)
(6)有机干扰物：胰蛋白胨大豆肉汤培养基(TSB)
2.方法(参照《消毒技术规范》(2002年版)2.1.1.7.5项进行试验)
(1)低温消毒剂(-40℃)作用时间为5min、10min和15min。将配制好的低温消毒剂(-40℃)放置于-40℃，菌片室温干燥后放置于-40℃，确保试验前低温消毒剂(-40℃)和菌片温度达到-40℃。将菌片浸没于消毒剂中，每片菌片需5mL消毒剂。试验重复三次。
3.结论
低温消毒剂(-40℃)，分别作用5min、10min和15min，对大肠杆菌的平均杀灭对数值均＞3.00，消毒效果合格(表4)。
表4对大肠杆菌的杀灭效果
Figure GDA0002983633820000062
Figure GDA0002983633820000071
C.病毒灭活试验
1.试剂与器材
(1)实验用病毒株：脊髓灰质炎病毒Ⅰ型(poliovirus-Ⅰ，PV-Ⅰ)疫苗株；
(2)vero细胞
(3)各配方的低温消毒剂(-40℃)有效成分及含量如表5所示
(4)中和剂：0.3％的硫代硫酸钠、3％的卵磷脂和2％吐温-80的0.03mol/L PBS溶液
(5)细胞维持培养液
(6)细胞完全培养液
(7)胎牛血清或新生牛血清
(8)96孔培养板
(9)倒置显微镜
2.方法(参照《消毒技术规范》(2002年版)2.1.1.10项进行试验)
(1)低温消毒剂(-40℃)进行中和剂鉴定试验，试验重复三次。
(2)低温消毒剂(-40℃)作用时间为10min、15min和20min。将配制好的低温消毒剂(-40℃)放置于-40℃，病毒载体片室温干燥后放置于-40℃，确保试验前低温消毒剂(-40℃)和病毒载体片温度达到-40℃。试验重复三次。
3.结论
(1)低温消毒剂(-40℃)，0.3％的硫代硫酸钠、3％的卵磷脂和2％吐温-80的0.03mol/L PBS溶液可有效中和稀释液中和病毒载体片表面残留的该消毒剂对脊髓灰质炎病毒疫苗株的作用，且中和剂和中和产物对脊髓灰质炎病毒疫苗株及细胞无不良影响，表明该中和剂合格。
(2)低温消毒剂(-40℃)，分别作用10min、15min和20min，对脊髓灰质炎病毒疫苗株的平均杀灭活对数值均＞3.00，消毒效果合格(见表5)。
表5对脊髓灰质炎病毒疫苗株的灭活效果
Figure GDA0002983633820000081
(二)冷藏物品外包装现场实验
1.试剂与器材
(1)菌株
金黄色葡萄球菌ATCC 6538，大肠杆菌8099
(2)试剂和培养基
中和剂：0.5％硫代硫酸钠、0.5％卵磷脂和2％吐温-80的0.03mol/L PBS(经中和剂试验鉴定合格)。
稀释液：胰蛋白胨生理盐水溶液(TPS)
有机干扰物：胰蛋白胨大豆肉汤培养基(TSB)
培养基：胰蛋白胨大豆琼脂培养基(TSA)
低温消毒剂(-40℃)：按照实施例1的配方，用双层玻璃反应釜配制低温消毒剂(-40℃)100L，有效氯浓度为4892mg/L
(3)器材
载体：布片1cm×1cm，压力蒸汽灭菌后备用。
不锈钢镊子，压力蒸汽灭菌后备用。
海韵一剑高速微米喷雾消毒机
双层玻璃反应釜：容积为100L
冷链物品外包装模拟物：纸箱58cm×38cm×34cm
2.方法(参照《消毒技术规范》(2002年版)2.1.2.2项进行试验)
(1)染菌载体制备
使用TSB将24h新鲜斜面培养物稀释至所需的浓度，确保对照组回收菌量为1×106CFU/片-5×106CFU/片，分别吸取金黄色葡萄球菌、大肠杆菌菌液10μL滴染于布片载体上，室温放置约10min，干燥后备用。
(3)菌片布点
