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季銨鹽復(fù)合消毒液研制報(bào)告

項(xiàng)目類別： 合作生產(chǎn)
發(fā)布時(shí)間： 2006-11-18
備　　注： 季銨鹽復(fù)合消毒液研制報(bào)告
 
王忠英  劉春勇 許澤虎
山東省泰和水處理有限公司
 
摘要：復(fù)合型季銨鹽的消毒液，其主要成分為雙辛基/癸基二甲基氯化銨，十二烷基二甲基芐基氯化銨，季銨鹽含量為20%，菌懸液定量殺滅試驗(yàn)表明，以含100mg/L季銨鹽的溶液對大腸桿菌、以50mg/L季銨鹽溶液對金黃色葡萄球菌、以含200mg/L季銨鹽溶液對白色念珠菌作用10min殺滅對數(shù)值都達(dá)到5以上。經(jīng)有機(jī)物試驗(yàn)及pH試驗(yàn)表明有機(jī)物及低pH值對消毒劑殺菌作用有較明顯的影響，堿性環(huán)境中殺菌效果較好，PH越高殺菌作用越好，反之越差。其穩(wěn)定性較為理想，該劑放置54℃下14天，及放置37℃3個(gè)月前后活性物含量基本一致，微生物殺滅能力無明顯變化，金屬腐蝕性試驗(yàn)表明僅對銅、鋁有輕度腐蝕，而對不銹鋼及碳鋼基本無腐蝕。
季銨鹽復(fù)合消毒液是一種新型的消毒劑，其特性是由于“雙鏈季銨鹽”活性因子殺菌濃度低，毒性、刺激性小，腐蝕性低，氣味小，水溶性好，溶液呈無色或淡黃色，表面活性強(qiáng)，滲透性強(qiáng)，使用方便，性能穩(wěn)定，不易分解，耐光、耐熱、耐貯存，藥效持續(xù)長久，對衣物不著色，生物降解性好，對環(huán)境（水域）無污染，此復(fù)合消毒劑被稱為第四代季銨鹽消毒劑，廣泛運(yùn)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)院、家庭、林業(yè)、油田及公共環(huán)境衛(wèi)生的消毒，并有較好的滅藻作用。
季胺鹽消毒劑是一類陽離子表面活性劑，其結(jié)構(gòu)通式為：
                          R1            +


R4    N    R2      X-
R 3
其中R1~ R4代表有機(jī)根，它們與氮原子結(jié)合成一陽離子集團(tuán)，為殺菌有效部分，因氮原子與4個(gè)有機(jī)根結(jié)合，因此稱“季胺鹽”，X為陰離子，如鹵素，硫酸根或其它類似的陰離子。用作消毒劑的季胺鹽，在R1~ R4中一般有一個(gè)碳鍵長達(dá)8~18的烷基，短或長于碳鏈者殺菌力差。
單鏈季胺鹽（如1227為代表）只能殺滅某些細(xì)菌繁殖體和親脂病毒，屬低效殺菌劑，雙鏈季胺鹽（如C8~C10烷基二甲基氯化銨為代表）可殺滅多種微生物，包括細(xì)菌繁殖體，某些真菌和病毒。
殺菌機(jī)理：在水中帶正電荷，可以吸附在微生物表面形成微團(tuán)，并逐步滲入細(xì)胞漿的類脂層和蛋白質(zhì)層，從而改變胞膜通透性，使細(xì)胞內(nèi)容物外滲，導(dǎo)致微生物死亡，同時(shí)又凝固蛋白，使酶和結(jié)構(gòu)蛋白變性，破壞微生物的代謝，從而將微生物殺死。
該消毒液是一種復(fù)合型消毒液，以雙辛基/癸基二甲基氯化銨和十二烷基二甲基芐基氯化銨以及非離子表面活性劑，無機(jī)抗干擾劑、增效劑等復(fù)配而成的，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了殺菌、穩(wěn)定性、腐蝕性、干擾、比對、PH等試驗(yàn)觀察?，F(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下：
1．             主要試劑和器皿：
