本文關鍵詞：氣—固反應制備氣體二氧化氯在線監(jiān)測技術及對細長管腔消毒的研究

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【摘要】：“9·11事件”后發(fā)生在美國議員辦公大樓和郵局系統(tǒng)的炭疽孢子污染事件,說明生物恐怖襲擊已經成為現(xiàn)實威脅。2003年席卷全球的SARS病毒,2009年暴發(fā)的甲型H1N1流感病毒,以及2014年肆虐西非的埃博拉疫情,表明新發(fā)、突發(fā)性傳染病疫情對公共衛(wèi)生安全體系構成了嚴峻挑戰(zhàn)。在應對生物襲擊、傳染病疫情時,除了隔離防護措施外,對疑似受生物污染的建筑、艙室、設備、器械等進行徹底消毒是一項必要的手段,可以有效地阻斷病原微生物通過空氣、物體傳播。噴灑、擦拭等傳統(tǒng)消毒技術無法對縫隙、設備底部、過濾器等多孔物體或復雜物體表面進行徹底消毒,存在消毒盲區(qū)。鑒于氣體消毒劑具有良好的穿透和擴散特性,氣體熏蒸消毒是對空間及空間內物體表面最有效的消毒方式。甲醛熏蒸消毒曾經在國內外普遍用于空間消毒,但因為甲醛被國際衛(wèi)生組織定性為致癌物,在美國等國家已被逐漸淘汰,而我國由于新型技術缺失等原因仍然在廣泛使用。氣體二氧化氯是國際上被廣泛認可的高效消毒滅菌劑,具有廣譜、高效、安全等特性,除了可用于飲用水消毒、食品消毒保鮮外,還可用于生產設備、實驗室設備、室內環(huán)境及室內物體表面等對象的消毒或滅菌。然而,我國在氣體二氧化氯消毒技術方面尚未獲得真正突破,仍然局限于水消毒和水果保鮮等領域,而在空間及空間內物體表面的消毒應用鮮有成果,在醫(yī)療器械等領域的應用研究更是空白。主要原因是氣體二氧化氯空間消毒方面的若干關鍵技術未獲得突破,即簡易、定量、可控的純凈氣體二化氯發(fā)生技術,氣體二氧化氯濃度在線監(jiān)測技術,氣體二氧化氯安全使用技術等。本課題以國家生物安全、衛(wèi)生防疫的需求為牽引,開展了氣體二氧化氯消毒的關鍵技術研究,以期為我國的氣體二氧化氯消毒技術研究提供技術支持,推廣氣體二氧化氯這一優(yōu)秀消毒劑的應用,解決國家生物安全和衛(wèi)生防疫的現(xiàn)實需求。首先,開展了氣體二氧化氯濃度在線監(jiān)測技術研究。根據氣體二氧化氯在紫外光至藍光波段內具有較強吸收的光譜吸收特點,研究了光譜吸收型氣體二氧化氯濃度傳感器,基于理論分析設計了簡化的單波長雙光路法的檢測光路。根據氣體二氧化氯的光解反應特點,選取中心波長為405nm的LED為光源,以ARM為核心,輔以CPLD,設計了可正弦調制的LED驅動電路,及光電轉換前置放大、帶通濾波、模擬鎖相放大的信號處理電路。為避免碘量法的繁瑣的試劑和操作步驟,設計了精密注射器采樣、DPD法手持式二氧化氯檢測儀檢測水溶液中二氧化氯濃度的方法,間接標定氣體二氧化氯濃度傳感器的標準曲線。并檢驗了濃度傳感器的準確度、一致性及相對濕度對檢測結果的影響等。然后,針對一些需要對內部細長管腔消毒的重要應用場景,如可能被生物戰(zhàn)劑污染的生物偵檢裝備采樣管道,可能攜帶超級細菌的內窺鏡、體外呼吸機等醫(yī)療器械,研究了氣體二氧化氯對細長管腔的消毒效果。創(chuàng)新性地設計了一種主動灌流方式,使用氣體二氧化氯消毒細長管腔。設計了一種聚四氟乙烯(PTFE)材質的細長管腔實驗裝置,在其中部及兩端各設置一個直通接頭以放置染菌載體,分別表示細長管腔內部不同部位的消毒效果。