تحليل العوامل المؤثرة على تأثير التطهير لمطهر بيروكسيد الهيدروجين

بيروكسيد الهيدروجين (بيروكسيد)، المعروف أيضًا باسم بيروكسيد الهيدروجين، ثاني أكسيد الهيدروجين، هو نوع من مطهر بيروكسيد، وهو نتاج بعض المواد المختزلة والأكسدة في الطبيعة، وهو نادر جدًا، ولا يوجد سوى أثر في بعض النسغ النباتي والمطر والثلج. الصيغة الجزيئية لبيروكسيد الهيدروجين هي H2O2 والوزن الجزيئي هو 34.015. تأخذ ذرات الأكسجين مدارات هجينة غير متساوية من نوع sp3 لتترابط، والجزيئات عبارة عن جزيئات قطبية تساهمية، والبنية ثلاثية الأبعاد تشبه صفحتين من كتاب نصف مفتوح.

بيروكسيد الهيدروجين هو عامل مؤكسد قوي، سائل شفاف ضعيف الحموضة، عديم اللون والرائحة. طالما أن ظروف التخزين جيدة، لا تلوث شوائب، بيروكسيد الهيدروجين النقي مستقر نسبيا، يمكن تخزينه لفترة طويلة ونادرا ما يتحلل، ولكن عند تسخينه إلى 153 درجة مئوية أو درجات حرارة أعلى سوف يتحلل بعنف. معدل تحلل بيروكسيد الهيدروجين في الوسط القلوي أسرع بكثير منه في الوسط الحمضي، ومن العوامل المهمة التي تؤثر على ثباته الشوائب (العديد من أيونات المعادن الثقيلة مثل: Fe2+, Mn2+, Cu 2+، Cr3+)، قيمة الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة والضوء وخشونة السطح الداخلي لحاوية التخزين. يمكن أن يؤدي التركيز العالي من بيروكسيد الهيدروجين إلى احتراق العديد من المذيبات العضوية والتفاعل مع ثاني أكسيد المنغنيز لتنفجر. ولذلك يجب وضع بيروكسيد الهيدروجين في وعاء بلاستيكي مغلق، وتخزينه في مكان بارد، ويمنع منعا باتا التعرض لأشعة الشمس، وتجنب التلوث والاهتزاز العنيف.
بيروكسيد الهيدروجين هو مطهر كيميائي فعال للغاية، وتركيز معين من محلول بيروكسيد الهيدروجين يمكن أن يقتل الكائنات الحية الدقيقة بما في ذلك الدعاية البكتيرية والجراثيم والفطريات والفيروسات.

واحد

آلية العمل

1. يتحلل بيروكسيد الهيدروجين تحت تحفيز الكيمياء الضوئية، والإشعاع المؤين، والمعادن الثقيلة وأيونات المعادن التحويلية لإنتاج مجموعات كيميائية مختلفة، مثل أنواع الأكسجين النشطة ومشتقاته، ومجموعات OH، وما إلى ذلك، والتي لها تأثير قتل قوي على الكائنات الحية الدقيقة. عن طريق تغيير حاجز نفاذية الكائنات الحية الدقيقة، يتم تدمير إنزيمات البروتين والأحماض الأمينية والأحماض النووية للكائنات الحية الدقيقة، مما يؤدي إلى موت الكائنات الحية الدقيقة.

2. بيروكسيد الهيدروجين هو عامل مؤكسد يمكنه تأين جزيئات أو ذرات الخلايا البكتيرية ويتسبب في كسر سلسلة الدهون الموجودة على جدار الخلية، وبالتالي تدمير جدار الخلية.
3. يمكن لبيروكسيد الهيدروجين أكسدة الإنزيمات المحتوية على Sh، مما يؤدي إلى فقدان وظيفة إنزيم التنشيط الأيضي، مما يؤدي إلى انقسام الخلايا واضطرابات التكاثر.
4. بعد دخول البكتيريا، يتم إنتاج مجموعة OH السامة، والتي تعمل على رابطة الفوسفوديستر في الحمض النووي وتؤدي إلى كسرها.
اثنين

العوامل المؤثرة على تأثير التطهير

يتأثر تأثير بيروكسيد الهيدروجين المبيد للجراثيم بالوقت والتركيز وقيمة الرقم الهيدروجيني والرطوبة النسبية والحماية العضوية والعوامل الفيزيائية والكيميائية وما إلى ذلك.