季銨鹽消毒液（自復(fù)配），二種主要原料是本公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。
卵磷脂（BR）  胰蛋白胨（BR）   大豆蛋白胨（BR）  瓊脂（BR）    
小牛血清       葡萄糖（AR）     氯化鈣（AR）     氯化鎂（AR）    
磷酸二氫鉀（AR）  無水磷酸氫二鈉（AR）           氯化鈉（AR）
金黃色葡萄球菌（ATcc 6538）（是作為細(xì)菌繁殖體中化膿性球菌的代表）
大腸桿菌（8099）   （是作為細(xì)菌繁殖體中腸道的代表）
白色念珠菌（ATcc 10231）（作為致病性真菌的代表）
培養(yǎng)皿（90mm）
刻度吸管（0.5mL、1.0mL、5.0mL）
三角燒瓶（150mL、250mL、500mL）
金屬片：碳鋼片（A3）、不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）、銅（H62）、鋁（LV13）
試管
混樣器
恒溫水浴鍋
2．試驗(yàn)方法
2．1  中和劑選擇試驗(yàn)（在微生物殺滅試驗(yàn)中，用于消除殘余微生物表的消毒劑，抑制消毒劑再有殺滅作用的一種試劑。） 
消毒劑200mg/L殺滅金黃色葡萄球菌（ATcc6538）試驗(yàn)設(shè)平行6組（表1）試驗(yàn)結(jié)果，第1組、第6組不長菌，第2組長菌量超過100cfu/mL，第3、4、5組菌數(shù)差不超過10%，表明所選中和劑及其濃度適宜。
2．2  菌懸液定量殺滅試驗(yàn)
  試驗(yàn)菌為大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌，先用PBS制成菌懸液，以1%蛋白胨做為有機(jī)干擾物與菌懸液等量混合（0.5 mL +0.5 mL），置于20℃±1℃恒溫水浴鍋中，將消毒劑配制成250mg/L濃度工作液，根據(jù)不同菌種配制使用的消毒液濃度62.5mg/L（金黃色葡萄球菌）、125mg/L（大腸桿菌）、250mg/L（白色念珠菌），放置20℃±1℃恒溫水浴鍋中，恒溫5min后，取出將消毒劑4.5 mL加入菌懸液，作用至規(guī)定時(shí)間后取0.5mL到已裝有4.5mL中和劑的試管中，混勻，取0.5mL到培養(yǎng)皿中，倒入培養(yǎng)基搖勻冷卻后置于37℃恒溫箱中，大腸桿菌、金黃色葡萄球菌培養(yǎng)48h，白色念珠菌培養(yǎng)72小時(shí)，取出進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)，計(jì)算其殺滅對數(shù)值。
2．3  金屬腐蝕性試驗(yàn)
2．3．1  金屬片制備
不銹鋼片、碳鋼片、鋁片、銅片以上金屬是由中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院提供，其表面積約為9.8cm¬2的金屬片，用120號粒度水砂紙磨去表面氧化層，用洗滌劑浸泡10～15min，分別用自來水、蒸餾水洗凈，用無水乙醇棉球擦凈，置于50℃恒溫箱內(nèi)烘1h。
2．3．2  腐蝕速率（R值，單位mm/a）測定，選擇該消毒劑較大的使用濃度，配制成1000mg/L試驗(yàn)濃度，在常溫條件下按照衛(wèi)生部《消毒技術(shù)規(guī)范》-2002版方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室R值測定（表3）。
2．4  穩(wěn)定性試驗(yàn)
將該樣品置于37℃和54℃恒溫箱內(nèi)分別存放為3個(gè)月和14天，于存放前后分別測定其活性物含量和其殺菌效果（表4）。
2．5  有機(jī)物干擾試驗(yàn)
