消毒学概论
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第四节 过氧化物

过氧化物(peroxide disinfectant)消毒剂指分子结构中含有二价基“—O—O—”,能产生具有杀菌能力的活性氧的一类消毒剂,具有强氧化能力,各种微生物对其十分敏感,可将所有微生物杀灭。这类消毒剂包括过氧化氢、过氧乙酸、过氧戊二酸、二氧化氯和臭氧等。其中,以过氧乙酸的杀菌能力最强,因而使用最广泛。它们的优点是消毒后在物品上无残留毒性。缺点是不稳定,刺激性强,长期使用对人和动物眼睛、呼吸道黏膜、环境有强力破坏作用。本节主要介绍过氧化氢、过氧乙酸和过氧戊二酸这三种过氧化物消毒剂。

《过氧化物类消毒剂卫生标准》(GB 26371-2010)中规定有效成分过氧化氢(以H2O2计)的质量分数在3.0%~6.0%之间;有效成分过氧乙酸(以C2H4O3计)质量分数在15%~21%范围内。其中没有涉及过氧戊二酸。

一、过氧乙酸(peroxyacetic acid)

过氧乙酸具有很强的氧化作用,可将菌体蛋白质氧化而使微生物死亡。对多种微生物,包括细菌芽孢及病毒都有高效、快速的杀菌作用。

(一)制备方法

在10g冰醋酸和过氧化氢按2∶1混合,在浓硫酸催化下,充分搅拌,室温(25℃左右)避光静置24h。

(二)消毒方法

过氧乙酸适用于耐腐蚀物品、环境、室内空气等的消毒。专用机械消毒设备适用于内镜的灭菌。0.2%可用于手、纺织品和日用品的消毒;0.5%用于地面、墙壁、家具的消毒;1%用于体温表的消毒;用于空气消毒时,每立方米空间用2%的溶液8mL即可。

消毒可采用如下几种方式:

1.浸泡法

将待消毒的物品浸没于装有过氧乙酸的容器中,加盖。对一般物体表面,用0.1%~0.2%(1 000~2 000mg/L)过氧乙酸溶液浸泡30min;对耐腐蚀医疗器械的高水平消毒,采用0.5%(5 000mg/L)过氧乙酸冲洗作用10min,用无菌方法取出后采用无菌水冲洗干净,无菌巾擦干后使用。

2.擦拭法

大件物品或其他不能用浸泡法消毒的物品用擦拭法消毒。消毒使用的浓度和作用时间同浸泡法。

3.喷洒法

用于环境消毒时,用0.2%~0.4%(2 000~4 000mg/L)过氧乙酸溶液喷洒,作用 30~60min。

4.喷雾法

采用电动超低容量喷雾器,使用5 000mg/L过氧乙酸溶液,按照20~30mL/m3的用量进行喷雾消毒,作用60min。

5.熏蒸法

使用15%过氧乙酸(7mL/m3)加热蒸发,相对湿度60~80%、室温薰蒸2h。

(三)注意事项

1.“原液”刺激性、腐蚀性较强,不可直接用手接触。

2.对金属有腐蚀性,不可用于金属器械的消毒。

3.“原液”贮存放置可分解,注意有效期限,应贮存于塑料桶内,凉暗处保存。

4.配制时应戴橡胶手套,防止溅到眼睛、皮肤、衣服上;配制比例要准确,皮肤接触时必须稀释到0.5%以下;配制时应将过氧乙酸慢慢倒入水中,切勿将水倒入过氧乙酸中;药物置备宜在搪瓷容器或塑料容器中进行,应使用抗腐蚀的金属容器。

5.包装和运输时严格执行国家相关要求和标准;严禁用玻璃瓶密闭装运,应选用聚乙烯塑料瓶或桶包装,并要留有安全气孔;要严格按照二级有机氧化剂的要求安全运输。

6.单液过氧乙酸或配合型(A、B液)均应贮存于阴凉通风、散热良好的不燃结构的仓库内,禁止使用易产生火花的机械设备和工具,严禁与其他药品、含金属离子的溶液、还原物质、易燃和可燃物、碱类或酸类物质随意混合贮存;家庭购买的过氧乙酸瓶盖不能拧得太紧;远离明火,使用暗色、不泄漏、带放气孔的塑料容器盛装。

7.毒性 过氧乙酸为腐蚀性酸类,对组织有直接破坏作用。它可使组织蛋白形成酸性蛋白盐(acid proteinate)而溶于酸中;使血红素形成黑褐色的酸性羟基高铁血红素(acid hematin)而沉淀。本品的强烈刺激可以使血管张力反射消失。

二、过氧化氢(hydrogen peroxide)

过氧化氢(H2O2),是一种强氧化剂,天然存在于空气和水中,光照、闪电和微生物均可产生过氧化氢。过氧化氢溶于水,就成了人们常说的双氧水。其实,早在十八世纪,人类就发现并开始使用双氧水,在食品工业中,过氧化氢主要用于软包装纸的消毒、罐头厂的消毒、奶和奶制品杀菌、面包发酵、食品纤维的脱色等,同时也用作生产加工助剂。此外,在饮用水处理、纺织品漂白、造纸工业、医学工业以及家用洗涤剂制造等领域,双氧水也都发挥着重要的作用。

过氧化氢的消毒原理与高锰酸钾溶液相似,过氧化氢中尚未结合成氧分子的氧原子具有很强的氧化能力,与细菌接触时,能破坏组成细菌的蛋白质,使之死亡。杀灭细菌后剩余的物质是无任何毒害、无任何刺激作用的水,不会形成二次污染。因此,双氧水是伤口消毒的理想消毒剂。但不能用浓度大的双氧水进行伤口消毒,以防灼伤皮肤及患处。

