CN113694226A - 一种紫外杀菌缓蚀剂协同杀菌消毒和抗生物附着的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于抗微生物污损控制技术领域，具体涉及一种紫外杀菌缓蚀剂协同杀菌消毒和抗生物附着的方法，包括：将基底材料置于缓蚀杀菌剂氛围中，并同时使用紫外光对基底进行照射。本发明与单一的杀菌剂或紫外杀菌处理方法相比，通过利用杀菌剂和紫外的协同作用，显著提高了对微生物的杀灭效率，显著降低了微生物在材料表面附着的密度，抑制了材料表面生物膜的形成。同时在提高杀菌效率的前提下，降低杀菌剂的使用浓度和紫外照射强度及时间，减少了杀菌剂对环境的污染，提高紫外灯的使用寿命，在空调系统、海洋船舶等涉及到微生物的杀菌消毒和抗附着污损领域具有重要的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于抗微生物污损控制技术领域，具体涉及一种紫外杀菌缓蚀剂协同杀菌消毒和抗生物附着的方法。
技术背景
空调的输风管道和冷却水及空调内外机内部等环境是许多微生物的滋生地和输送源，而在有空调的环境中密封性较高、空气流动性差、自净能力降低，温度、湿度适宜，空气容易受到微生物污染，引起呼吸道传染疾病的传播。受“非典”疫情影响，再加之频繁出现的“空调病”，空调也刮起了健康风，带有杀菌功能的空调逐渐出现在人们的视野。抗菌空调是在空调里加装杀菌光灯管、滤网和纳米材料等对进出空调的空气进行杀菌消毒。
紫外线能杀灭细菌、真菌等微生物，将其应用于空调系统的消毒杀菌，具有无二次污染、广谱杀菌和无刺激性气味等优点。紫外线主要通过破坏微生物的核酸实现杀菌作用，但紫外线的杀菌消毒效果与辐照强度和照射时间有关，还有紫外的安装方式和位置、微生物种类数量和紫外线的穿透力及反射等因素也会对杀菌效果产生影响。紫外线照射时间越长、强度越大，杀菌消毒效果越好。但空气在空调中停留时间较短，微生物的种类多样数量大，所以紫外条件下的空调杀菌效果很差，有待改善。同时长时间高强度的紫外照射会加速一些空调高分子材料的老化，出现泛黄、变脆、龟裂、表面失去光泽和机械强度下降等现象，导致空调使用寿命缩短。紫外长时间辐射会促进微生物变异，给微生物控制带来了很大的困难。
单独使用杀菌剂可以直接杀死空调中的微生物，但一方面杀菌剂的大量使用会增加环境的负荷，带来很多环境问题，另一方面微生物长期处于杀菌剂环境中还会产生抗药性，从而显著地降低杀菌剂的杀菌效率，因此单纯将杀菌剂用于空调杀菌也很难达到很好的杀菌效果。另外，海洋环境中由微生物导致的生物污损问题也是限制海洋经济发展的一大因素，传统的方法包括单纯的使用抗菌涂层对于杀菌和抗生物污损效果较差。因此，为了提高杀菌消毒效率及抗生物污损能力，有必要采用多种方法联合，通过耦合协同作用，显著地提高杀菌效率，达到控制微生物污染和生物污损的目的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供了一种紫外杀菌缓蚀剂协同杀菌消毒和抗生物附着的方法。
本发明通过的目的通过以下技术方案予以实现：
一种紫外杀菌缓蚀剂协同杀菌消毒和抗生物附着的方法，包括：将基底材料置于缓蚀杀菌剂氛围中，并同时使用紫外光对基底进行照射。
上述方法利用缓蚀杀菌剂和紫外光的协同耦合作用，显著提高了杀菌效率及降低了微生物在材料表面的附着。
优选地，所述缓蚀杀菌剂为气相或也想缓蚀杀菌剂。
优选地，所述气相缓蚀杀菌剂为苯扎氯氨。
优选地，所述气相缓蚀杀菌剂的浓度为5～300mg/L，更优选地，所述杀菌剂的浓度为10mg/L。
优选地，所述紫外光的强度为4～200μW/cm2，更优选地，紫外的强度为30μW/cm2。上述紫外光采用紫外灯等光源进行照射。
