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等离子在杀菌消毒中的应用
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传统的杀菌消毒方式存在局限性
目前医疗行业主要依靠高温或者化学方式杀菌消毒，存在不同的缺陷或局限性。由于医疗机械中很多材料热敏感，高温应用受到很大限制；而化学药剂如酒精等，浸泡或擦拭不适用于怕湿材料，且穿透力弱易消毒不彻底；低温熏杀虽然克服了以上缺陷，灭菌时间长且需处理残留物（如环氧乙烷解析处理长达14天，疫情前期严重限制了口罩的产能转化）。一些新兴消杀手段，如辐射灭菌消毒常温下即可进行，灭菌迅速，短至数十分钟甚至数分钟且无残留，但是辐射属于直线传播，射线照不到则灭菌效果大幅下降，结构较复杂或有遮挡的物件无法实现全方位灭菌。
等离子体杀菌消毒无污染、无残留、更高效
等离子体是宇宙中除气态、液态、固态之外的物质第四态，当能量足够高，外层电子摆脱原子核的束缚，“电离”成为自由电子，形成一团由电子、离子、中性原子或基团组成且依然保持电中性的气体状物质，即为等离子体，可以分为高温等离子和低温等离子。不同粒子质量差异巨大，放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体，其具有杀菌消毒作用，并拥有常温消杀、无残留无副作用等诸多优势。目前应用较多为过氧化氢“等离子灭菌器”，然而很多研究表明，过氧化氢等离子体电离过程只是去除残余过氧化氢，并非真正意义上的等离子杀菌消毒，只能认为是等离子辅助杀菌消毒方法。
此外低温等离子应用于杀菌消毒的设备则很少，因为传统等离子技术难以制造出大容积的灭菌杀毒设备。究其原因，还得从等离子体产生机制说起，高压放电是获得等离子体的普遍途径，但在两个金属电极之间直接电离气体，易形成温度偏高的火花或电弧放电，不利于在生物医疗领域应用。为获得可应用生物医疗的低温等离子体，通常采用介质阻挡放电（DBD）、表面放电（surface discharge）、等离子体射流（plasma jet）等方式，其中介质阻挡放电和表面放电，是在电极之间加入绝缘层，防止电极击穿，但两个电极之间的工作距离非常小，因此难以做出大容积灭菌消毒设备；等离子体射流喷出的等离子距离很有限，也很难应用于大容积灭菌消毒设备。
费勉仪器低温等离子除菌净化设备效果显著
为满足公共医疗卫生中对灭菌消毒设备日益增长的需求，特别是此次新冠病毒疫情中时间就是生命，亟需对口罩、防护服等进行快速、彻底、批量杀菌消毒，费勉仪器突破了传统等离子放电的电极结构和尺寸限制，使用新型远程低温等离子技术，研发出新型大容积真空低温等离子除菌净化设备。
等离子体消杀本身优点在于灭菌温度低，可应用于热敏材料医疗器械；无有毒副产物与有毒残留物，对环境和操作人员友好安全；灭菌消毒能力强，从普通细菌到最难杀灭的芽孢均有很强效果，属于广谱杀菌。
▲各种细菌、病毒等对于等离子气体的抵抗性
在此基础上，费勉仪器的大容积真空低温等离子除菌净化设备还具有以下突出优势。
该设备可使用多个远程等离子源组成阵列，理论上不受体积限制，适合批量处理。例如利用此原理制造成功的1立方米储量的等离子处理装置，如用于标准的口罩杀菌，单次可处理1万个口罩，而且无残留，处理后的口罩可立即投入使用。目前我们正在与相关厂家探讨具体的操作工艺及可行性。
杀菌消毒速度快，根据国家相关标准，使用等离子体处理白色葡萄球菌后观察菌落数量变化，可见平均菌落数迅速下降一个数量级；
我们同时也使用了嗜热脂肪杆菌芽孢进行了消杀测试。等离子杀菌领域嗜热脂肪杆菌芽孢是公认的最难杀灭的物种之一，且对人体无害，也用作等离子体杀灭效果指示剂。单个嗜热脂肪杆菌芽孢菌片含有约106个嗜热脂肪杆菌，而现实的物品表面细菌数量通常是在102以内。因此，如果能将该指示剂内的芽孢全部杀灭，便可证明该除菌净化技术具有过量除菌的能力。
在适当的功率和气压条件下，该等离子除菌净化技术可以在2~3小时之内，将过量的（106级别）嗜热脂肪杆菌芽孢全部杀灭，足以应对实际场景。
通过等离子活性粒子弥散消毒，不受医疗器械的结构限制，还可以实现对医疗器械的无死角灭菌消毒；下图试验表明，该远程低温等离子技术可以让等离子强度测试纸迅速变色，表明该技术产生的活性粒子可以弥散至很远，且强度仍足以达到效果。
▲等离子强度测试
如果口罩消毒后再进行封袋，有可能被二次污染，因此先封装再消毒是一个有效的解决方案，通常使用解析纸保证气体分子进入，而避免细菌病毒。而要实现封装消毒，也必须保证等离子中的活性粒子能透过解析纸，试验表明，该技术产生的活性粒子可以透过解析纸，使封装在解析纸袋内的测试纸由蓝色变成粉色，从而保证解析纸包装内的口罩实现有效消杀。
此外，该设备可使用不同的气源作为等离子体工作气体，如空气、氧气、氮气，惰性气体等，可实现不同对象达到针对性的杀菌消毒效果。
公司正在和相关检测机构合作，开展系统的真空等离子灭菌杀毒的测试，以及针对特定产品除菌净化的等离子工艺技术发展。相关技术有望进一步用在纺织品等大众生活物品的材料改性、亲水、疏水、抗菌以及食品中农药残留降解、毒素分解（如黄曲霉素）等方面。
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