Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

والمحمولة معقم الكيميائية (PCS)، D-الأهوار، وD-إعالة ALL: رواية ثاني أكسيد الكلور إزالة التلوث تكنولوجيز للجيش

doi: 10.3791/4354 Published: June 29, 2014

Summary

ف ortable C hemical S terilizer (PCS) هو ثوري ومستقلة للطاقة والتكنولوجيا التعقيم جدب تقريبا عن الوحدات الطبية في الجيش. وPCS يولد ثاني أكسيد الكلور من الكواشف الجاف الممزوج بالماء في الموقع، وعند إرادة، وعند نقطة من استخدام (POU) في حقيبة بلاستيكية. وisinfectant D - بخاخ لoods F ودية vironmentally EN-S anitation (D-الأهوار) وisinfectant D لEN دية vironmentally-D econtamination، لجميع الأغراض (D-إعالة ALL) إنتاج ثاني أكسيد الكلور المائي في زجاجة رذاذ للطي وتجسيدات أخرى محتملة. هذه التقنيات لإزالة التلوث تنوعا قتل الميكروبات في تطبيقات ذات الاستخدام المزدوج متنوعة لا تعد ولا تحصى بالنسبة للمستهلكين العسكرية والمدنية.

Abstract

هناك جيش صرح في حاجة لذلك، غير البخار تكنولوجيا التعقيم الميدان المحمولة التي يمكن استخدامها من قبل فرق الجراحية إلى الأمام، شركات الأسنان والطب البيطري الدعم مفارز، المستشفيات الدعم القتالي، والمختبرات الطبية لتعقيم المنطقة الأدوات الجراحية وتعقيم المرضية العينات قبل التخلص منها في غرف العمليات والمناطق العلاج في حالات الطوارئ، ووحدات العناية المركزة. الفرقة التالية من الرواية، 'نظيفة وخضراء "تكنولوجيات ثاني أكسيد الكلور وتنوعا ومرونة على التكيف لتلبية عدد من الاحتياجات العسكرية الحاسمة لإزالة التلوث 6،15. على وجه التحديد، تم اختراع P ortable C hemical S terilizer (PCS) لتلبية الاحتياجات الملحة المعركة وإغلاق الثغرات القدرة الحرجة للطاقة للاستقلال، وقابلية خفيفة الوزن، والتنقل السريع، والمتانة وعرة في كثافة عالية الانتشار إلى الأمام 3. كما طفرة تكنولوجية ثورية في sterilizat الجراحيةالتكنولوجيا أيون، وPCS هو الأوتوكلاف الميدانية الحديثة التي تعتمد على في الموقع، ونقطة من الاستخدام، عند إرادة جيل من ثاني أكسيد الكلور بدلا من البخار. اثنين (2) وحدات تعقيم 4 PCS الصواني الجراحية في 1 ساعة، وهي سرعة تعادل واحد الأوتوكلاف البخار كبيرة (الملقب ب "بيرثا" في الانتشار بسبب حجمها مرهقة، أبعاد ضخمة، والوزن). ومع ذلك، فإن PCS يعمل باستخدام 100٪ أقل الكهرباء (0 مقابل 9 كيلوواط) و 98٪ من المياه أقل (10 مقابل 640 أوقية.)، يقلل بشكل ملحوظ الوزن بنسبة 95٪ (20 مقابل 450 £، رفع الرجل 4) ومكعب بنسبة 96٪ (2.1 مقابل 60.2 قدم 3)، ويكاد يقضي على تحديات صعبة في الانتشار إلى الأمام من إصلاح وصيانة وتشغيل موثوق بها، ورفع ونقل، والطاقة الكهربائية اللازمة لأجهزة التعقيم بالبخار.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

عائدات التكنولوجيا PCS من حيث لا توجد الجهاز التجارية سابقا ويولد ثاني أكسيد الكلور المطهرة (CLO 2) أن لديه قدرة ثبت لقتل مسببات الأمراض النباتية على المنتجات الطازجة 3،6،9-13،15 أو لتطهير الجراثيم البكتيرية. وقد 14،15،17 وPCS المختبر التحقق من صحة تحديدا لتفعيل التعقيم ضد الثقافات الحية من Geobacillus stearothermophilus (GS) الجراثيم (انظر المرجع المتعلقة 8) وبوغ الحيوي مؤشرات من G. stearothermophilus والعصوية atrophaeus (BA) 6،15،16. كما تم تكييف PCS للعمل مع ظروف أقل صرامة لضمان سلامة الأغذية عن طريق تعطيل الخضري مسببات الأمراض المستوحدة الليستيريا والقولونية على المنتجات الطازجة، مثل الطماطم كله، وتمديد العمر الافتراضي للقطع المنتجات الطازجة، على سبيل المثال ، من خلال INACtivating الانزيم polyphenoloxidase براوننج في التفاح شرائح 6،15. لتوليد ثاني أكسيد الكلور، ويستخدم PCS الكيمياء المستجيب الرواية التي تنتقل عن طريق تفاعلات الأكسدة والاختزال في درجة الحموضة شبه محايدة، وبالتالي القضاء على استخدام الأحماض والصعوبات المتأصلة في الشحن والتخزين، والمناولة، والتخلص من النفايات الحمضية في الجيش بعيدة إلى الأمام نشر 1،2،4،17. بالإضافة إلى الجيش، وPCS يمكن أن تستخدم أيضا من قبل الأمن الداخلي / وزير الدفاع؛ أثناء الكوارث الطبيعية (فحدوث عاصفة رملية وأمواج تسونامي وإعصار كاترينا) التي تشل الوصول إلى السلطة، والمياه الصالحة للشرب، والتخلص من النفايات؛ في الموقع من قبل أول المستجيبين لحالات الطوارئ؛ والمجتمع في المستشفيات أو المدارس خلال انقطاع التيار الكهربائي (انقطاع التيار الكهربائي والبني الرافضة).

