Summary
Il P ortable C chimici ed S terilizer (PCS) è un rivoluzionario, indipendente sul piano energetico, tecnologia di sterilizzazione quasi senz'acqua per unità mediche dell'esercito. Il PCS genera biossido di cloro da reagenti secchi mescolati con acqua in loco, a volontà, e al punto di utilizzo (POE) in una valigia di plastica. Il isinfectant D - spruzzatore per oods F e EN vironmentally-friendly anitation S (D-FENS) e il isinfectant D per EN vironmentally-friendly D econtamination, per tutti gli usi (D-FEND ALL) producono acquosa di biossido di cloro in un flacone spray pieghevole e altre forme di realizzazione possibili. Queste tecnologie di decontaminazione versatili uccidono i microbi in una miriade di diverse applicazioni a duplice uso per i consumatori militari e civili.
Abstract
C'è un esercito di detto bisogno di una tecnologia sterilizzatore non-vapore campo-portatile che può essere utilizzato da Attaccante Squadre chirurgici, aziende dentali, veterinario del servizio di Assistenza Distaccamenti, Ospedali di supporto al combattimento, e Area Medical Laboratories per sterilizzare strumenti chirurgici e per sterilizzare patologico i campioni prima dello smaltimento in sale operatorie, aree per trattamenti di emergenza e unità di terapia intensiva. Il seguente insieme di romanzo, tecnologie biossido di cloro 'pulita e verde' sono versatile e flessibile per adattarsi a soddisfare una serie di esigenze militari critici per la decontaminazione 6,15. In particolare, il P ortable C chimici ed S terilizer (PCS) è stato inventato per soddisfare le esigenze del campo di battaglia urgenti e colmare le lacune di capacità critiche per l'indipendenza energetica, la portabilità leggera, rapida mobilità e durevolezza robusta ad alta intensità distribuzioni avanti 3. Come una svolta tecnologica rivoluzionaria in STERILIZZA chirurgicatecnologia ione, il PCS è un campo Autoclave moderno che si basa sul loco, punto di utilizzo, a volontà generazione di biossido di cloro al posto del vapore. Due (2) PCS unità sterilizzare 4 vassoi chirurgici in 1 ora, che è la velocità equivalente di un grande autoclave a vapore (soprannominata "Bertha" in distribuzioni causa delle sue dimensioni ingombranti, dimensioni ingombranti e peso). Tuttavia, il PCS opera con il 100% in meno di elettricità (0 vs 9 kW) e il 98% di acqua in meno (10 vs 640 once), riduce significativamente il peso del 95% (20 vs 450 £, a 4-man ascensore) e il cubo del 96% (2.1 vs 60.2 ft 3), e praticamente elimina le difficili sfide in distribuzioni a termine di riparazioni e manutenzione funzionamento affidabile, sollevamento e il trasporto, e la potenza elettrica necessaria per autoclavi a vapore.
Introduction
I proventi tecnologia PCS, da cui nessun dispositivo commerciale esisteva in precedenza e genera il biossido di cloro disinfettante (ClO 2) che ha una comprovata capacità di uccidere gli agenti patogeni vegetativi sui prodotti freschi 3,6,9-13,15 o per decontaminare le spore batteriche. 6, 14,15,17 Il PCS è stato convalidato laboratorio appositamente per effettuare la sterilizzazione contro le colture vive di Geobacillus stearothermophilus (GS) spore (vedi correlato riferimento 8) e spore bioindicatori di G. stearothermophilus e Bacillus atrophaeus (BA) 6,15,16. Il PCS è stato adattato per funzionare con condizioni meno severe per garantire la sicurezza alimentare inattivando il vegetativa patogeni Listeria monocytogenes ed Escherichia coli sui prodotti freschi, come pomodori interi, e di estendere la shelf-life del fresco di IV gamma, ad esempio , da INACtivating l'enzima polifenolossidasi doratura in mele a fette 6,15. Per generare biossido di cloro, il PCS utilizza romanzo chimica effettori che procede attraverso reazioni di ossido-riduzione a pH quasi neutro, eliminando così l'uso di acidi e le difficoltà intrinseche di trasporto, stoccaggio, movimentazione e smaltimento rifiuti acidi nel militare a lungo in avanti distribuzioni 1,2,4,17. Oltre ai militari, i PC possono essere utilizzati anche da Homeland Security / Difesa; durante i disastri naturali (Superstorm Sandy, tsunami, uragano Katrina), che rendono incapace accesso al potere, acqua potabile, e la rimozione dei rifiuti; sul posto da primo-soccorritori; e in ospedali o scuole durante interruzioni di corrente (black-out e brown-out).
