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Bioengineering

पोर्टेबल रासायनिक अजीवाणु (पीसीएस), डी Fens, और डी रोकना सभी: सेना के लिए उपन्यास क्लोरीन डाइऑक्साइड परिशोधन टेक्नोलॉजीज

Published: June 29, 2014 doi: 10.3791/4354
Automatic Translation
1, 1, 2, 3, 4
1United States Army-Natick Soldier RD&E Center, Warfighter Directorate, 2Department of Molecular Biology and Biophysics, University of Connecticut Health Center, 3Lawrence Livermore National Laboratory, 4Children's Hospital Oakland Research Institute

Summary

पी ortable सी hemical एस terilizer (पीसीएस) सेना चिकित्सा इकाइयों के लिए एक क्रांतिकारी, ऊर्जा स्वतंत्र, लगभग निर्जल नसबंदी प्रौद्योगिकी है. पीसीएस में होगा, और बिंदु का उपयोग एक प्लास्टिक सूटकेस में (POU) पर, साइट पर जल के साथ मिश्रित सूखे अभिकर्मकों से क्लोरीन डाइऑक्साइड उत्पन्न करता है. डी isinfectant - एफ oods और एन vironmentally के अनुकूल एस anitation (डी Fens) और एन vironmentally के अनुकूल विकास econtamination के लिए डी isinfectant के लिए स्प्रेयर, सब उद्देश्य (डी रोकना सभी) एक खुलने और स्प्रे बोतल में जलीय क्लोरीन डाइऑक्साइड का निर्माण और अन्य संभावित embodiments. ये बहुमुखी परिशोधन टेक्नोलॉजीज सैन्य और असैनिक उपभोक्ताओं के लिए असंख्य विविध दोहरे उपयोग अनुप्रयोगों में रोगाणुओं को मार डालो.

Abstract

एक ने कहा सेना फॉरवर्ड शल्य चिकित्सा टीमों द्वारा इस्तेमाल किया जा सकता है कि एक क्षेत्र, पोर्टेबल, गैर भाप अजीवाणु प्रौद्योगिकी के लिए वहाँ की जरूरत है, चिकित्सकीय कंपनियों, पशु चिकित्सा सेवा सहायता टुकड़ी, लड़ाकू समर्थन अस्पतालों, और एरिया मेडिकल प्रयोगशालाओं सर्जिकल उपकरणों बाँझ और रोग बाँझ ऑपरेटिंग कमरे, आपातकालीन उपचार के क्षेत्रों, और गहन देखभाल इकाइयों में पूर्व निपटान करने के लिए नमूनों. उपन्यास, 'स्वच्छ और हरे' क्लोरीन डाइऑक्साइड प्रौद्योगिकियों के निम्न पहनावा बहुमुखी और परिशोधन 6,15 के लिए महत्वपूर्ण सैन्य आवश्यकताओं के एक नंबर को पूरा करने के लिए अनुकूलित करने के लिए लचीला कर रहे हैं. विशेष रूप से, पी ortable सी hemical एस terilizer (पीसीएस) तत्काल युद्ध के मैदान जरूरतों को पूरा करने और उच्च तीव्रता आगे की तैनाती 3 में ऊर्जा स्वतंत्रता, हल्के पोर्टेबिलिटी, तीव्र गतिशीलता, और बीहड़ स्थायित्व के लिए महत्वपूर्ण क्षमता अंतराल बंद का आविष्कार किया था. शल्य sterilizat में एक क्रांतिकारी तकनीकी सफलता के रूप मेंआयन प्रौद्योगिकी, पीसीएस साइट पर निर्भर करता है कि एक आधुनिक क्षेत्र आटोक्लेव है, बिंदु का उपयोग करते हैं, पर करेंगे क्लोरीन डाइऑक्साइड के बजाय भाप की पीढ़ी. दो (2) पीसीएस इकाइयों (क्योंकि इसके बोझिल आकार, भारी आयाम, और वजन की तैनाती में उपनाम "बर्था ') एक बड़े भाप आटोक्लेव के बराबर throughput है जो 1 घंटा, 4 शल्य ट्रे बाँझ. हालांकि, पीसीएस 100% कम बिजली (0 बनाम 9 किलोवाट) का उपयोग और 98% कम पानी संचालित (10 बनाम 640 ऑउंस.), काफी 95% से वजन कम कर देता है (20 बनाम £ 450, एक 4 सदस्यीय लिफ्ट) और लगभग 96% से क्यूब (2.1 बनाम 60.2 फीट 3), और मरम्मत और विश्वसनीय आपरेशन बनाए रखने उठाने और परिवहन, और भाप आटोक्लेव के लिए आवश्यक बिजली की आगे की तैनाती में कठिन चुनौतियों समाप्त.

