第四节 化学因子消毒机制
利用化学原理作用于目标微生物的因子称为化学因子。用化学因子来消毒的方法，称为化学消毒法。化学因子主要由化学消毒剂（消毒剂）等组成。
消毒剂种类很多，按照杀灭微生物的能力，将消毒剂分为：①高水平消毒剂（high-level disinfectant）：杀灭一切细菌繁殖体（包括分枝杆菌）、病毒、真菌及其孢子等，对细菌芽孢也有一定杀灭作用的消毒剂；②中水平消毒剂（intermediate-level disinfectant）：能杀灭分枝杆菌、真菌、病毒及细菌繁殖体等微生物的消毒剂；③低水平消毒剂（low-level disinfectant）：仅能杀灭细菌繁殖体和亲脂病毒的消毒剂。
微生物对化学消毒剂的抵抗力，由强到弱的顺序是：朊病毒＞细菌芽孢＞分枝杆菌＞亲水病毒＞真菌＞细菌繁殖体＞亲脂病毒。
化学因子作用于目标微生物的机制简述如下。
一、卤素及其化合物消毒
卤素类（halogens）消毒剂，是指用于消毒的氯、溴及碘的元素及其化合物。
（一）氯和氯化合物消毒
含氯消毒剂是指溶于水可产生次氯酸的氯和氯化合物（chlorine and chlorine compounds）。氯化合物主要包括漂白粉、三合二、次氯酸钠、氯化磷酸三钠、二氯异氰尿酸钠、二氯二甲基海因及三氯异氰尿酸。
1.作用机制
含氯消毒剂对微生物的作用主要有三个：①次氯酸的氧化作用：次氯酸可侵入微生物的细胞内与蛋白质发生氧化作用，或破坏其磷酸脱氢酶，干扰微生物的糖代谢；②新生氧的氧化作用：次氯酸可分解产生新生态的氧，它可氧化微生物的蛋白质和酶，而干扰其正常生理作用；③氯化作用：含氯消毒剂中的氯能使微生物的细胞壁、细胞膜的通透性发生改变，也能与细胞膜上的蛋白质结合，形成氮-氯化合物，还能氧化细菌中的一些重要的酶，从而干扰其新陈代谢。
2.应用
含氯消毒剂杀菌谱广，价格低廉、作用迅速，在饮用水、预防性消毒、疫源地消毒及医院消毒方面应用广泛。但含氯消毒剂容易受有机物影响，有刺激性，对物品有漂白和腐蚀作用，稳定差，适用于物品、物体表面、分泌物、排泄物等的消毒。
（二）碘和碘化合物消毒
含碘消毒剂（disinfectants containing iodine）是以碘为主要杀菌成分的碘和碘化合物（iodine compounds）。碘消毒剂是一类广谱消毒剂，主要包括自由碘（卢戈氏碘液、碘酊）、碘伏。
1.作用机制
含碘消毒剂对微生物的作用主要是碘元素碘化菌体蛋白质，通过形成沉淀而杀灭微生物。
2.应用
包括碘酊和碘伏的应用。
（1）碘酊（iodine tincture）：
即碘的乙醇溶液。碘酊为棕红色澄清液，有碘和乙醇气味。适用于手术部位、注射和穿刺部位皮肤以及新生儿脐带部位皮肤的消毒，不适用于黏膜和敏感部位皮肤消毒。
（2）碘伏（iodophor）：
是碘与聚醇醚和聚乙烯吡咯烷酮类表面活性剂形成的络合物。碘伏为黄棕色或红棕色固体粉末，有碘的气味。表面活性剂对碘有助溶和载体作用，可使碘伏逐渐释放碘，延长碘的杀菌作用时间。碘伏杀菌谱广、刺激性小、毒性低、不易着色、无腐蚀性、性质稳定。碘伏广泛用于外科手及前臂消毒，手术切口部位、注射及穿刺部位皮肤以及新生儿脐带部位皮肤消毒、黏膜冲洗消毒、卫生手消毒，还可用于食具、皮肤及物品表面的消毒。
