紫外消毒在制药行业的应用

代兴华　喻鼎石

摘要：紫外消毒被广泛地应用于制药医疗行业，相对化学消毒剂杀菌来说具有自身的优缺点，在使用过程中，应尽量运用紫外消毒的优点，避开其自身的缺陷。本文针对如何更好地使用紫外消毒给出了自己的一些观点。

关键词：紫外消毒;制药医疗行业;应用研究

中图分类号：R187 文献标识码：A  文章编号：1003-9082（2020）07-0-01

一、概述

紫外消毒是药厂洁净室、传递窗空间消毒和水系统消毒经常采用的一种消毒方式，具有使用和管理方便、耗能少、杀菌谱广、无二次污染、残留少等特点。

二、原理

不同于化学消毒，紫外消毒是一种物理消毒，主要是通过直接照射使微生物核酸变性以达到消毒目的，因此，它对大多数的细菌和病毒都有杀灭效果。而且，紫外线能使空气中的氧气少量转化为臭氧，从而达到协同消毒的效果，可弥补紫外线只能直线照射，消毒有死角的缺点。

三、紫外消毒的应用

紫外线根据波长的不同可以划分为：长波紫外线（UVA，400nm～315nm）、中波紫外线（UVB，315nm～280nm）、短波紫外線（UVC，280nm～200nm）、真空紫外线（EUV，200nm～10nm），其中长波紫外线（UVA）穿透力最强，波长越短，穿透能力越弱。UVA能穿透皮肤达到真皮层，不能像UVB和UVC一样直接伤害核酸以造成晒伤、红肿等症状，但可能引起皮肤癌变。灭蚊灯使用的是UVA波长的紫外线，一般为365nm。

传统紫外线杀菌灯（UV灯）是一种低压汞灯，利用汞蒸气被激发后发射紫外线，用来消毒的是其中的短波紫外线段（UVC，280nm～100nm），尤其以253.7nm左右的紫外线最佳。也使用185nm的紫外线将空气中的氧气变成臭氧来达到消毒效果。

四、紫外装置的要求

相对于化学消毒来说，紫外消毒更环保，不会将额外的化学污染带入洁净室，使用和管理也更方便，而且为了达到更好的消毒效果，法规要求厂家要使用两种或两种以上的不同种类消毒剂，以达到杀菌谱互补的目的。而紫外消毒因为紫外线的穿透能力有限，所以不能使用普通玻璃作为灯管，通常使用石英玻璃，这样紫外线的穿透率能达到80～90%。也有采用高硼硅玻璃做灯管的，但是紫外穿透效率<50%，而且随着使用时间，紫外强度衰减的很快，寿命比石英灯管材质的紫外灯短得多。石英灯管也会随着使用逐渐老化，紫外照射强度会发生衰退。厂家一般向石英玻璃中添加钛元素过滤掉185波长的紫外线，以达到减少臭氧的产生，根据钛元素的含量，紫外灯可分为高臭氧灯、低臭氧灯和无臭氧灯。用户可根据使用环境自行选择。

五、紫外消毒的局限性

紫外消毒的使用也有其自身的局限性，多国法规都有明确规定，不得使用紫外消毒代替化学消毒，这主要取决于紫外射线为直线传播，而且穿透能力小。洁净区空气中的水分子和尘埃均会对紫外线有干扰和削弱作用。随着距离的增加，湿度和空气污染程度的变大，紫外消毒效果会递减，消毒时尽量应使消毒部位充分暴露于紫外线下，定期擦拭灯管，以免影响紫外线穿透率及照射强度，消毒环境应进行保证清洁，消毒距离不宜超过2m。

紫外消毒还存在光复活或暗修复的隐患，细菌受致死量的紫外线照射后，3小时内若再以可见光照射，则部分细菌又能恢复其活力，这种现象称为光复活作用。然而，大量的研究表明，当紫外剂量不小于12mJ/cm2时，光复活的风险基本不存在。因此，为了确保消毒效率，需要保证有足够的紫外剂量，确保细胞破坏不再具有修复能力。消毒过程和消毒后一段时间最好关闭日光灯，避免光稀释和可能的光复活。

制药企业都有洁净度的要求，很多法规都有明确规定，洁净室的地面墙面以及设备表面都应有一定的光滑度且没有不易清洁到的死角，便于日常清洁。但是紫外灯管是直接裸漏在外的，不像日光灯管一样外面有一个光滑透明的灯罩，这是基于紫外光穿透性弱的特点设计的，这可能会给洁净室的日常清洁和洁净度维持带来一定的影响。

六、影响紫外消毒的因素

照射剂量取决于它的照射强度与照射时间，照射剂量（μW.s/cm2）=照射强度（μW/cm2）×照射时间（s），如用于水的消毒，还应乘以水的透光率。通常，紫外杀死一般的细菌繁殖体剂量需要达到10000μW.s/cm2，杀死细菌芽孢需要达到100000μW.s/cm2，真菌孢子的抵抗力最强，需要照射剂量达到600000μW.s/cm2，按照照射剂量不低于100000μW.s/cm2，照射强度70μW/cm2计算，则辐照时间应不低于24min。根据中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所专家董小平研究团队发现，强度大于90μW/cm?的UVC照射冠状病毒，30分钟就可以完全杀灭SARS病毒。

紫外照射还受到温度和湿度的影响，一般认为最适温度为20～40℃，最适湿度为55～60%，湿度在60%以上时，应适当延长照射时间。因为湿度的影响，不建议对刚清洁或喷雾过的区域马上进行紫外照射。

七、新型紫外装置的介绍

相对于传统汞蒸气紫外灯，新型的Led-UV灯有更多的优势：

1.冷光源、无热辐射，UV汞灯输入能量中只有大约20%的能量产生紫外线，而有20%是可见能源，40%是热量。LED-UV光源，发出的是高纯度单波段紫外光。

2.效率高：UV汞灯光谱宽，对操作者眼睛损伤严重，LED-UV的光线能量高度集中在具有有效作用的某紫外光谱段。

3.超长寿命：LED-UV灯的使用寿命是传统汞灯的10倍以上，且使用寿命不受开关次数影响。

4.瞬间开关，不需要预热即可达到最大功率紫外输出，关闭后可以瞬间重新开机，UV传统汞灯需要通电激发汞蒸汽一段时间后才能运行稳定。

5.能量高，光输出稳定，照射均匀效果好，提高生产效率。

6.不含汞，也不会产生臭氧，更安全、环保。

7.能耗低，耗电量仅为传统汞灯式固化机的10%，能节约90%电量。

紫外消毒因为其自身的缺点，必然不能完全代替化学消毒，在用于空间区域消毒的时候，一般是与化学消毒剂协同使用，以达到更好的消毒效果。大家可以根据具体需要选择合适的消毒方式。