휴대용 화학 살균제 (PCS), D-펜즈 및 D-FEND는 ALL : 군사에 대한 새로운 이산화 염소 오염 제거 기술

요약

P의 ortable의 C hemical의 S의 terilizer (PCS)는 육군 의무 부대를위한 혁신적인 에너지 독립, 거의 물이 살균 기술입니다. PCS는에 의지하고, 사용 시점 플라스틱 가방에 (POU)에서, 현장에서 물과 혼합 건조 시약에서 이산화 염소를 생성합니다. D의 isinfectant - F의 oods 및 EN vironmentally 친화적 인 S의 anitation (D-펜즈) 및 EN vironmentally 친화적 D의 오염 제거에 대한 D의 isinfectant 용 스프레이 어, 다목적 (D-FEND ALL)은 접을 수있는 스프레이 병에 수성 이산화 염소를 생산 및 기타 잠재적 실시. 이러한 다양한 오염 제거 기술은 군사 및 민간 소비자를위한 무수한 다양한 이중 사용 응용 프로그램에서 미생물을 죽인다.

초록

명시된 육군은 앞으로 외과 팀에서 사용할 수있는 필드 - 휴대용, 비 증기 멸균기 기술에 대한 필요가 있습니다, 치과 회사, 수의학 서비스 지원 박리, 전투 지원 병원 및 지역 의료 연구소 수술 도구를 소독하고 병적 인 소독 수술실, 응급 치료 공간, 중환자 실에서 폐기 전에 표본. 소설, '깨끗하고 녹색'이산화 염소 기술의 다음 앙상블 다목적 오염 제거 ^6,15 중요 군사 요구 사항의 수를 충족하기 위해 적응 유연합니다. 구체적으로, P의 ortable의 C hemical의 S의 terilizer (PCS)는 긴급 전장의 요구를 충족하고 높은 강도 앞으로 배치 ^3의 에너지 독립, 가볍고 휴대 성, 빠른 이동성, 견고한 내구성을 위해 중요한 기능 격차를 닫 발명되었다. 수술 sterilizat에서 혁명적 인 기술 혁신으로이온 기술, PCS가 현장에 의존하는 현대 필드 오토 클레이브입니다, 사용 시점,에 의지 이산화 염소 대신 증기의 발생. 2 개의 PCS 단위 (때문에 성가신 크기, 부피가 큰 크기, 무게의 배치에 별명이 "베르타") 하나의 큰 증기 오토 클레이브에 해당하는 처리량은 1 시간에 4 수술 트레이를 소독. 그러나, PCS 100 % 적은 전기 (0 대 9 kW 급)를 사용하여 98 % 더 적은 물 운영 (10 대 6백40온스), 크게 95 %로 무게를 감소 (20 대 4백50파운드, 4 사람 리프트) 거의 96 %로 큐브 (2.1 대 60.2 피트 ^3), 및 수리를하고, 신뢰할 수있는 동작을 유지 해제 및 수송, 증기 오토 클레이브에 필요한 전력의 전진 배치의 어려운 문제를 제거합니다.

서문

상업적인 장치가 이전에 존재하지 않고 신선한 농산물 ^{3,6,9-13,15에} 식물 병원균을 죽일 또는 세균 포자의 오염을 제거하는 입증 된 능력을 가지고 소독제 이산화 염소 (C10의 _2)을 생성 곳에서. ^6, PCS 기술 진행 ^14,15,17 PCS는 실험실 Geobacillus 스테아로써 모필 러스 (GS) 포자 (관련 참조 ^{8 참조)} G.의 포자 생물 지표의 라이브 문화에 대해 소독 실시를 위해 특별히 확인되었습니다 스테아로써 모필 러스 및 바실러스 atrophaeus (BA) ^6,15,16. PCS는 또한 식물 등 전체 토마토 등 신선한 농산물에 리스테리아 균과 대장균 병원체, 예를 들면 신선한 컷 농산물의 저장 수명을 연장하기 위해 불 활성화하여 식품 안전을 보장하기 위해 덜 엄격한 조건으로 작동하도록 구성되었습니다 , INAC로슬라이스 사과 ^6,15의 polyphenoloxidase의 갈변 효소를 tivating. 이산화 염소를 생성하기 위해 PCS 따라서, 저장, 취급 및 작게 포워드 군 산성 폐기물 처분, 아미노산 및 선박의​​ 본질적인 어려움의 사용을 제거 거의 중성 pH에서 산화 - 환원 반응을 통해 진행하여 신규 음향 화학을 사용 배포 ^1,2,4,17. 군 이외에, PCS는 국토 안보 / 방위로 사용될 수있다; 전원에 대한 액세스, 식수 및 폐기물 제거를 무력화 자연 재해 (Superstorm 샌디, 해일, 허리케인 카트리나) 동안; 현장 응급 응답기에 의해; 지역 사회 병원이나 정전 (정전과 브라운 - 아웃) 동안 학교.