（三）溴和溴化合物消毒
含溴消毒剂是指溶于水后，能水解生成次溴酸，并发挥杀菌作用的溴和溴化合物（bromine compounds），主要有溴、1-溴-3-氯-5，5-二甲基海因（氯溴海因，BCDMH）、1，3-二溴-5，5-二甲基海因（二溴海因，DBDMH）。
1.作用机制
含溴消毒剂二溴海因对病毒MS2噬菌体的灭活作用，主要是通过破坏MS2噬菌体的A蛋白，影响其对宿主性菌毛的吸附性，破坏衣壳蛋白使噬菌体变形、破碎，以及裂解RNA来达成。
2.应用
适用于游泳池水、污水和一般物体表面的消毒，不适用于手、皮肤黏膜和空气的消毒。
二、过氧化物消毒
过氧化物类（peroxides）消毒剂是指化学分子结构中含有过氧基“—O—O—”（过氧离子O22-）的强氧化剂，主要包括过氧化氢、过氧乙酸、过甲酸和二氧化氯。
1.作用机制
过氧化物对微生物的作用是氧化破坏微生物蛋白质的分子结构，杀灭微生物。①过氧化氢因光化学、重金属、电离辐射和金属离子的催化作用，分解产生各种化学基团，如活性氧及其衍生物，这些化学基团可以通过改变微生物的屏障通透性，破坏其蛋白质、酶、氨基酸和核酸，从而杀灭微生物。②二氧化氯本身具有很强的氧化作用，主要攻击富有电子或供电子的原子基团，如氨基酸内含巯基的酶和硫化物、氯化物，使其失活和性质改变，从而杀灭微生物。
2.应用
适用于一般物体表面消毒、食品用具和设备消毒、空气消毒、皮肤伤口冲洗消毒、耐腐蚀医疗器械的消毒。
（1）过氧乙酸：
适用于耐腐蚀物品、环境、室内空气等的消毒。
（2）过氧化氢：
因光化学、重金属、电离辐射和转换性金属离子的催化作用，过氧化氢分解产生各种化学基团，如活性氧及其衍生物。这些化学基团可以通过改变微生物的屏障通透性，破坏其蛋白质、酶、氨基酸和核酸，从而杀灭微生物。过氧化氢适用于外科伤口、皮肤黏膜的冲洗消毒，室内空气的消毒。
（3）二氧化氯（chlorine dioxide）：
以亚氯酸钠或氯酸钠为主要原料生产的制剂（商品态），通过物理化学反应能产生游离二氧化氯（应用态）为主要有效杀菌成分的一种消毒剂。二氧化氯消毒剂可用于环境和物体表面的消毒，食品加工器具、餐饮具、蔬菜和水果等的消毒，生活饮用水（包括二次供水）、游泳池水、医院污水、城市中水的消毒，非金属医疗器械等的消毒。
三、醇类消毒
醇类（alcohols）消毒剂是指用于消毒的醇类，主要有乙醇、异丙醇、苯甲醇、苯乙醇、溴硝丙二醇。
1.作用机制
醇类对微生物的作用主要是使微生物蛋白质变性、酶失活，从而干扰微生物代谢，致使微生物死亡。
2.应用
常用的有乙醇、异丙醇和正丙醇，醇类消毒剂渗透力较强，能迅速杀灭各种细菌繁殖体、结核杆菌和亲脂病毒，对亲水病毒和真菌孢子的杀灭效果较差，不能杀灭芽孢，常用于注射前皮肤消毒、外科洗手及器械浸泡消毒。60%～80%浓度的醇类消毒剂杀菌作用最强，这是因为醇使蛋白质变性过程中需要水。醇类在凝固蛋白质的同时，也保护了微生物，使醇溶液不能与微生物有效接触，因此，醇类消毒剂不宜用于血、粪便及污物的消毒。
