便携式化学消毒（PCS），D-沼泽，和D-FEND ALL：新型二氧化氯去污技术用于军事

摘要

在P ortableçhemical S terilizer（PCS）是一种革命性的，能独立，几乎无水的杀菌技术，军队医疗单位。在PCS产生二氧化氯的干燥试剂与水现场混合，在意志，并在点的使用（POU）在一个塑料手提箱。在D isinfectant -喷涂机适用于F洪灾和EN vironmentally友好S anitation（D-FENS）和D isinfectant为EN vironmentally友好Ðecontamination，多用途 （D-FEND ALL）的水溶液产生二氧化氯在一个可折叠的喷雾瓶和其他潜在的实施方式。这些多功能去污技术杀死微生物在无数不同两用应用军用和民用消费者的青睐。

摘要

有一个说陆军需要一种便携式现场，非蒸汽灭菌器技术，可用于正向手术团队，牙科公司，兽医服务保障分队，战斗支援医院和地区医疗实验室手术器械消毒和灭菌病理标本前处理在手术室，急诊区，重症监护病房。小说“清洁和绿色”二氧化氯技术的以下合奏是通用，灵活，以适应和满足了一些去污^6,15关键军事需求的。具体来说，在P ortableçhemical S terilizer（PCS）的发明，以应付紧急战场需求和关闭的关键能力差距的能源独立，轻巧便携，快速机动和坚固耐用的高强度推进部署^3。由于在手术sterilizat一个革命性的技术突破使用点的离子技术，只为一个现代的现场高压灭菌器，它依赖于现场，在意志的产生二氧化氯代替蒸汽。两（2）只单位消毒4手术托盘中1小时，这是（因为它的繁琐的大小，尺寸庞大，重量和绰号“贝莎”在部署）的吞吐量相当于一个大型高压蒸汽。不过，只经营使用较少的100％电量（0与9千瓦）和98％的水少（10对640盎司），显著由95％降低体重（20主场迎战450磅，一个4人电梯）和由96％立方体（2.1对比60.2英尺^3），并实际上消除了在维修和维护可靠的操作，提升和输送，以及所需的蒸汽高压灭菌器的电功率的向前部署了困难的挑战。

引言

在PCS技术所得款项在没有商业设备以前存在和产生的消毒剂二氧化氯（CLO _2），有一个证明有能力杀死植物病原菌对新鲜农产品^3,6,9-13,15或净化的细菌孢子^{。6， 14,15,17}的PCS已验证实验室专门以实现杀菌对嗜热脂肪土芽孢杆菌属 （GS）的孢子（见相关参考^8）和孢子生物指标G的活文化和嗜热脂肪芽孢杆菌^{atrophaeus（BA）6,15,16。}在PCS也已适应了不太严格的条件下工作，以确保食品安全失活的植物病原体李斯特菌和大肠杆菌的新鲜农产品，如整个西红柿，并延长保质期的鲜切产品，例如，由INACtivating在苹果切片^6,15的多酚氧化酶褐变。以产生二氧化氯，在PCS采用新颖的化学效应通过在近中性pH值的氧化还原反应，前进，从而消除了使用酸和运输的固有困难，存储，处理，并在远前方军事布置酸性废物部署^1,2,4,17。除了军队，只也可用于国土安全/国防;在自然灾害（超级风暴桑迪，海啸，卡特里娜飓风）变为不可接入电源，饮用水，以及清除废物;现场由紧急第一反应;而在社区医院或在停电（停电和棕色奏）的学校。

在D isinfectant -喷涂机适用于F洪灾和EN vironmentally友好S anitation（D-FENS）也使用化学效应（3化学成分）和一个2步混合法（ 我。预浓缩，然后为ii。反应后稀释），生成水二氧化氯，主要是在一个可折叠的喷雾瓶用于净化的军队物资，食品处理设备和现场给料设备在陆军野战厨房和卫生中心和海军表面厨房，医疗单位，淋浴和厕所随地大量部署 ​​的人员共同存在于接近^5,6。验证测试表明，D-FENS消除致病菌为金黄色葡萄球菌 ，一种常见的食源性致病菌，对多孔表面^14。 “D-FEND ALL”（D isinfectant为EN vironmentally友好Ðecontamination，所有用途）提供了一个更简单的（2化学成分），使用更方便（1步混合）替代具有无与伦比的多功能性生产水性二氧化氯净化细菌纺织品孢子，用于表面消毒，以促进卫生设施tation和卫生，以及提高水的质量和安全，对要求快速生产大量使用少量起始原料的应用在新型灰回收利用技术，旨在生产清洁，饮用水的稀二氧化氯的应用解决方案，特别是优势远征基地营^2。