以萎縮芽孢桿菌芽孢為指示微生物,以PTFE薄片為染菌載體,在不同的相對濕度、氣體二氧化氯濃度、作用時間、流經管腔的流量及有機干擾物等參數條件下,定量地考察了氣體二氧化氯殺滅細長管腔內PTFE菌片上的芽孢殺滅效率。設計了一種細長管腔內相對濕度分布的測試裝置,在細長管腔內不同流量的條件下,測量細長管腔內對應PTFE菌片的三個位置的相對濕度的差異。從細長管腔內相對濕度變化規(guī)律的方面,解釋氣體二氧化氯對細長管腔內不同部位消毒效果存在差異的可能原因。同時,針對現(xiàn)實的消毒應用中存在的一些諸如不完整密封的機殼、十二指腸鏡的抬鉗器底面等較窄的縫隙,研究了氣體二氧化氯對狹窄縫隙內不銹鋼表面的消毒效果。設計了一種狹窄縫隙實驗裝置,包括兩種縫隙高度、四種縫隙深度,及存在盲端的狹窄縫隙。在一定相對濕度、氣體二氧化氯濃度及作用時間的條件下,定量考察了縫隙高度、菌片深度、是否盲端、是否預抽取負壓等因素對縫隙內不銹鋼菌片上萎縮芽孢桿菌芽孢的殺滅效果。最后,開展了氣體二氧化氯應用于消化內鏡高水平消毒的研究。根據氣體二氧化氯可以實現(xiàn)細長管腔及狹窄縫隙內萎縮芽孢桿菌芽孢高水平消毒的結果,可以認為氣體二氧化氯可以應用于消化內鏡消毒。本文在研究氣體二氧化氯消毒消化內鏡的過程中,系統(tǒng)性地研究了氣—固反應制備氣體二氧化氯的氯氣和氣體二氧化氯安全使用技術,可以應用于負壓消毒艙的快速、穩(wěn)定的蒸汽加濕器,氣體二氧化氯吸收器等,最終研制了氣體二氧化氯消化內鏡消毒樣機。設計了應用氣體二氧化氯消毒消化內鏡時的內鏡清洗、消毒流程,并進行了實效驗證。綜上所述,通過本課題的研究,一方面,氣體二氧化氯濃度傳感器的研制為我國氣體二氧化氯消毒技術提供了關鍵技術支撐；另一方面,氣體二氧化氯對細長管腔及狹窄縫隙的消毒效果規(guī)律的研究,為氣體二氧化氯應用于空間及空間內物體表面消毒時提供了技術和數據參考；而且氣體二氧化氯應用于消化內鏡高水平消毒的研究,為消化內鏡科室提供了一種成本更低、消毒效果更好的消毒技術,也進一步拓展了氣體二氧化氯這一優(yōu)秀氣體消毒劑的應用領域。
【關鍵詞】：氣體二氧化氯 在線監(jiān)測 管腔 縫隙 內窺鏡
【學位授予單位】：中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R187
【目錄】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-15
• 第1章 前言15-28
• 1.1 課題背景15-17
• 1.2 國內外研究進展17-26
• 1.2.1 氣體二氧化氯特性17-18
• 1.2.2 氣體二氧化氯的制備技術18-21
• 1.2.3 氣體二氧化氯的消毒應用研究進展21-26
• 1.3 課題研究的目的與意義26-27
• 1.4 主要研究內容和方法27-28
• 第2章 氣體二氧化氯濃度在線監(jiān)測技術研究28-51
• 2.1 氣體二氧化氯濃度檢測技術28-29
• 2.2 光譜吸收型氣體二氧化氯濃度檢測原理29-34
• 2.2.1 氣體分子光譜吸收理論29-30
• 2.2.2 朗伯—比爾定律30-31
• 2.2.3 光電式氣體濃度傳感器31-34
• 2.3 光譜吸收型氣體二氧化氯濃度傳感器的研制34-46
• 2.3.1 氣體二氧化氯吸收光譜34-35
• 2.3.2 氣體二氧化氯濃度傳感器總體設計35-44
• 2.3.3 傳感器的標定44-46
• 2.4 氣體二氧化氯濃度傳感器的性能實驗46-49
• 2.4.1 相對誤差46-47
• 2.4.2 相對濕度對傳感器的影響47-48
