专利名称：用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置与方法
技术领域：
本发明涉及抗力实验设备，尤其是一种用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置与 方法。不仅仅适用于过氧化氢等离子体灭菌试验，还适用于多种医用低温气体灭菌方法验证 的微生物菌种的灭菌抗力试验。
背景技术：
过氧化氢等离子体低温灭菌是目前国际上最新的一种医用低温灭菌技术，与其它常规医 用灭菌技术相比，具有低温快速、节能环保、经济安全等特点，可用于医院手术室、供应室、 窥镜室等临床科室对多种医疗器械(包括金属器械和非金属器械)进行快速低温灭菌处理。
作为医疗灭菌设备，需要对该设备及技术方法的灭菌效能进行试验验证，这就需要通过 相关试验选定一种抗力最强的标准菌种来进行验证试验。而选定何种菌种，则需要测定多种 微生物菌种对该灭菌方法的抗力指标D值(杀灭90%微生物所需要的时间，D值越大，说 明该菌种对此灭菌方法的抗力越强)，从而比较并选出抗力最强的菌种作为标准试验菌种， 用于灭菌效能验证试验。由于过氧化氢等离子体低温灭菌技术是一新技术，目前，尚没有一 种简便、可靠的试验装置来进行上述验证菌种的抗力试验。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置与 方法，旨在通过该装置与方法对经过氧化氢等离子体灭菌试验后所用的标准微生物菌种进行 有关灭菌抗力的研究，从而比较并选出抗力最强的菌种作为标准试验菌种。
本发明所采用的技术方案是用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置，具有真空 罐及密封门，从而形成实验罐室，在实验罐室的内壁装有放电电极并通过罐体上的密封馈入 件和同轴电缆与匹配调协器及等离子体激发电源连接，等离子体激发电源又与电器控制装置 连接；所述真空罐的侧壁上设有抽真空接口，该接口通过高真空挡板阀与真空泵连接，真空 泵的另一端连接电器控制装置，所述罐壁上还配有充气接口，该接口通过高真空挡板阀与空 气过滤器连接，高真空挡板阀的另一端连接电器控制装置；所述真空罐的外侧壁上还配装电 热恒温装置及真空检测传感器，其特征在于所述实验罐室内安装有抗力检测装置并配有温度 传感器II，在实验罐室的外面接有中和剂加注器和灭菌介质加注器，所述中和剂加液装置通 过连接导管I经实验罐室壁上的密封接口与抗力检测装置连通，所述灭菌介质加注装置通过 连接导管II经微型电磁阀连接到设在真空罐罐壁上方的雾化喷口 。
所述抗力检测装置具有固定在实验罐室中部的机械传动装置，该装置由直流电机、变速 箱、传动丝杠、传动螺母、活动杆、轴套和外套组成，在其垂直固定的外套上固定有下固定 架并在其一端装有下活动块，在机械传动装置的活动杆上固定有上固定架并在其一端装有上 活动块和微型阀门，在上固定架上面的活动杆外面套有弹簧并在其顶端装有压套，在该压套 与微型阀门之间设有固定的压块和活动的旋转块。
所述电热恒温装置由设在真空罐外面的电热板及保温层组成，并配有温度传感器及温控器。
所述真空罐由不锈钢、钛合金或铝合金制成，形状为圆桶形或矩形，立式或卧式放置， 容积为30~150L。
所述放电电极由不锈钢、钛合金或铝合金多孔板制成，与罐壁间隙为5~50mm，并与罐 壁绝缘。
所述中和剂加注器包括1 5个注射器和加液托架，每个注射器内存有5一0ml的含有中 和剂的培养基。
所述灭菌介质加注器包括注射器和加液托架。 所述中和剂加注器和灭菌介质加注器的附近装有温度传感器I。
一种用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验方法，其特征在于包括如下步骤 1)将含有中和剂的培养基10mL逐一抽入l 5个注射器中，分别安装在加液托架上， 用内径2mm的硅橡胶连接导管I将注射器、真空罐上的密封接口及耐压试管上的橡胶密封 塞相连接，将1 5片试验菌片分别放到1 5个耐压试管内，盖上橡胶密封塞；