2.1 وقت العمل

ومع مرور الوقت، تم تعزيز تأثير مبيد للجراثيم. عندما تم تطبيق بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 10% على جراثيم Bacillus subtilis السوداء، كلما زاد وقت العلاج، كلما ماتت الجراثيم أكثر.
2.2 التركيز
مع زيادة تركيز بيروكسيد الهيدروجين، يتم تعزيز تأثير مبيد للجراثيم. أظهرت الدراسات أنه في حالة 20 درجة، تم استخدام تركيزات مختلفة من بيروكسيد الهيدروجين لقتل جراثيم Bacillus subtilis السوداء المتنوعة. وأظهرت النتائج أنه كلما زاد تركيز بيروكسيد الهيدروجين، كلما قصرت مدة التعقيم. سواء كان في شكل سائل أو غازي، فإن تأثير بيروكسيد الهيدروجين المبيد للجراثيم يتناسب بشكل إيجابي مع تركيزه. أثبتت الدراسات أن القيمة n لبيروكسيد الهيدروجين الذي يقتل Bacillus typhi (معامل التركيز أو معامل التخفيف، يستخدم للإشارة إلى تأثير تركيز المطهر الكيميائي على تأثير التطهير، كلما زادت القيمة n، كان تأثير تغير التركيز على تأثير التطهير أكثر وضوحًا ) هو 0.5، ومعامل التخفيف لقتل جراثيم العصوية الرقيقة هو 0.7~0.9. تشانغ ونفو وآخرون. أجريت تجارب قتل على أبواغ Bacillus subtilis ذات اللون الأسود عند تراكيز مختلفة من بيروكسيد الهيدروجين عند درجة حرارة 20 . وأظهرت النتائج أنه كلما زاد التركيز، قصر زمن القتل، وكان الارتباط بين التركيز وزمن الفعل سلبيا خطيا (Y=2.944-1.134X, r =-0.989 ، ف < 0.01).

وفقًا لصيغة معامل التركيز التالية: n =[(LGt2-LGT1)/(lgC1-lgC2)]، عندما يتغير تركيز بيروكسيد الهيدروجين بين 5% و25%، معامل تركيزه (ن) هو 1.13. وفقًا لمعامل التركيز، ضمن نطاق القيم التجريبية، يتم تقليل تركيز بيروكسيد الهيدروجين بمقدار النصف، ويتم تمديد وقت العمل المطلوب بمقدار 2.19 مرة.
2.3 درجة الحرارة

تبقى الظروف الأخرى دون تغيير، ويتم تعزيز تأثير مبيد الجراثيم لسائل بيروكسيد الهيدروجين مع زيادة درجة الحرارة. عند استخدام بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 10% لقتل جراثيم Bacillus subtilis السوداء المتنوعة، ارتبطت درجة حرارة المحلول سلبًا مع لوغاريتم الوقت اللازم لقتل الجراثيم البكتيرية. عند درجة حرارة 70 درجة، يمكن لبيروكسيد الهيدروجين بنسبة 10% أن يقتل جميع الجراثيم خلال دقيقة واحدة فقط، بينما عند درجة حرارة 10 درجة يستغرق الأمر 205 دقيقة لتحقيق نفس التأثير.
2.4 الرطوبة النسبية
الرطوبة النسبية في الهواء منخفضة جدًا أو مرتفعة جدًا، مما يؤثر سلبًا على تأثير بيروكسيد الهيدروجين المبيد للجراثيم. وفي تجربة قتل المكورات العنقودية البيضاء بمطهر الهواء المعتمد على بيروكسيد الهيدروجين، أظهرت النتائج أن نسبة القتل كانت 91.13% عندما كانت الرطوبة النسبية 52% ~ 54% لمدة 10 دقائق. وكانت نسبة القتل 98.53% عندما كانت الرطوبة النسبية 72%-74%. عندما تكون الرطوبة النسبية 90% ~ 92%، يكون معدل القتل 68.98%.
قيمة الرقم الهيدروجيني 2.5
سواء كان بيروكسيد الهيدروجين النقي أو بيروكسيد الهيدروجين مع مكونات أخرى مثل يوديد البوتاسيوم، فإن قدرة مبيد الجراثيم في البيئة الحمضية أقوى من تلك الموجودة في البيئة القلوية.