于常規(guī)殺滅試驗(yàn)方法中在菌懸液中加入0、25%、50%濃度的小牛血清，觀察有機(jī)物影響（表5）。
2．6  比對殺滅效果試驗(yàn)
用單鏈和雙鏈原料及其它廠家的消毒液產(chǎn)品與本消毒液進(jìn)行殺滅效果比較，試驗(yàn)方法過程同（2.2），試驗(yàn)菌為金黃色葡萄球菌、白色念珠菌，消毒液的濃度為50mg/L 、150mg/L。
3．結(jié)果
3．1  中和劑鑒定試驗(yàn)結(jié)果（吐溫+卵磷脂）
試驗(yàn)表明：3%吐溫-80+0.3%卵磷脂的PBS液能中和該試驗(yàn)用量消毒液，試驗(yàn)溫度為20℃±1℃，含200mg/L季銨鹽消毒液加金黃色葡萄球菌，作用10min，加中和劑后作用10min，結(jié)果為3次平均值，試驗(yàn)結(jié)果符合所規(guī)定要求，見表1。
表1  含季銨鹽復(fù)合消毒劑中和劑試驗(yàn)結(jié)果
（金黃色葡萄球菌）
組別 類  別 平均菌數(shù)（cfu/mL）
1 消毒劑+菌懸液 0
2 （消毒劑+菌懸液）+中和劑 193
3 （菌懸液+中和劑）正常菌對照 2.66×108
4 （消毒劑+中和劑）+菌懸液 2.63×108
5 正常菌對照 2.63×108
6 空白（中和劑、PBS、硬水） 0
3．2  殺菌效果
用菌懸液殺滅試驗(yàn)表明，以活性物含量100mg/L的消毒液對大腸桿菌作用10分鐘， 活性物含量50mg/L的消毒液對金黃色葡萄球菌作用10分鐘，活性物含量200mg/L的消毒液對白色念珠菌作用10分鐘，它們的殺滅對數(shù)值均在5以上。試驗(yàn)溫度為20℃±1℃，陽性對照細(xì)菌數(shù)，大腸桿菌為2.53×108cfu/mL，金黃色葡萄球菌為1.35×108cfu/mL，白色念珠菌為6.78×107cfu/mL，以下結(jié)果為3次試驗(yàn)的平均結(jié)果，見表2。
表2  季銨鹽復(fù)合消毒劑殺菌效果
活性物含量
（mg/L） 作用不同時(shí)間（min）的殺滅對數(shù)值
2 5 10 15
大  腸  桿  菌
50 2.04 2.36 2.92 3.05
100 3.00 ≥5.00 ≥5.00 ≥5.00
200 4.00 ≥5.00 ≥5.00 ≥5.00
金黃色葡萄球菌
50 3.15 4.70 ≥5.00 ≥5.00
100 ≥5.00 ≥5.00 ≥5.00 ≥5.00
200 ≥5.00 ≥5.00 ≥5.00 ≥5.00
白 色 念 珠 菌
50 0.51 0.68 0.76 1.13
100 1.20 1.53 2.28 2.92
200 2.04 ≥5 ≥5 ≥5
3．3  金屬腐蝕性試驗(yàn)結(jié)果
將消毒液配制成1000mg/L，將清洗好并已恒重的金屬片分別置于盛有消毒液瓶中浸泡72h，取出除去腐蝕性產(chǎn)物并清洗后，用濾紙吸干水份，置于墊有濾紙的平皿中，放入50℃恒溫箱中，干燥1h，待其溫度降至室溫后用鑷子夾取稱重，表3測定結(jié)果為3次試驗(yàn)平均值，從R值可說明本消毒液對碳鋼、不銹鋼基本無腐蝕性，對銅、鋁有輕度腐蝕性。
表3季銨鹽復(fù)合消毒液對4種金屬R值測定結(jié)果
金屬名稱 浸泡前重量(g) 浸泡后重量(g) 差  值 R值（mm/a）
碳鋼 3.4257 3.4253 0.0004 0.0063
不銹鋼 3.3918 3.3915 0.0003 0.0068
鋁 1.1397 1.1395 0.0002 0.0118
銅 3.6619 3.6614 0.0005 0.0105
注：計(jì)算公式 R=    
R：金屬腐蝕速率mm/a(毫米/年)      
m: 為試驗(yàn)前金屬片 重量 g  (克)
mt: 為試驗(yàn)后金屬片 重量 g  (克)