分别在纸箱前、后、左、右、上、下六个面布点，每个面选择两个位点粘两片替钉胶，将大头针固定在替钉胶上，用无菌镊子夹取菌片插入大头针，每个点位放置1片，纸箱每一面有金黄色葡萄球菌和大肠杆菌菌片各一片。操作过程中应注意无菌操作，菌片不与替钉胶和纸箱接触。粘好菌片的纸箱放置于-40℃冷库30min以上，确保菌片达到-40℃。每种菌取3片菌片，作为阳性对照组，与试验组一起放入冷库。
(4)消毒处理
将带有菌片的纸箱从冷库取出后，立即置于海韵一剑高速微米喷雾消毒机(已装有低温消毒剂)进行六面消毒，喷淋时间约15s，用量以菌片完全喷湿为准，消毒作用10min后，以无菌操作方式将菌片分别放入10mL中和剂。
将阳性对照菌片取出后分别放入10mL稀释液。
试验重复3次。
(5)菌落计数
将试验组和阳性对照组样本4h内送至实验室进行菌落计数，37℃培养箱中培养48h观察结果。同时设立阴性对照(同批次试验的培养基)。
3.结论
低温消毒剂(-40℃)装入海韵一剑高速微米喷雾消毒机，对纸箱外表面进行六面消毒，喷淋15s，消毒作用10min，对纸箱外表面金黄色葡萄球菌杀灭对数值均＞3.00，达到消毒合格要求(见表6)。
表6、
Figure GDA0002983633820000091
Figure GDA0002983633820000101
低温消毒剂(-40℃)装入海韵一剑高速微米喷雾消毒机，对纸箱外表面进行六面消毒，喷淋15s，消毒作用10min，对纸箱外表面大肠杆菌杀灭对数值均＞3.00，达到消毒合格要求(见表7)。
表7
Figure GDA0002983633820000102
(三)冷库现场实验
1.试剂与器材
(1)菌株
金黄色葡萄球菌ATCC 6538，大肠杆菌8099
(2)试剂和培养基
中和剂：0.5％硫代硫酸钠、0.5％卵磷脂和2％吐温-80的0.03mol/L PBS(经中和剂试验鉴定合格)
稀释液：胰蛋白胨生理盐水溶液(TPS)
有机干扰物：胰蛋白胨大豆肉汤培养基(TSB)
培养基：胰蛋白胨大豆琼脂培养基(TSA)
(3)器材
载体：布片1cm×1cm，压力蒸汽灭菌后备用
不锈钢镊子，压力蒸汽灭菌后备用
喷雾器：海韵一剑消毒喷雾器
(4)消毒剂
低温消毒剂(-40℃)：按照实例1进行配置，用双层玻璃反应釜配制低温消毒剂(-40℃)100L。
2.方法(参照《消毒技术规范》(2002年版)2.1.2.2项进行试验)
(1)染菌载体制备
使用TSB将24h新鲜斜面培养物稀释至所需的浓度，确保对照组回收菌量为1×106CFU/片-5×106CFU/片，分别吸取金黄色葡萄球菌、大肠杆菌菌液各10μL滴染于布片载体上，室温放置约10min，干燥后备用。
(2)菌片布点
在-40℃冷库的前、后、左、右及中间均匀放置20个平皿，每个平皿放置一片菌片，10个金黄色葡萄球菌菌片和10个大肠杆菌菌片。每种菌取3片菌片，作为阳性对照组，与试验组一起放入冷库。
(4)消毒处理
菌片在-40℃冷库放置30min以上，确保菌片温度为-40℃。使用海韵一剑消毒喷雾器(已装有低温消毒剂)对冷库进行喷洒消毒，消毒剂用量为200mL/m2，确保每片菌片都被浸湿，消毒作用10min，以无菌操作方式将菌片分别放入10mL中和剂。
在冷库消毒前，将阳性对照菌片取出，分别放10mL稀释液。
试验重复3次。
(5)菌落计数
将试验组和阳性对照组样本4h内送至实验室进行菌落计数，37℃培养箱中培养48h观察结果。同时设立阴性对照(同批次试验的培养基)。
3.结论
低温消毒剂(-40℃)装入海韵一剑消毒喷雾机，对-40℃冷库进行消毒，消毒作用10min，对染于布片载体上的金黄色葡萄球菌杀灭对数值均＞3.00，达到消毒合格要求。