乙醇主要用于手和皮肤的消毒，也可用于温度计、血压计等医疗器具、精密仪器的表面消毒，不宜用于空气消毒及医疗器械的浸泡消毒。
四、醛类消毒
醛类（aldehydes）消毒剂有甲醛、戊二醛和邻苯二甲醛。
1.作用机制
醛类对微生物的作用主要是凝固微生物的蛋白质，还原氨基酸，使蛋白质分子烷基化，达到杀灭微生物的目的。
邻苯二甲醛对细菌繁殖体杀灭机制：①邻苯二甲醛与细菌的胞壁或胞膜作用，形成牢固的交联结构，造成菌体内外物质交换功能障碍，阻碍细菌正常生理功能的进行，从而促进细菌死亡。②由于邻苯二甲醛是芳香醛，具有良好的脂溶性，更容易穿透脂质较多的结核分枝杆菌和革兰氏阴性菌的细胞膜，从而作用于菌体内部的靶位点，引起细胞死亡。
邻苯二甲醛对细菌芽孢的杀灭机制：①邻苯二甲醛破坏了芽孢对外界营养成分的感受，导致细胞营养摄食得不到信号，减弱了吡啶二羧酸的累积，影响芽孢外层的形成，降低了芽孢的抵抗力，从而杀灭芽孢。②邻苯二甲醛可损害芽孢内层膜的重要蛋白，导致芽孢死亡。
2.应用
包括甲醛、戊二醛和邻苯二甲醛的应用。
（1）甲醛：
可杀灭各种微生物，但有强烈的刺激性气味，对人体有毒性，特别是对眼睛和鼻黏膜有极强的刺激性。
（2）戊二醛：
戊二醛具有广谱、高效的杀菌作用，属灭菌剂，对金属的腐蚀性小，受有机物影响较小，适用于不耐热的医疗器械和精密仪器的消毒与灭菌，特别是各种内镜的消毒与灭菌。灭菌常选择2%的戊二醛浸泡10h，消毒则常用2%戊二醛或1%增效戊二醛浸泡10～20min。戊二醛对皮肤和黏膜有刺激性，对人有毒性，尤其是对眼睛有严重的伤害，因此，不能用于注射针头、手术缝合线及棉线类物品的消毒与灭菌，也不能用于室内物体表面的擦拭或喷雾消毒，更不能用于室内空气、手和皮肤黏膜的消毒。
（3）邻苯二甲醛：
邻苯二甲醛是一种高效醛类消毒剂，与戊二醛相比，不仅具有广谱、高效和低腐蚀的特点，还具有刺激小、使用浓度低的优点，主要应用价值在于其作为内镜消毒剂，增加了内镜消毒的安全性和有效性，被称为戊二醛的替代品。邻苯二甲醛对细菌繁殖体、真菌、分枝杆菌、病毒、芽孢、某些寄生虫都有很强的杀灭作用。
五、表面活性剂消毒
表面活性剂（surface-active agents）包括阳离子表面活性剂（cationic surfactants，or cationic surface-active agents）、阴离子表面活性剂（anionic surfactants，or anionic surface-active agents）和非离子表面活性剂（non-ionic surfactants，or non-ionic surface-active agents）。这里重点介绍阳离子表面活性剂季铵盐类化合物。
季铵盐类化合物（quaternary ammonium compounds）为铵离子中的四个氢原子都被烃基取代而生成的化合物，通式为R4NX，其中四个烃基R可以相同，也可不同。X多是卤素负离子（F-、Cl-、Br-、I-），也可是酸根（如 HSO4-、RCOO-等）。季铵盐类化合物阳离子表面活性剂，包括单链季铵盐和双链季铵盐两类。如苯扎氯铵（洁尔灭）、苯扎溴铵（新洁尔灭）、十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵（度米芬）。