يستخدم بخاخ لoods F ودية vironmentally EN-S anitation (D-الأهوار) أيضا الكيمياء المستجيب (المكونات الكيميائية 3) وعملية خلط 2 خطوة (- مد isinfectant ثانيا. تخفيف رد فعل آخر) لتوليد ثاني أكسيد الكلور المائي، في المقام الأول في زجاجة رذاذ القابلة للطي لتطهير الأسطح من عتاد الجيش، ومعدات مناولة الأغذية والتغذية المعدات الميدانية في المطابخ الميدانية للجيش ومراكز الصرف الصحي والبحرية ألواح الطباعة والوحدات الطبية، والاستحمام، والمراحيض أعداد كبيرة من الأفراد الذين يتم نشرهم في أي مكان تتعايش على مقربة 5،6. وأظهرت الاختبارات أن التحقق من صحة D-الأهوار يلغي الممرض المكورات العنقودية الذهبية، وهو العامل الممرض المنقولة بالغذاء المشتركة، على الأسطح المسامية 14. "D-إعالة ALL" (D isinfectant لEN دية vironmentally-D econtamination، لجميع الأغراض) يوفر أبسط (المكونات الكيميائية 2)، وأكثر ملاءمة (1 خطوة الاختلاط) مع براعة لا مثيل لها بديل لإنتاج ثاني أكسيد الكلور لتطهير مائي البكتيرية جراثيم على المنسوجات، لتطهير السطح لتعزيز سانيtation والنظافة، وتحسين جودة المياه وسلامتها، مع مزايا خاصة للتطبيقات التي تتطلب إنتاج السريع لكميات كبيرة من ثاني أكسيد الكلور المخفف حلول باستخدام كميات صغيرة من المواد الأولية للتطبيقات في تقنيات إعادة تدوير المياه الرمادية رواية مصممة لتوليد المياه النظيفة والصالحة للشرب ل الاستطلاعية قاعدة المخيمات 2.

مجموعة متنوعة من آليات موجودة وفقا للقانون الاتحادي نقل التكنولوجيا لتسهيل نقل التكنولوجيات الاتحادية إلى كيانات nonfederal كوسيلة لتشجيع تطوير وتسويق التكنولوجيات للمنفعة مادية للأمة. وفقا لذلك، مع احتمال المزدهر من أجل العديد من الاستخدامات العسكرية والمدنية، وأجهزة الكمبيوتر، D-الأهوار، وD-ALL إعالة التقنيات قد تم تسجيل براءة اختراع ونقلها إلى الصناعة لتسويق عبر اتفاقيات ترخيص براءات الاختراع والتراخيص التقييم التجاري. A بطيئة، الإصدار رقابة من D-الأهوار (وتسمى & #كان D-الأهوار لايت ") التكنولوجيا المنقولة إلى صناعة تجارية لإدراجها في مواد التعبئة والتغليف لتمديد العمر الافتراضي من التوت الطازج، وPCS كما تم التكنولوجيا المنقولة إلى الأوساط الأكاديمية والجهات الحكومية الأخرى لاختبار المقارنة مع غيرها من التكنولوجيات،؛ 8220 للبحث عن سلامة الأغذية مع السلع المنتجات الطازجة، وتعزيز تدريس العلوم في المرحلة الجامعية. قاد نقل التكنولوجيا من أجهزة الكمبيوتر والكيمياء لمنتج تجاري الموافقة على التعقيم الحيوي غطاء محرك السيارة مع إدخال تحسينات في الوقت والتكلفة، وحماية البيئة مقارنة مع العلاجات التقليدية الفورمالديهايد.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. والمحمولة معقم الكيميائية (PCS)