表8对冷库中金黄色葡萄球菌的杀灭效果
Figure GDA0002983633820000121
低温消毒剂(-40℃)装入海韵一剑消毒喷雾机，对-40℃冷库进行消毒，消毒作用10min，对染于布片载体上的大肠杆菌杀灭对数值均＞3.00，达到消毒合格要求。
表9对冷库中大肠杆菌的杀灭效果
Figure GDA0002983633820000122
Figure GDA0002983633820000131
实施例7、低温消毒剂对金属腐蚀性试验
(一)材料
1.消毒剂：实施例1配制的低温消毒剂(-40℃)
2.金属片：碳钢GB 700-65、铝GB1173-74、铜GB2060-80、不锈钢GB1220-75四种金属片，直径为24±0.1mm，厚度为1.0mm。
3.器材：分析天平(精确度0.0001g)Sartorios Basic编号1115、浸泡容器(带盖玻璃缸，容积为1000mL)
(二)方法(按《消毒技术规范》(2002年版)2.2.4项进行试验)
1.按照配方在实验室配制低温消毒剂(-40℃)，连续浸泡72h，每天换液，称取处理前后各种金属片的重量，计算失重值。
2.试验温度20℃～22℃，相对湿度30％～35％。
(三)结论
低温消毒剂(-40℃)在温度20℃～22℃，相对湿度30％～35％条件下进行试验，对不锈钢、碳钢为中度腐蚀，对铜、铝为重度腐蚀。

Claims (9)

1.一种低温消毒剂，所述低温消毒剂有效氯浓度为3600 mg/L～5000 mg/L，其来自于二氯异氰尿酸钠，100mL的低温消毒剂含有氯化钙29-35g，季铵盐0.1-0.5 g,乙醇10-30mL，乙二醇10-20 mL，其余为水。
2.一种低温消毒剂，所述低温消毒剂有效氯浓度为3600 mg/L～5000 mg/L，其来自于二氯异氰尿酸钠，100mL的低温消毒剂含有氯化钙29-35g，季铵盐0.1-0.5 g,乙醇10-30mL，乙二醇10-20 mL，氯化钠0-10g，其余为水。
3.根据权利要求1或2所述的低温消毒剂，其特征在于：所述低温消毒剂中，所述季铵盐为十二烷基二甲基苄基氯化铵。
4.权利要求1-3中任一项所述的低温消毒剂在低温下杀灭细菌和病毒的应用；所述应用中，所述低温为低于-40℃的温度，所述细菌为金黄色葡萄球菌和/或大肠杆菌；
所述病毒为脊髓灰质炎病毒疫苗株、冠状病毒。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述病毒为新型冠状病毒、SARS病毒、MERS病毒。
6.一种适用于-40℃低温冷库环境消毒的方法，为：在-40℃低温冷库内喷洒权利要求1-3中任一项所述的低温消毒剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：喷洒量为200-300mL/m2，喷洒后作用时间不少于10min。
8.一种适用于-40℃低温货物外包装表面的消毒方法，为：向-40℃低温货物外包装表面喷洒权利要求1-3中任一项所述的低温消毒剂，或，采用权利要求1-3中任一项所述的低温消毒剂对-40℃低温货物外包装进行浸泡消毒。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：喷洒用量以完全喷湿为准，喷洒后作用时间不少于10 min；
所述浸泡消毒的操作为：将-40℃低温货物外包装放入所述低温消毒剂中，全部浸没，消毒作用时间不少于10 min。
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