D의 isinfectant - F의 oods 및 EN vironmentally 친화적 인 S의 anitation (D-펜즈) 용 스프레이는 음향 화학 (3 화학 성분)과 2 단계의 혼합 과정 (사용 전. II 다음 사전 농도. 후 반응 희석) 조리실은, 의료 장치, 샤워 실 및 화장실과 배치 인력의 아무 곳이나 많은 수의 근접 ^5,6 공존. 유효성 검사 테스트는 D-펜즈는 병원체 황색 포도상 구균, 다공성 표면 ^(14)에 공통 인성 병원균을 제거 것으로 나타났다. 세균의 오염을 제거하기 위해 수성 이산화 염소를 생산 타의 추종을 불허하는 다재 다능 한과 "D-FEND ALL"(EN vironmentally 친화적 D의 오염 제거, 모든 목적에 대한 D의 isinfectant)가 간단 (2 화학 성분)를 제공합니다 (1 단계는 혼합) 더 편리한 대안 직물에 포자 표면 소독 사를 촉진테이션 및 위생, 청소, 음료수 물을 생성 할 수 있도록 고안된 새로운 중수도 재활용 기술의 응용 프로그램을위한 출발 물질의 소량을 사용하여 희석 이산화 염소 용액의 많은 양의 빠른 생산을 필요로하는 애플리케이션에 특히 장점 수질 및 안전을 개선하기 위해 원정베이스 캠프 ^2.

메커니즘의 다양한 민족의 재료 이익을위한 기술의 개발과 상용화를 촉진하는 방법으로 비 연방 기관에 대한 연방 정부의 기술 이전을 촉진하기 위해 연방 기술 ​​이전 법에 따라 존재한다. 따라서, 특허 라이선스 계약 및 상업 평가 라이센스를 통해 많은 군사 및 민간 사용에 대한 자신의 싹 트는 잠재력, PCS, D-펜즈 및 D-FEND 모든 기술은 특허를하고 상용화 업계로 전송. # & 불리는 D-펜즈 (느린, 통제 릴리스 버전8220, D-펜즈 라이트 "), 기술 신선한 딸기의 저장 수명을 연장하기 위해 포장 재료에 혼입 상용 업계에 전달하고, PCS는 또한 기술이 다른 기술과 비교 테스트를 위해 학계 및 다른 정부 기관에 전송 된이었다 신선한 농산물 상품과 식품 안전에 대한 연구, 그리고 학부 과학 교육 강화를위한. PCS와 화학의 기술 이전은 기존의 포름 알데히드의 치료에 비해 시간, 비용, 환경 보호의 개선과 바이오 식품의 살균에 사용이 승인 된 상용 제품을했다.

프로토콜

1. 휴대용 화학 살균제 (PCS)