  1. المعدات. وPCS هو جهاز المبتكرة للمحمول ومستقلة للطاقة، والتعقيم الطبية نقطة من الاستخدام. لهذه الأغراض، ومنمق تجاري PELICAN حقيبة بلاستيكية جامدة مع ميزات تصميم خاص لاستيعاب التعقيم (الشكل 1).
  2. تصميم المعدات. أ) يتلقى عاء التفاعل الفم واسعة الكواشف الكيميائية الجافة والمياه؛ ب) اثنين فحص الصمامات المثبتة في الجدار الحالة يخفف من الضغط على 1 رطل؛ ج) يسمح صمام مدخل تنقية الهواء ليتم ضخها في لبيغ الغرفة؛ د) أنبوب تعميم يوزع الهواء من خلال غرفة التعقيم آخر؛ ) الأجهزة الإلكترونية) الغسيل الجاف القابل للتصرف (الكربون المنشط المغروسة خلال فحص الصمامات منفذ إزالة المخلفات وضمان صحة وسلامة المستخدم والبيئة؛ و) ركائز في قاعدة للقضية استيعاب علبة أداة جراحية أو صينية مثقبة الأخرى وتعظيم تدفق الغاز خلالالتنظيف.
  3. العملية. وضع PCS على سطح مستو وفتح الغطاء. وضع علبة الجراحية التي تحتوي على الأدوات نظيفة وغير معقمة وملفوفة في ورقة الأوتوكلاف الأزرق على ركائز متينة داخل العلبة. مزيج المواد الكيميائية الجافة والمياه (على سبيل المثال، 93 ز كلوريت الصوديوم، كبريتيت الصوديوم 63 ز، 25 ز الصوديوم أسكوربات الهيدروجين، و 300 مل من الماء - التباديل أخرى ممكنة) في وعاء واسع الفم رد فعل على بدء تفاعل كيميائي، ثم إغلاق وقفل الغطاء. في أقل من 2 دقيقة، وتنتج رد فعل غزير المعقمات ثاني أكسيد الكلور، والحرارة، والرطوبة. في 25 دقيقة، وربط مضخة تعمل بالبطارية أو اليد التي تعمل بالطاقة الهواء إلى صمام مدخل وتدفق الهواء الى غرفة تقريبا. 5 دقائق (الشكل 2).
  4. إتمام دورة وإعادة استخدام. فتح القضية وإزالة علبة الجراحية من الأدوات المعقمة. التخلص من وعاء التفاعل (الماء والأملاح الكيميائية حميدة). وPCS متاح لإعادة استخدامها فورا مع علبة أخرى من الأدوات الجراحية ومجموعة جديدة من المواد الكيميائية الجافة والمياه.
  5. التحقق من صحة تعقيم مع بيو المؤشرات. وضع المتاحة تجاريا B / T المؤشرات البيولوجية بالتأكيد تحتوي على جراثيم مشربة على الورق (~ 10 5 جراثيم / وحدة) اما G. stearothermophilus (التي تستخدم لحرارة الرطب) أو B. atrophaeus (التي تستخدم لتعقيم غاز أكسيد الاثيلين) داخل القضية لدورة التعقيم. في إتمام دورة التعقيم CLO وإزالة وتفعيل المؤشرات، ثم احتضان لمدة 24-48 ساعة المؤشرات للتحقق من صحة التعقيم.
  6. التحقق من صحة تعقيم مع سبور معلقات. وضع تعليق مائي من G. جراثيم stearothermophilus (~ 10 5 خلية / مل) داخل PCS التعرض للدورة التعقيم CLO 2. استعادة G. جراثيم stearothermophilus تتعرض لعلاجات المضادات الحيوية على ثاني أكسيد الكلور الفحص متوسطة مع 1٪ النشا قابلة للذوبان 8 (بدون الانتعاش يشير العقم). دراسة refractility من تعامل بهاد جراثيم مع النقيض من المرحلة المجهري (جراثيم المعطل بواسطة CLO 2 الاحتفاظ مرحلة مشرقة حرف 14).
  7. التحقق من صحة تعقيم الأسطح الصلبة. تطعيم الثابت السطوح، غير مسامية مصنوعة من الزجاج أو المعدن مع تعليق مائي (~ 10 5) من G stearothermophilus. جراثيم. وضع مواد تلقيح في PCS لتلقي العلاج مع دورة التعقيم CLO 2. أخذ عينات من الأسطح المعالجة المتاحة تجاريا مع Difco HY-التحقق من مسحات والحصول على أي نمو، يؤكد العقم.

2. "D-الأهوار"

  1. المعدات. "D-الأهوار" هو زجاجة المحمولة القابلة للطي مزودة جهاز رش الزناد اليد التي تديرها. زجاجة بلاستيكية مرنة لديها أسفل gusseted لمتابعة الموقف عندما كاملة، ويتيح للمقاومة كيميائيا البلاستيك متعددة الاستخدامات في إعادة الرش (الشكل 3).
  2. توليد مائي CLO 2 S olution. D-الأهوار يستخدم 1-10 غرام الكمية الإجمالية لإعادة الجافةوكلاء لتوليد ما يصل الى 800 مل من 50-500 جزء في المليون حل ثاني أكسيد الكلور (على سبيل المثال، كلوريت الصوديوم 4.7 غ، كبريتيت الصوديوم 1.6 غرام، و 1.3 غ أسكوربات الصوديوم، مع التبديلات الممكنة). استخدام "مراقبة حركية،" رواية 2 خطوة عملية خلط تتألف:. ط قبل التركيز - حل كل الكواشف في حجم صغير، والثاني تخفيف رد الفعل بعد - تمييع الحل لحجم العمل النهائي، لتوليد الكلور المائي حلول ثاني أكسيد في زجاجة رذاذ في 2-9 دقيقة. يتم رش محلول مطهر مثل رذاذ خفيف أو الهباء الجوي لتطهير الأسطح أو تطهير المقصود. الحل ثاني أكسيد الكلور في مد الأهوار لا تزال مستقرة لمدة لا تقل 8 التحول ساعة وأي حل المتبقية يمكن تفريغ أسفل الحوض أو الكلمة المصارف في نهاية التحول إلى تطهير الأغشية الحيوية.
  3. التحقق من صحة الميكروبيولوجية - بتلقيح الأسطح المسامية. إعداد أطباق بتري من بيرد باركر آجار (BPA) التي تحتوي على صفار البيضالتيلوريت (EYT) ومستخلص الخميرة (YE) وتطعيم سطح أجار مع 0.1 مل من ~ 10 6 خلية / مل تعليق كوكتيل 3 سلالة من المكورات العنقودية الذهبية (S. المذهبة A-100 التي تنتج المعوي A، S. المذهبة آي تي سي سي 14458 التي تنتج المعوي B، وبكتريا المكورة العنقودية البرتقالية التي تنتج 993 المعوي D) 7. S. وقد تم اختيار الذهبية بوصفه الكائن المستهدف لأنها تنتج مستعمرات أسود واضح متميز، إن لم يكن المعطل.
  4. التحقق من صحة الميكروبيولوجية - اختبار المسامية السطوح. باستخدام D-الأهوار رش زجاجة تحتوي على محلول ثاني أكسيد الكلور، رش محلول مطهر على سطح أجار التي يسهل اختراقها. استخدام متسقة، قوة ثابتة على الاستغناء كميات متساوية تقريبا من محلول الرش لكل الزناد النبض. تدوير لوحات 90 º بين النبضات المتعاقبة لتطبيق تغطية موحدة من سطح أجار. أيضا استخدام هذه التقنية بعصا الهوكي الزجاج وتطبيق الضغط الخفيف لنشر كلوريدحل ثاني أكسيد شمال شرق على سطح أجار للتآكل الميكانيكي (أي ما يعادل محو أو الغسل - انظر الشكل 4).
  5. التحقق من صحة الميكروبيولوجية - الأسطح الصلبة. تطعيم المعقمة الفولاذ المقاوم للصدأ مخصص (نوع 304) كوبونات (4 "× 4"، مع مساحة إجمالية 10.16 سم 2) مع 0.2 مل حجم تعليق مائي من الخلايا البكتيرية (على سبيل المثال، S. المذهبة، الإشريكية القولونية، أو المستوحدة الليستيريا) و نشر قائح موحد عبر سطح القسيمة. كوبونات الهواء الجاف لمدة 30 دقيقة في درجة حرارة الغرفة في الصفحي هود التدفق. التقاط كوبونات تلقيح مع ملقط معقم وتزج في اختبار 20 مل محلول يحتوي على ثاني أكسيد الكلور في 100 مل كيس التجانس. بعد مرات من الاتصال 0،5-5 دقيقة، إرواء الحل المطهر بإضافة كمية صغيرة من كبريتيت الصوديوم الصلبة، ثم عجن الحل لمدة 2 دقيقة في التجانس. إزالة كيس وغطاء تدفق الصفحي سحب طاف ومتسلسل تخفيف محلولن على مسبقة الصنع لوحات أجار، ثم احتضان لمدة 24 ساعة لتعداد الناجين.

