高功率微波对金黄葡萄球菌杀灭效应的实验研究
05-08
中国医学物理学杂志 1999年第3期第16卷 实验研究
作者：吴道澄 金友煌 席晓莉 任 斌
单位：吴道澄(第四军医大学 基础部化学室,陕西 西安 710032）；席晓莉（西安理工大学 自动化与信息工程学院, 西安 710048）；金友煌，任 斌（西安石油学院 采油工程系, 西安 710065)
关键词：高功率微波；灭菌；非热效应；金黄葡萄球菌
摘要：目的：应用研究高功率微波对金黄葡萄球菌25932的杀灭效果及其可能存在的非热效应。方法：采用频率2450 MHz，功率0～3kW的连续高功率微波，对干湿状态的细菌进行不同强度及时间的辐照，比较其杀灭率，并同时与单纯的加热灭菌相对比，研究高功率微波对它的杀灭规律。结果：不同强度及辐照时间的微波对干菌作用后，其温度无显著变化，但活菌数显著减少(P＜0.05)；对湿菌的杀灭效果则显著高于干菌。而单纯加热灭菌率则低于微波对湿菌的杀灭。结论：微波对湿菌的杀灭强于单纯的加热灭菌，且可杀灭干菌，说明微波对细菌的杀灭除热效应外还有非热效应。中图分类号：R312 文献标识码：A 文章编号：1005-202X（1999）03-0183－02
Study on the experiment of killingstaphy with high power microwave
WU Dao-cheng ,et al.
(Department of chemistry, The Fourth Military Medical University, Xian 710032,China)Abstract: Objective: Tostudy the effect on killingstaphy with high power microwave and discuss the nonthermal effect. Method: thestaphy were irradiated by high power microwave in differentstrengh of power and time. The results were compared with thosestaphy heated only. The principle of disinfection with high power microwave werestudies. Results: The temperature wasn′t changed after drystaphy irradiated by high power microwave in differentstrength of power and time, but the number ofstaphy alive decreasedsignificantly (P＜0.05).The effect of disinfection in wetstaphy group is higher than in drystaphy group andstaphy heated group. Conclusion: The disinfection effect of high power microwave is higher than that of heating and dry bacteria. It is proved that the nonthermal effect was existed except thermal effects.
Key words:high power microwave; disinfection; nonthermal effects; staphy
引言：灭菌一直是工业生产，医疗卫生及食品生产等领域研究的重点课题之一，采用什么样的方法能达到高效、经济、快速的灭菌效果，是该领域的研究重点。微波灭菌以其具有的安全，方便，经济，可重复，灭菌速度快等优点而受到广泛重视[1]。国内外以对医疗器械的研究为主，使用的微波源频率大多为2450 MHz，功率在500～750 W之间，并已有微波灭菌装置投入使用[2]。但这些装置仍存在灭菌效果不理想，对有些细菌无法杀灭以及无法对干燥状态的细菌进行灭菌的问题[3]。而对微波灭菌机理的研究，特别与热效应相伴存在的非热效应研究的报道不多[4]。本实验将对连续高功率微波(3kW)的灭菌效果进行初步研究，为其在生产、生活及医学临床的广泛应用提供依据。
1 材料和方法
1.1 材料
(1) 仪器 : WY5000，2-1C程控连续微波源,西安石油学院提供;无菌台、培养箱、高温烘箱、微量可调加样器、分光光度计等,第四军医大学提供；(2) 菌种: 金黄葡萄球菌25923，第四军医大学西京医院检验科提供；(3) 主要培养基及培养液: 基础培养基，基础肉汤培养液，按常规方法配置并高压消毒。
1.2 方法
1.2.1 实验菌样的制作干菌板的制作：采用细胞培养用24孔板，经中性洗洁剂清洗，用蒸馏水及去离子水冲洗，37度恒温箱干燥，Co-60辐照灭菌后，接入处于对数生长期的25923菌液，每孔涂菌数约为106 cfu/孔，放入37度培养箱内干燥。湿菌板的制作：把对数生长期的细菌，按每块50-500 cfu的浓度接种于放于9 cm细菌培养皿的适量纱布上，细菌浓度的选择按正好使纱布湿透为宜。
1.2.2 灭菌实验对作用时间和输出功率两因素采用均匀设计，微波对于干菌、湿菌及单独加热湿菌三种实验均进行了时间为0.5min、1min、5min、10min、20min的五水平实验，微波功率取1kW、1.5kW、2kW、2.5kW、3kW五水平，单纯的加热温度为100度。由于微波在实验过程中的反射功率不易调节，故实际使用的五水平输出功率与设计的存在一定差别；由于微波对湿菌的杀灭速度远高于微波对干菌以及单纯的炽热湿菌的灭菌速度，在上述作用时间内，微波灭湿菌率为100%，而加热湿菌的灭菌率则低于50%，故对微波对湿菌的杀灭又设计了作用时间分别为5s、10s、15s、20s、30s的五水平实验，对单纯加热湿菌也进行了时间分别为20s、40s、60s、120s、160s的五水平实验。把经过微波或加热作用的实验菌用一定量的培养液洗出，作适当稀释后接种于基础培养平板上，放37度恒温箱培养过夜，计数菌落数，并与对照组对比，求出各组的细菌杀灭率。杀灭率等于对照组菌落数与实验细菌落数之差比对照组菌落数。
2 结果
(1)从表1数据可以看出，微波对干菌的作用效率较低，作用时间最长时(600s)，杀灭率最高仅为73.5%，而随功率的变化则不明显。实验时对样本使用前后的温度进行了测量，未发现有明显差别(≤1.5℃) 。
表1 微波对干菌的杀灭结果
| 编号 | 功率(kW) | 作用时间 (s) | 杀灭率 (%) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0 | 0 | 0 | 0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | 0.8 | 60 | 56.3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 | 1.4 | 600 | 73.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3 | 1.5 | 35 | 22.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4 | 2.0 | 300 | 64.6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5 | 3.0 | 30 | 44.9 (2)从表2结果可以看出，微波对湿菌的杀灭效果明显高于其他组，作用时间，20s和30s时就可全部杀灭细菌，功率与杀灭率的关系并不明显。微波对湿菌的杀灭效果实验前后样本的温度变化较大，且存在不均匀现象，故未启示温度的变化。 表2 微波对湿菌的杀灭结果
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