CN115737858B - 低温等离子体融合紫外专用病原菌新冠病毒消杀技术装置 - Google Patents

低温等离子体融合紫外专用病原菌新冠病毒消杀技术装置

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Abstract

本发明公开了一种低温等离子体融合紫外专用病原菌冠状病毒消杀技术装置，属于消杀技术领域。该装置包括低温等离子体气流式发生器、紫外发生器和气流循环系统；所述紫外发生器位于低温等离子体气流的前方，低温等离子体气流与紫外光融合激发形成的消杀气流喷射到被消杀样品表面，实施样品表面病原菌及冠状病毒的消杀；通过消杀气流循环提高消杀效能及减少O3排放。采用工作电压33±5kV、频率13±5kHz低温等离子体气流、与222±10纳米波长的紫外光融合对6Log10CFU/cm2金黄色葡萄球菌消杀160s全部杀灭，对4.28log10TCID50/cm2冠状病毒(SARS‑CoV‑2)消杀30s全部杀灭。此技术装置对微生物冠状病毒的高效消杀效能，将为现代冷链物流病原菌及冠状病毒消杀专用设备开发提供核心技术装置支撑。

Description

低温等离子体融合紫外专用病原菌新冠病毒消杀技术装置
技术领域
本发明涉及病原菌及冠状病毒消杀技术领域，具体涉及低温等离子体融合紫外专用病原菌冠状病毒消杀技术装置。
背景技术
2021年4月，国家卫生健康委员会发布的《冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第八版)》中指出：“冠状病毒对紫外线和热敏感，56℃30分钟、乙醚、75％乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸和氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒”，主要包括了化学消杀和物理消杀两种基本方式。化学消杀主要是使用含氯类、过氧化物类等有效成分的消毒液进行喷洒或浸泡以达到消杀目的。但由于冷链运输环境温度较低，以雾状喷洒的消毒液会在处理对象表面结霜结冰，影响消毒效果，而且化学药剂对人体健康存在一定的危害，严重影响冷链物流从业人员的健康。物理消杀以紫外线照射为典型，其中253.7nm紫外对病原菌的消杀效果最为理想，但长时间的照射可能引起皮肤癌，影响人身安全。2020年，美国哥伦比亚大学研究发的222nm紫外灯无法穿透皮肤表面和眼睛，对人体比较安全，且对病原菌及冠状病毒有一定的消杀作用。德国杜伊斯堡-埃森大学采用长波365nm(辐照剂量为500mJ/cm2)紫外对6.69log10TCID50/mLSARS-CoV-2处理15min只能减少2个log，而短波254nm(辐照剂量为500mJ/cm2)处理6min就可以减少4.5个log。日本广岛大学病毒学系采用222nm短波紫外(辐照剂量为30mJ/cm2)对6.32log10TCID50/mL冠状病毒(SARS-CoV-2)处理5min，可以减少2.51个log，但不能完全杀灭。
发明内容
本发明的目的是提供了一种低温等离子体融合紫外专用病原菌冠状病毒消杀技术装置，包括低温等离子体气流式发生器和紫外发生器、及和气流循环系统。所述紫外发生器位于低温等离子体气流的前方，低温等离子体气流与222纳米紫外光融合激发形成的消杀气流喷射到被消杀样品表面，实施样品表面病原菌或冠状病毒的消杀，同时通过气流循环系统进行循环利用提高消杀功能并减少O3排放。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种低温等离子体融合紫外专用病原菌及冠状病毒消杀技术装置，其特征在于：该技术装置包括低温等离子体气流式发生器、紫外发生器和气流循环系统；所述紫外发生器位于低温等离子体气流的前方，低温等离子体气流与紫外光融合激发形成的消杀气流喷射到被消杀样品表面，实施样品表面病原菌及冠状病毒的消杀。
上述装置中：所述低温等离子体气流式发生器包括电极管组件、电极管框架、微型风机与风机罩架；所述电极管框架中设有2-5层陶瓷电极管，电极管交叉或平行排列，电极管上下左右间距L为6±2mm；电极管两端在电极框架外相连接一起，并连接到高压电源的两极。