3. وPCS عن الفواكه والخضروات الطازجة

تم اختبار قدرة خفض PCS العلاجات لقتل مسببات الأمراض المنقولة عن طريق الأغذية الضارة (كولاي والمستوحدة L.) على المنتجات الطازجة باستخدام أسلوب التلقيح في بقعة التي رصدت مستويات عالية من مسببات الأمراض على الأسطح الخارجية من أسافين الطماطم.

  1. التلقيح. تلقيح الأسطح الخارجية من 25 عينة غرام من الطماطم مع أسافين إما 10 5 كفو / ز L. المستوحدة OSY-8578 أو مع 10 6 كفو / ز E. القولونية آي تي سي سي 11229، ثم الجافة في الهواء العقيمة هود الحيوي لمدة 15 دقيقة.
  2. العلاج PCS. بعد أن يجف اللقاح، ووضع أسافين الطماطم (ارتداء القفازات المعقمة) في PCS والاختبار في ظل ظروف مختلفة من تركيز ثاني أكسيد الكلور والتعرض الوقت. في بعض الحالات، ووضع مؤشرات بوغ الحيوي من G. stearothermophilus لالثاني B. atrophaeus داخل PCS لمرافقة أسافين الطماطم والتحقق من صحة العلاج التعقيم (الشكل 5).
  3. الميكروبية الاسترداد. بعد العلاج PCS، ووضع أسافين الطماطم في كيس التجانس مع 50 مل من العازلة الفوسفات مائي (الرقم الهيدروجيني 7)، ثم عجن لمدة 2 دقيقة مع خلاط التجانس.
  4. التعداد. الاستغناء الحل masticated كما متسلسل التخفيفات 10 أضعاف على لوحات زيتية أجار الصويا استخراج آجار الخميرة (TSAYE) والمغذيات أجار (NA) لL. monocyotgenes وE. القولونية، على التوالي، وانتشار بعصا الهوكي الزجاج، وغطاء واحتضان لوحات عند T = 35 درجة مئوية لمدة 24-48 ساعة. تعداد الناجين باستخدام عداد مستعمرة لتأكيد تعطيل الميكروبية.
  5. تعطيل Polyphenoloxidase ("براوننج") الانزيمات. وضع شرائح التفاح في أطباق منفصلة uninoculated بيتري داخل PCS وفضح لثاني أكسيد الكلور (الشكل 5). بعد العلاج، وإزالة أطباق بتري وفضح عشرشرائح التفاح الإلكترونية في البيئة المحيطة. أظهرت الملاحظة البصرية لا براوننج لمدة تصل إلى 1 في الاسبوع بعد العلاج.

4. "D-إعالة ALL"

  1. توليد مائي CLO 2 S olution. D-ALL إعالة يستخدم كميات صغيرة من المواد الكيميائية الجافة (كلوريت وSAMIA) في الماء لتوليد حل ثاني أكسيد الكلور في 0،5-3،0 دقيقة. على سبيل المثال، مزيج 0،8-3،3 غرام من الكواشف في 15-1،200 مل من محلول مائي لإنتاج حل ثاني أكسيد الكلور.
  2. التحقق من صحة الميكروبيولوجية - المنسوجات. تطعيم شرائط معقمة من العينات النسيجية مع تعليق مائي من عصيات الجمرة الخبيثة ستيرن أو العصوية amyloliquefaciens جراثيم، وترك شرائح النسيج الهواء الجاف في غطاء تدفق الصفحي. التقاط شرائط مع ملقط معقم وتزج في 20 مل من محلول ثاني أكسيد الكلور في 100 مل التجانس الحقيبة. في 10 دقيقة، عملية إخماد دون التأثير على الجراثيم وذلك بإضافة كمية صغيرة من كبريتيت الصوديوم الصلبة، ثم عجن قطاع الغزل والنسيج والحللمدة 2 دقيقة في التجانس. إزالة كيس وغطاء تدفق الصفحي تمييع متسلسل على حل مسبقة الصنع لوحات أجار، ثم احتضان لمدة 24 ساعة وتعداد للتحقق من صحة إزالة التلوث.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