2.6 المادة العضوية

حماية المواد العضوية لها تأثير معين على عمل مبيد الجراثيم لبيروكسيد الهيدروجين. عند قتل الكائنات الحية الدقيقة الملوثة بالدم والقيح والبلغم والبول، يجب تمديد وقت العمل. ومع ذلك، أشارت بعض الدراسات إلى أن تأثير مبيد الجراثيم للتركيز العالي من بيروكسيد الهيدروجين صغير جدًا، خاصة في بيئة ذات درجة حرارة عالية، وتأثير التعقيم ليس واضحًا.
2.7 التآزر
في السنوات الأخيرة، أظهرت النتائج أن الضوء فوق البنفسجي والأيونات المعدنية والأيونات السالبة والعوامل الفيزيائية والكيميائية الأخرى لها تأثيرات تآزرية على التأثير المبيد للجراثيم لبيروكسيد الهيدروجين.

(1) الضوء فوق البنفسجي له تأثير تآزري على تعقيم بيروكسيد الهيدروجين. يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تعزز تحلل بيروكسيد الهيدروجين لإنتاج الجذور الحرة، التي تعمل على بروتين البوغ والقشرة، مما يسبب الموت السريع للكائنات الحية الدقيقة. أظهرت النتائج أن معدل القتل لبكتيريا Bacillus subtilis Black البديل كان 99.90% عند استخدام بيروكسيد الهيدروجين 3% و 70uw/cm2 من الأشعة فوق البنفسجية لمدة 5 دقائق، بينما كان معدل القتل 17.72% و 99.20% عند استخدام بيروكسيد الهيدروجين والأشعة فوق البنفسجية وحدهما. .

(2) تم إثبات التأثير التآزري للجراثيم ليوديد البوتاسيوم على بيروكسيد الهيدروجين في الداخل والخارج. المعامل التآزري لـ 0.125% بيروكسيد الهيدروجين و0.125% يوديد البوتاسيوم لمدة 3 دقائق أعلى من 0.250% بيروكسيد الهيدروجين و0.250% يوديد البوتاسيوم في نفس الوقت. كلما زاد معامل التآزر، كلما كان التأثير أقوى.
(3) يتم خلط بيروكسيد الهيدروجين مع الغلوتارالدهيد لإنتاج بيروكسيد الألدهيد، والذي يمكن أن يحسن تأثير مبيد الجراثيم. أظهرت النتائج أنه عندما يعمل 5% بيروكسيد الهيدروجين و0.5% جلوتارالدهيد معًا لمدة 10 ~ 30 دقيقة، يصل معدل قتل بكتيريا Bacillus subtilis nigrospora إلى 99.99%، وهو أعلى بكثير من 60.12% و88.18. % عند استخدام بيروكسيد الهيدروجين والغلوتارالدهيد وحدهما.
(4) يتم تنسيق بيروكسيد الهيدروجين مع الموجات فوق الصوتية. تم الإبلاغ عن أن الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة و 6٪ بيروكسيد الهيدروجين يمكن أن تقتل Bacillus cereus و Candida albicans في 10 دقائق فقط، في حين أن العلاج لمدة 30 دقيقة بالموجات فوق الصوتية أو بيروكسيد الهيدروجين وحده لا يكفي لقتلهم.
(5) يتعاون بيروكسيد الهيدروجين مع البلازما، ويرجع تأثير مبيد الجراثيم التآزري إلى حقيقة أن بيروكسيد الهيدروجين يتحلل بسهولة إلى مجموعات نشطة حرة مختلفة في حالة البلازما.
(6) يتم تنسيق بيروكسيد الهيدروجين مع أيونات المعادن (Fe2+، Cu2+، Ag+)، ويمكن للأيونات المعدنية أيضًا تعزيز تحلل بيروكسيد الهيدروجين لإنتاج الجذور الحرة وتسريع موت الكائنات الحية الدقيقة.
(7) تم العثور على التنسيق بين بيروكسيد الهيدروجين والفاعل بالسطح أن إضافة الفاعل بالسطح D-33 أو السلفونول أثناء تطهير محلول بيروكسيد الهيدروجين يمكن أن يؤدي إلى تضييق قطر الهباء الجوي، وبالتالي تحسين تأثير التعقيم.