上述装置中：所述紫外发生器由2-5组紫外光源组成，均匀分布在低温等离子体气流平面的前方，待处理样品距紫外光源中心线平面高度为4～5cm，待处理样品距等离子体气流出口面距离8～12cm。
上述装置中：所述气流循环系统包括轴流风机、气体管道、流量传感器组成，通过气体流量传感器-PLC来控制轴流风机来调控低温等离子体气流流量。
上述装置中：所述低温等离子体气流式发生器设置的微型风机在风机罩架上均匀分布，风机平面距离上层电极管中心平面的距离h2为20±5mm；所述微型风机的气流量为1-8m3/min。
上述装置中：所述陶瓷电极管包括陶瓷管外壳、用于填充的金属粉与硅胶封头组成，。所述陶瓷管外壳成分为99.5％Al2O3，外径为15-25mm，壁厚为1-3mm；所述两端采用的硅胶封头材料为SiO2，直径为2±0.5mm铜或铝导线从硅胶封头的中心穿出。
上述装置中：所述陶瓷管内部填充金属粉，金属粉由铝粉、镁粉、铜粉和钛粉组成，各组分重量份数依次为30～60份、30～60份、10～30份和0.1～5份，金属粉粒径为80-150目。
一种利用上述的装置实现病原菌及冠状病毒消杀的方法，其特征在于：将低温等离子体气流与紫外光融合激发形成的低温等离子体融合紫外消杀气流喷射到被消杀样品表面处理30秒～150秒，实施样品表面病原菌及或冠状病毒的消杀；消杀气流同时通过气流循环系统进行循环利用提高消杀功效能及减少O3排放。
上述方法中：所述低温等离子体气流式发生器的工作电压为10-40kV，工作频率为8-20kHz，低温等离子体功率密度为0.5-2.5W/cm2；所述紫外发生器产生的紫外光波长为222±10nm，功率密度为0.25-0.65W/cm2。
本发明的有益效果：
(1)222nm紫外是国际上刚刚推出的一种冠状病毒高效安全消杀新技术，本发明将222nm远紫外技术与低温等离子体技术相结合，形成对人体无害的冠状病毒高效物理场消杀新技术新装备，能实现高效短时杀灭冠状病毒，为大规模大通量现代物流自动化冠状病毒消杀实现“高效、绿色、低碳”提供了一种原创性技术装备支撑。
(2)低温等离子体融合222nm紫外，在保持低温等离子体气流和222nm紫外消杀各自特色优势基础上，通过两者的融合激发，显著提高了对病原菌和冠状病毒的消杀效能，并弥补了各自的缺陷，创制形成的“低温等离子体融合紫外专用病原菌冠状病毒消杀技术装置”，能更好的适应冷链物流、机场海关行李及快递物流等特定场景的冠状病毒消杀。
(3)本发明可通过调控高压电场低温等离子体电压强度、工作频率、气流速度及222nm紫外功率密度等技术参数，优化低温等离子体融合222nm紫外消杀气流强度，降低能耗，并通过气流循环系统进行循环利用提高消杀效能并减少O3排放。
附图说明
图1为低温等离子体融合紫外专用病原菌及冠状病毒消杀技术装置图。
图2为低温等离子体气流装置。
图3为电极管结构示意图。
其中：1为微型风机，2为风机罩架，3为陶瓷电极管，4为排管式电极框架，5为紫外灯管，6为紫外框架，7为实施样品，8为轴流风机，9为流量传感器，10为管道，11为风扇电源，12为低温等离子体电源，13为222纳米紫外电源，14为PLC控制器，15为硅胶封头，16为陶瓷管外壳，17为金属粉；18为导线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
如图1～3，一种低温等离子体融合紫外专用病原菌及冠状病毒消杀技术装置，该装置包括低温等离子体气流式发生器、紫外发生器和气流循环系统。所述紫外发生器位于低温等离子体气流的前方，低温等离子体气流与紫外光融合激发形成的低温等离子体+紫外消杀气流喷射到被消杀样品表面，实施样品表面病原菌及或冠状病毒的消杀，同时通过气流循环系统进行循环利用提高消杀功能并减少O3排放。
所述低温等离子体气流式发生器包括电极管组件、电极管框架、微型风机与风机罩架；所述电极管框架中设有2层陶瓷电极管，每层设有8个电极管，且相连两层电极管交叉排列或平行排列。电极管上下左右间距L为6±2mm；电极管两端在电极框架外相连接一起，并连接到高压电源的两极。
所述紫外发生器由2组紫外光源组成，均匀分布在低温等离子体气流平面的前方。所述气流循环系统包括轴流风机、气体管道、流量传感器组成，通过气体流量传感器-PLC来控制轴流风机来调控低温等离子体气流流量。