تم تصميم تعمل إلى السهل PCS لتحقيق العقم عن طريق تعطيل تعليق بوغ البكتيرية أو الجرثومية بوغ الحيوي المؤشرات في العلاج لمدة 30 دقيقة تنطوي على إنتاج رقابة من ثاني أكسيد الكلور بواسطة الكيمياء المستجيب فريدة من نوعها. على وجه التحديد، التحقق من التحقق من صحة الدراسات الميكروبيولوجية أن يتحقق PCS العقم عن طريق تعطيل-المؤشرات الحيوية التي تحتوي على جراثيم (10 5 جراثيم / مل) إما G. stearothermophilus أو B. atrophaeus، التي يقصد بها الدلالة على التعقيم بواسطة البخار التعقيم (الحرارة الرطبة) أو غاز أكسيد الإيثيلين، على التوالي. تعقيم PCS أيضا تعليق من G. جراثيم stearothermophilus وباء. جراثيم atrophaeus تكوينه لتعليق أو المجففة على الأسطح الصلبة وغير مسامية مصنوعة من الزجاج أو المعدن واسترداد باستخدام Difco HY-تحقق مجموعات مسحة التجارية. G. stearothermophilus جراثيم تتعرض للعلاجات ثاني أكسيد الكلور كانت غير قابلة للاسترداد ولكن الاحتفاظ بها مرحلة رحرف آيت بعد العلاج، مشيرا إلى أن آلية بوغ تعطيل بواسطة ثاني أكسيد الكلور يختلف عن الحرارة الرطبة أو ارتفاع الضغط وعلى الأرجح يشمل الأضرار التي لحقت غشاء بوغ في الداخلية 17.

تم تعديل PCS لشروط أقل صرامة من CLO 2 جيل لعلاج الفواكه والخضروات الطازجة لتحقيق سلامة الأغذية دون المساومة على جودة الطعام. على وجه التحديد، بقعة بتلقيح مستويات عالية من مسببات الأمراض E. القولونية آي تي سي سي 11229 (10 6 كفو / ز) و L. المستوحدة OSY-8578 (10 كفو 5 / ز) على الأسطح الخارجية من 25 ز عينات من أسافين الطماطم، والعينات في العقيمة الحيوي غطاء محرك السيارة لمدة 15 دقيقة، وتجعلهم داخل PCS، واختبارها تحت ظروف مختلفة تجفيف الهواء من CLO 2 التركيز والتعرض الوقت (الشكل 5) أكدت فعالية لPCS الطازجة والطازجة لوقف إنتاج. G. stearothermophilus وباء. atrophaeus بوغ في الحيويةوضعت dicators وشرائح التفاح uninoculated في PCS أثناء العلاج. تم العثور على ظروف المعاملة التي المعطل الكائنات الدقيقة المستهدفة على الأسطح الطماطم كله لجعل آمنة للأكل الطماطم خالية من مسببات الأمراض المنقولة بالغذاء هذه دون المساس اللون الأحمر من الطماطم (الجدول 1). لم التفاح شرائح المعالجة في PCS لا يحمل براوننج من أنسجة اللب عند تعرضها للهواء المحيط في وقت لاحق، ولكن لا يزال الأبيض لمدة أسبوع على الأقل. علاج PCS المعطل الانزيم الذي يسبب polyphenoloxidase الأنسجة قطع التفاح لتحويل البني. أيضا، يميل الجلد التفاح عدم تلطيخ عن التعرض إلى CLO 2.

بالإضافة إلى تعطيل الإنزيمات ومسببات الأمراض النباتية، CLO 2 أيضا يثبط نشاط الجراثيم البكتيرية مثل عصيات الجمرة الخبيثة (العامل المسبب لل'الجمرة الخبيثة') لإزالة التلوث الحيوي للأسلحة النووية. ويبين الشكل 6A استخدام القوة الذرية مجهرية (فؤاد) إلى شارacterize CLO 2 المعالجة B. الرقيقة جراثيم. ظلت جراثيم CLO 2 المعاملة سليمة ولم تنهار على الهواء التجفيف. تظهر هذه الصور عالية الدقة فؤاد أيضا أن العمارة معطف بوغ وطوبولوجيا كانت دون تغيير من قبل العلاج CLO 2. لأغراض التوضيح، يبين الشكل 6B صورة مجهرية الإلكترون من العصوية الشمعية بوغ نائمة مع طبقة ظهارة البوغ بارزة، والتي هي أيضا سمة من B. الجمرة الخبيثة جراثيم.

وأظهرت التجارب أن التحقق من صحة نظام الرش D-الأهوار المعطل تماما البكتيريا المعدية S. الذهبية، كما يتضح من منع نمو مستعمرات سوداء على BPA. في اختبارات مماثلة، تنفذ 100 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكلور حلول للحد من سجل 7> من كوكتيل 3 سلالة من S. تلقيح الذهبية على السطوح الفولاذ المقاوم للصدأ بعد 1 و 3 و 5 دقائق من الاتصال. D-ALL إعالة يوفر براعة إضافية بوصفه مشاركاطريقة nvenient لتوليد CLO 2 مع مزايا محددة لاستخدامه في تركيزات مخفف لتطبيقات مثل سلامة المياه والتطهير مياه الصرف الصحي، وإزالة التلوث النسيج. التحقق من صحة التجارب مع D-ALL في إعالة أظهرت تثبيط الجراثيم البكتيرية دون الإضرار مواد نسجية.

