过氧化氢消毒在医药洁净室应用的技术探讨

陈谷珺

摘  要：简要阐述过氧化氢的消毒原理，将几种常见的过氧化氢消毒方式从系统原理、运行操作和消毒效果等方面进行对比描述，最后总结得出这几种过氧化氢消毒方法的特点及运用上的区别。

关键词：消毒;过氧化氢;汽化;干雾;光能

中图分类号：R187         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）22-0139-02

Abstract： This paper introduces the principle of hydrogen peroxide disinfection and compares several common disinfection methods of hydrogen peroxide from the aspects of system principle， operation and disinfection effect. In the end， it concludes the characteristics and application differences of these methods.

Keywords： disinfection; hydrogen peroxide; vaporization; dry fog; light energy

引言

如今，我國药品的生产和研发已成为了医药行业发展中必不可少的一部分，医药工业洁净室必须达到规定的环境参数标准。洁净室空气中的微粒，可通过净化空调系统中设置的三级过滤器（粗效+中效+高效）有效地滤除，而要杀灭浮游在机械设备、模具、容器和建筑物表面上的微生物（如：浮游菌、沉降菌）数量，则需要采用一些消毒灭菌的方法。本文将简要阐述过氧化氢的消毒原理并将几种常见的过氧化氢消毒方式从系统原理、运行操作和消毒效果等方面进行对比描述，总结得出这几种过氧化氢消毒方法的特点及运用上的区别。

1 过氧化氢的消毒原理

过氧化氢（H2O2）是一种天然存在的化学物质，它对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、甲乙型肝炎病毒及真菌等多种微生物均有很好的杀灭作用。其消毒原理是由于过氧化氢中的氧（O-）是以高能态的形式存在，非常不稳定，在常温下随时可分解还原成氧（O2）。在过氧化氢还原的过程中，会有氧原子分离出来，此时的氧原子具有极强的氧化和分解能力。它能迅速穿透细菌的细胞膜，与其发生不可逆的反应，杀死细菌，它还可与病毒包膜发生氧化反应，迅速杀死病毒。当氧原子碰到有机或无机物时还会发生氧化作用，去除空气中的有机污染物及异味，生成无毒的物质，在消毒完成后分解为氧气和水蒸气。

2 常用过氧化氢消毒方法

现在市场上有诸多的过氧化氢消毒方式，常见的有汽化、干雾、光能等，这几种技术手段各有千秋，现就系统原理、运行操作和消毒效果三个方面进行对比描述。

2.1 系统原理

2.1.1 汽化过氧化氢

汽化过氧化氢消毒方法利用在常温下，气态过氧化氢的灭菌能力强于液态过氧化氢的特点，可达到彻底灭菌效果的一种手段。其系统原理是使用浓度为35%左右的双氧水（液态H2O2），经发生器汽化产生气态过氧化氢，通过软管送至洁净室进行灭菌消毒。这种消毒方式适用于小空间（200m3以下）的灭菌，如传递仓、隔离器及小型实验室。

该消毒工艺分为两种，干气灭菌VHP（Vaporized Hydrogen Peroxide）和微冷凝HPV（Hydrogen Peroxide Vapor）[1]。其中干气灭菌通过闪蒸技术，将过氧化氢中的水分去除，同时产生浓度均匀的消毒气体。这种灭菌方式适用于耐高温且宜受潮的物品消毒，如固体制剂、纤维产品和金属制品等，该系统初始和运行成本均较高。微冷凝工艺用于遇高温和潮湿均不发生变化或损坏的物品消毒，不适用于医药洁净室的空间消毒，在此不再赘述。

2.1.2 过氧化氢干雾

过氧化氢干雾灭菌系统的工作原理是使用电机带动叶片高速旋转，将液态过氧化氢打碎至直径小于10微米的液体颗粒，形成气溶胶状态的干雾，向洁净空间喷撒进行消毒工作。这种消毒方式适用于大空间（200m3以上）的灭菌，例如GMP洁净车间和医院手术室等。该装置的初始成本低，仅为汽化过氧化氢装置的1/25左右。

其灭菌原理是利用干雾在空中作无规则运动且不会沉降、无法聚合在一起产生大液滴和其接触后会反弹且不破裂的独有特性进行空间灭菌，当干雾颗粒越小时，在空气中悬浮时间就越长，其消毒效果越好[2]。使用干雾灭菌具有良好的扩散性和不易腐蚀彩钢板及设备的优点，但干雾系统装置也有占用空间大和散热量高的缺点。