• 2.4.3 一致性48-49
• 2.4.4 干擾性49
• 2.5 本章小節(jié)49-51
• 第3章 氣體二氧化氯對細長管腔的消毒研究51-71
• 3.1 實驗材料與方法51-59
• 3.1.1 生物指示菌種51-52
• 3.1.2 試劑與儀器設備52-53
• 3.1.3 萎縮芽孢桿菌芽孢懸液的制備53-54
• 3.1.4 細長管腔實驗裝置54
• 3.1.5 染菌載體制備54-55
• 3.1.6 實驗平臺55-57
• 3.1.7 消毒流程57-58
• 3.1.8 芽孢的洗脫和培養(yǎng)計數58-59
• 3.2 氣體二氧化氯消毒細長管腔的影響因素研究59-65
• 3.2.1 相對濕度對氣體二氧化氯消毒PTFE管腔的影響59-60
• 3.2.2 管腔內流量對氣體二氧化氯消毒PTFE管腔的影響60-62
• 3.2.3 氣體二氧化氯劑量對消毒PTFE管腔的影響62-63
• 3.2.4 有機干擾物對氣體二氧化氯消毒PTFE管腔的影響63-65
• 3.3 細長管腔中的相對濕度分布65-69
• 3.3.1 實驗裝置65-68
• 3.3.2 實驗方法與結果68-69
• 3.4 本章小節(jié)69-71
• 第4章 氣體二氧化氯對狹窄縫隙的消毒研究71-79
• 4.1 狹窄縫隙實驗裝置71-72
• 4.2 實驗材料和方法72-73
• 4.3 氣體二氧化氯消毒狹窄縫隙的結果與分析73-77
• 4.3.1 氣體二氧化氯對不銹鋼表面芽孢的殺滅效率73-74
• 4.3.2 縫隙深度和高度對消毒效果的影響74-75
• 4.3.3 預負壓對消毒效果的影響75-76
• 4.3.4 氣體二氧化氯對單端盲端縫隙的消毒效果76-77
• 4.4 本章小節(jié)77-79
• 第5章 氣體二氧化氯應用于消化內鏡消毒的研究79-104
• 5.1 消化內鏡的消毒方法80-82
• 5.2 氣體二氧化氯消化內鏡消毒系統(tǒng)研究82-97
• 5.2.1 氣體二氧化氯消毒消化內鏡流程82-84
• 5.2.2 總體設計與系統(tǒng)構成84-85
• 5.2.3 氣體二氧化氯發(fā)生器85-87
• 5.2.4 消化內鏡消毒艙87-89
• 5.2.5 系統(tǒng)內消化內鏡干燥89-90
• 5.2.6 加濕器90-92
• 5.2.7 消毒后氣體二氧化氯排除92-95
• 5.2.8 氣體二氧化氯消化內鏡消毒系統(tǒng)樣機95-97
• 5.3 氣體二氧化氯消毒消化內鏡的實效驗證97-101
• 5.3.1 消化內鏡的管道連接97-98
• 5.3.2 實驗材料98
• 5.3.3 實驗方法98-99
• 5.3.4 實驗結果99-100
• 5.3.5 與全自動清洗消毒機的比較100-101
• 5.4 氣體二氧化氯消化內鏡消毒機的優(yōu)缺點101-102
• 5.5 本章小節(jié)102-104
• 第6章 結論與展望104-107
• 6.1 結論104-105
• 6.2 主要創(chuàng)新105
• 6.3 展望105-107
• 參考文獻107-116
• 在學期間取得的成果及發(fā)表的代表性論著116-117
• 1. 發(fā)表論文116
• 2. 授權專利116
• 3. 代表性論著全文116-117
• 附文117-130
• 作者簡歷130-131
• 致謝131

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