1. 장비. PCS는 휴대용, 에너지 독립, 사용 시점 의료 살균을위한 혁신적인 장치입니다. 이러한 목적을 위해, 상업 PELICAN 딱딱한 플라스틱 가방은 살균 (그림 1)를 수용 할 수 있도록 특수 설계 기능을 장식했다.
2. 장비 설계. ) 광구 반응 용기는 건조 화학 시약 및 물을 받는다; B)의 경우 벽에 설치된 두 개의 체크 밸브는 1 PSI에 압력을 완화; C) 필터링 유입 밸브는 공기가 챔버를 세척을위한 펌핑 할 수 있습니다; D) 순환 튜브는 챔버 후 살균을 통해 공기를 분배; 출구 체크 밸브에 접목 E) 처분 할 수있는 건식 스크러버 (활성 탄소) 장치는 잔류 물을 제거하고 사용자 및 환경의 건강과 안전을 보장; 와 f)의 경우의 자료의 죽마는 수술기구 트레이 또는 다른 천공 트레이를 수용하는 동안 가스 흐름을 극대화세척.
3. 동작. 평평한 표면에 PCS를 놓고 뚜껑을 엽니 다. 깨끗하고, 비 멸균 악기를 포함하고 케이스 내부 죽마에 파란색 오토 클레이브 종이에 싸서 수술 트레이를 놓습니다. (예를 들면, 93g의 아 염소산 나트륨, 63g의 아황산 나트륨, 25g의 탄산 수소 나트륨 아스 코르 빈산, 300 ml의 물 - 다른 순열 가능) 건조 화학 물질과 물을 혼합, 화학 반응을 시작 수반 반응 용기에 다음 닫기 및 잠금 뚜껑. 2 분 미만에서, 반응은 풍부한 이산화 염소 살균제, 열, 습도를 생성한다. 25 분에서, 흡입 밸브에 대한 배터리 동작 또는 소형 전원 공기 펌프를 연결하여 약위한 챔버로 공기가 흐른다. 5 분 (그림 2).
4. 사이클 완료 및 재사용. 케이스를 열고 멸균 악기의 수술 트레이를 제거합니다. 반응 용기 (물과 양성 화학 염) 폐기하십시오. PCS는 수술 도구의 또 다른 트레이 즉시 다시 사용할 수 있습니다 및건조 화학 물과 신선한 세트.
5. 바이오 지표와 살균 유효성 검사. 배치 시판 B / T G. 하나의 종이 (~ 10 ⁵ 포자 / 단위)에 함침 포자를 포함 물론 생물 지표 (젖은 열 사용) 스테아로써 모필 러스 또는 B atrophaeus (에틸렌 옥사이드 가스 멸균에 사용) 멸균 사이클 케이스 내부. C10의 ₂ 살균주기의 완료시, 제거하고 표시를 활성화 한 다음 소독의 유효성을 검사하는 데 24 ~ 48 시간 동안 지표를 품어.
6. 포자 현탁액으로 살균 유효성 검사. G.의 수성 현탁액을 배치 C10의 ₂ 멸균 사이클에 노출 PCS 내부 스테아로써 모필 러스 포자 (~ 10 ⁵ CFU / ㎖). G.에게 복구 스테아로써 모필 러스 포자는 1 % 가용성 전분 ⁸ (더 회복이 불임을 나타냅니다)와 항생제 분석 중간에 이산화 염소 처리에 노출. treate의 refractility을 검사위상차 현미경 D 포자 (C10의 _2에 의해 불 활성화 포자 단계 밝은 캐릭터 ^(14)을 유지).
7. 하드 표면의 살균 유효성 검사. G. 스테아로써 모필 러스 포자의 수성 현탁액 (10 ~ ^5)에 유리 또는 금속으로 만들어진 하드, 비 다공성 표면을 접종한다. C10의 ₂ 멸균 사이클 처리를위한 PCS에 접종 자료를 놓습니다. 상업적으로 이용 가능한 디프 HY-체크 면봉으로 처리 된 표면을 샘플링하고 더 성장을 획득 없습니다 불임을 확인합니다.

2. "D-펜즈"