1.作用机制
季铵盐类对微生物的作用主要是：①吸附至微生物细胞表面，改变细胞膜的通透性，溶解损伤细胞使菌体破裂，使细胞内容物外流；②渗透进入微生物体内，使其中蛋白质变性后沉淀；③破坏酶系统，特别是脱氢酶类和氧化酶类，干扰微生物的代谢。
2.应用
季铵盐类消毒剂是以季铵盐类化合物为主要化学成分的消毒剂，有芳香气味。适用于环境与物体表面（包括纤维与织物）、食品加工设备与器皿、手、皮肤与黏膜的消毒，常用的有苯扎溴铵和苯扎氯胺。其对皮肤黏膜无刺激、毒性小、稳定性好，对消毒物品无危害，使用时，不得与肥皂或其他阴离子洗涤剂合用，不宜用于粪、尿、痰等排泄物的消毒。
六、胍类消毒
胍类（guanidine）消毒剂是指用于消毒的胍类或双胍类（biguanides）化合物，常用的有盐酸聚六亚甲基胍和氯己定。
1.作用机制
胍类对微生物的作用：①盐酸聚六亚甲基胍：盐酸聚六亚甲基胍（PHMB）的聚合物呈正电性，很容易吸附于呈负电性的各类细菌、病毒，从而抑制其分裂，同时聚合物形成薄膜，堵塞微生物的呼吸通道，使其迅速窒息死亡。②氯己定：迅速吸附于细菌细胞表面，破坏细胞膜，造成胞质成分变性渗漏，抑制细菌脱氢酶活性，高浓度时能凝聚胞质成分。
2.应用
用聚六亚甲基双胍配制使用浓度的消毒液适用于外科手消毒、卫生手消毒、皮肤黏膜消毒及物体表面的消毒，不适用于结核杆菌和细菌芽孢污染物品的消毒。
七、酚类消毒
酚类（phenols）消毒剂是指以酚类化合物为主要原料，以表面活性剂、乙醇或异丙醇为增溶剂，以乙醇或异丙醇或者水作为溶剂，不添加其他杀菌成分的消毒剂。常用的酚类消毒剂有苯酚、甲酚、二甲酚、对氯间二甲苯酚、三氯羟基二苯醚。
1.作用机制
酚类对微生物的作用：①作用于微生物的细胞壁和细胞膜，破坏其通透性，并渗入细胞，破坏细胞的基本结构，同时也可使菌体内容物溢出；②穿透和破坏细胞壁，作用于胞浆蛋白质，使其凝固和沉淀；③作用于微生物的酶，使其失去生物活性。
2.应用
以苯酚、甲酚为主要杀菌成分的消毒剂适用于物体表面和织物等的消毒；对氯间二甲苯酚为主要杀菌成分的消毒剂适用于手卫生、皮肤、黏膜、物体表面和织物等的消毒，其中黏膜消毒仅限于医疗机构诊疗处理前后使用；以三氯羟基二苯醚为主要杀菌成分的消毒剂适用于手卫生、皮肤、黏膜、物品表面和织物等消毒，其中黏膜消毒仅限于医疗机构诊疗处理前后使用。
八、气体消毒剂消毒
气体消毒剂（vapor-phase disinfectants）是指在使用时为气态的消毒剂。目前使用最多的是环氧乙烷、环氧丙烷、甲醛释放剂及臭氧。
1.作用机制
包括常用气体消毒剂臭氧和环氧乙烷对微生物的作用。
（1）臭氧：
①作用于细胞膜，增加其通透性，导致细胞内物质外流；②使细胞活动中必要的酶失去活性；③破坏微生物的遗传物质。
（2）环氧乙烷：
能与微生物的蛋白质、DNA和RNA发生非特异性烷基化作用，从而杀灭微生物。
2.应用
臭氧适用于无人状态下病房、口腔科等场所的空气消毒和物体表面的消毒。环氧乙烷适用于不耐高温和湿热的物品如电子仪器、光学仪器等诊疗器械的灭菌。