Introduction

कोई वाणिज्यिक डिवाइस पहले से अस्तित्व में है और ताजा उपज 3,6,9-13,15 पर वनस्पति रोगजनकों को मारने के लिए या बैक्टीरियल बीजाणुओं शुद्ध करना एक साबित करने की क्षमता है कि कीटाणुनाशक क्लोरीन डाइऑक्साइड (क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2) उत्पन्न करता है, जहां से. 6, पीसीएस टेक्नोलॉजी आय 14,15,17 पीसीएस प्रयोगशाला Geobacillus stearothermophilus (जीएस) बीजाणुओं (संबंधित संदर्भ 8 देखें) और जी के बीजाणु जैव संकेतकों का जीना संस्कृतियों के खिलाफ नसबंदी सिद्ध करने के लिए विशेष रूप से मान्य किया गया है stearothermophilus और बेसिलस atrophaeus (बीए) 6,15,16. पीसीएस भी वनस्पति पूरे टमाटर के रूप में, ताजा उपज पर लिस्टेरिया monocytogenes और Escherichia कोलाई रोगजनकों, और उदाहरण के लिए ताजा कटौती उत्पादन की शेल्फ जीवन का विस्तार करने के लिए निष्क्रिय द्वारा खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए कम कठोर शर्तों के साथ संचालित करने के लिए अनुकूलित किया गया है , INAC द्वाराकटा हुआ सेब 6,15 में polyphenoloxidase तमंचा एंजाइम tivating. क्लोरीन डाइऑक्साइड उत्पन्न करने के लिए, पीसीएस इस प्रकार, भंडारण, हैंडलिंग और दूर आगे सेना में अम्लीय कचरे निपटान, एसिड और शिपिंग के निहित कठिनाइयों के उपयोग को नष्ट करने, लगभग तटस्थ पीएच में ऑक्सीकरण में कमी प्रतिक्रियाओं के माध्यम से आय कि उपन्यास प्रेरक रसायन विज्ञान का उपयोग करता है तैनाती 1,2,4,17. सेना के अलावा, पीसीएस भी मातृभूमि सुरक्षा / प्रतिरक्षा द्वारा इस्तेमाल किया जा सकता है; बिजली का उपयोग करने, पीने योग्य पानी, और कचरे को हटाने के अयोग्य कि प्राकृतिक आपदाओं (superstorm सैंडी, सुनामी, तूफान कैटरीना) के दौरान; साइट पर आपातकालीन पहली responders द्वारा; और समुदाय अस्पतालों या बिजली की कटौती (blackouts और भूरे रंग के बहिष्कार) के दौरान स्कूलों में.

डी isinfectant - एफ oods और एन vironmentally के अनुकूल एस anitation (डी Fens) के लिए स्प्रेयर भी प्रेरक रसायन शास्त्र (3 रासायनिक घटकों) और एक 2 कदम प्रक्रिया मिश्रण (उपयोग करता है द्वितीय द्वारा पीछा पूर्व एकाग्रता. प्रतिक्रिया के बाद कमजोर पड़ने) galleys, चिकित्सा इकाइयों, वर्षा, और शौचालयों तैनात कर्मियों की कहीं भी बड़ी संख्या करीब निकटता 5,6 में सह अस्तित्व. सत्यापन परीक्षण डी Fens रोगज़नक़ Staphylococcus aureus, झरझरा सतहों 14 पर एक आम खाद्य जनित रोगज़नक़, समाप्त दिखाया. बैक्टीरियल शुद्ध करना जलीय क्लोरीन डाइऑक्साइड के उत्पादन के लिए बेजोड़ बहुमुखी प्रतिभा के साथ 'डी रोकना सभी "(एन vironmentally के अनुकूल विकास econtamination, अखिल प्रयोजन के लिए डी isinfectant) एक सरल (2 रासायनिक घटकों प्रदान करता है), (1 कदम मिश्रण) और अधिक सुविधाजनक विकल्प कपड़ा पर बीजाणुओं, सतह कीटाणुशोधन के लिए शनि को बढ़ावा देने के लिएtation और स्वच्छता, और स्वच्छ, पीने योग्य पानी के लिए उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया उपन्यास graywater रीसाइक्लिंग प्रौद्योगिकियों में अनुप्रयोगों के लिए शुरू सामग्री की कम मात्रा का उपयोग पतला क्लोरीन डाइऑक्साइड समाधान की बड़ी मात्रा का तेजी से उत्पादन की आवश्यकता के अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से लाभ के साथ पानी की गुणवत्ता और सुरक्षा में सुधार करने के लिए अभियान आधार शिविर 2.

तंत्र की एक किस्म राष्ट्र की सामग्री लाभ के लिए प्रौद्योगिकियों के विकास और व्यावसायीकरण के लिए प्रोत्साहित करने के लिए एक रास्ते के रूप में nonfederal संस्थाओं के लिए संघीय प्रौद्योगिकियों के हस्तांतरण की सुविधा के लिए संघीय प्रौद्योगिकी हस्तांतरण अधिनियम के अनुसार में मौजूद हैं. तदनुसार, पेटेंट लाइसेंस समझौतों और वाणिज्यिक मूल्यांकन लाइसेंस के माध्यम से कई सैन्य और असैनिक उपयोग के लिए उनकी बढ़ती क्षमता के साथ, पीसीएस, डी Fens, और डी रोकना सभी तकनीकों का पेटेंट कराया गया है और व्यावसायीकरण के लिए उद्योग के लिए स्थानांतरित कर दिया. # एवं बुलाया डी Fens (की एक धीमी, नियंत्रित रिलीज संस्करण8220; डी Fens लाइट "), प्रौद्योगिकी ताजा जामुन की शेल्फ जीवन का विस्तार करने के लिए पैकेजिंग सामग्री में शामिल करने के लिए वाणिज्यिक उद्योग के लिए स्थानांतरित, और पीसीएस भी प्रौद्योगिकी अन्य प्रौद्योगिकियों के साथ तुलनात्मक परीक्षण के लिए शिक्षा और अन्य सरकारी एजेंसियों के लिए स्थानांतरित किया गया है था ताजा उपज वस्तुओं के साथ खाद्य सुरक्षा पर अनुसंधान के लिए, और स्नातक विज्ञान की शिक्षा को बढ़ाने के लिए. पीसीएस और उसके रसायन विज्ञान प्रौद्योगिकी हस्तांतरण पारंपरिक formaldehyde के उपचार की तुलना में समय, लागत और पर्यावरण संरक्षण के क्षेत्र में सुधार के साथ जैव हुड नसबंदी के लिए स्वीकृत एक वाणिज्यिक उत्पाद के लिए नेतृत्व किया.