多种机制存在按照联邦技术转移法案，以促进联邦技术转移到非联邦实体，以此来鼓励技术为国家的重大利益的发展和商业化。因此，他们的许多军事和民用用途新兴的潜力，PCS，D-沼泽，和D-FEND所有的技术已经通过专利许可协议和商业评估许可证和专利转让给业界的商业化。 D-FENS（的缓，控释版本，称为＆＃8220，D-FENS精简版“）是技术转移到商业行业纳入包装材料，延长新鲜浆果的保质期，和PCS也已技转给学术界和其他政府机构的对比测试与其他技术，对于与新鲜农产品商品食品安全的研究，并加强本科科学教育。在PCS和化学的技术转移导致批准用于生物罩灭菌用改进的时间，成本和环保相对于传统的甲醛处理的商业产品。

研究方案

1，便携式化学消毒（PCS）

1. 设备。在PCS是一个创新的设备为便携式，能独立使用点的医用灭菌。就此而言，商业鹈鹕硬质塑料手提箱被饰以特殊设计特点，以适应灭菌（ 图1）。
2. 设备设计。 a）一个广口的反应容器接收到的干化学试剂和水; B）安装在墙上的情况下两个止回阀缓解压力1磅; c）一种过滤入口阀允许空气被泵在冲洗腔室; D）循环管分配空气通过室灭菌后;五）一次性干式洗涤器（活性炭）栽种在出口止回阀装置去除残留物，并确保用户和环境的健康和安全;和f）在该个案的基础高跷容纳手术器械托盘或其它穿孔托盘，并在最大化气流潮红。
3. 操作。将只在一个水平面上，并打开盖子。将手术托盘含清洁，非无菌器械和包裹在里面的情况高跷蓝色釜纸。混合干粉和水（ 例如 ，93克亚氯酸钠，63个亚硫酸钠，加入25克硫酸氢钠抗坏血酸，和300毫升水-其他排列是可能的），在广口反应器启动化学反应，然后关闭并锁定盖子。下2分钟后，将反应产生丰富的二氧化氯的消毒剂，热量和湿度。在25分钟内，连接一个电池操作或手动力空气泵的入口阀和流动空气进入腔室为约。 5分钟（ 图2）。
4. 周期结束与再利用。打开机箱，取出无菌器械的手术托盘。处理反应器（水和良性的化学盐）的。可用于与手术器械的另一个纸盘立即再次使用PCS和一套新的干粉和水。
5. 验证灭菌与生物指标。将市售B / T含孢子浸在任G的纸张^（10〜5个/单位）确定生物指标嗜热脂肪 （用于湿热）或B。 atrophaeus（用于环氧乙烷气体灭菌），用于消毒周期的情况下的内部。在_二氧化氯灭菌周期完成后，删除并激活指标，然后孵化指标24-48小时，以验证灭菌。
6. 验证与灭菌孢子悬浮液。放置G的水悬浮液嗜热脂肪芽孢（〜10 ⁵ CFU /毫升）的只为暴露于_二氧化氯消毒周期内。恢复G。嗜热脂肪芽孢暴露于抗生素测定培养基中的二氧化氯处理，用1％可溶性淀粉^8（无恢复指示不育）。检查的汤治疗refractility相衬显微镜ð孢子（孢子_二氧化氯灭活保留相亮字^14）。
7. 验证硬表面的消毒。接种带有G。嗜热脂肪芽孢水悬浮液（〜10 ^5）由玻璃或金属制成的坚硬的，无孔的表面。将材料接种到只为与_二氧化氯消毒周期治疗。采样处理的表面与市售Difco公司HY-拭子检查，并获得无增长证实不育。

2“D-FENS”

1. 设备。 “D-FENS”是一个可折叠的手持瓶装有一个手动喷淋触发装置。柔性塑料瓶具有裆部底部充满时，站立，并且耐化学腐蚀的塑料能提供多种重新使用每喷雾器（ 图3）。
2. 生成水CLO _{2 S}辨率。 D-FENS使用的干重1-10克总数量剂，以产生高达800毫升50 - 500ppm的二氧化氯溶液（ 例如 4.7克的亚氯酸钠和1.6克的亚硫酸钠，和1.3克抗坏血酸钠，以置换可能的）。使用“动力学控制，”一种新型的2 -步混合方法，其包括：我前浓度 -溶解在小体积的所有试剂，以及ii反应后的稀释 -稀释该溶液至其最终的工作体积，以生成含水氯氧化钛溶液在喷雾瓶在2-9分钟。该消毒液被喷成细雾或喷雾消毒或净化目的的表面。在D-FENS二氧化氯溶液至少8小时轮班和任何剩余的溶液可以清空向下下沉或地面排水在变速清除生物膜的末端保持稳定。
3. 微生物学验证 - 接种多孔表面。准备贝尔德 - 帕克琼脂（BPA）的含蛋黄培养皿碲酸盐（EYT）和酵母提取物（YE），接种琼脂表面用0.1毫升〜10 ⁶ CFU / ml的悬浮液对金黄色葡萄球菌 3株鸡尾酒（ 金黄色葡萄球菌 A-100能产生肠毒素A， 金黄色葡萄球菌 ATCC 14458，产生肠毒素B，和金黄色葡萄球菌 993，产生肠毒素^D）7。S.金黄色葡萄球菌被选定为目标生物体，因为它产生鲜明的显黑色的菌落，如果没有失活。
4. 微生物检验 - 测试多孔表面。使用D-FENS喷雾瓶含有二氧化氯液剂，喷洒消毒液在多孔琼脂表面。使用一致的，稳定的力量来分配每个喷雾触发脉冲的解决方案大致相等的体积。旋转板连续脉冲之间90º到应用琼脂表面均匀覆盖。您也可以使用这种技术用玻璃曲棍球棒和应用光压来传播绿泥石NE氧化钛溶液在琼脂表面进行机械磨损（相当于擦拭或洗涤-参见图4）。
5. 微生物学验证 - 硬表面。接种灭菌定制的不锈钢（304型）的优惠券（4“×4”，总表面积10.16厘米^2）用0.2ml体积的细菌细胞的含水悬浮液（ 如 ， 金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，或李斯特菌 ）和接种扩散均匀地券面。风干券30分钟，在室温下，在层流罩。拿起接种券用无菌镊子和浸泡在20ml含二氧化氯在100ml抹胸袋试品溶液。后的0.5〜5分钟的接触时间，淬灭消毒液，加入少量的亚硫酸钠固体，然后在一个抹胸咀嚼溶液2分钟。除去袋，并在层流罩撤回上清液并连续稀释solutioÑ​​到预先制作的琼脂平板上，然后培养24小时列举幸存者。