Il D isinfectant - spruzzatore per oods F e EN vironmentally-friendly anitation S (D-FENS) utilizza anche la chimica effettrici (3 componenti chimiche) e un processo di miscelazione 2-step (
Una varietà di meccanismi esistono in conformità con la legge Trasferimento Tecnologico federale per facilitare il trasferimento di tecnologie federali per entità nonfederal come un modo per incoraggiare lo sviluppo e la commercializzazione di tecnologie per il beneficio materiale della nazione. Di conseguenza, con il loro potenziale fiorente per molti usi militari e civili, il PCS, D-FENS e D-Fend TUTTE le tecnologie sono state brevettate e trasferito al settore per la commercializzazione tramite accordi di licenza di brevetto e licenze valutazione commerciale. Un lento, versione di rilascio controllato di D-FENS (chiamato & #8220, D-FENS Lite ") era tecnologia trasferita al settore commerciale per l'incorporazione nei materiali di imballaggio per estendere la shelf-life di frutti di bosco freschi, e il PCS è stato anche tecnologia trasferita al mondo accademico e di altre agenzie governative per le prove comparative con altre tecnologie, per la ricerca sulla sicurezza alimentare, con materie prime di prodotti freschi, e per migliorare l'educazione scientifica di laurea. Il Trasferimento Tecnologico del PCS e la sua chimica ha portato ad un prodotto commerciale approvato per bio-cappa sterilizzazione con i miglioramenti nel tempo, costi e tutela ambientale rispetto ai trattamenti convenzionali formaldeide.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Portable Chemical sterilizzatore (PCS)
- Equipaggiamento. Il PCS è un dispositivo innovativo per portatili, energia indipendente, sterilizzazione medico punto di utilizzo. Per questi scopi, uno spot PELLICANO rigida valigia di plastica era impreziosito da speciali caratteristiche di progettazione per ospitare sterilizzazione (Figura 1).
- Equipment Design. a) Un recipiente di reazione a bocca larga riceve i reagenti chimici a secco e acqua; b) due valvole installate nella parete caso allevia la pressione a 1 psi; c) una valvola di aspirazione filtrata permette all'aria di essere pompato nella camera di lavaggio; d) un tubo di circolazione distribuisce l'aria attraverso la camera di post-sterilizzazione; Dispositivi) e) scrubber a secco monouso (carbone attivo trapiantate negli valvole di ritegno presa togliere i residui e garantire la salute e la sicurezza degli utilizzatori e dell'ambiente; f) palafitte nella base del case ospitare un vassoio strumento chirurgico o altro vassoio perforato e massimizzare il flusso di gas durantevampate di calore.
- Operation. Posizionare i PCS su una superficie piana e aprire il coperchio. Posizionare un vassoio chirurgico contenente strumenti puliti, non sterili e avvolto in carta autoclave blu sulle palafitte all'interno del case. Mescolare prodotti chimici secchi e acqua (ad esempio, 93 g di cloruro di sodio, 63 g di solfito di sodio, 25 g di sodio ascorbato di idrogeno, e 300 ml di acqua - altri permutazioni possibili) in bocca larga recipiente di reazione per avviare la reazione chimica, quindi chiudere e bloccare il coperchio. In meno di 2 minuti, la reazione produce copiosa sterilizzante biossido di cloro, calore e umidità. A 25 min, collegare una pompa a batteria o aria alimentato a mano per la valvola di aspirazione e il flusso d'aria nella camera di ca. 5 min (Figura 2).
- Completamento Ciclo e Ri-uso. Aprire il case e rimuovere il vassoio chirurgico di strumenti sterili. Smaltire il recipiente di reazione (acqua e sali chimici benigni). Il PCS è disponibile per il riutilizzo immediato con un altro vassoio di strumenti chirurgici euna nuova serie di prodotti chimici a secco e acqua.
- Convalida sterilizzazione con bio-indicatori. Mettere in commercio B / T indicatori biologici Certo contenenti spore impregnate su carta (~ 10 5 spore / unità) di una G. stearothermophilus (usato per il calore umido) o B. atrophaeus (usato per sterilizzazione con gas ossido di etilene) nel caso di un ciclo di sterilizzazione. Al termine del ciclo di sterilizzazione ClO 2, rimuovere e attivare gli indicatori, poi incubare indicatori per 24-48 ore per convalidare la sterilizzazione.