所述低温等离子体气流式发生器设置的微型风机在风机罩架上均匀分布，风机平面距离上层电极管中心平面的距离h2为22mm，所述微型风机的气流量为4～5m3/min。
所述陶瓷电极管包括陶瓷管外壳、用于填充的金属粉与硅胶封头组成，所述陶瓷管外壳成分中含有99.5％Al2O3，所述陶瓷管外壳外径为20mm，壁厚为2mm；所述两端采用的硅胶封头材料为SiO2，直径为2±0.5mm铜或铝导线从硅胶封头的中心穿出；所述陶瓷管内部填充金属粉，金属粉由铝粉、镁粉、铜粉和钛粉组成，各组分的重量份数依次为40份、40份、19份和1份，金属粉的粒径为100-120目。所述排管式电极框架和紫外框架的材料均采用聚四氟乙烯。
利用上述装置进行杀菌的方法：将低温等离子体气流与紫外光融合激发形成的消杀气流喷射到被待处理样品表面，处理30秒～150秒，实施样品表面病原菌及或冠状病毒的消杀；消杀气流同时通过气流循环系统进行循环利用提高消杀效能及减少O3排放。
具体案例如下：
实施例一：不同高压电场工作频率低温等离子体融合222nm紫外对病原菌的消杀效果
分别吸取10μL 108CFU/mL金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)悬液滴染至1cm×1cm的石英玻璃片(经过脱脂和消毒)上，均匀涂抹1cm2，室温干燥。将干燥后的玻璃片进行不同处理(样品距等离子体气流出口面距离9±0.5cm，距紫外光源中心线平面高度为4.3±0.2cm)①先低温等离子体(30s)+后222nm紫外(30s)、②先222nm紫外(30s)+后低温等离子体(30s)、③先低温等离子体(60s)+后222nm紫外处理(60s)、④先222nm紫外(60s)+后低温等离子体(60s)、⑤低温等离子体融合222nm紫外一体化(30s，本发明设备)和⑥低温等离子体融合222nm紫外一体化(60s，本发明设备)，分别标记为CP+UV-1、UV+CP-1、CP+UV-2、UV+CP-2、UV-CP-1一体化、UV-CP-2一体化。未处理组为对照组；处理组：低温等离子体气流式发生器的工作电压为33±5kV，高压电场工作频率分别为8.5kHz和19kHz。处理参数：低温等离子体功率密度2.5W/cm2，紫外功率密度0.6W/cm2，紫外发生器的波长为222nm。陶瓷电极网2层，电极网平行排列。通过平板计数法，确定其抑菌效果。
表1不同高压电场工作频率对金黄色葡萄球菌影响
由表1可以看出，对照组金黄色葡萄球菌数量为6.41±0.12Log10 CFU/cm2，经过不同处理后，同一组中：UV-CP-1一体化组始终低于CP+UV-1、UV+CP-1组；UV-CP-2一体化组始终低于CP+UV-2、UV+CP-2组，说明低温等离子体融合222nm紫外一体化处理的杀菌效果显著性高于先后顺序处理组；不同组中：8.5kHz和19kHz的UV-CP-2一体化的金黄色葡萄球菌数量分别为1.78±0.23和1.83±0.12Log10 CFU/cm2，分别杀灭4.63和4.58个Log值，且高压电场工作频率为8.5kHz和19kHz的无显著性差异(p>0.05)。因此优选高压电场工作频率为8.5kHz进行接下来实验。
实施例二：不同功率密度低温等离子体融合222nm紫外对金黄色葡萄球菌消杀效果
分别吸取10μL 108CFU/mL金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)悬液滴染至1cm×1cm的石英玻璃片(经过脱脂和消毒)上，均匀涂抹1cm2，室温干燥。将干燥后的玻璃片进行不同处理(样品距等离子体气流出口面距离9±0.5cm，距紫外光源中心线平面高度为4.3±0.2cm)①先低温等离子体(30s)+后222nm紫外(30s)、②先222nm紫外(30s)+后低温等离子体(30s)、③先低温等离子体(60s)+后222nm紫外处理(60s)、④先222nm紫外(60s)+后低温等离子体(60s)、⑤低温等离子体融合222nm紫外一体化(30s)和⑥低温等离子体融合222nm紫外一体化(60s)，分别标记为CP+UV-1、UV+CP-1、CP+UV-2、UV+CP-2、UV-CP-1一体化、UV-CP-2一体化。未处理组为对照组，处理组：低温等离子体功率密度分别为0.5、1.0、1.5、2.0和2.5W/cm2。处理参数：低温等离子体气流式发生器的工作电压为33±5kV，高压电场工作频率为8.5kHz，紫外发生器的波长为222nm，紫外功率密度0.6W/cm2。陶瓷电极网2层，电极网平行排列。通过平板计数法，确定其抑菌效果。