优选地，所述紫外光照射时间为0.5～336h，更优选地，所述紫外的照射时间为12h。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明公开的一种紫外杀菌缓蚀剂协同杀菌消毒和抗生物附着的方法，对铜绿假单胞菌和霉菌微生物具有更好的杀生作用。可以应用在空调、船舶等杀菌消毒和抗微生物附着污损领域中的应用。本发明个与单一的杀菌剂或紫外杀菌处理方法相比，通过利用杀菌剂和紫外的协同作用，显著提高了对微生物的杀灭效率，显著降低了微生物在材料表面附着的密度，抑制了材料表面生物膜的形成。同时在提高杀菌效率的前提下，降低杀菌剂的使用浓度和紫外照射强度及时间，减少了杀菌剂对环境的污染，提高紫外灯的使用寿命，在空调系统、海洋船舶等涉及到微生物的杀菌消毒和抗附着污损领域具有重要的应用前景。
附图说明
图1为杀菌消毒和抗微生物污损测试装置的结构示意图；
图2不同浓度杀菌剂苯扎氯铵(BKC)条件下12h后铜绿假单胞菌菌量测试结果；
图3为空白对照条件下12h后铜绿假单胞菌菌量测试固体平板图；
图4为10mg/L苯扎氯铵(BKC)条件下12h后铜绿假单胞菌菌量测试固体平板图；
图5为10w紫外(UV)条件下12h后铜绿假单胞菌菌量测试固体平板图；
图6为苯扎氯铵(BKC)和紫外(UV)条件下12h后铜绿假单胞菌菌量测试固体平板图，其中杀菌剂苯扎氯铵浓度为10mg/L，所用UV灯功率为10w，强度为30μW/cm2；
图7为紫外(UV)、杀菌剂苯扎氯铵(BKC)及二者协同条件下12h后铜绿假单胞菌菌量测试结果，其中杀菌剂苯扎氯铵浓度为10mg/L，所用UV灯功率为10w，强度为30μW/cm2；
图8为紫外(UV)、杀菌剂苯扎氯铵(BKC)及二者协同条件下12h后曲霉菌量测试结果，其中杀菌剂浓度为10mg/L，所用UV灯功率为10w，强度为30μW/cm2；
图9为紫外(UV)、杀菌剂苯扎氯铵(BKC)及二者协同条件下48h后Q235钢表面铜绿假单胞菌菌量测试结果，其中杀菌剂浓度为10mg/L，所用UV灯功率为10w，强度为30μW/cm2。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例和对比例将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
除特殊说明，本实施例中所用的设备均为常规实验设备，所用的材料、试剂无特殊说明均为市售得到，无特殊说明的实验方法也为常规实验方法。
以下实施例、实验例中，测试时所用的生理盐水为含有0.85％的NaCl溶液，铜绿假单胞菌的菌液所用培养基包括5g/L酵母浸膏，10g/L蛋白胨，10g/L NaCl，pH值为7.0。霉菌菌液所用的培养基为20％的土豆浸汁中含2％的葡萄糖和3％的NaCl；用于平板计数的固体培养基为相应微生物的培养基加入2％的琼脂。
实施例1原位杀菌消毒和抗微生物污损测试装置的搭建
搭建如图1所示的杀菌消毒和抗微生物污损测试装置，左图为UV协同缓蚀杀菌剂液相杀菌装置示意图，紫外灯位于测试溶液一侧，正对着测试溶液，紫外灯光线垂直于测试溶液，控制紫外灯和测试溶液菌量在5-50cm之间，缓蚀杀菌剂直接加入到测试微生物菌液中，调控不同的是缓蚀杀菌剂浓度5-300mg/L。对于右图UV协同缓蚀杀菌剂气相杀菌装置示意图，紫外灯位于测试材料表面一层，紫外灯光线垂直于测试材料表面，控制紫外灯和测试材料表面距离在5-50cm之间。所用缓蚀杀菌剂置于紫外灯和材料表面中间，开口放置，通过缓蚀杀菌剂的挥发以及其在材料表面的吸附，协同紫外光起到杀菌和抗微生物污损的目的。
实验例
单一的苯扎氯氨(BKC)条件下的杀菌效果测试
在无菌操作台上，向6个500mL透明玻璃瓶中分别装入100mL生理盐水，再加入1mL铜绿假单胞菌的菌液，分别加入杀菌剂苯扎氯氨使其浓度分别为0mg/L、10mg/L、20mg/L、40mg/L、60mg/L和80mg/L，培养12h后，对测试溶液按1：1，1：10，1：100，1：1000进行稀释，然后通过平板菌落计数法培养24小时，记录平板上的菌落数量。