- Convalida sterilizzazione con Spore Sospensioni. Mettere sospensioni acquose di G. spore stearothermophilus (~ 10 5 ufc / ml) all'interno dei PCS per l'esposizione di un ciclo di sterilizzazione ClO 2. Recupera G. spore stearothermophilus esposti ai trattamenti biossido di cloro su Antibiotico Tenore medio con amido solubile 1% 8 (senza recupero indica la sterilità). Esaminare refractility di treatespore D con microscopio a contrasto di fase (spore inattivati da ClO 2 conservano fase di carattere brillante 14).
- Convalida sterilizzazione di superfici dure. Seminare dure superfici non porose in vetro o di metallo con sospensioni acquose (~ 10 5) di G. Stearothermophilus spore. Mettere materiali inoculati nel PCS per il trattamento con un ciclo di sterilizzazione ClO 2. Campionamento le superfici trattate con disponibili in commercio difco HY-Verifica tamponi e di ottenere senza crescita conferma la sterilità.
2. "D-FENS"
- Equipaggiamento. "D-FENS" è una bottiglia portatile pieghevole munito di un dispositivo spray-innesco manuale. La bottiglia di plastica flessibile ha un fondo a soffietto in stand-up quando è pieno, e la plastica chimicamente resistente offre molteplici riutilizzi per spruzzatore (Figura 3).
- Generare acquosa ClO 2 S olution. D-FENS utilizzi 1-10 g quantitativo totale di re seccaagenti di generare fino a 800 ml di 50 - soluzione 500 ppm di biossido di cloro (per esempio, cloruro di 4,7 g di sodio, solfito di sodio 1,6 g, e 1,3 g di ascorbato di sodio, con permutazioni possibili). Usare il "controllo cinetica", un romanzo 2-fase di miscelazione comprendente processo:.. I pre-concentrazione - dissolvere tutti i reagenti in un piccolo volume, e ii diluizione post-reazione - diluendo la soluzione al suo volume di lavoro finale, per generare cloro acquosa soluzioni di biossido nello spray-bottiglia in 2-9 min. La soluzione disinfettante viene spruzzato come una nebbiolina sottile o aerosol per disinfettare o decontaminare le superfici destinate. La soluzione di biossido di cloro in D-FENS rimane stabile per almeno 8 ore spostamento e la soluzione residua può essere svuotato giù lavello o piano scarichi alla fine di un turno per eliminare biofilm.
- Microbiologica di convalida - inoculando superfici porose. Preparare piastre di Petri di Baird-Parker Agar (BPA) contenenti tuorlo d'uovotellurite (AET) e estratto di lievito (YE) e inoculare superficie agar con 0,1 ml di una sospensione di un cocktail di 3 ceppo di Staphylococcus aureus (S. aureus A-100 che produce enterotossina A, S. aureus ~ 10 6 cfu / ml ATCC 14458 che produce enterotossina B, e S. aureus 993 che produce enterotossina D) 7. S. aureus è stato selezionato come l'organismo bersaglio perché produce tipicamente evidenti colonie nere, se non inattivato.
- Microbiologica di convalida - Testing superfici porose. Utilizzando i D-FENS spruzzare soluzione di biossido di cloro bottiglia contenente, spruzzare la soluzione disinfettante sulla superficie agar porosa. Utilizzare coerente, forza costante di dispensare approssimativamente uguali volumi di soluzione per impulso spray-trigger. Ruotare le piastre di 90 º tra impulsi successivi ad applicare una copertura uniforme della superficie agar. Anche utilizzare questa tecnica con un bastone da hockey di vetro e applicando una leggera pressione per diffondere clorurisoluzione di biossido ne sulla superficie agar per abrasione meccanica (equivalente a cancellare o scrubbing - vedere Figura 4).