3，只为新鲜水果和蔬菜

使用定点接种的方法，其中高水平的病原体被点样到番茄楔子的外表面的减少只处理以杀灭有害食源性致病菌（ 大肠杆菌和单增李斯特菌 ）在新鲜的农产品的能力进行了测试。

1. 接种。接种25克样品番茄楔子与任何10 ⁵ CFU / g的L。外表面单核细胞增生 OSY-8578或¹⁰⁶ CFU / g的E。杆菌 ATCC 11229，然后空气干燥在无菌生物罩15分钟。
2. PCS的治疗。接种物干燥后，将番茄楔子（戴无菌手套）的二氧化氯浓度和暴露时间不同条件下的PCS和测试。在某些情况下，将孢子生物指标G的一个嗜热脂肪ND B。 atrophaeus在PCS内陪番茄楔子和验证的杀菌处理（ 图5）。
3. 微生物采油。后在PCS治疗，将番茄楔子在一个抹胸袋用50毫升含水磷酸盐缓冲液（pH 7）中，然后咀嚼2分钟用抹胸搅拌机。
4. 枚举。分配所述塑炼溶液作为连续10倍稀释到琼脂平板胰蛋白酶大豆琼脂酵母提取物（TSAYE）和营养琼脂（NA）为L。 monocyotgenes和E。大肠杆菌 ，分别和传播与玻璃曲棍球棒，盖，板孵育在T = 35℃24-48小时。用菌落计数器，以确认微生物灭活列举的幸存者。
5. 钝化多酚氧化酶（“褐变”）酵素。将未接种苹果切片在PCS内独立的培养皿中，并暴露于二氧化碳（ 图5）氯。治疗后，取出培养皿和揭露日Ë苹果切片在周围环境中。肉眼观察表明没有褐变为长达1周后处理。

4，“D-FEND ALL”

1. 生成水CLO _{2 S}辨率。 D-FEND全部采用少量干粉（绿泥石和SAMIA）在水中产生0.5-3.0分钟二氧化氯溶液。例如，混合0.8-3.3克试剂在15-1,200毫升的水溶液，以产生二氧化氯溶液。
2. 微生物学验证 - 纺织品。接种纺织品样品的无菌条带的炭疽杆菌斯特恩或解淀粉芽孢杆菌的孢子水悬浮液，并让纺织带风干在层流通风橱。拾取带用无菌镊子和浸泡在20毫升的二氧化氯溶液在100ml抹胸袋。在10分钟，淬火过程中无需加入少量亚硫酸钠固体影响孢子，然后磨烂纺织带和解决方案用于在胸衣2分钟。除去袋，并在层流罩串联稀溶液涂布预先制作的琼脂板上，然后孵育24小时，并列举验证去污。

结果

在易于操作只被设计在30分钟的治疗细菌灭活孢子悬液或细菌孢子生物指标涉及控制生产二氧化氯的独特的化学效应，实现无菌。具体来说，微生物验证研究证实，该只由含有灭活或者G的孢子（10 ⁵孢子/ ml）生物指标达到不育嗜热脂肪或B。 atrophaeus，这是为了通过蒸汽高压灭菌器（湿热），或环氧乙烷气体，以分别指示灭菌。该电脑还灭菌G的悬浮液嗜热脂肪<...

讨论

这个基础研发已通过合作与学术界，其他政府机构和业内人士认为，导致新的商业化，环保（“绿色”）技术提出了新的研究和技术方向。二氧化氯是经20年来的美国国家卫生基金会更安全，更快捷，更环保的消毒比传统治疗方法的第一种方法。该PCS，D-沼泽，和D-FEND ALL原型被验证为在实验室环境实验室规模的原型，和结果的范围赋予这些系统具有通用性的巨大广度来灵活适应个别用户的需求。?...

材料

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