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Protocol

1. पोर्टेबल रासायनिक अजीवाणु (पीसीएस)

  1. उपकरण. पीसीएस पोर्टेबल, ऊर्जा स्वतंत्र, बिंदु का उपयोग चिकित्सा नसबंदी के लिए एक अभिनव उपकरण है. इन प्रयोजनों के लिए, एक वाणिज्यिक हवासील कठोर प्लास्टिक सूटकेस नसबंदी (चित्रा 1) को समायोजित करने के लिए विशेष डिजाइन सुविधाओं से अलंकृत किया गया था.
  2. उपकरण डिजाइन. एक) एक चौड़े मुँह प्रतिक्रिया पोत सूखी रासायनिक अभिकर्मकों और पानी प्राप्त करता है; ख) मामले की दीवार में स्थापित दो चेक वाल्व 1 साई पर दबाव से राहत मिलती है; ग) एक फ़िल्टर इनलेट वाल्व हवा कक्ष निस्तब्धता के लिए में पंप किया जा अनुमति देता है; घ) एक परिसंचारी ट्यूब चैम्बर के बाद नसबंदी के माध्यम से हवा वितरित; आउटलेट चेक वाल्व पर engrafted ई) डिस्पोजेबल शुष्क रंडी (सक्रिय कार्बन) उपकरणों बच हटाने और उपयोगकर्ता और पर्यावरण के स्वास्थ्य और सुरक्षा सुनिश्चित करना; और च) मामले के आधार में stilts एक शल्य चिकित्सा उपकरण ट्रे या अन्य छिद्रित ट्रे को समायोजित और के दौरान गैस के प्रवाह को अधिकतमनिस्तब्धता.
  3. ऑपरेशन. एक स्तर की सतह पर पीसीएस प्लेस और ढक्कन खुला. स्वच्छ, गैर बाँझ उपकरणों से युक्त और मामले के अंदर stilts पर नीले आटोक्लेव कागज में लिपटे एक शल्य चिकित्सा ट्रे जगह. (उदाहरण के लिए, 93 ग्राम सोडियम क्लोराइड, 63 ग्राम सोडियम sulfite, 25 ग्राम सोडियम हाइड्रोजन एस्कॉर्बेट, और 300 मिलीलीटर पानी - अन्य क्रमपरिवर्तन संभव हैं) सूखी रसायन और पानी के मिश्रण, रासायनिक प्रतिक्रिया आरंभ करने के लिए चौड़े मुँह प्रतिक्रिया पोत में तब बंद और ताला ढक्कन. 2 के अंतर्गत मिनट में, प्रतिक्रिया प्रचुर क्लोरीन डाइऑक्साइड sterilant, गर्मी, और नमी पैदा करता है. 25 मिनट में, इनलेट वाल्व के लिए एक बैटरी चालित या हाथ से संचालित हवा पंप कनेक्ट और लगभग लिए चेंबर में हवा का प्रवाह. 5 मिनट (चित्रा 2).
  4. साइकिल पूरा होने और पुन: उपयोग. मामला खुला और बाँझ उपकरणों की शल्य चिकित्सा ट्रे को हटा दें. प्रतिक्रिया पोत (पानी और सौम्य रासायनिक लवण) के निपटान के. पीसीएस सर्जिकल उपकरणों की एक और ट्रे के साथ तत्काल फिर से उपयोग के लिए उपलब्ध है औरसूखी रसायन और पानी की एक ताजा सेट.
  5. जैव संकेतकों के साथ बंध्याकरण सत्यापित किया. प्लेस व्यावसायिक रूप से उपलब्ध बी / टी जी या तो कागज (~ 10 5 बीजाणुओं / यूनिट) पर गर्भवती बीजाणुओं युक्त ज़रूर जैविक संकेतक (गीला गर्मी के लिए प्रयोग किया जाता है) stearothermophilus या बी atrophaeus (ethylene ऑक्साइड गैस नसबंदी के लिए प्रयोग किया जाता) एक नसबंदी चक्र के लिए मामले के अंदर. क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 नसबंदी चक्र के पूरा होने पर, हटाने और संकेतक को सक्रिय, फिर नसबंदी को मान्य करने के लिए 24-48 घंटे के लिए संकेतक सेते हैं.
  6. बीजाणु निलंबन के साथ बंध्याकरण सत्यापित किया. जी के जलीय निलंबन रखें एक क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 नसबंदी चक्र के लिए जोखिम के लिए पीसीएस अंदर stearothermophilus बीजाणुओं (~ 10 5 CFU / एमएल). जी की वसूली stearothermophilus बीजाणुओं 1% घुलनशील स्टार्च 8 (कोई वसूली बाँझपन इंगित करता है) के साथ एंटीबायोटिक परख माध्यम पर क्लोरीन डाइऑक्साइड उपचार से अवगत कराया. Treate की refractility की जांचचरण विपरीत माइक्रोस्कोपी के साथ डी बीजाणुओं (क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 द्वारा निष्क्रिय बीजाणुओं चरण उज्ज्वल चरित्र 14 बनाए रखने).
  7. कठोर सतहों की नसबंदी सत्यापित किया. जी. Stearothermophilus बीजाणुओं की जलीय निलंबन (~ 10 5) के साथ कांच या धातु से बना मुश्किल, गैर झरझरा सतहों टीका लगाना. एक क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 नसबंदी चक्र के साथ इलाज के लिए पीसीएस में टीका सामग्री रखें. व्यावसायिक रूप से उपलब्ध Difco हरियाणा की जांच swabs के साथ इलाज सतहों नमूना और कोई वृद्धि प्राप्त करने के बाँझपन की पुष्टि करता है.