- Microbiologica di convalida - superfici dure. Inoculare sterilizzato acciaio inossidabile personalizzata (tipo 304) coupon (4 "x 4", con superficie totale 10,16 centimetri 2) con 0,2 ml di volume di sospensioni acquose di cellule batteriche (per esempio, S. aureus, Escherichia coli, o Listeria monocytogenes) e diffondere inoculi uniformemente sulla superficie della cedola. Buoni all'aria per 30 minuti a temperatura ambiente in cappa a flusso laminare. Pick up coupon inoculato con una pinza sterile e immergerlo in soluzione di prova di 20 ml contenente biossido di cloro in una sacca da 100 ml pettorina. Dopo tempi di contatto da 0,5 a 5 minuti, spegnere la soluzione disinfettante aggiungendo una piccola quantità di solfito di sodio solido, poi masticate soluzione per 2 minuti in una pettorina. Rimuovere il sacchetto e in una cappa a flusso laminare ritirare surnatante serialmente diluire solution su piastre di agar pre-made, poi incubare per 24 ore per enumerare i sopravvissuti.
3. Gli PCS per frutta e verdura fresca
La capacità di ridotte trattamenti PCS per uccidere gli agenti patogeni di origine alimentare nocivi (E. coli e L. monocytogenes) sui prodotti freschi è stata testata utilizzando un metodo spot-inoculazione in cui alti livelli di agenti patogeni sono stati avvistati sulle superfici esterne delle fette di pomodoro.
- Inoculazione. Inoculare le superfici esterne dei 25 campioni grammi di fette di pomodoro con 10 5 CFU / g di L. monocytogenes OSY-8578 o con 10 6 CFU / g E. coli ATCC 11229, poi asciugare in una sterile bio-visiera per 15 min.
- Trattamento PCS. Dopo le asciuga inoculo, posizionare le fette di pomodoro (indossare guanti sterili) in PCS e prova in diverse condizioni di concentrazione di biossido di cloro e tempo di esposizione. In alcuni casi, posizionare spore bioindicatori di G. stearothermophilus unnd B. atrophaeus all'interno dei PCS per accompagnare le fette di pomodoro e convalidare il trattamento di sterilizzazione (Figura 5).
- Microbica Recovery. Dopo il trattamento PCS, posizionare le fette di pomodoro in un sacchetto Stomacher con 50 ml di tampone fosfato acquoso (pH 7), poi masticate per 2 minuti con un miscelatore pettorina.
- Enumerazione. Erogare la soluzione masticato come serie 10-diluizioni su piastre di agar Tryptic Soy Agar-Yeast Extract (TSAYE) e agar nutriente (NA) per L. monocyotgenes ed E. coli, rispettivamente, e la diffusione con un bastone da hockey di vetro, coperchio e incubare le piastre a T = 35 ° C per 24-48 ore. Enumerare sopravvissuti utilizzando un contatore di colonie per confermare l'inattivazione microbica.
- Inattivazione polifenolossidasi ("doratura") Enzimi. Mettere le fette di mela non inoculate in piatti separati di Petri all'interno del PCS e di esporre a biossido di cloro (Figura 5). Dopo il trattamento, togliere le capsule di Petri ed esporre thfette di mela e l'ambiente circostante. Osservazione visiva non ha mostrato alcuna doratura fino a 1 settimana di post-trattamento.
4. "D-FEND ALL"
- Generare acquosa ClO 2 S olution. D-FEND ALL utilizza piccole quantità di sostanze chimiche secche (clorito e Samia) in acqua per generare soluzione di biossido di cloro in 0,5-3,0 min. Ad esempio, mescolare 0,8-3,3 g di reagenti in 15-1,200 ml di soluzione acquosa per produrre una soluzione di biossido di cloro.
- Microbiologica di convalida - Tessuti. Seminare strisce sterili di campioni tessili con sospensioni acquose di Bacillus anthracis Sterne o Bacillus amyloliquefaciens spore, e lasciare che le strisce tessili asciugare in una cappa a flusso laminare. Pick up strisce con pinze sterili e immergersi in 20 ml di soluzione di biossido di cloro in 100 ml Stomacher borsa. A 10 min, procedimento quench senza influenzare spore aggiungendo una piccola quantità di solfito di sodio solido, poi masticate striscia tessile e soluzioneper 2 minuti in una pettorina. Rimuovere borsa e in una cappa a flusso laminare serie diluita su piastre di agar pre-made, poi incubare per 24 ore ed enumerare per convalidare la decontaminazione.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Da usare facile Il PCS è stato progettato per ottenere la sterilità inattivando sospensioni di spore batteriche o batteriche spore bioindicatori in trattamenti di 30 minuti che coinvolge la produzione controllata di biossido di cloro dalla chimica attuatore unico. In particolare, studi di convalida microbiologici verificato che gli PCS raggiunti sterilità inattivando bioindicatori contenenti spore (10 5 spore / ml) di entrambi G. stearothermophilus o B. atrophaeus, che hanno lo scopo di indicare sterilizzazione con autoclavi a vapore (calore umido) o ossido di etilene, rispettivamente. Il PCS anche sterilizzati sospensioni di G. spore stearothermophilus e B. spore atrophaeus configurati come sospensioni o secchi su superfici dure, non porose in vetro o metallo e recuperati utilizzando Difco HY-Verifica kit tamponi commerciali. G. stearothermophilus spore esposti ai trattamenti di biossido di cloro non erano recuperabili, ma mantengono la loro br faseTipiche ight dopo il trattamento, che indica che il meccanismo di inattivazione delle spore da biossido di cloro è diverso dal calore umido o ad alta pressione e molto probabilmente comporta danni alla membrana interna della spora 17.