s: 為金屬片 的表面積總值 cm2;  
t: 為試驗(yàn)時(shí)間 h (小時(shí))；
d: 為金屬材料密度 ㎏/m3    
   碳鋼： 7.8           不銹鋼：  7.8      鋁：           銅：8.93
3．4  穩(wěn)定試驗(yàn)結(jié)果
該劑在54℃下放置14天和37℃放置3個(gè)月，再測定其活性物含量與放置前基本一致，再稀釋至所需的濃度，根據(jù)不同菌種配制試驗(yàn)消毒液，作用10min對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌較放置前后進(jìn)行殺滅試驗(yàn)效果比較和活性物成份測定，無明顯變化，說明消毒液穩(wěn)定性很好，見表4。
     表4  季銨鹽復(fù)合消毒液放置54℃、37℃前后活性物含量和殺滅效果
放置溫度(℃) 放置時(shí)間(d) 活性物含  量
(%) 陽性對照細(xì)菌數(shù)（cfu/mL） 消毒后細(xì)菌數(shù) 殺滅對數(shù)  值
白 念
(200mg/L) 大 腸(100mg/L) 金 葡(50mg/L) 白 念
(200mg/L) 大 腸
(100mg/L) 金 葡
(50mg/L)
常溫 0 23.55 1.78×107 2.53×108 3.04×108 0 1 0 ≥5.00
54℃ 14 23.66 2.00×1078 2.74×108 2.11×108 0 0 0 ≥5.00
37℃ 90 23.58 3.9×107 2.90×108 3.6×108 0 0 0 ≥5.00
    注：上表中試驗(yàn)溫度為20℃±1℃，作用時(shí)間為10分鐘，測定結(jié)果為3次試驗(yàn)平均值。
3．5  有機(jī)物干擾試驗(yàn)結(jié)果
    在試驗(yàn)中分別加入0、25%、50%小牛血清作為有機(jī)干擾物，有機(jī)物對本消毒液殺滅白色念珠菌效果的影響較為明顯，見表5。
表5  有機(jī)物影響試驗(yàn)結(jié)果
作用時(shí)間（min）
小牛血清
含量（%） 殺滅對數(shù)值
2 5 10 15
0 ≥5.00 ≥5.00 ≥5.00 ≥5.00
25 2.13 ≥5.00 ≥5.00 ≥5.00
50 1.29 4.68 ≥5.00 ≥5.00
   注：試驗(yàn)溫度為20℃±1℃，消毒液濃度為200mg/L，陽性對照平均細(xì)菌數(shù)5.22×107cfu/mL，陰性對照無菌生長，試驗(yàn)結(jié)果為3次試驗(yàn)的平均值。
3．6比對殺菌效果試驗(yàn)
與市售季銨鹽消毒液以及本配方中雙、單鏈季銨鹽原料進(jìn)行殺滅試驗(yàn)比較，試驗(yàn)菌為白色念珠菌和金黃色葡萄球菌，其結(jié)果見表6、表7。
 
 
表 6  本產(chǎn)品與市售季銨鹽消毒液殺滅試驗(yàn)比較
品  名 活性物含量（mg/L） 作用時(shí)間（min）
2 5 10 15
殺滅對數(shù)值
先鋒（海南） 150 1.71 2.91 4.72 ≥5.00
蝶戀（杭州） 150 2.03 3.58 ≥5.00 ≥5.00
自配 150 2.11 3.83 ≥5.00 ≥5.00
注：上表中所用試驗(yàn)菌為白色念珠菌，陽性對照平均活菌數(shù)為8.35×107 cfu/mL，陰性對照無菌生長，試驗(yàn)溫度為20℃±1℃，上述結(jié)果為三次試驗(yàn)的平均值。
從表中殺滅試驗(yàn)比較數(shù)據(jù)顯示從2分鐘和5 分鐘殺滅效果略好于其它兩個(gè)樣品，10分鐘與蝶戀相當(dāng)，優(yōu)于先鋒。
 
 
 
 
表 7復(fù)合與本配方中雙、單鏈季銨鹽原料殺滅試驗(yàn)比較
品  名 活性物含量（mg/L） 作用時(shí)間（min）
2 5 10 15
殺滅對數(shù)值
雙鏈季銨鹽 50 1.04 2.55 2.93 3.56
單鏈季銨鹽 50 0.54 1.82 2.74 3.31
雙+單季銨鹽 50 2.81 3.28 4.03 ≥5.00
自配 50 ≥5.00 ≥5.00 ≥5.00 ≥5.00
注：上表中所用試驗(yàn)菌為金黃色葡萄球菌，陽性對照平均活菌數(shù)為6.35×108 cfu/mL，陰性對照無菌生長，試驗(yàn)溫度為20℃±1℃，上述結(jié)果為三次試驗(yàn)的平均值。
3．7 pH值對消毒劑殺滅效果的影響
    將消毒劑配制成不同的pH值對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌進(jìn)行定量殺滅試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表8。
表 8  pH值對消毒劑的影響
殺滅對數(shù)值
PH值 金黃色葡萄球菌
作用時(shí)間（min）
2 5 10 15
5.4 2.96 4.77 ≥5.00 ≥5.00
7.4 3.57 ≥5.00 ≥5.00 ≥5.00
9.4 3.81 ≥5.00 ≥5.00 ≥5.00
殺滅對數(shù)值
PH值 大腸桿菌
作用時(shí)間（min）
2 5 10 15
5.4 1.72 3.29 ≥5.00 ≥5.00
7.4 3.12 3.50 ≥5.00 ≥5.00
9.4 4.19 4.54 ≥5.00 ≥5.00
殺滅對數(shù)值
PH值 白色念珠菌
作用時(shí)間（min）
2 5 10 15
5.4 1.77 2.92 4.12 ≥5.00
7.4 3.01 3.60 ≥5.00 ≥5.00
9.4 3.52 3.90 ≥5.00 ≥5.00
    注：上表試驗(yàn)中溫度均為20℃±1℃，陽性對照金黃色葡萄球菌活菌計(jì)數(shù)平均為3.6×108 cfu/mL，活性物含量為50mg/L；大腸桿菌活菌計(jì)數(shù)平均為1.81×108 cfu/mL，活性物含量為100mg/L；白色念珠菌活菌計(jì)數(shù)平均為6.0×107 cfu/mL，活性物含量為200mg/L。
從試驗(yàn)結(jié)果可見季銨鹽復(fù)合消毒液在pH值5.4時(shí)對金黃色葡萄球菌及白色念珠菌的殺滅有中度影響，而對大腸桿菌的殺滅有輕度影響，可見堿性環(huán)境中殺菌效果較好，PH越高殺菌作用越好，反之越差。。
4．討論
結(jié)果表明，以活性物含量50mg/L的季銨鹽復(fù)合消毒液對金黃色葡萄球菌、100mg/L對大腸桿菌、200mg/L對白色念珠菌作用10 分鐘，殺滅對數(shù)值均≥5.00,其殺菌作用隨消毒液濃度增加、作用時(shí)間延長而增加，隨菌懸液中小牛血清濃度增加而減弱，該消毒液對不銹鋼、碳鋼無腐蝕性，對鋁和銅有輕微腐蝕性，消毒液穩(wěn)定性好。由于該消毒液氣味小，無毒（本產(chǎn)品送省疾控中心做了急性口徑毒性試驗(yàn)和皮膚刺激性試驗(yàn)及急性眼刺性試驗(yàn)結(jié)果是無毒、無刺激，）使用方便，應(yīng)用廣泛，殺菌效果好，價(jià)格便宜，是人們理想的消毒產(chǎn)品。
5   注意的問題：
1、  由于是陽離子表面活性劑，不能與陰離子表面活性劑合用，如肥皂、卵磷脂、吐溫、洗衣粉，
2、有些物質(zhì)和季胺鹽消毒劑有拮抗作用，如碘、碘化鉀、蛋白銀、水楊酸、檸檬酸、過氧化物
參考文獻(xiàn)：
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