(一)制备方法

1.实验室制法

在冰的冷却下,在15%~18%的硫酸溶液中逐渐加入过氧化钡,加入的量以保持溶液的弱酸性为度(约40g)。倾出上层溶液即得到过氧化氢溶液。必要时可进行提纯:每次用20mL醚提取4~5次。将醚提取物置于水浴上蒸发(不要高于40℃)除去醚,将剩余物移至硫酸保干瓶中。用此法可以制得50%过氧化氢溶液。

2.工业制法

工业规模化生产主要方法是2-乙基蒽醌(EAQ)法。2-乙基蒽醌在一定温度压力在催化剂作用下和氢气反应生成2-乙基氢蒽醌,2-乙基氢蒽醌在一定温度压力下与氧发生氧化还原反应,生成2-乙基蒽醌同时生成过氧化氢,再经过萃取获得过氧化氢水溶液,最后经过重芳烃净化得到合格的过氧化氢水溶液。此工艺大多用来制备27.5%的双氧水,浓度较高的过氧化氢水溶液(如35%、50%的双氧水)则可以通过蒸馏得到。

(二)消毒方法

过氧化氢适用于外科伤口、皮肤黏膜冲洗消毒,室内空气的消毒。

1.伤口、皮肤黏膜消毒

采用3%(30g/L)过氧化氢冲洗、擦拭,作用3~5min。

2.室内空气消毒

使用气溶胶喷雾器,采用3%(30g/L)过氧化氢溶液按照20mL~30mL/m3的用量喷雾消毒,作用60min。

(三)注意事项

1.外用消毒,不得口服。

2.对皮肤有刺激和腐蚀作用,使用时要戴防护手套.(高倍稀释的不用)。

3.不得用于金属物体表面。

4.保存于阴凉干燥处。

5.毒性 浓度为3%的过氧化氢未发现明显的皮肤、眼、消化道毒性作用。浓度大于10%的过氧化氢有较强的氧化性和腐蚀性,可引起皮肤、眼、消化道的化学性烧伤。

三、过氧戊二酸

以过氧乙酸为代表的过氧化物类消毒剂具有高效低毒的特点,但也有明显的缺点,即为液体剂型、稳定性差、腐蚀性强、高浓度有爆炸危险,给运输、贮存、使用均带来不便。1978年,西德的Heinz Eggensperger等利用戊二酸酐和过氧化氢合成了液体过氧戊二酸,随后固体过氧戊二酸问世。由于过氧戊二酸(perglutaric acid)具有杀菌作用强,毒性小、不污染环境,固体安全稳定易于运输等特点,被视为一种新型高效消毒剂在医疗卫生、农作物、家畜和食品等诸多领域得到应用。

过氧戊二酸分子式C10H14O8,相对分子质量为262,为白色粉末状,有轻度刺激性气味,味酸苦。可燃,其熔点80~100℃(边熔边分解),室温下相对稳定,长期保存应放在冰箱里。固体制剂难溶于水,可溶于乙醇、氯仿、乙酸等有机溶剂和过氧化氢,但不溶于烃类物质。有效成分含量为53%~85%,含量与稳定性有密切关系,含量愈高稳定性愈好,一般情况下,在室温下贮存1年浓度下降不大于10%。液体过氧戊二酸为无色透明,pH值2.3~2.4,可溶于水,挥发性小,有轻度刺激性气味。有效成分含量为20%~40%,稳定性较固体稍差。

过氧戊二酸属于过羧酸消毒剂,消毒原理同过氧乙酸。

(一)制备方法

1.纯品制备

氧戊二酸和4倍量的过氧化氢在浓硫酸存在下,0℃时搅拌3h,然后加饱和硫酸铵水溶液,即可析出过氧戊二酸。过滤后可得90%以上的结晶;在水中重结晶即可得纯品。

2.溶液制备

氧戊二酸和3倍量的过氧化氢水溶液反应,温度条件在0~40℃,过氧化氢的浓度为30%~70%,pH在0~2.0时即可得到一定浓度的过氧戊二酸溶液。

(二)消毒方法

1.由于过氧戊二酸固体难溶于水,配制时可先用95%乙醇将其溶解,用3mL乙醇加1g过氧戊二酸粉剂的比例,然后再用水稀释。适当的加温也可加速其溶解,如配制2%浓度的水溶液,可直接取其固体加到水中加温50℃即可溶解。

2.过氧戊二酸在高剂量时对人体产生一定的刺激作用,因此实际应用时一般采用低剂量过氧戊二酸进行消毒灭菌。过氧戊二酸在低剂量时仍然维持较高的消毒效果且在一定的浓度下对皮肤、黏膜及眼睛无刺激,对环境无污染,成为理想的公共场所空气消毒剂。

3.由于其良好的广谱杀菌能力,用于各种杀菌消毒洗液和药品。过氧戊二酸不但对寄生于动物身体组织上的细菌有杀灭作用,对植物病虫害也是较好的杀灭剂。过氧戊二酸已经成为食堂、医院等场所的常用消毒剂。

(三)注意事项

过氧戊二酸对皮肤和眼睛无刺激性,弱蓄积毒性,无致微核和精子畸形作用,是一种低毒的过氧酸消毒剂。过氧戊二酸的小鼠经口急性毒性试验LD50为2 483mg/kg。