في اختبار المقارنة من D-الأهوار مع ثلاثة مولدات المتاحة تجاريا والتي تعتمد على الخلايا الكهروكيميائية وانتقائي نفاذية الأغشية لإنتاج مطهرات كيميائية مختلفة (كهربي، WaterStar وTersano). في هذه الحالات، ينصح باستخدام المياه لينة للاستخدام بسبب احتمال الرواسب المعدنية (slaking) التي يمكن أن تضر الخلايا الكهروكيميائية يوفر الجدول 2 تفاصيل حول عامل نشط كل نظام ومزايا D-الأهوار من حيث الفعالية، واستهلاك الطاقة، الوزن والحجم، وخفض التكاليف الرأسمالية بالمقارنة مع التكنولوجيات الأخرى. وقد تم اختيار تركيز 100 جزء في المليون CLO 2 لنظام D-الأهوار (D-الأهوار يمكن تعديلها لإنتاج CLO 2 التركيز في نطاق 5-4،000 جزء في المليون). الحل D-الأهوار تنفذ سجل انخفاضا-7> من كوكتيل 3 سلالة من S. تلقيح الذهبية على السطوح الفولاذ المقاوم للصدأ في أوقات اتصال قصيرة قدر 1 دقيقة (الجدول 3). تثبت هذه النتائج أن D-الأهوار هو رذاذ مطهر فعال للحد من S. الذهبية من الصعب، الأسطح الملامسة غير قابلة للاختراق في إعداد الطعام والتعامل مع البيئة، مثل قمم مضادة، ألواح التقطيع، وأواني، إلخ.

الشكل 1
الشكل 1. يستمد النموذج PCS من البلاستيك جامدة PELICAN ™ حقيبة منمق مع العديد من الميزات التصميم لضمان التعقيم في حين السيطرة على ضغط ودرجة الحرارة، ودون خارج بالغاز في البيئة 15.

together.within المحافظة على صفحة = "دائما"> الرقم 2
تعمل الشكل 2. وPCS عبر وسيلة سهلة الإجراء خطوة 3. الخطوة 2.1: إضافة الكواشف الكيميائية الجافة والمياه في وعاء وحقيبة وثيقة، خطوة 2.2: اسمحوا رد فعل توليد CLO 2 وعلاج ل25-60 دقيقة، والخطوة 2.3: تدفق الهواء من خلال الغسيل، ثم استرداد الأدوات الجراحية المعقمة 15.

الرقم 3
الرقم 3. والرش D-الأهوار (يسار) يولد CLO مائي 2 في الموقع وعلى نقطة من استخدامها في زجاجة رذاذ ويرش بسهولة CLO 2 على الأسطح الملامسة (يمين) ليمحو تلويث مسببات الأمراض في الجيش مطابخ ميدانية (أعلى وأسفل مركز) 15.

الرقم 4 = "/ files/ftp_upload/4354/4354fig4.jpg" />
الشكل 4. النمو مرئي S. المستعمرات الذهبية على الأسطح غير المعالجة أجار (يسار)، و "لا للنمو" على الأسطح أجار تعامل مع بخاخ D-الأهوار CLO 2.

الرقم 5
الرقم 5. A PCS نموذجية انشاء لتعطيل E. كولاي أو L. المستوحدة على الأسطح الخارجية الطماطم (في الوسط)، والانزيمات براوننج في شرائح التفاح (يمين)، وبوغ الحيوي المؤشرات (الظهير الايسر والظهير الايمن) 15.

الرقم 6
الرقم 6. A) فؤاد من CLO 2 المعاملة B. الرقيقة جراثيم. ب) نقل EM من B. الشمعية جراثيم مع ظهارة البوغ بارزة 14.

lpadding = "0" هوامش الخلية = "0">
CLO 2 العلاج الوقت (دقيقة) مؤشر GS مؤشر BA الليستريا و(10 5) القولونية ب (10 6)
أنا 30 NEG. (× 3) NEG. (× 2)
الثاني 30 NEG. (× 1) NEG. (× 1) NEG. (× 3)
الثالث 60 NEG. (× 1) NEG. (× 2) NEG. (× 2)

الجدول 1. علاجات مختلفة PCS مع CLO 2 تركيزات (I> الثاني> الثالث) G. stearothermophilus (GS) وباء. atrophaeus (BA) جراثيم وvegetatإيف مسببات الأمراض (السلبيات تشير إلى أي ناجين بعد المعالجة) 15.

أ. أسافين 25G الطماطم تلقيح مع الليستيريا المستوحدة OSY-8578
ب. أسافين 25G الطماطم تلقيح مع كولاي آي تي سي سي 11229

تكنولوجيا عامل نشط قوة
(W)
الوزن
(رطل)
أبعاد
ElectroCide (كهربي كورب) HOCL 84 40 18 "× 12.5" × 6.5
FC-2 (WaterStar) H 2 O 2 120 6.7 12 "× 9" × 15 "
اللوتس (Tersano) O 3 60 21 12 "× 7" × 12 "
SAL-40 (MIOX) تأكسد مختلطة 84 150 67.3 "× 29" × 9.5 "
"D-الأهوار" CLO 2 0 <1 1 ليتر الحقيبة

الجدول 2.   التعقيم مولدات الحل.