2.1.3 光能过氧化氢

光能过氧化氢的消毒原理是通过光子管发出的高能光辐射，使空气中的氧气和水蒸汽吸收光能量，引起分子间的变化，使分子键断裂，从而激发产生以过氧化氢为主的高级氧化气体，包括过氧化氢、羟基自由基等[3]，再与光波协同共生对空间进行消毒，当今较为先进的光能技术为纳米光子净化技术。

该消毒系统无需加入消毒剂，仅通过光子管就可产生过氧化氢为主的高级氧化气体，其散热量远低于传统方式。其运行能耗相对传统方式仅20%左右，且可连续运行大于8000小时，因此光能过氧化氢装置的初始和运行成本均比汽化过氧化氢和过氧化氢干雾低。

2.2 运行操作

任何方式的过氧化氢灭菌在启动消毒模式前，必须使洁净区域内人流和物流出入口处的门保持关闭状态。为保证消毒效果的均匀性，系统内其他洁净室的门都应保持开启状态。

汽化过氧化氢（VHP）的灭菌周期为2-3小时。该灭菌方式在启动消毒程序之前必须对灭菌空间除湿，避免出现冷凝的情况，且在消毒的过程中，气态过氧化氢会不断地分解产生水蒸气和氧气，需全程调节湿度避免结露。在消毒完成后，还需通风将剩余消毒气体排出，直至接触表面残留浓度小于1ppm。

过氧化氢干雾系统的灭菌周期约3小时。干雾扩散设备应设置在洁净区域内的主要房间内，为避免遮挡喷雾，其喷嘴应距离墙壁和设备1米以上，以便于干雾的扩散，达到最佳消毒效果。

光能过氧化氢方式与上述两种消毒方式的操作方式不同。該消毒装置设置在净化空调机组的送风段内，利用空调系统的循环风作为过氧化氢、羟自由基的载体，即将消毒气体由空调系统中风机产生的风压，通过送风管扩散送至每个房间，如此便能均匀全面地对整个洁净区域灭菌，其消毒周期约1-2小时。剩余的过氧化氢在消毒完成后分解为水和氧气，再通过回风至空调机组进行过滤循环，所以无需设置消毒排风系统，可节省初始投资费用。空调系统启动消毒模式及恢复工作模式时，必须遵循图1所示控制步骤。

2.3 消毒效果

瑞典伦德大学对汽化过氧化氢和过氧化氢干雾的消毒效果进行了研究。他们使用1台过氧化氢发生器和2台过氧化氢干雾扩散器，用6-log嗜热脂肪芽孢杆菌生物指示剂进行实验，并且每种技术重复三次。在三轮测试中，所有的生物指示剂均被汽化过氧化氢灭活，而干雾过氧化扩散器在第一轮测试中灭活率仅为10%，在随后两轮测试中，灭活率为79%。

光能过氧化氢系统不同于前两种消毒方式，在灭菌过程中，对空调系统内的风管也进行了消毒，同时对高效过滤器也起到溶菌疏导作用。但其过氧化氢仅由光子管激发产生，因此消毒气体的浓度及消毒效果取决于光子管的技术及质量。上海市疾病预防中心对某个光能过氧化氢消毒装置进行空气消毒模拟现场试验，在体积为20m3的实验室（温度：20℃，相对湿度60%）内使用气溶胶发生器，用FA-1型多级撞击式空气微生物采样器采样，使用营养琼脂培养基进行试验。试验表明，该消毒装置开机60分钟后，对白色葡萄球菌杀灭率为99.97%-99.99%。

3 总结

汽化过氧化氢、过氧化氢干雾及光能过氧化氢消毒方式之间的对比结论见表1。

通过表1可发现这几种过氧化氢消毒方法的特点以及在运用上的区别，在设计时根据实际应用需要，选择适合的消毒方法，发挥其最大的功能优势。

参考文献：

[1]刘万忠.浅谈过氧化氢消毒技术的发展趋势[J].工艺与装备，2016，29（10）：41-49.

[2]宋大海.制药厂干雾过氧化氢灭菌最新技术替代传统熏蒸[J].工艺与装备，2015，20（7）：44-49.

[3]朱大庆，林忠平.病床表面杀菌消毒的试验研究[J].质控与安全，2008，29（8）：115-117.