表2低温等离子体功率密度对金黄色葡萄球菌影响
由表2可以看出，对照组金黄色葡萄球菌数量为6.41±0.07Log10 CFU/cm2，经过不同处理后，同一组中：UV-CP-1一体化组始终低于CP+UV-1、UV+CP-1组；UV-CP-2一体化组始终低于CP+UV-2、UV+CP-2组，说明低温等离子体融合222nm紫外一体化处理的杀菌效果显著性高于先后顺序处理组；不同组中：功率密度为0.5、1.0、1.5、2.0和2.5W/cm2 UV+CP的金黄色葡萄球菌数量分别为：2.47±0.34、2.35±0.24、1.73±0.16、1.47±0.04和1.09±0.10Log10 CFU/cm2，分别杀灭3.94、4.05、4.67、4.93和5.31个Log值，随着功率密度增加，杀菌效果越强。因此优选低温等离子体功率密度为2.5W/cm2进行接下来实验。
实施例三：低温等离子体融合222nm紫外对金黄色葡萄球菌的消杀效果试验
分别吸取10μL 108CFU/mL金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)悬液滴染至1cm×1cm的石英玻璃片(经过脱脂和消毒)上，均匀涂抹1cm2，室温干燥。将干燥后的玻璃片进行不同处理(样品距等离子体气流出口面距离9±0.5cm，距紫外光源中心线平面高度为4.3±0.2cm)①先低温等离子体(30s)+后222nm紫外(30s)、②先222nm紫外(30s)+后低温等离子体(30s)、③先低温等离子体(60s)+后222nm紫外处理(60s)、④先222nm紫外(60s)+后低温等离子体(60s)、⑤低温等离子体融合222nm紫外一体化(30s)和⑥低温等离子体融合222nm紫外一体化(60s)，分别标记为CP+UV-1、UV+CP-1、CP+UV-2、UV+CP-2、UV-CP-1一体化、UV-CP-2一体化。未处理组为对照组，处理组：紫外发生器的波长为222nm，紫外功率密度分别为0.2、0.4和0.6W/cm2。处理参数：低温等离子体气流式发生器的工作电压为33±5kV，高压电场工作频率为8.5kHz，低温等离子体功率密度2.5W/cm2。陶瓷电极网2层，电极网平行排列。通过平板计数法，确定其抑菌效果。
表3不同紫外功率密度对金黄色葡萄球菌影响
由表3可以看出，对照组金黄色葡萄球菌数量为6.38±0.32Log10 CFU/cm2，经过不同处理后，同一组中：UV-CP-1一体化组始终低于CP+UV-1、UV+CP-1组；UV-CP-2一体化组始终低于CP+UV-2、UV+CP-2组，说明低温等离子体融合222nm紫外一体化处理的杀菌效果显著性高于先后顺序处理组；不同组中：0.2、0.4和0.6W/cm2的UV+CP的金黄色葡萄球菌数量分别为2.24±0.14、2.18±0.06和1.76±0.05Log10 CFU/cm2，分别杀灭4.14、4.20和4.62个Log值，且紫外功率密度为0.2和0.4W/cm2的无显著性差异(p>0.05)，但它们和紫外功率密度为0.6W/cm2存在显著性差异(p<0.05)。因此优选紫外功率密度为0.6W/cm2进行接下来实验。
实施例四：不同电极管网层数低温等离子体融合222nm紫外对金黄色葡萄球菌的消杀效果试验