1. 장비. "D-펜즈는"수동 스프레이 트리거 장치가 장착 된 접을 수있는 휴대용 병이다. 유연한 플라스틱 병 스탠드 업을 할 수있는 전체 마치 바닥이 있고, 화학적으로 저항하는 플라스틱 분무기에 여러 다시 사용 (그림 3)를 제공한다.
2. 수성 C10의 _{2 S의} olution를 생성합니다. D-펜즈 건조 다시 1-10 G 코드 전체 수량을 사용(가능한 순열과 예, 4.7 g의 아 염소산 나트륨, 1.6 g의 아 황산나트륨, 및 1.3 g의 아스 코르 빈산 나트륨,) 500 ppm의 이산화 염소 용액 - 에이전트 (50)의 800 mL로 생성한다. 수성 염소를 생성하기 위하여, 최종 작동 부피로 용액을 희석 - 작은 양의 모든 시약을 용해하고, II 후 반응 희석 - I 사전 농도 :.. "동역학 제어"프로세스에있어서 믹싱 신규 한 2 단계를 사용 2-9 분의 스프레이 병에 이산화 솔루션을 제공합니다. 소독액을위한 표면을 소독 또는 오염을 제거하는 정밀한 안개 또는 에어로졸로 분무된다. D-펜즈의 이산화 염소 용액은 최소 8 시간을 이동하고 나머지 솔루션은 바이오 필름을 제거하는 변화의 끝에 싱크대 또는 바닥에 하수구를 비울 수 있습니다 안정 남아있다.
3. 미생물 학적 검증 - 다공성 표면을 접종. 달걀 노른자를 포함 베어드 - 파커 한천 (BPA)의 페트리 접시를 준비합니다텔루 (EYT)과 효모 추출물 (YE) 및 엔테로 톡신 A, 황색 포도상 구균을 생산하는 황색 포도상 구균의 3 - 변형 칵테일 (S. 구균 A-100 ~ ¹⁰⁶ CFU / ㎖ 현탁액 0.1 ㎖로 한천 표면에 접종 엔테로 톡신 D를 생성 엔테로 톡신 B를 생산 ATCC 14458 및 황색 포도상 구균 993) ^7. S. 불 활성화되지 않은 경우는, 특유 분명 검은 식민지를 생산하기 때문에 구균은 대상 생물로 선정되었다.
4. 미생물 학적 검증 - 테스트 다공성 표면. D-펜 즈이 사용하여 병 포함 이산화 염소 용액을 스프레이 다공질 한천 표면에 소독액을 분무. 스프레이 트리거 펄스 당 솔루션의 거의 동일한 볼륨을 분배하는 일관성, 균일 한 힘을 사용합니다. 한천 표면의 균일 한 범위를 적용 할 판에게 연속 펄스 사이 90 º 회전합니다. 또한 유리 하 키 스틱 및 염화물 확산을 가벼운 압력을 적용하여이 기술을 사용(- 그림 4 참조 닦아 또는 세정에 해당) 기계적인 마모에 대한 한천 표면에 북동 이산화 솔루션입니다.
5. 미생물 학적 검증 - 하드 표면. 멸균 사용자 정의 스테인레스 스틸 (총 면적 4 "× 4", 10.16 cm ²⁾ (타입 304) 쿠폰 박테리아 세포의 수성 현탁액 0.2 ml의 볼륨 (예를 들면, 황색 포도상 구균, 대장균, 리스테리아 모노 사이토) 및 접종 쿠폰 표면에 걸쳐 균일하게 접종 확산. 층류 후드에 실온에서 30 분간 자연 건조 쿠폰. 멸균 집게로 접종 쿠폰을 들고 100 ㎖ stomacher 가방에 이산화 염소를 포함하는 20 ㎖ 시험 용액에 담그지. 0.5 내지 5 분의 접촉 시간 후에, 그 stomacher에서 2 분 동안 용액을 씹다 고체 아황산 나트륨을 소량 첨가하여 살균제 용액을 급냉. 가방을 제거하고 층류 후드에 뜨는을 철회 순차적 solutio 희석N 미리 만든 한천 플레이트에, 다음 생존자를 열거하는 24 시간 동안 배양한다.

신선한 과일과 야채를 3. PCS

신선한 농산물에 해로운 식품 매개 병원체 (대장균 및 리스테리아 모노 사이토를) 죽일 감소 PCS 치료의 능력은 병원균의 높은 수준이 토마토 웨지의 외부 표면에 발견 된에 자리 접종 방법을 사용하여 시험 하였다.