2. "डी Fens"

  1. उपकरण. "डी Fens" एक हाथ से संचालित स्प्रे ट्रिगर डिवाइस के साथ लगे एक खुलने और हाथ में बोतल है. लचीला प्लास्टिक की बोतल खड़ा हुआ जब पूरा एक gusseted नीचे है, और रासायनिक प्रतिरोधी प्लास्टिक स्प्रेयर प्रति एकाधिक फिर से उपयोग करता है (चित्रा 3) देता है.
  2. जलीय क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 एस olution उत्पन्न करें. डी Fens ड्राई पुनः के 1-10 ग्राम कुल मात्रा का उपयोग करता है(संभव permutations के साथ जैसे, 4.7 ग्राम सोडियम क्लोराइड, 1.6 ग्राम सोडियम sulfite, और 1.3 ग्राम सोडियम एस्कॉर्बेट,) 500 पीपीएम क्लोरीन डाइऑक्साइड समाधान एजेंटों - 50 की 800 मिलीलीटर तक उत्पन्न करने के लिए. जलीय क्लोरीन उत्पन्न करने के लिए अपने अंतिम काम की मात्रा का हल गिराए - एक छोटी मात्रा में सभी अभिकर्मकों भंग, और द्वितीय बाद प्रतिक्रिया कमजोर पड़ने - मैं पूर्व एकाग्रता:.. "कैनेटीक्स नियंत्रण," प्रक्रिया जिसमें मिश्रण एक उपन्यास 2 कदम का प्रयोग करें 2-9 मिनट में स्प्रे बोतल में डाइऑक्साइड समाधान. निस्संक्रामक समाधान इरादा सतहों कीटाणुरहित या शुद्ध करना एक ठीक धुंध या एयरोसोल रूप में छिड़काव किया जाता है. डी Fens में क्लोरीन डाइऑक्साइड समाधान के लिए एक न्यूनतम 8 घंटा पारी और किसी भी शेष समाधान biofilms शुद्ध करने के लिए एक पारी के अंत में सिंक या फर्श नालियों नीचे खाली कर दिया जा सकता है के लिए स्थिर बनी हुई है.
  3. सूक्ष्मजीवविज्ञानी मान्यकरण - झरझरा सतहों inoculating. अंडे की जर्दी युक्त बेयर्ड-पार्कर अग्रवाल (BPA) के पेट्री डिश तैयार करेंtellurite (EYT) और खमीर निकालें (सुनो) और आंत्रजीवविष ए, एस aureus पैदा करता है कि Staphylococcus aureus के एक 3 तनाव कॉकटेल (एस aureus A-100 की एक ~ 10 6 CFU / एमएल निलंबन की 0.1 मिलीलीटर के साथ अगर सतह टीका लगाना आंत्रजीवविष डी का उत्पादन होता कि आंत्रजीवविष बी है कि उत्पादन ATCC 14458, और एस aureus 993) 7. एस निष्क्रिय नहीं अगर यह विशिष्ट स्पष्ट काले कालोनियों का उत्पादन क्योंकि ऑरियस लक्ष्य जीव के रूप में चयनित किया गया था.
  4. सूक्ष्मजीवविज्ञानी मान्यकरण - परीक्षण झरझरा सतहों. डी Fens का प्रयोग बोतल युक्त क्लोरीन डाइऑक्साइड समाधान स्प्रे, झरझरा अगर सतह पर कीटाणुनाशक समाधान स्प्रे. स्प्रे ट्रिगर नाड़ी प्रति समाधान के लगभग बराबर मात्रा में वितरित करने के लिए संगत, स्थिर शक्ति का प्रयोग करें. अगर सतह की वर्दी कवरेज लागू करने के लिए प्लेटों लगातार दालों के बीच 90 डिग्री घुमाएँ. यह भी एक गिलास हॉकी स्टिक और chlori प्रसार करने के लिए प्रकाश दबाव लागू करने के साथ इस तकनीक का उपयोग(- 4 चित्र देख पोंछते या scrubbing के समकक्ष) यांत्रिक घर्षण के लिए अगर सतह पर पूर्वोत्तर डाइऑक्साइड समाधान.
  5. सूक्ष्मजीवविज्ञानी मान्यकरण - कठोर सतहों. निष्फल कस्टम स्टेनलेस स्टील (कुल सतह क्षेत्र के साथ 4 "x 4", 10.16 सेमी 2) (प्रकार 304) कूपन बैक्टीरियल कोशिकाओं के जलीय निलंबन की 0.2 मिलीलीटर की मात्रा के साथ (जैसे, एस aureus, Escherichia कोलाई, या लिस्टेरिया monocytogenes) और टीका लगाना कूपन सतह भर में समान रूप से inocula फैल गया. लामिना का प्रवाह हुड में कमरे के तापमान पर 30 मिनट के लिए हवा शुष्क कूपन. बाँझ संदंश के साथ inoculated कूपन उठाओ और एक 100 मिलीलीटर औरतों की छाती और उदर को ढकती हुई पोशाक जो साये के ऊपर आकर नोक के रुप में खत्म होती थी बैग में क्लोरीन डाइऑक्साइड युक्त 20 मिलीलीटर परीक्षण समाधान में विसर्जित कर दिया. 0.5-5 मिनट का संपर्क समय के बाद, तो एक औरतों की छाती और उदर को ढकती हुई पोशाक जो साये के ऊपर आकर नोक के रुप में खत्म होती थी में 2 मिनट के लिए समाधान चबाना, ठोस सोडियम sulfite की एक छोटी राशि जोड़कर प्रक्षालक समाधान बुझाने. बैग निकालें और एक लामिना का प्रवाह हुड में सतह पर तैरनेवाला वापस लेने और क्रमानुसार solutio पतलाn पूर्व बनाया अगर प्लेटों पर, तो बचे गणना करने के लिए 24 घंटे के लिए सेते हैं.

ताजे फल और सब्जियों के लिए 3. पीसीएस

ताजा उपज पर हानिकारक खाद्य जनित रोगजनकों (ई. कोलाई और एल monocytogenes) को मारने के लिए कम पीसीएस उपचार की क्षमता रोगजनकों के उच्च स्तर पर टमाटर wedges के बाहरी सतहों पर देखा गया था, जिसमें एक जगह टीका विधि का उपयोग कर परीक्षण किया गया था.