分别吸取10μL 108CFU/mL金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)悬液滴染至1cm×1cm的石英玻璃片(经过脱脂和消毒)上，均匀涂抹1cm2，室温干燥。将干燥后的玻璃片进行不同处理(样品距等离子体气流出口面距离9±0.5cm，距紫外光源中心线平面高度为4.3±0.2cm)①先低温等离子体(30s)+后222nm紫外(30s)、②先222nm紫外(30s)+后低温等离子体(30s)、③先低温等离子体(60s)+后222nm紫外处理(60s)、④先222nm紫外(60s)+后低温等离子体(60s)、⑤低温等离子体融合222nm紫外一体化(30s)和⑥低温等离子体融合222nm紫外一体化(60s)，分别标记为CP+UV-1、UV+CP-1、CP+UV-2、UV+CP-2、UV-CP-1一体化、UV-CP-2一体化。未处理组为对照组，处理组：电极管网层数分别为1层、2层和3层。处理参数：低温等离子体气流式发生器的工作电压为33±5kV，高压电场工作频率为8.5kHz，低温等离子体功率密度2.5W/cm2，紫外发生器的波长为222nm，紫外功率密度0.6W/cm2，电极网平行排列。通过平板计数法，确定其抑菌效果。
表4不同电极管网层数对金黄色葡萄球菌影响
由表4可以看出，对照组金黄色葡萄球菌数量为6.50±0.19Log10 CFU/cm2，经过不同处理后，同一组中：UV-CP-1一体化组始终低于CP+UV-1、UV+CP-1组；UV-CP-2一体化组始终低于CP+UV-2、UV+CP-2组，说明低温等离子体融合222nm紫外一体化处理的杀菌效果显著性高于先后顺序处理组；不同组中：1层、2层和3层的UV+CP的金黄色葡萄球菌数量分别为2.45±0.09、1.65±0.13和2.08±0.17Log10 CFU/cm2，分别杀灭4.05、4.85和4.42个Log值，且不同电极管网层数均存在显著性差异(p<0.05)。因此优选电极管网层数为2层进行接下来实验。
实施例五：不同电极管网排列方式低温等离子体融合222nm紫外对金黄色葡萄球菌的消杀效果试验
分别吸取10μL 108CFU/mL金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)悬液滴染至1cm×1cm的石英玻璃片(经过脱脂和消毒)上，均匀涂抹1cm2，室温干燥。将干燥后的玻璃片进行不同处理(样品距等离子体气流出口面距离9±0.5cm，距紫外光源中心线平面高度为4.3±0.2cm)①先低温等离子体(30s)+后222nm紫外(30s)、②先222nm紫外(30s)+后低温等离子体(30s)、③先低温等离子体(60s)+后222nm紫外处理(60s)、④先222nm紫外(60s)+后低温等离子体(60s)、⑤低温等离子体融合222nm紫外一体化(30s)和⑥低温等离子体融合222nm紫外一体化(60s)，分别标记为CP+UV-1、UV+CP-1、CP+UV-2、UV+CP-2、UV-CP-1一体化、UV-CP-2一体化。未处理组为对照组，处理组：电极管网排列方式分别为交叉和平行。处理参数：低温等离子体气流式发生器的工作电压为33±5kV，高压电场工作频率为8.5kHz，低温等离子体功率密度2.5W/cm2，紫外发生器的波长为222nm，紫外功率密度0.6W/cm2，所述气流循环系统中低温等离子体气流流量为4-6m3/min。陶瓷电极网2层。通过平板计数法，确定其抑菌效果。
表5不同电极管网排列方式对金黄色葡萄球菌影响
由表5可以看出，对照组金黄色葡萄球菌数量为6.83±0.24Log10 CFU/cm2，经过不同处理后，同一组中：UV-CP-1一体化组始终低于CP+UV-1、UV+CP-1组；UV-CP-2一体化组始终低于CP+UV-2、UV+CP-2组，说明低温等离子体融合222nm紫外一体化处理的杀菌效果显著性高于先后顺序处理组；不同组中：交叉和平行的UV+CP的金黄色葡萄球菌数量分别为1.32±0.16和1.83±0.15Log10 CFU/cm2，分别杀灭5.51和5.00个Log值，且不同电极管网排列方式存在显著性差异(p<0.05)。因此优选电极管网排列方式为交叉方式进行接下来实验。
实施例六：低温等离子体融合222nm紫外不同处理时间对金黄色葡萄球菌的杀灭效果试验
分别吸取10μL 108CFU/mL金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)悬液滴染至1cm×1cm的石英玻璃片(经过脱脂和消毒)上，均匀涂抹1cm2，室温干燥。将干燥后的玻璃片放入培养皿中，分别进行不同处理时间的低温等离子体融合222nm紫外处理(样品距等离子体气流出口面距离9±0.5cm，距紫外光源中心线平面高度为4.3±0.2cm)。未处理组为对照组，处理组：处理时间分别为20、40、60、80、100、120、140和160s。处理参数：低温等离子体气流式发生器的工作电压为33±5kV，高压电场工作频率为8.5kHz，低温等离子体功率密度2.5W/cm2，紫外功率密度0.6W/cm2，陶瓷电极网2层，电极网平行排列。通过平板计数法，确定其抑菌效果。用温度测量仪测不同处理时间低温等下低温离子体融合222nm紫外的样品表面温度变化。