1. 접종. 10 ⁵ 하나 CFU / g L.와 토마토 웨지 25 그램 샘플의 외부 표면을 접종 모노 사이토 OSY-8578 또는 ¹⁰⁶ CFU / g E.와 15 분 동안 살균 바이오 후드 후 자연 건조 대장균 ATCC 11229.
2. PCS 치료. 접종 건조 후, 이산화 염소 농도와 노출 시간의 다양한 조건 하에서 PCS 및 테스트에 토마토 웨지 (멸균 장갑을 착용)를 배치합니다. 어떤 경우에는, G.의 포자 생체 지표를 배치 스테아로써 모필 러스차 B. 토마토 웨지를 동반하고 살균 처리 (그림 5)의 유효성을 검사하기 위해 PCS 내부 atrophaeus.
3. 미생물 복구. PCS 치료 후, stomacher 믹서로 2 분간 씹다 다음, 수성 인산염 완충액 (pH 7) 50 ㎖와 stomacher 가방에 토마토 웨지를 놓습니다.
4. 열거. 같은 직렬 한천 판에 10 배 희석을 저작 솔루션을 분배 트립 틱 소이 한천 효모 추출물 (TSAYE)와 L.를위한 영양 한천 (NA) monocyotgenes 및 E. 대장균, 유리 하키 스틱, 커버와 48 시간 동안 T = 35 ° C에서 접시를 품어와 각각 확산. 미생물의 불 활성화를 확인하기 위해 식민지 카운터를 사용하여 생존자를 열거합니다.
5. 효소는 Polyphenoloxidase ( "갈색")를 불 활성화. PCS 내부에 별도의 배양 접시에 uninoculated 사과 조각을 놓고 이산화 염소 (그림 5)에 노출. 치료 후, 페트리 접시를 제거하고 일을 노출주위 환경​​에서 전자 사과 조각. 육안 관찰은 최대 1 주일 후 처리를 위해 더 갈색을 보여 주었다.

4. "ALL D-FEND"을

1. 수성 C10의 _{2 S의} olution를 생성합니다. ALL은 0.5-3.0 분의 이산화 염소 용액을 생성하기 위해 물에 건조 화학 약품 (염소산염 및 미아)의 소량을 사용하여 D-FEND. 예를 들면, 이산화 염소 용액을 생산하는 수용액 15-1,200 ml의 시약 0.8-3.3 g을 혼합한다.
2. 미생물 학적 검증 - 섬유. 탄저균 스탄 또는 바실러스 아밀 로리 퀴페 시언 스의 포자를 수성 현탁액과 섬유 샘플의 멸균 스트립을 접종하고, 층류 후드에 섬유 스트립 자연 건조를 할 수 있습니다. 멸균 집게로 지구를 들고 stomacher 가방 100 ㎖에 이산화 염소 용액 20 ㎖에 몰두. 10 분에서, 직물 스트립 및 용액을 씹다 후, 고체 아황산 나트륨을 소량 첨가하여 포자에 영향을주지 않고 처리를 급냉stomacher에서 2 분. 가방을 제거하고 층류 후드에 직렬로, 미리 만든 한천 플레이트에 솔루션을 희석 한 후 24 시간 동안 배양 및 오염 제거를 확인하는 열거합니다.

결과

조작이 간편한 PC는 독특한 음향 화학에 의한 이산화 염소의 제어 생산을 포함 30 분의 치료에 세균의 포자 현탁액 또는 세균의 포자 생물 지표를 불 활성화하여 불임을 달성하기 위해 설계되었습니다. 특히, 미생물 학적 검증 연구는 PCS는 G. 하나의 포자 (10 ⁵ 포자 / ㎖)를 포함하는 생체 지표를 불 활성화하여 불임을 달성 것을 확인 스테아로써 모필 러스 또는 B 각각 증...

토론

이 기초 R & D는 학계, 다른 정부 기관 및 환경 친화적 인 소설의 상용화 ( "녹색") 기술에 LED가 업계와의 협력을 통해 새로운 연구 및 기술 방향을 설정하고있다. 이산화 염소는 기존의 치료보다 국립 위생 빠르고 안전에 대한 20 년 재단 등 환경 친화적 인 살균에 의해 승인 된 첫 번째 방법입니다. PCS, D-펜즈 및 D-FEND ALL 시제품 실험실 환경에서 벤치 스케일의 시제품​​으로 검증되었고, ...

자료

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