  1. टीका. 10 5 या तो CFU / जी एल के साथ टमाटर wedges के 25 ग्राम नमूने के बाहरी सतहों टीका लगाना monocytogenes OSY-8578 या 10 6 CFU / छ ई. के साथ 15 मिनट के लिए एक बाँझ जैव हुड में तो हवा शुष्क कोलाई ATCC 11229,.
  2. पीसीएस इलाज. Inoculum सूख जाता है के बाद, क्लोरीन डाइऑक्साइड एकाग्रता और जोखिम समय की विभिन्न परिस्थितियों में पीसीएस और परीक्षण में टमाटर wedges (बाँझ दस्ताने पहनना) रखें. कुछ उदाहरणों में, जी के बीजाणु जैव संकेतकों जगह stearothermophilus एकएन डी बी टमाटर wedges के साथ और नसबंदी उपचार (चित्रा 5) को मान्य करने के लिए पीसीएस अंदर atrophaeus.
  3. माइक्रोबियल वसूली. पीसीएस उपचार के बाद, एक औरतों की छाती और उदर को ढकती हुई पोशाक जो साये के ऊपर आकर नोक के रुप में खत्म होती थी ब्लेंडर के साथ 2 मिनट के लिए चबाना तो, जलीय फॉस्फेट बफर (7 पीएच) के 50 एमएल के साथ एक औरतों की छाती और उदर को ढकती हुई पोशाक जो साये के ऊपर आकर नोक के रुप में खत्म होती थी बैग में टमाटर wedges जगह है.
  4. गणन. के रूप में क्रमानुसार अगर प्लेटों पर 10 गुना dilutions masticated समाधान बांटना tryptic सोया अग्रवाल खमीर निकालें (TSAYE) और एल के लिए पोषक तत्व अगर (एनए) monocyotgenes और ई. कोली, एक गिलास हॉकी स्टिक, कवर और 24-48 घंटे के लिए टी = 35 डिग्री सेल्सियस पर प्लेटें सेते साथ क्रमशः, और प्रसार. माइक्रोबियल निष्क्रियता की पुष्टि के लिए एक कॉलोनी काउंटर का उपयोग बचे गणना करें.
  5. एंजाइमों Polyphenoloxidase ("तमंचा") निष्क्रिय. पीसीएस के अंदर अलग पेट्री डिश में uninoculated सेब स्लाइस रखें और क्लोरीन डाइऑक्साइड (चित्रा 5) को बेनकाब. उपचार के बाद, पेट्री डिश को हटाने और वें बेनकाबपरिवेश पर्यावरण में ई सेब स्लाइस. दृश्य अवलोकन करने के लिए 1 सप्ताह के बाद इलाज के लिए कोई तमंचा दिखाया.

4. "सभी D-रोकना"

  1. जलीय क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 एस olution उत्पन्न करें. सभी 0.5-3.0 मिनट में क्लोरीन डाइऑक्साइड समाधान उत्पन्न करने के लिए पानी में सूखी रसायन (क्लोराइड और मारने) की कम मात्रा का उपयोग करता डी रोकना. उदाहरण के लिए, एक क्लोरीन डाइऑक्साइड समाधान का उत्पादन करने के लिए जलीय घोल का 15-1,200 मिलीलीटर में अभिकर्मकों के 0.8-3.3 ग्राम मिश्रण.
  2. सूक्ष्मजीवविज्ञानी मान्यकरण - कपड़ा. बेसिलस anthracis Sterne या बेसिलस बीजाणुओं amyloliquefaciens के जलीय निलंबन के साथ कपड़ा नमूनों की बाँझ स्ट्रिप्स टीका लगाना, और एक लामिना का प्रवाह हुड में कपड़ा स्ट्रिप्स हवा शुष्क करते हैं. बाँझ संदंश के साथ स्ट्रिप्स उठाओ और औरतों की छाती और उदर को ढकती हुई पोशाक जो साये के ऊपर आकर नोक के रुप में खत्म होती थी बैग 100 एमएल में क्लोरीन डाइऑक्साइड समाधान के 20 मिलीलीटर में विसर्जित कर दिया. 10 मिनट में, कपड़ा पट्टी और समाधान चबाना तो, ठोस सोडियम sulfite की एक छोटी राशि जोड़कर बीजाणुओं को प्रभावित किए बिना प्रक्रिया बुझानाएक औरतों की छाती और उदर को ढकती हुई पोशाक जो साये के ऊपर आकर नोक के रुप में खत्म होती थी में 2 मिनट के लिए. बैग निकालें और एक लामिना का प्रवाह हुड में क्रमानुसार, पूर्व बनाया अगर प्लेटों पर समाधान जलमिश्रित तो 24 घंटे के लिए सेते और परिशोधन मान्य करने के लिए की गणना करें.

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Representative Results

आसान करने के लिए संचालित पीसीएस अनूठा प्रेरक रसायन विज्ञान के द्वारा क्लोरीन डाइऑक्साइड की नियंत्रित उत्पादन से जुड़े 30 मिनट के उपचार में बैक्टीरियल बीजाणु निलंबन या बैक्टीरियल बीजाणु जैव संकेतकों निष्क्रिय द्वारा बाँझपन प्राप्त करने के लिए डिजाइन किया गया था. विशेष रूप से, सूक्ष्मजीवविज्ञानी सत्यापन अध्ययन पीसीएस जी या तो के बीजाणुओं (10 5 बीजाणुओं / एमएल) युक्त जैव संकेतकों निष्क्रिय द्वारा बाँझपन हासिल सत्यापित stearothermophilus या बी क्रमशः भाप आटोक्लेव (गीला गर्मी) या ethylene ऑक्साइड गैस, द्वारा नसबंदी इंगित करने के लिए इरादा कर रहे हैं कि atrophaeus,. पीसीएस भी जी का निलंबन निष्फल stearothermophilus बीजाणुओं और बी atrophaeus बीजाणुओं गिलास या धातु का बना है और वाणिज्यिक Difco हरियाणा की जांच झाड़ू किट का उपयोग बरामद हार्ड, गैर झरझरा सतहों पर निलंबन के रूप में विन्यस्त या सूखे. जी stearothermophilus क्लोरीन डाइऑक्साइड उपचार के संपर्क में बीजाणुओं वसूली योग्य नहीं थे लेकिन उनके चरण BR बरकरार रखाक्लोरीन डाइऑक्साइड द्वारा बीजाणु निष्क्रियता के तंत्र गीला गर्मी या उच्च दबाव से अलग है और सबसे अधिक संभावना बीजाणु के भीतर की झिल्ली 17 को नुकसान शामिल है यह दर्शाता है कि उपचार के बाद ight चरित्र,.

पीसीएस भोजन की गुणवत्ता से समझौता किए बिना खाद्य सुरक्षा हासिल करने के लिए ताजा उपज का इलाज करने के लिए क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 पीढ़ी के कम कठोर परिस्थितियों के लिए अनुकूलित किया गया था. विशेष रूप से, रोगजनकों ई. के उच्च स्तर inoculating स्पॉट कोली ATCC 11229 (10 6 CFU / छ) और एल monocytogenes OSY-8578 टमाटर wedges के 25 ग्राम नमूने के बाहरी सतहों पर (10 5 CFU / छ), हवा सुखाने, 15 मिनट के लिए एक बाँझ जैव हुड में नमूने पीसीएस के अंदर उन्हें रखने, और विभिन्न परिस्थितियों में उन्हें परीक्षण क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 एकाग्रता और जोखिम समय के (चित्रा 5) ताजा और ताजा कटौती का उत्पादन. जी के लिए पीसीएस की प्रभावकारिता की पुष्टि की stearothermophilus और बी atrophaeus बीजाणु जैव मेंdicators और uninoculated सेब स्लाइस इलाज के दौरान पीसीएस में रखा गया था. इलाज की स्थिति सुरक्षित खाने के लिए टमाटर (तालिका 1) के लाल रंग समझौता किए बिना इन खाद्य जनित रोगजनकों से मुक्त टमाटर रेंडर करने के लिए पूरे टमाटर सतहों पर लक्ष्य सूक्ष्मजीवों निष्क्रिय कि पाए गए. पीसीएस में इलाज कटा सेब बाद में परिवेशी वायु के संपर्क में जब गूदा ऊतक का तमंचा दिखा रहे हैं, लेकिन कम से कम एक सप्ताह के लिए सफेद बने नहीं था. पीसीएस उपचार ब्राउन होने तक कटौती एप्पल के ऊतकों का कारण बनता है कि polyphenoloxidase एंजाइम निष्क्रिय किया. इसके अलावा, सेब त्वचा क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 के लिए जोखिम से उतरना करने के लिए नहीं जाती थी.

एंजाइम और वनस्पति रोगजनकों निष्क्रिय करने के अलावा, clo 2 भी. चित्रा 6A परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी (AFM) का उपयोग चार से पता चलता है जैसे जैव हथियार परिशोधन के लिए बेसिलस anthracis ('एंथ्रेक्स' की प्रेरणा का एजेंट) के रूप में बैक्टीरियल बीजाणुओं inactivatesacterize क्लोरीन मोनोऑक्साइड बी 2 का इलाज subtilis बीजाणुओं. क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 का इलाज बीजाणुओं बरकरार रह गए और हवा सुखाने पर पतन नहीं था. इन उच्च संकल्प छवियों AFM भी बीजाणु कोट वास्तुकला और टोपोलॉजी क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 उपचार द्वारा अनछुए थे. उदाहरण के प्रयोजनों के लिए, चित्रा 6B भी बी की विशेषता है, जो एक प्रमुख exosporium परत के साथ एक निष्क्रिय बेसिलस cereus बीजाणु का एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ से पता चलता है anthracis बीजाणुओं.

मान्यकरण प्रयोगों डी Fens स्प्रेयर प्रणाली पूरी तरह से संक्रामक बैक्टीरिया एस निष्क्रिय पता चला है कि ऑरियस, BPA पर काले कालोनियों के विकास की रोकथाम इसका सबूत है. इसी तरह के परीक्षण में, 100 पीपीएम क्लोरीन डाइऑक्साइड समाधान एस के एक 3 तनाव कॉकटेल की एक> 7-प्रवेश कमी प्रभावित ऑरियस, 1 के बाद स्टेनलेस स्टील सतहों पर 3 टीका, और संपर्क के 5 मिनट. डी रोकना सब एक सह के रूप में अतिरिक्त बहुमुखी प्रतिभा प्रदान करता हैइस तरह के पानी की सुरक्षा, अपशिष्ट जल कीटाणुशोधन, और कपड़ा परिशोधन के रूप में आवेदन के लिए पतला सांद्रता में यह प्रयोग करने के लिए विशिष्ट लाभ के साथ क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 पैदा करने के लिए nvenient विधि. साथ मान्यकरण प्रयोगों सभी वस्त्र सामग्री को नुकसान पहुँचाए बिना बैक्टीरियल बीजाणुओं की निष्क्रियता से पता चला है कि D-रोकना.

विभिन्न रासायनिक sanitizers (Electrolyzer, Waterstar और Tersano) के उत्पादन के लिए विद्युत कोशिकाओं पर भरोसा करते हैं और चुनिंदा पारगम्य झिल्ली जो तीन व्यावसायिक रूप से उपलब्ध जनरेटर के साथ डी Fens का तुलनात्मक परीक्षण में. इन मामलों में, शीतल जल, कारण. तालिका 2 प्रभावकारिता, बिजली की खपत के मामले में एक सिस्टम के सक्रिय एजेंट और डी Fens के फायदे के बारे में जानकारी प्रदान करता है विद्युत कोशिकाओं को नुकसान पहुंचा सकता है कि (slaking) खनिज भंडार के लिए संभावित करने के लिए उपयोग के लिए सिफारिश की है वजन, आकार, और कम पूंजी लागत अन्य प्रौद्योगिकियों की तुलना में. 100 पीपीएम क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 के एक एकाग्रता में चुना गया थाडी Fens प्रणाली के लिए (डी Fens 5-4,000 पीपीएम की रेंज में क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 एकाग्रता का उत्पादन करने के लिए समायोजित किया जा सकता है). डी Fens समाधान एस 3 तनाव कॉकटेल की एक> 7-प्रवेश कमी प्रभावित ऑरियस 1 मिनट (तालिका 3) के रूप में के रूप में कम संपर्क टाइम्स में स्टेनलेस स्टील सतहों पर टीका. इन परिणामों डी Fens एस को कम करने के लिए एक प्रभावी निस्संक्रामक स्प्रे दिखाना है कि ऑरियस आदि काउंटर में सबसे ऊपर है, काटने बोर्डों, बर्तन, के रूप में भोजन तैयार करने और हैंडलिंग वातावरण में मुश्किल, गैर झरझरा सतहों संपर्क से

चित्रा 1
चित्रा 1. पीसीएस प्रोटोटाइप दबाव और तापमान नियंत्रित करते हुए नसबंदी सुनिश्चित करने के लिए कई डिजाइन सुविधाओं से अलंकृत एक कठोर प्लास्टिक हवासील ™ सूटकेस से निकला है, और बिना पर्यावरण 15 में बंद बक.


चित्रा 2. पीसीएस एक आसान 3 कदम प्रक्रिया के माध्यम से चल रही है. 2.1 कदम:, पोत और करीब सूटकेस में सूखी रासायनिक अभिकर्मकों और पानी जोड़ें 2.2 कदम: प्रतिक्रिया क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 उत्पन्न करते हैं और 25-60 मिनट के लिए इलाज है, और 2.3 कदम: रंडी के माध्यम से हवा फ्लश, तो बाँझ सर्जिकल उपकरणों 15 निकालते हैं.

चित्रा 3
चित्रा 3. डी Fens स्प्रेयर (बाएं) पर साइट और बिंदु का उपयोग एक स्प्रे बोतल में कम से जलीय क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 उत्पन्न करता है और आसानी से सेना फील्ड रसोई में दूषित रोगजनकों दूर साफ करने के लिए (सही) संपर्क सतहों पर क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 स्प्रे (बीच में ऊपर और नीचे) 15.

चित्रा 4 चित्रा 4. एस के दिखाई विकास अनुपचारित अगर सतहों (बाएं), और डी Fens क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 स्प्रेयर के साथ इलाज अगर सतहों पर "नहीं, विकास" पर aureus कालोनियों.

चित्रा 5
चित्रा 5. एक ठेठ पीसीएस सेट अप ई. निष्क्रिय कोली या एल बाहरी टमाटर सतहों (बीच में), सेब स्लाइस (दाएं) में तमंचा एंजाइमों, और बीजाणु जैव संकेतकों पर monocytogenes (वापस छोड़ दिया और वापस सही) 15.

चित्रा 6
Clo के चित्रा 6. ए) AFM 2 का इलाज बी बी के subtilis बीजाणुओं. बी) पारेषण ईएम cereus एक प्रमुख exosporium 14 के साथ spores.

क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 उपचार समय (मिनट) जी एस सूचक बीए सूचक लिस्टेरिया एक (10 5) ई. कोलाई बी (10 6)
मैं 30 neg. (× 3) neg. (× 2)
द्वितीय 30 neg. (× 1) neg. (× 1) neg. (× 3)
तृतीय 60 neg. (× 1) neg. (× 2) neg. (× 2)

विभिन्न क्लोरीन मोनोऑक्साइड जी की 2 सांद्रता (तृतीय मैं> द्वितीय>) के साथ तालिका 1. पीसीएस उपचार stearothermophilus (जी एस) और बी atrophaeus (बीए) बीजाणुओं और vegetatरोगजनकों (नकारात्मक के बाद इलाज नहीं बचे संकेत मिलता है) 15 ive.

एक. लिस्टेरिया साथ inoculated 25 ग्राम टमाटर wedges OSY-8578 monocytogenes
बी. Escherichia कोलाई ATCC 11229 के साथ inoculated 25 ग्राम टमाटर wedges

प्रौद्योगिकी सक्रिय एजेंट बिजली
(डब्ल्यू) 		वज़न
(एलबीएस) 		आयाम
ElectroCide (Electrolyzer कार्पोरेशन) HOCL 84 40 18 6.5 × "12.5 ×"
एफसी -2 (Waterstar) एच 2 ओ 2 120 6.7 12 "× 9" 15 "×
लोटस (Tersano) ओ 3 60 21 12 "× 7" 12 "×
Sal-40 (MIOX) मिश्रित oxidants 84 150 67.3 "× 29" "9.5 ×
"डी Fens" क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 0 <1 1 लीटर पाउच

तालिका 2.   समाधान जेनरेटर साफ करना.

इलाज से पहले बाद उपचार
कीटाणुनाशक पीपीएम पीएच CFU पहले CFU के बाद कमी लॉग इन करें
एस 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
एच 2 ओ 2 3.4 × 10 7 3.2 × 10 3 3.4
ओ 3 1.8 × 10 8 3.2 × 10 3 4.8
क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 100 6.7 0.0 > 7

तालिका 3.   स्टेनलेस स्टील सतह का पालन कोशिकाओं पर sanitizers की प्रभावकारिता.

* इस मूल्य संपर्क 1 के टाइम्स, 3, और 5 मिनट के लिए रखती है. NSRDEC - डेटा एडमंड पॉवर्स, अमेरिकी सेना के सौजन्य से प्रदान की है.