表6不同处理时间对金黄色葡萄球菌影响
处理时间(s) 金黄色葡萄球菌数(Log10 CFU/cm2) 杀菌率(％) 温度(℃)
control 6.47±0.06 - 22.4
20 5.69±0.07 80.7478 24.5
40 3.54±0.26 99.8643 25.5
60 1.93±0.06 99.9967 27.1
80 1.83±0.07 99.9973 28.7
100 1.50±0.15 99.9988 29.4
120 1.26±0.06 99.9993 30.6
140 0.79±0.33 99.9998 31.5
160 0 100.0000 32.5
由表6可以看出，对照组金黄色葡萄球菌数量为6.47±0.06Log10 CFU/cm2，经过低温等离子体融合222nm紫外处理后，处理时间为20、40、60、80、100、120和140s的金黄色葡萄球菌数量分别为：5.69±0.06、3.54±0.26、1.93±0.06、1.83±0.07、1.50±0.15、1.26±0.06和0.79±0.33Log10 CFU/cm2，分别杀灭0.78、2.93、4.54、4.63、4.97、5.20和5.68个Log值；当处理时间在160s，全部金黄色葡萄球菌杀灭。随着处理时间增加，杀菌效果越好；随着处理时间增加，样品表面温度呈降上升趋势，温度始终在34℃以下。
实施例七：低温等离子体融合222nm紫外对新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的消杀试验
根据上述6个实施例以金黄色葡萄球菌为消杀对象的试验优化结果，并实施例以新型冠状病毒(SARS-CoV-2)为靶向消杀对象，实施消杀效果试验。
在20℃环境温度、50％相对湿度条件下，分别吸取10μL 107TCID 50/mL的冠状病毒(SARS-CoV-2：BetaCoV/JS02/Human/2019)悬液滴染至1cm×1cm的石英玻璃片(经过脱脂和消毒)上，均匀涂抹1cm2，静置干燥。将干燥后的玻璃片放入培养皿中，分别进行不同处理时间的低温等离子体融合222nm紫外处理(样品距等离子体气流出口面距离9±0.5cm，距紫外光源中心线平面高度为4.3±0.2cm)。未处理组为阳性对照组(病毒对照组)和阴性对照组(细胞对照组)，处理组：处理时间分别为20、40、60、80、100、120、140和160s。处理参数：低温等离子体气流式发生器的工作电压为33±5kV，高压电场工作频率为8.5kHz，低温等离子体功率密度2.5W/cm2，所述紫外发生器的波长为222nm，紫外功率密度0.6W/cm2，陶瓷电极网2层，电极网平行排列。通过TCID 50病毒滴度测定方法，确定冠状病毒(SARS-CoV-2)的感染力。(实验材料由江苏省疾病预防控制中心提供，实验在江苏省疾病预防控制中心P3实验室进行实验)。用温度测量仪测不同处理时间低温等下低温离子体融合222nm紫外的样品表面温度变化。臭氧含量用臭氧检测器检测。处理参数：高压电场工作频率为8.5kHz，低温等离子体功率密度2.5W/cm2，紫外功率密度0.6W/cm2，陶瓷电极网2层，电极网平行排列，处理时间60s。
表7臭氧和温度变化
时间(s) 臭氧(ppm) 温度(℃)
0 1100 19.1
30 1090 22.1
60 1020 24.5
90 1000 26.1
120 1112 29.3
150 1077 29.8
表8新型冠状病毒消杀情况
组别 冠状病毒滴度(log10TCID50/cm2) 杀灭率(％)
阳性对照组 4.28 —
阴性对照组 0 —
30s 0 100
60s 0 100
90s 0 100
120s 0 100
150s 0 100