قبل العلاج بعد العلاج
مطهر جزء في المليون درجة الحموضة كفو قبل كفو بعد الحد من الدخول
S. المذهبة
HOCL 88.0 3.0 3.4 × 10 7 0.0 7.5
كلوروكس 200.0 10.1 3.4 × 10 7 0.0 7.5
H 2 O 2 3.4 × 10 7 3.2 × 10 3 3.4
O 3 1.8 × 10 8 3.2 × 10 3 4.8
CLO 2 100 6.7 0.0 > 7

الجدول 3.   فعالية المطهرات على الخلايا انضمت إلى سطح الفولاذ المقاوم للصدأ.

* هذه القيمة يحمل لمرات الاتصال من 1 و 3 و 5 دقائق. قدمت بيانات من باب المجاملة ادموند القوى، الجيش الأمريكي - NSRDEC.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

وقد وضعت هذه R & D التأسيسية الأبحاث والتقنية اتجاهات جديدة من خلال التعاون مع المؤسسات الأكاديمية والوكالات الحكومية الأخرى، والصناعة التي أدت إلى تسويق الرواية، صديقة للبيئة ("الخضراء") التكنولوجيات. ثاني أكسيد الكلور هو الأسلوب الأول التي وافقت عليها المؤسسة الوطنية للصرف الصحي في 20 عاما لأكثر أمانا وأسرع والتعقيم أكثر صديقة للبيئة من العلاجات التقليدية. وقد تم التحقق من صحة PCS، D-الأهوار، وD-ALL إعالة نماذج كنماذج أولية مقاعد البدلاء النطاق في بيئة المختبر، ومجموعة من النتائج يضفي هذه الأنظمة مع اتساع هائل من براعة لاستيعاب بمرونة لاحتياجات المستخدمين الفردية. في هذه المرحلة، وقد تم تسجيل براءة اختراع نماذج ومرخصة لصناعة تجارية لإنتاج وتسويق - المنتجات التجارية على أساس هذه التقنيات المتوفرة حاليا في السوق. وهناك حاجة إلى شركاء الصناعة لجعل هذه تكhnologies حقيقة واقعة بالنسبة للجيش (وعن الوطن الدفاع / الأمن والإغاثة من الكوارث العالمية، والمعونة العالم الثالث - "لطبيب بلا حدود")، أولا عن طريق تحديد التطبيق، والتكوين، والتعبئة والتغليف وتقنية مختلطة والكيميائية قابلة للبيع. لPCS، سوف تكون هناك حاجة ادارة الاغذية والعقاقير اختبار التخليص كجهاز التعقيم الطبي، ولكن ينبغي أن يكون قابلا للتحقيق، وسوف يكون الجهاز الناتجة procurable من قبل وكالات عسكرية ولها فوائد للأجهزة الطبية / الجراحية المصنوعة من البلاستيك، مع عدسات قابل للانحناء، أو مع الصغيرة شمعة التي هي عرضة للتلف إلا من خلال العلاجات التقليدية من الحرارة الرطبة "بيرثا" التعقيم. D-الأهوار وD-ALL إعالة هي مريحة رش المبيدات ومسح التطبيقات من ثاني أكسيد الكلور المائي أن القضاء على مسببات الأمراض من السطوح الخضري والفيروسات والجراثيم البكتيرية المقاومة، والأفلام الحيوية على السطوح لتلبية احتياجات الجيش مهمة لإزالة التلوث. هذا الإحضار من البحث والتطوير يشمل 15 براءة اختراع / سنوياتطبيقات خيمة، أكثر من سبعة اتفاقات (7) نقل التكنولوجيا، و2009 IFT الصحافة / وايلي بلاكويل كتاب "السلامة الميكروبية من المنتجات الطازجة."

معا، وأجهزة الكمبيوتر، D-الأهوار، وD-ALL إعالة توفير ترسانة تنوعا وقدرة على التكيف من CLO 2 التكنولوجيات للقضاء على مسببات الأمراض النباتية والجراثيم البكتيرية في تطبيقات لا تعد ولا تحصى عن التعقيم الجراحي الصك، وإزالة التلوث النسيج، طازجة وجديدة لوقف إنتاج الإبراء، وإزالة التلوث سطح صلب التلوث الميكروبي في أي مكان هي قضية. وبالتالي، اخترع والتحقق من صحتها في مختبرات الجيش الأمريكي الجندي ناتيك RDEC لتمكين الجنود مع قوة على قتل الجراثيم، لرفه عن الخدمات اللوجستية من خلال القضاء على الحاجة لنقل المياه، وحماية الجنود والبيئة من خلال خفض استهلاك الوقود الأحفوري أثناء الشحن، والحد من ثاني أكسيد الكربون 2 الانبعاثات وانبعاثات الكربون، وتقليل النفايات المكبق، وقد تم تسويقها هذه التقنيات والتطبيقات متاحة للاستخدام المزدوج للمستهلكين المدنيين.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدينا مزيد من الإيضاحات.