Il PCS è stato adattato per condizioni meno stringenti di ClO 2 generazione per il trattamento di prodotti freschi per raggiungere la sicurezza alimentare senza compromettere la qualità del cibo. In particolare, SPOT-inoculando alti livelli di agenti patogeni E. coli ATCC 11229 (10 6 CFU / g) e L. monocytogenes OSY-8578 (10 5 CFU / g) sulle superfici esterne dei campioni di 25 g di fette di pomodoro, aria essiccamento dei campioni in una sterile bio-visiera per 15 min, inserendoli in PCS, ed a collaudo in varie condizioni di ClO 2 concentrazione e tempo di esposizione (Figura 5) ha confermato l'efficacia dei PCS per fresco e fresco di IV gamma. G. stearothermophilus e B. atrophaeus spore bio-indicatori e fette di mela non inoculate sono stati messi in PCS durante il trattamento. Condizioni di trattamento sono stati trovati che inattivato i microrganismi target su intere superfici di pomodoro per rendere sicuri da mangiare pomodori liberi da questi agenti patogeni di origine alimentare senza compromettere il colore rosso dei pomodori (Tabella 1). Mele a fette trattati in PCS non presentano imbrunimento del tessuto polpa se esposto all'aria ambiente in seguito, ma è rimasto bianco per almeno una settimana. Il trattamento PCS inattivato l'enzima polifenolossidasi che provoca il tessuto mela tagliata a diventare marrone. Inoltre, la buccia di mela tendeva a non scolorire dall'esposizione al ClO 2.
Oltre a inattivare enzimi e agenti patogeni vegetativi, ClO 2 inattiva anche le spore batteriche come Bacillus anthracis (agente eziologico della 'Anthrax') per la bio-arma decontaminazione. Figura 6A mostra l'uso di microscopia a forza atomica (AFM) a charziazioni che caratterizzano ClO 2 trattati con B. subtilis spore. Le spore ClO 2 trattati sono rimasti intatti e non crollarono su di essiccazione all'aria. Queste immagini alta risoluzione AFM mostrano anche che l'architettura cappotto spore e la topologia fossero inalterati dal trattamento ClO 2. A scopo illustrativo, la Figura 6B mostra una micrografia elettronica di un dormiente Bacillus cereus spore con uno strato exosporium prominente, che è anche caratteristica di B. anthracis spore.
Esperimenti di validazione hanno dimostrato che il sistema di spruzzatore D-FENS inattivato completamente i batteri infettivi S. aureus, come dimostra la prevenzione della crescita di colonie nere su BPA. Nel test simili, 100 ppm di biossido di cloro soluzioni effettuate una riduzione> 7-log di un cocktail 3-ceppo di S. aureus inoculato su superfici di acciaio inossidabile dopo 1, 3, e 5 minuti di contatto. D-FEND ALL fornisce ulteriori versatilità come coMetodo nvenient per la generazione di ClO 2 con vantaggi specifici per il suo utilizzo in concentrazioni diluite per applicazioni come sicurezza in acqua, disinfezione delle acque reflue, e la decontaminazione tessile. Esperimenti di convalida con D-Fend ALL mostrato l'inattivazione delle spore batteriche senza danneggiare il materiale tessile.
In prove comparative di D-FENS con tre generatori disponibili in commercio che si basano su celle elettrochimiche e selettivamente membrane permeabili per la produzione di diversi prodotti disinfettanti chimici (Electrolyzer, Waterstar e Tersano). In questi casi, l'acqua dolce è raccomandato per l'uso a causa del potenziale di depositi minerali (placare) che può danneggiare le cellule elettrochimiche. Tabella 2 fornisce dettagli circa l'agente attivo di ciascun sistema e dei vantaggi di D-FENS in termini di efficacia, il consumo di energia, peso, dimensioni e costi di capitale ridotti rispetto ad altre tecnologie. Una concentrazione di 100 ppm ClO 2 è stato sceltoper il sistema D-FENS (D-FENS può essere regolata per produrre concentrazione ClO 2 nell'intervallo 5-4,000 ppm). La soluzione D-FENS effettuata una riduzione> 7-log del cocktail 3-ceppo di S. aureus inoculato su superfici di acciaio inossidabile in tempi di fornitura più brevi 1 min (Tabella 3). Questi risultati dimostrano che D-FENS è uno spray disinfettante efficace per ridurre S. aureus da superfici dure, non porose contatto nell'ambiente preparazione e manipolazione degli alimenti, come i piani di lavoro, taglieri, utensili, ecc
Figura 1. PCS prototipo deriva da una plastica rigida PELLICANO ™ valigia impreziosito da numerose caratteristiche di design al fine di garantire la sterilizzazione, mentre il controllo della pressione e della temperatura, e senza off-gassing nell'ambiente 15.
Figura 2. PCS opera attraverso una semplice procedura in 3 step. Passo 2.1: aggiungere reagenti chimici a secco e acqua nel vaso e chiudere la valigia, Step 2.2: lasciate reazione generare ClO 2 e trattare per 25-60 min, e Step 2.3: filo d'aria attraverso scrubber, quindi recuperare strumenti chirurgici sterili 15.
Figura 3. L'irroratrice D-FENS (a sinistra) genera ClO acquosa 2 in loco e al punto d'uso in una bomboletta spray bottiglia e spruzza facilmente ClO 2 su superfici di contatto (a destra) per spazzare via gli agenti patogeni contaminanti in campo dell'esercito Cucine (in alto al centro e in basso) 15.
Figura 4. Crescita visibile di S. colonie aureus su superfici agar non trattate (a sinistra), e "non-crescita" a superfici agar trattate con il D-FENS ClO 2 spruzzatore.
Figura 5. Un PCS tipico set-up per inattivare E. coli o L. monocytogenes su superfici esterne di pomodoro (al centro), enzimi rosolare in fette di mela (a destra), e spore bio-indicatori (posteriore sinistro e posteriore destro) 15.
Figura 6. A) AFM di ClO 2 trattati B. subtilis spore. B) Trasmissione EM di B. cereus spore con un exosporium prominente 14.
| ClO 2 Trattamento | Tempo (min) | Indicatore di GS | Indicatore di BA | Listeria una (10 5) | E.coli b (10 6) |
| Io | 30 | neg. (× 3) | neg. (× 2) | ||
| II | 30 | neg. (× 1) | neg. (× 1) | neg. (× 3) | |
| III | 60 | neg. (× 1) | neg. (× 2) | neg. (× 2) |
Tabella 1. PCS trattamenti con ClO 2 diverse concentrazioni (I> II> III) di G. stearothermophilus (GS) e B. atrophaeus (BA) spore e vegetative patogeni (negativi indicano sopravvissuti post-trattamento) 15.
un. Fette di 25g di pomodoro inoculate con Listeria monocytogenes OSY-8578
b. Fette di 25g di pomodoro inoculate con Escherichia coli ATCC 11229
| Tecnologia | Agente attivo | Potenza (W) | Peso (Lbs) | Dimensioni |
| ElectroCide (Electrolyzer Corp.) | HOCl | 84 | 40 | 18 "× 12.5" × 6.5 |
| FC-2 (Waterstar) | H 2 O 2 | 120 | 6.7 | 12 "x 9" × 15 " |
| Lotus (Tersano) | O 3 | 60 | 21 | 12 "× 7" × 12 " |
| SAL-40 (MIOX) | Ossidanti misti | 84 | 150 | 67.3 "x 29" × 9.5 " |
| "D-FENS" | ClO 2 | 0 | <1 | 1 Liter custodia |
Tabella 2. Sanificazione Generatori Solution.
| Prima del trattamento | Dopo il trattamento | ||||
| Disinfettante | ppm | pH | CFU prima | CFU dopo | log di riduzione |
| S. aureus | |||||
| HOCl | 88.0 | 3.0 | 3.4 × 10 7 | 0.0 | 7.5 |
| Clorox | 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 | |
Tabella 3. Efficacia di prodotti disinfettanti sulle cellule aderito alla superficie in acciaio inossidabile.
* Questo valore vale per tempi di contatto di 1, 3, e 5 min. Dati forniti per gentile concessione di Edmund Powers, US Army - NSRDEC.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Questo fondamentale di R & S ha stabilito nuove direzioni di ricerca e tecniche attraverso collaborazioni con il mondo accademico, le altre agenzie governative, e l'industria che hanno portato alla commercializzazione del romanzo, ecologico ("green") tecnologie. Il biossido di cloro è il primo metodo approvato dalla National Sanitation Foundation in 20 anni per la più sicura, più veloce, e la sterilizzazione più rispettoso dell'ambiente rispetto ai trattamenti convenzionali. Il PCS, D-FENS e D-Fend TUTTI I prototipi sono stati convalidati come prototipi banco di scala in un ambiente di laboratorio, e la gamma di risultati impartisce questi sistemi con grande ampiezza di versatilità per soddisfare in modo flessibile alle esigenze dei singoli utenti. In questa fase, i prototipi sono stati brevettati e la licenza per industria commerciale per la produzione e commercializzazione - prodotti commerciali basati su queste tecnologie sono attualmente disponibili sul mercato. Partner del settore sono necessari per rendere tali technologies una realtà per i militari (e per Homeland Difesa / Sicurezza Global Disaster Relief, e l'aiuto del Terzo Mondo - "Dottore di Senza Frontiere"), prima di tutto determinare l'applicazione, la configurazione e l'imballaggio come una tecnologia mista chimico-vendibile. Per i PCS, FDA test di liquidazione sarà richiesto come un dispositivo di sterilizzazione medico, ma dovrebbe essere raggiungibile, e il dispositivo risultante sarebbe ottenute dalle agenzie militari e di avere benefici per i dispositivi medici / chirurgici di plastica, con ottica pieghevoli, o con piccoli lumen che sono altrimenti suscettibili ai danni da trattamenti convenzionali calore umido di autoclavi "Bertha". D-paludi e D-FEND tutti sono convenienti spray-e-wipe applicazioni acquosa biossido di cloro che sradicare dalle superfici vegetative agenti patogeni, virus, spore batteriche resistenti, e bio-film su superfici per soddisfare importanti esigenze dell'Esercito per la decontaminazione. Questo corpus di ricerca e sviluppo comprende 15 brevetti / paapplicazioni tenda, più di sette accordi (7) di trasferimento tecnologico, e 2009 IFT Press / Wiley-Blackwell libro "Microbial Sicurezza dei prodotti freschi."
Insieme, i PCS, D-FENS e D-FEND ALL forniscono un arsenale versatile e adattabile di ClO 2 tecnologie per eliminare gli agenti patogeni vegetative e spore batteriche in una miriade di applicazioni per la sterilizzazione chirurgica strumento, decontaminazione tessile, fresco e fresco di IV gamma sanificazione, e difficile decontaminazione superficiale contaminazione microbica ovunque è un problema. Così, inventato e convalidato presso i laboratori dell'esercito USA Natick Soldier RDEC per potenziare soldati con forza germi uccisione, a alleggerire la logistica, eliminando la necessità di trasportare l'acqua, e per proteggere soldati e l'ambiente diminuendo il consumo di combustibile fossile durante il trasporto, la riduzione di CO emissioni di CO2 e le emissioni di anidride carbonica, e la diminuzione dei rifiuti in discaricas, queste tecnologie sono stati commercializzati e sono disponibili per applicazioni a duplice uso per i consumatori civili.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Non abbiamo inoltre ulteriori informazioni.
Acknowledgments
Gli autori vorrebbero riconoscere la loro gratitudine per la Qualità Ambientale 6.1 programma US Army ricerca di base, l'Istituto US Army of Surgical Research, e continuo programma di miglioramento dei prodotti di NSRDEC e Expeditionary Base Camp TECD per il finanziamento di questo lavoro. Siamo grati a Adam driks (Loyola University Medical Center) per la microfotografia mostrato in Figura 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 |
References
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Setlow, P. Bacterial Spores. Industrial Pharmaceutical Microbiology. Supplement 10, England. (2011).
- 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).
- 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).
- 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).