由表7、和表8可以看出，经过低温等离子体融合222nm紫外处理后，处理时间为30、60、90、120和150s冠状病毒均未检测到，杀灭率均为100％。阴性对照组细胞生长正常，阳性对照组病毒滴度的平均对数值和范围为4.28(4.00～4.50)，消杀试验组细胞无病变，与阴性对照组细胞生长情况一致。随着处理时间增加，样品表面温度呈降上升趋势，当处理时间为150s时，样品表面温度为30℃以下，臭氧含量维持在1000-1100ppm左右，说明低温等离子体融合222nm紫外对新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的消杀效果在150秒内与温度上升无关，保持低温等离子体冷杀菌的特征。
由江苏省疾病预防控制中心BSL-3实验室按照国家卫生行业标准《冠状病毒消毒效果实验室评价标准》(WS/T 775-2021)的检测结论：20℃试验环境温度、50％相对湿度条件下，低温等离子体融合222纳米紫外新型冠状病毒消杀试验设备在距等离子电极管(等离子体气流出口平面)距离9±0.5cm，距紫外光源中心线平面距离4.3±0.2cm处，样品消毒时间30秒对染于玻片上的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)全部灭活，消毒效果合格。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低温等离子体融合紫外专用病原菌冠状病毒消杀技术装置，其特征在于：该技术装置包括低温等离子体气流式发生器、紫外发生器和气流循环系统；所述紫外发生器位于低温等离子体气流的前方，低温等离子体气流与紫外光融合激发形成的消杀气流喷射到被消杀样品表面，实施样品表面病原菌及冠状病毒的消杀；
所述低温等离子体气流式发生器包括电极管组件、电极管框架、微型风机与风机罩架；所述电极管框架中设有2-5层陶瓷电极管，每层设有3~15个电极管，二层电极管交叉排列或平行排列，电极管上下左右间距L为6±2mm；电极管两端在电极框架外相连接一起，并连接到高压电源的两极；
所述紫外发生器由2-5组紫外光源组成，均匀分布在低温等离子体气流平面的前方，待处理样品距紫外光源中心线平面高度为4~5 cm，待处理样品距等离子体气流出口面距离8~12cm。
2.根据权利要求1所述的低温等离子体融合紫外专用病原菌冠状病毒消杀技术装置，其特征在于：所述气流循环系统包括轴流风机、气体管道、流量传感器组成，通过气体流量传感器-PLC来控制轴流风机来调控低温等离子体气流流量。
3. 根据权利要求1所述的低温等离子体融合紫外专用病原菌冠状病毒消杀技术装置，其特征在于：所述低温等离子体气流式发生器设置的微型风机在风机罩架上均匀分布，风机平面距离上层电极管中心平面的距离h2为20±5 mm；所述微型风机的气流量为1-8 m3/min。
4. 根据权利要求1所述的低温等离子体融合紫外专用病原菌冠状病毒消杀技术装置，其特征在于：所述陶瓷电极管包括陶瓷管外壳、金属粉与硅胶封头组成，外径为15-25 mm，壁厚为1-3 mm；所述两端采用的硅胶封头材料为SiO2，直径为2±0.5 mm铜或铝导线从硅胶封头的中心穿出。
5.根据权利要求4所述的低温等离子体融合紫外专用病原菌冠状病毒消杀技术装置，其特征在于：所述陶瓷管内部填充金属粉，金属粉由铝粉、镁粉、铜粉和钛粉组成，各组分的重量份数依次为30~60份、30~60份、10~30份和0.1~5份，金属粉的粒径为80-150目。
6.一种利用权利要求1所述的技术装置实现病原菌冠状病毒消杀的方法，其特征在于：将低温等离子体气流与紫外光融合激发形成的消杀气流喷射到被消杀样品表面处理30秒~150秒，实施样品表面病原菌或冠状病毒消杀；消杀气流通过气流循环系统进行循环利用提高消杀效能及减少O3排放。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述低温等离子体气流式发生器的工作电压为10-40 kV，工作频率为8-20 kHz，低温等离子体功率密度为0.5-2.5 W/cm2；所述紫外发生器生产紫外线波长为222±10 nm，功率密度为0.25-0.65 W/cm2。
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