Acknowledgments

فإن الكتاب أود أن أنوه عن امتنانهم لجودة البيئة 6.1 برنامج الجيش الأميركي البحوث الأساسية، ومعهد الجيش الأمريكي للبحوث الجراحية، وبرنامج تحسين المنتج المستمر NSRDEC والاستطلاعية قاعدة كامب TecD لتمويل هذا العمل. نحن ممتنون لآدم دريكس (المركز الطبي لجامعة لويولا) لصورة مجهرية هو مبين في الشكل 6B.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Sodium chlorite Sigma-Aldrich 244155
Sodium sulfite Sigma-Aldrich 239312
Sodium ascorbate Sigma-Aldrich A7631
Potassium phosphate Sigma-Aldrich P0662
Dextrose Fisher Scientific D-16
BT Sure biological indicator (steam) Thermo Fisher Sci AY759X3
EZ Test (EtO) SGM Biotech Inc EZG/6
Difco Hy-check Becton-Dickinson/ Difco 290002
Tryptic Soy Agar Difco 236950
Nutrient Agar Difco 213000
Baird-Parker Agar Difco 276840
Egg Yolk-Tellurite Difco 277910
0.5% Yeast extract Difco 212750
Bacto-Peptone Difco 211677
Bacto-Tryptone Difco 211705
Agar Difco 214010
Soluble starch Difco 0178-17
Lab Lemco Beef Extract Oxoid L29
Masticator - Classic IUL Instruments Cat. No. 400
Stomacher bags Seward Stomacher ‘400’ bags

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Curtin, M. A., Taub, I. A., Kustin, K., Sao, N., Duvall, J. R., Davies, K., Doona, C. J., Ross, E. W. Ascorbate-induced oxidation of formate by peroxodisulfate: product yields, kinetics and mechanism. Research on Chemical Intermediates. 30, (6), 647-661 (2004).
  2. Curtin, M. A., Dwyer, S., Bukvic, D., Doona, C. J., Kustin, K. Kinetics and mechanism of the reduction of sodium chlorite by sodium hydrogen ascorbate in aqueous solution at near-neutral pH. International Journal of Chemical Kinetics. 46, (4), 216-219 (2014).
  3. Doona, C. J., Curtin, M. A., Feeherry, F. E., Kandlikar, S., Baer, D., Kustin, K., Taub, I., McManus, A. Portable Chemical Sterilizer., U.S. Patent Number 7,625,533. (2009).
  4. Doona, C. J., Curtin, M. A., Taub, I. A., Kustin, K. Chemical Combination for the Generation of Disinfectant and Heat., U.S. Patent Number 7,883,640. (2011).
  5. Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Curtin, M. A. Process for producing aqueous chlorine dioxide for surface disinfection and decontamination., U.S. Patent Application Number 8,337,717. (2012).
  6. Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Feng, H., Grove, S., Krishnamurthy, K., Lee, A. Combining sanitizers and nonthermal processing technologies to improve fresh-cut produce safety. In: Electron beam pasteurization and complementary food processing technologies. Woodhead Publishing. Cambridge. (2014).
  7. Feeherry, F. E., Doona, C. J., Taub, I. A. Effect of water activity on the growth kinetics of Staphylococcus aureus in ground bread crumb. Journal of Food Science. 68, (3), 982 (2003).
  8. Feeherry, F. E., Munsey, D. T., Rowley, D. B. Thermal inactivation and injury of Bacillus stearothermophilus spores. Applied and Environmental Microbiology. 53, (2), 365 (1987).
  9. Gómez-López, V. M., Devlieghere, F., Ragaert, P., Debevere, J. Shelf-life extension of minimally processed carrots by gaseous chlorine dioxide. International Journal of Food Microbiology. 116, 221 (2007).
  10. Mahmoud, B. S. M., Bhagat, A. R., Linton, R. H. Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, and Salmonella enterica on strawberries by chlorine dioxide gas. Food Microbiology. 24, (7-8), 736 (2007).
  11. Mahmoud, B. S. M., Linton, R. H. Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O175:H7 and Salmonella enterica on lettuce by chlorine dioxide gas. Food Microbiology. 25, (2), 244 (2008).
  12. Kim, Y. -J., Lee, S. -H., Park, J. i, Park, J. o, Chung, M., Kwon, K., Chung, K., Won, M., Song, K. B. Inactivation of Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium, and Listeria monocytogenes on stored iceberg lettuce by aqueous chlorine dioxide treatment. Journal of Food Science. 73, (9), (2008).
  13. Park, E. -J., Gray, P. M., Oh, S. -W., Kronenberg, J., Kang, D. -H. Efficacy of FIT produce wash and chlorine dioxide on pathogen control in fresh potatoes. Journal of Food Science. 73, (6), (2008).
  14. Setlow, P. Bacterial Spores. Industrial Pharmaceutical Microbiology. Supplement 10, England. (2011).
  15. Setlow, P., Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Sisson, D., Chandra, S. Enhanced Safety and Extended Shelf Life of Fresh Produce for the Military. Microbial Safety of Fresh Produce. IFT Press Wiley Blackwell. Ames, IA. 263-288 (2009).
  16. Taub, I. A., Roberts, W., LaGambina, S., Kustin, K. Mechanism of Dihydrogen Formation in the Magnesium−Water Reaction. Journal of Physical Chemistry. 106, (35), 8070 (2002).
  17. Young, S. B., Setlow, P. Mechanisms of killing of Bacillus subtilis spores by hypochlorite and chlorine dioxide. Journal of Applied Microbiology. 95, (1), 54 (2003).
والمحمولة معقم الكيميائية (PCS)، D-الأهوار، وD-إعالة ALL: رواية ثاني أكسيد الكلور إزالة التلوث تكنولوجيز للجيش
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Doona, C. J., Feeherry, F. E., Setlow, P., Malkin, A. J., Leighton, T. J. The Portable Chemical Sterilizer (PCS), D-FENS, and D-FEND ALL: Novel Chlorine Dioxide Decontamination Technologies for the Military. J. Vis. Exp. (88), e4354, doi:10.3791/4354 (2014).More

Doona, C. J., Feeherry, F. E., Setlow, P., Malkin, A. J., Leighton, T. J. The Portable Chemical Sterilizer (PCS), D-FENS, and D-FEND ALL: Novel Chlorine Dioxide Decontamination Technologies for the Military. J. Vis. Exp. (88), e4354, doi:10.3791/4354 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter