等離子體消毒滅菌技術原理及其優點介紹
文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2022-05-30
隨著科技的發展，越來越多的消毒滅菌技術應運而生，其中等離子體消毒滅菌技術備受關注，在醫學、食品和農業等方面的應用日益增加，發揮著重要的作用。但人們對等離子體具有消毒殺菌作用的認知也不過百十年。等離子體是指空氣在受到特定裝置產生的高能粒子作用時電離產生的微小粒子。微小粒子的正負電荷數目正好相等，所以總體粒子表現為電中性，因此得名為等離子體。它不同于一般中性氣體，主要以帶電粒子為主，在受外界電場、磁場和電磁場作用時產生光、熱、電等進而發揮物理性消毒殺菌作用。此外，等離子體中含有多種化學活性物質，可與微生物細胞膜表面物質結合反應，產生物理和化學變化從而起到滅菌效果。相對于紫外線照射和高壓滅菌，等離子體消毒滅菌更方便、實用和安全，且低消耗化學制品、綠色環保，適用范圍廣，能滿足人們的需求。
等離子體消毒滅菌的原理
病原微生物(病毒、細菌、真菌)污染是醫療保健和食品加工、保存過程中的一個重大問題，尤其是生物膜的形成，生物膜增強了細菌和真菌在環境中持續生存能力。等離子體之所以能將物體表面的微生物殺滅，是因為在一定距離內高頻電磁場所產生的高能粒子、自由基、紫外線等因素共同作用于微生物的結果。根據分子生物學研究得知，細菌及病毒膜表面均帶正電，膜上的電荷正常分布有利于細菌、病毒對營養物質的吸收，但當膜上電荷受到帶電粒子干擾，膜上的電荷不能正常分布，進而打破細菌或病毒的正常生理活動導致細菌、病毒死亡。等離子體中的活性粒子撞擊微生物細胞膜，當活性粒子量達到一定數目即可穿透細胞膜，與內部的蛋白質、核酸等物質發生化學反應，破壞細胞電解質平衡，甚至滲透到細胞內部擊穿細胞核導致細胞死亡。
關于低溫等離子體能夠殺菌消毒的機理,至今為止人們仍然沒有得到比較圓滿的答案。國內外學者對此作了大量相關實驗,相繼提出了各種關于等離子體殺菌消毒機理的假說。主要歸納為以下三種：
（1）紫外線作用紫外線曾被認為是等離子體產生滅菌作用的重要原因。Moisan等人證明低壓放電環境中釋放到周圍氣體中的紫外線能量對核酸鏈的連接產生了一定的影響[56]，如細菌細胞膜通透性改變以及完整性喪失后所引發DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核苷酸）的不可逆破壞，最終導致細菌的死亡。
（2）電場作用按照分子生物學觀點解釋，細菌和病毒的正常細胞膜上帶有一定的電荷，這有助于細胞對營養物質的吸收。當受到等離子體的作用時，細菌和病毒上的電荷分布受到破壞，會直接影響細菌和病毒細胞正常的生理活動和新陳代謝，乃至最終死亡。當作用于細菌和病毒上的平均電場超過一定強度時，將使細胞出現不可恢復的擊穿，從而導致細菌和病毒死亡。
（3）氧化作用在氣體放電產生的等離子體中，含有臭氧以及NO·和OH·自由基等活性物質。臭氧以氧化作用破壞微生物膜的結構、改變細胞的通透性來殺死細菌；NO•在溶液中產生酸效應使培養基pH急劇下降，導致細菌來不及適應而死亡；OH•在有水存在的時可以產生氧化作用，可以引起微生物膜穿孔，導致存活細菌無法快速修復受損的表面組織而死亡。
低溫等離子體殺菌消毒技術的優點
低溫等離子體技術作為一項殺菌技術，在食品工業生產中有著巨大的優勢和潛力，并且在國外相關企業的實際生產中也得到了很好的運用。技術的優勢主要體現在：①可以在常溫下運用，對于不便高溫滅菌的食品提供了優良的滅菌技術。②利用等離子體滅菌，其氣體循環也有利于帶走滅菌廢物和滅菌造成的生物殘留。③由于等離子體被嚴格約束在密閉空間中，故而相較于高溫滅菌，低溫等離子體滅菌技術也較為安全。④滅菌速度快、滅菌效率高。⑤綠色無污染，高效環保。低溫等離子體技術與諸多舊技術相比，彌補了很多的缺點與不足，非常值得研究推廣。
等離子體消毒滅菌技術在醫學領域可減少醫護人員的工作負擔，提高醫學器材的使用壽命;在食品行業增加食品的安全性，減少化學添加劑的使用;在農業生產方面可作為肥料，促進農作物生長同時還可作為殺菌劑殺滅病原微生物，防害蟲侵犯。對于不耐高溫滅菌的器具，可結合部分化學試劑達到更好的消毒效果，如過氧化氫等離子體。等離子體因具有有效、綠色、環保的殺菌優勢，其必將成為新一代消毒滅菌的方法并被廣泛應用。
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