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Discussion

इस मूलभूत अनुसंधान एवं विकास शिक्षा, अन्य सरकारी एजेंसियों, और पर्यावरण के अनुकूल उपन्यास के व्यावसायीकरण, ("हरी") प्रौद्योगिकियों के लिए मार्ग प्रशस्त किया है कि उद्योग के साथ सहयोग के माध्यम से नए अनुसंधान और तकनीकी निर्देशों का गठन किया है. क्लोरीन डाइऑक्साइड परंपरागत उपचार की तुलना में राष्ट्रीय स्वच्छता तेज़, सुरक्षित के लिए 20 साल में फाउंडेशन, और अधिक पर्यावरण के अनुकूल नसबंदी द्वारा अनुमोदित पहली विधि है. पीसीएस, डी Fens, और डी रोकना सभी प्रोटोटाइप एक प्रयोगशाला वातावरण में बेंच पैमाने प्रोटोटाइप के रूप में मान्य किया गया है, और परिणाम की रेंज लचीले ढंग व्यक्तिगत उपयोगकर्ताओं की जरूरतों को पूरा करने के लिए बहुमुखी प्रतिभा का जबरदस्त विस्तार के साथ इन प्रणालियों को देता है. उत्पादन और व्यावसायीकरण के लिए इस स्तर पर, प्रोटोटाइप पेटेंट कराया गया है और वाणिज्यिक उद्योग के लिए लाइसेंस - इन प्रौद्योगिकियों के आधार पर वाणिज्यिक उत्पादों को बाजार में वर्तमान में उपलब्ध हैं. उद्योग भागीदारों इन टीईसी बनाने के लिए आवश्यक हैं(- "डॉक्टर विदाउट बॉर्डर्स" और मातृभूमि रक्षा / सुरक्षा, वैश्विक आपदा राहत, और तीसरी दुनिया के एड के लिए), पहले एक बिक्री योग्य मिश्रित रासायनिक प्रौद्योगिकी के रूप में आवेदन, विन्यास, और पैकेजिंग के निर्धारण से सेना के लिए एक वास्तविकता hnologies. पीसी के लिए, एफडीए की मंजूरी के परीक्षण के एक चिकित्सा नसबंदी उपकरण के रूप में की आवश्यकता होगी, लेकिन प्राप्य होना चाहिए, और उसके एवज में डिवाइस सैन्य एजेंसियों द्वारा सुलभ हो और bendable प्रकाशिकी के साथ, प्लास्टिक से बने चिकित्सा / सर्जिकल उपकरणों के लिए लाभ होगा, या छोटे के साथ "बर्था 'आटोक्लेव की पारंपरिक गीला गर्मी उपचार द्वारा क्षति को अन्यथा अतिसंवेदनशील हैं कि lumens. डी Fens और डी रोकना सभी सतहों से उन्मूलन कि जलीय क्लोरीन डाइऑक्साइड की सुविधाजनक स्प्रे और पोंछ आवेदन कर रहे हैं रोगजनकों, वायरस, प्रतिरोधी जीवाणु बीजाणुओं, और महत्वपूर्ण सेना परिशोधन के लिए की जरूरत को पूरा करने के लिए सतहों पर जैव फिल्मों वनस्पति. अनुसंधान और विकास का यह कोष 15 पेटेंट / पीए शामिलतम्बू अनुप्रयोगों, अधिक से अधिक सात (7) प्रौद्योगिकी हस्तांतरण समझौते, और 2009 IFT प्रेस / विले ब्लैकवेल पुस्तक "ताजा उपज की माइक्रोबियल सुरक्षा."

साथ में, पीसीएस, डी Fens, और डी रोकना सब, शल्य चिकित्सा उपकरण नसबंदी, कपड़ा परिशोधन, ताजा और ताजा कटौती उत्पादन स्वच्छता के लिए असंख्य आवेदनों में वनस्पति रोगजनकों और बैक्टीरियल बीजाणुओं को नष्ट करने के लिए क्लोरीन मोनोऑक्साइड 2 प्रौद्योगिकियों के एक बहुमुखी और अनुकूलनीय शस्त्रागार प्रदान और सख्त सतह परिशोधन कहीं माइक्रोबियल संदूषण एक मुद्दा है. इस प्रकार, आविष्कार और, रोगाणु हत्या की मजबूती के साथ सैनिकों को सशक्त करने के लिए पानी परिवहन की जरूरत को नष्ट करने से रसद हल्का करने के लिए, और सीओ को कम करने, शिपिंग के दौरान जीवाश्म ईंधन की खपत को कम करके सैनिकों और पर्यावरण की रक्षा के लिए अमेरिकी सेना Natick सैनिक RDEC प्रयोगशालाओं में मान्य 2 के उत्सर्जन और कार्बन पदचिह्न, और घटते गडढे बेकारएस, इन प्रौद्योगिकियों का वाणिज्यीकरण और नागरिक उपभोक्ताओं के लिए दोहरे उपयोग के लिए आवेदन पत्र उपलब्ध हैं.

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Disclosures

हम आगे कोई खुलासे है.

Acknowledgments

लेखकों अमेरिकी सेना पर्यावरण गुणवत्ता 6.1 बेसिक रिसर्च प्रोग्राम, सर्जिकल रिसर्च अमेरिकी सेना के संस्थान, और इस काम के लिए धन NSRDEC के सतत उत्पाद सुधार कार्यक्रम और अभियान आधार शिविर TecD के प्रति अपनी कृतज्ञता स्वीकार करना चाहते हैं. हम चित्रा 6B में दिखाया माइक्रोग्राफ के लिए एडम Driks (लोयोला यूनिवर्सिटी मेडिकल सेंटर) के लिए आभारी हैं.

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

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References

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जैव अभियांत्रिकी अंक 88 क्लोरीन डाइऑक्साइड उपन्यास प्रौद्योगिकियों डी Fens पीसीएस और डी रोकना सब नसबंदी परिशोधन ताजा उपज सुरक्षा
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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).

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