2) 将装有试验菌片的耐压试管安装在抗力检测装置的下固定架上，用下活动块夹住， 将橡胶密封塞用上活动块与上固定架固定，将所述硅橡胶连接导管I与微型阔门连接；
3) 将灭菌剂H202抽入灭菌介质加注器的注射器内，安装在加液托架上，用内径为1.5mm 的聚四氟乙烯连接导管II连接到微型电磁阀上；
4) 关闭实验罐室的密封门，在试验装置控制触摸屏上，设定分组时间0~999秒，每个 菌种按照杀菌作用时间长短分成IO个组进行试验，每组1~5个样本；
5) 开启真空泵抽真空，开启耐压试管上的橡胶密封塞；
6) 当真空度达到50 150Pa时，关闭耐压试管的密封塞，开启等离子体激发电源进行预 等离子辉光放电1 10分钟；
7) 打开微型电磁阀，加入灭菌剂H202并汽化，维持1 10分钟扩散
8) 开启耐压试管的密封塞进行杀菌反应并计时，反应时间控制在0~999秒，随后立即 关闭耐压试管的密封塞，同时打开微型阀门，使中和剂浸没菌片，时间控制精度为0.1秒钟，
中止反应；
9) 再次抽真空到50~150Pa，开启等离子体激发电源，等离子放电1 10分钟；
10) 关闭等离子体激发电源，打开充气接口，充气平压；
11) 打开密封门，取出带密封塞的耐压试管；
12) 灭菌完毕，在1~5片菌片里面随机取1~3片进行菌片菌落计数。
本发明的有益效果是本发明为过氧化氢等离子体低温灭菌技术验证提供了一种微生物
抗力试验装置与方法，通过该试验装置能够简便、可靠地优选出抗力最强的菌种作为标准试
验菌种，从而进行有关灭菌效果验证的试验研究。
图l是本发明的结构总图。
图2是本发明中抗力检测装置一种状态的结构图(橡胶密封塞处于密封状态)。 图3是本发明中抗力检测装置另一种状态的结构图(橡胶密封塞处于开启状态)。
具体实施例方式
如图l-图3所示，本实施例具有真空罐1及密封门2，从而形成实验罐室3，在实验罐 室的内壁装有放电电极4并通过罐体上的密封馈入件和同轴电缆与匹配调协器9及等离子体 激发电源10连接，等离子体激发电源又与电器控制装置12连接。所述放电电极4由不锈钢、 钛合金或铝合金等金属多孔板制成，与罐壁间隙为5~50mm，并与罐壁绝缘，所谓等离子体 激发放电就是通过放电电极4，在程序的控制之下在试验罐室内形成等离子体辉光放电。电 源输出功率在50~500W范围内可调，放电时间控制精度为士O.l秒。
所述真空罐1的侧壁上设有抽真空接口 6，该接口通过高真空挡板阀8与真空泵7连接， 真空泵的另一端连接电器控制装置12;所述罐壁上还配有充气接口 24，该接口通过高真空 挡板阀8与空气过滤器11连接，高真空挡板阀8的另一端连接电器控制装置12。真空控制 装置由程序控制开启真空泵和各阔门，可快速使罐内抽真空达到规定真空值(30 300Pa)。 充气接口 24的设置可以在很短的时间内使试验室恢复平压，以便快速开启密封门并取出耐 压试管21。
所述真空罐1的外侧壁上还配装电热恒温装置5及真空检测传感器13，该电热恒温装置 5由设在真空罐1外面的电热板及保温层组成，并配有温度传感器及温控器，保证试验室壁
温度在室温 80'c范围内可控。温度显示精度为o.rc。
所述实验罐室3内安装有抗力检测装置20并配有温度传感器n 14-2。所述抗力检测装 置20具有固定在实验罐室3中部的机械传动装置23，该装置由直流电机23-l、变速箱23-2、 传动丝杠23-3、传动螺母23-4、活动杆23-5、轴套23-6和外套23-7组成，在其垂直固定的
外套23-7上固定有下固定架20-9并在其一端装有下活动块20-1 ，在机械传动装置23的活动 杆23-5上固定有上固定架20-8并在其一端装有上活动块20-2和微型阀门20-3，在上固定架 20-8上面的活动杆23-5外面套有弹簧20-7并在其顶端装有压套20-6，在该压套与微型阀门 20-3之间设有固定的压块20-4和活动的旋转块20-5。
为了准确结束杀菌过程，消除灭菌介质对微生物的后续影响，需要根据试验设定要求定 时定量地在耐压试管内加注中和剂，因此，本例在实验罐室3的外面接有中和剂加注器16， 所述中和剂加液装置通过连接导管I 15-1经实验罐室壁上的密封接口与抗力检测装置连通。 所述中和剂加注器16包括5个注射器和加液托架，每个注射器内存有5~10ml的含有中和剂 的培养基。在抗力试验终止时，程序自动打开耐压试管密封塞上的微型阀门20-3，将中和剂 加入到试管内，并浸没菌片以达到终止杀菌反应的目的。
本发明的灭菌介质是过氧化氢液，需要在灭菌过程中定时定量加入到实验罐室内并雾化 后再变为气态均匀扩散，实现杀灭微生物的目的。因此，在实验罐室3的外面接有灭菌介质 加注器17，该灭菌介质加注器17通过连接导管II 15-2经微型电磁阀18连接到设在真空罐 罐壁上方的雾化喷口 19。所述灭菌介质加注器17包括注射器和加液托架。根据试验设定的 时间要求由微型电磁阀控制自动加液，时间控制可精确到O.l秒，该灭菌介质加注器可将过 氧化氢注入量控制在0.1 5ml范围内精确可调。
所述真空罐l由不锈钢、钛合金或铝合金等金属材料制成，形状为圆桶形或矩形，立式 或卧式放置，容积为30 150L;配有金属或非金属真空密封门2，开启方便；
所述中和剂加注器16和灭菌介质加注器17的附近装有温度传感器I 14-1。
本例中的电器控制装置12由单片机集成电路和彩色液晶触摸显示屏构成控制电路板， 再通过继电器和交流接触器等功能器件构成自动运行装置，通过单片机芯片内的程序软件， 实现整套装置系统的自动化运行。所述程序软件是根据微生物学灭菌装置抗力试验的基本要 求，结合本发明装置的特点和功能，所编制的专用程序软件，并通过单片机控制系统实现整 套装置的自动运行。
本实施例是一种用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验方法，包括了如下步骤 1)将含有中和剂的培养基10mL逐一抽入5个(本例5个为一组)注射器中，分别安 装在加液托架上，用内径2mm的硅橡胶连接导管I 15-1将注射器、真空罐1上的密封接口 及耐压试管21上的橡胶密封塞22的接口相连接，将5片试验菌片分别放到5个耐压试管21 内，盖上橡胶密封塞22。
按照《消毒技术规范》的要求将试验菌种芽孢悬液制成菌片。要求菌量在1X1()6 5X 10tFU/片，需要进行菌落计数。
2) 将装有试验菌片的耐压试管21安装在抗力检测装置20的下固定架20-9上，用下活 动块20-1夹住，将橡胶密封塞22用上活动块20-2与上固定架20-8固定，将所述硅橡胶连 接导管I 15-1与微型阀门20-3连接。
3) 将灭菌剂11202抽入灭菌介质加注器17的注射器内，安装在加液托架上，用内径为 1.5mm的聚四氟乙烯连接导管n 15-2连接到微型电磁阀18上。
4) 关闭实验罐室3的密封门2，在试验装置控制触摸屏上，设定分组时间0 999秒，每 个菌种按照杀菌作用时间长短分成10个组进行试验，每组5个样本。
5) 开启真空泵7抽真空，开启耐压试管21上的橡胶密封塞22。
6) 当真空度达到50 150Pa时，关闭耐压试管的密封塞，开启等离子体激发电源10进 行预等离子辉光放电1 10分钟。
7) 打开微型电磁阀18，加入灭菌剂11202并汽化，维持1 10分钟扩散。
8) 开启耐压试管的密封塞进行杀菌反应并计时，反应时间控制在0~999秒，随后立即 关闭耐压试管的密封塞，同时打开微型阀门.20-3，使中和剂浸没菌片，时间控制精度为0.1 秒，中止反应。
9) 再次抽真空到50 150Pa，开启等离子体激发电源10，等离子放电1 10分钟。
10) 关闭等离子体激发电源10，打开充气接口24，充气平压。
11) 打开密封门2，取出带密封塞的耐压试管。
12) 灭菌完毕，在5片菌片里面随机取3片进行菌片菌落计数。
菌落计数就是计算每个作用时间组样本上平均存活芽孢的对数值。以作用时间为横坐标 (X)，存活芽孢的对数值为纵坐标(Y)，算出芽孢存活与作用时间的回归方程(Y=a+bX)。 计算各实际测定值与直线回归方程的相关程度，根据所得直线回归方程，计算出减少90%芽 孢所需要的作用时间D值。
设定不同的程序参数，可以进行多种菌种、多种条件下的抗力试验。改变加入其它灭菌 介质成份，可以是液体(如甲醛、过氧乙酸等)，也可以是气体(环氧乙烷、氧气、二氧化 碳等)，可进行不同介质形成等离子体后的灭菌效果对比试验。
权利要求
1、一种用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置，具有真空罐(1)及密封门(2)，从而形成实验罐室(3)，在实验罐室的内壁装有放电电极(4)并通过罐体上的密封馈入件和同轴电缆与匹配调协器(9)及等离子体激发电源(10)连接，等离子体激发电源又与电器控制装置(12)连接；所述真空罐(1)的侧壁上设有抽真空接口(6)，该接口通过高真空挡板阀(8)与真空泵(7)连接，真空泵的另一端连接电器控制装置(12)，所述罐壁上还配有充气接口(24)，该接口通过高真空挡板阀(8)与空气过滤器(11)连接，高真空挡板阀的另一端连接电器控制装置(12)；所述真空罐(1)的外侧壁上还配装电热恒温装置(5)及真空检测传感器(13)，其特征在于所述实验罐室(3)内安装有抗力检测装置(20)并配有温度传感器II(14-2)，在实验罐室(3)的外面接有中和剂加注器(16)和灭菌介质加注器(17)，所述中和剂加液装置通过连接导管I(15-1)经实验罐室壁上的密封接口与抗力检测装置连通，所述灭菌介质加注装置(17)通过连接导管II(15-2)经微型电磁阀(18)连接到设在真空罐罐壁上方的雾化喷口(19)。
2、 根据权利要求l所述的用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置，其特征在于 所述抗力检测装置(20)具有固定在实验罐室(3)中部的机械传动装置(23),该装置由直 流电机(23-1)、变速箱(23-2)、传动丝杠(23-3)、传动螺母(23-4)、活动杆(23-5)、轴 套(23-6)和外套(23-7)组成，在其垂直固定的外套(23-7)上固定有下固定架(20-9)并 在其一端装有下活动块(20-1)，在机械传动装置(23)的活动杆(23-5)上固定有上固定架(20-8)并在其一端装有上活动块(20-2)和微型阀门(20-3)，在上固定架(20-8)上面的 活动杆(23-5)外面套有弹簧(20-7)并在其顶端装有压套(20-6)，在该压套与微型阀门(20-3) 之间设有固定的压块(20-4)和活动的旋转块(20-5)。
3、 根据权利要求1或2所述的用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置，其特征 在于所述电热恒温装置(5)由设在真空罐(1)外面的电热板及保温层组成，并配有温度 传感器及温控器。
4、 根据权利要求1或2所述的用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置，其特征 在于所述真空罐(1)由不锈钢、钛合金或铝合金制成，形状为圆桶形或矩形，立式或卧 式放置，容积为30 150L。
5、 根据权利要求1或2所述的用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置，其特征 在于所述放电电极(4)由不锈钢、钛合金或铝合金多孔板制成，与罐壁间隙为5~50mm， 并与罐壁绝缘。
6、 根据权利要求1或2所述的用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置，其特征 在于所述中和剂加注器(16)包括1 5个注射器和加液托架，每个注射器内存有5~10ml 的含有中和剂的培养基。
7、 根据权利要求1或2所述的用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置，其特征 在于所述灭菌介质加注器(17)包括注射器和加液托架。
8、 根据权利要求1或2所述的用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置，其特征 在于所述中和剂加注器(16)和灭菌介质加注器(17)的附近装有温度传感器I (14-1)。
9、 一种用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验方法，其特征在于包括如下步骤1)将含有中和剂的培养基10mL逐一抽入l 5个注射器中，分别安装在加液托架上， 用内径2mm的硅橡胶连接导管I (15-1)将注射器、真空罐(1)上的密封接口及耐压试管 (21)上的橡胶密封塞(22)相连接，将1 5片试验菌片分别放到1 5个耐压试管(21) 内，盖上橡胶密封塞(22);2) 将装有试验菌片的耐压试管(21)安装在抗力检测装置(20)的下固定架(20-9)上， 用下活动块(20-1)夹住，将橡胶密封塞(22)用上活动块(20-2)与上固定架(20-8)固 定，将所述硅橡胶连接导管I (15-1)与微型阀门(20-3)连接；3) 将灭菌剂H202抽入灭菌介质加注器(17)的注射器内，安装在加液托架上，用内径 为1.5mm的聚四氟乙烯连接导管n (15-2)连接到微型电磁阀(18)上；4) 关闭实验罐室(3)的密封门(2)，在试验装置控制触摸屏上，设定分组时间0~999 秒，每个菌种按照杀菌作用时间长短分成10个组进行试验，每组1 5个样本；5) 开启真空泵(7)抽真空，开启耐压试管(21)上的橡胶密封塞(22);6) 当真空度达到50 150Pa时，关闭耐压试管的密封塞，开启等离子体激发电源(10) 进行预等离子辉光放电1 10分钟；7) 打开微型电磁阀(18)，加入灭菌剂11202并汽化，维持1 10分钟扩散；8) 开启耐压试管的密封塞进行杀菌反应并计时，反应时间控制在0~999秒，随后立即 关闭耐压试管的密封塞，同时打开微型阀门(20-3)，使中和剂浸没菌片，时间控制精度为 0.1秒钟，中止反应；9) 再次抽真空到50 150Pa，开启等离子体激发电源(10)，等离子放电1 10分钟；10) 关闭等离子体激发电源(10)，打开充气接口 (24)，充气平压；11) 打开密封门(2)，取出带密封塞的耐压试管；12) 灭菌完毕，在1~5片菌片里面随机取1~3片进行菌片菌落计数。
全文摘要
本发明涉及一种用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置与方法。所要解决的技术问题是提供一种用于等离子体灭菌验证的微生物抗力试验装置与方法，旨在通过该装置与方法对经过氧化氢等离子体灭菌试验后所用的标准微生物菌种进行有关灭菌抗力的研究，从而比较并选出抗力最强的菌种作为标准试验菌种。解决该问题的技术方案是所述实验罐室内安装有抗力检测装置并配有温度传感器II，在实验罐室的外面接有中和剂加注器和灭菌介质加注器，所述中和剂加液装置通过连接导管I经实验罐室壁上的密封接口与抗力检测装置连通，所述灭菌介质加注装置通过连接导管II经微型电磁阀连接到设在真空罐罐壁上方的雾化喷口。本发明可用于过氧化氢等离子体灭菌试验。
文档编号C12M1/36GK101363003SQ200810121008
公开日2009年2月11日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者刘川生 申请人:刘川生