苯扎氯氨(BKC)和紫外(UV)协同杀菌效果测试
在无菌操作台上，向4个500mL透明玻璃瓶中分别装入100mL生理盐水，再加入2mL铜绿假单胞菌的菌液，4个体系分别为空白对照、紫外照射、10mg/L苯扎氯氨、紫外和苯扎氯氨共存，在不同体系下培养12h后通过平板计数法获得菌落数量。类似地，在上述体系中放入用400#，800#，1000#SiC砂纸打磨打磨后的Q235钢，48小时后取出置于装有一定量生理盐水的烧杯中，用毛刷轻刷Q235钢表面后超声10min获得菌液，再通过平板计数法获得Q235钢表面铜绿假单胞菌菌量。然后将上述方法中的2mL铜绿假单胞菌换为4mL霉菌，测试在苯扎氯氨和紫外协同下对霉菌的杀生效果。
如图2所示，随着杀菌剂苯扎氯氨(BKC)浓度增加，杀菌效率提高；当杀菌剂浓度超过60mg/L时，杀菌率达到100％。
如图3～6，在图3空白对照组的平板中，铜绿假单胞菌的菌落相互交叠密集地分布在整个固体培养基上；在图4的10mg/L苯扎氯铵(BKC)条件下，菌落分布类似于空白对照组，但菌落数量有所下降；在图5紫外条件下菌落交叠程度下降，单个菌落分布明显；而在图6的杀菌剂和紫外协同条件下，平板中的菌落数量下降显著，从图3-6的平板照片中可以直观地发现在杀菌剂和紫外的协同条件下铜绿假单胞菌菌落数量明显减少，说明在杀菌剂苯扎氯氨和紫外的协同作用下，杀菌效率显著提高。
如图7所示，在10w的紫外(UV)、10mg/L的杀菌剂苯扎氯铵(BKC)及二者协同条件下12小时后铜绿假单胞菌菌量测试结果表明，杀菌剂作用下菌量下降了不到1个数量级，杀菌率72％，UV作用下菌量下降了2个数量级，杀菌率为99.1％，而在二者协同条件下菌量下降了4个数量级，杀菌率为99.99％，也就是说紫外和杀菌剂可以协同提高对铜绿假单胞菌的杀菌效率。
如图8所示，在10w的紫外(UV)、10mg/L的杀菌剂苯扎氯铵(BKC)及二者协同条件下12小时后土曲霉菌量测试结果表明，杀菌剂作用下菌量下降了1个数量级，杀菌率90％，UV作用下菌量下降了2个数量级，杀菌率99％，而在二者协同条件下菌量下降了3个数量级，杀菌率99.9％，说明紫外和杀菌剂也可以协同提高对霉菌类微生物的杀菌效率。
如图9所示，在10w的紫外(UV)、10mg/L的杀菌剂苯扎氯铵(BKC)及二者协同条件下48小时后Q235钢表面铜绿假单胞菌菌量测试结果表明，和空白相比，单独杀菌剂作用下钢表面菌量下降了2个数量，UV作用下菌量下降了3个数量级，而在二者协同条件下菌量下降了6个数量级，也就是说紫外和缓蚀杀菌剂协同作用下，微生物在金属材料表面的附着量显著的降低，通过紫外和缓蚀杀菌剂协同可以达到降低生物污损的目的。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种紫外杀菌缓蚀剂协同杀菌消毒和抗生物附着的方法，其特征在于，包括：将基底材料置于缓蚀杀菌剂氛围中，并同时使用紫外光对基底进行照射。
2.根据权利要求1所述紫外杀菌缓蚀剂协同杀菌消毒和抗生物附着的方法，其特征在于，所述缓蚀杀菌剂为气相或液相缓蚀杀菌剂。
3.根据权利要求2所述紫外杀菌缓蚀剂协同杀菌消毒和抗生物附着的方法，其特征在于，所述缓蚀杀菌剂为苯扎氯氨。
4.根据权利要求2或3所述紫外杀菌缓蚀剂协同杀菌消毒和抗生物附着的方法，其特征在于，所述气相缓蚀杀菌剂的浓度为5～300mg/L。
5.根据权利要求1所述紫外杀菌缓蚀剂协同杀菌消毒和抗生物附着的方法，其特征在于，所述紫外光的强度为4～200μW/cm2。
6.根据权利要求1或5所述紫外杀菌缓蚀剂协同杀菌消毒和抗生物附着的方法，其特征在于，所述紫外光照射时间为0.5～336h。
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