第34卷第6期 Vo1.34No.6日用化学工业 2004年12月Dec.2004戊二醛消毒剂的特点与应用
李临生1,张京东2,张昌辉1
(11陕西科技大学应用化学研究所,陕西 咸阳 712081;21陕西省轻工设计研究院,陕西 西安 710000)
摘要:简述了戊二醛生理性质。主要介绍了戊二醛消毒剂的使用特点和常用剂型使用方法。戊二醛消毒剂是一种灭菌谱广、杀菌力强、杀菌迅速、毒性低、使用安全方便的优良杀菌剂,、碱性水溶液、含醇溶液、双组分型、复配增效型和粉状等不同剂型,。并提出戊二醛与表面活性剂、无机阳离子、关键词:消毒剂;戊二醛;细菌;病毒;霉菌;中图分类号:TQ224114;TQ423196 :1001-1803(2004)06-0385-05
)和直接作为药物治疗皮肤病、疣、足底多汗症外,也用于合成药物中间体以及制备医用高分子材料,如合成用于急救的呼吸中枢兴奋剂洛贝林(LobelineHydrochloridum)、抗肿瘤药物、制备人工心脏瓣膜、人工肾等。特别是用于连接酶、抗体、抗原,制备去毒疫苗、抗毒素、固定化酶和免疫吸附剂[2]。不过从消费量看,戊二醛的主要应用领域还是作为鞣剂和杀菌消毒剂。1 戊二醛生理性质[1,2]
特别说明时,%表示质量分数),在封闭体系内可产生吸入毒性,有人试验大白鼠在质量分数为25%戊二醛溶液的蒸气存在下8h虽有不适,但未发生死亡。
质量分数为1%戊二醛施用于160个病人的背部48h没有发现过敏和毒性反应。质量分数为2%戊二
醛可对皮肤产生轻度刺激,浸泡时会使皮肤染上淡褐色,但其他无不良影响。有人观察过曾接触戊二醛的4000多名病人,没有发现过敏反应,但也有戊二醛
稀溶液引起皮炎和过敏的报道。
戊二醛溶液对伤口肯定有刺激性,对眼睛则可能产生伤害,质量分数为25%的戊二醛可造成兔子的皮肤发炎和角膜混浊。在处理大量戊二醛溶液时最好戴橡皮手套,尽量不要直接长时间接触[1,2]。有人报道戊二醛溶液对眼睛的直接接触毒性比甲醛严重,但相同消毒效能下的浓度比甲醛小。虽然在细菌回复突变试验中发现戊二醛在体外有致突变性,但实验表明在体内没有致突变性。可以说目前尚没有长链脂肪醛的确切致癌证据。戊二醛的一个有意义的特点是在一定条件下对酶的活性影响不大,很多酶在适当的条件下可被固定、交联而不失去活性,有时对某些还有激活作用,这一点引起了很多生物学研究者和某些工业部门的重视并获得了广泛的应用[1,2]。2 戊二醛消毒剂使用的特点
20世纪60年代以来,人们发现戊二醛具有高效
与其他脂肪醛类似,戊二醛对呼吸道黏膜、眼和皮肤有刺激作用,但刺激性较甲醛、乙二醛等要小得多,根据实际接触,纯戊二醛或戊二醛水溶液的蒸气对眼睛和呼吸道虽有刺激作用,但在常温时,均可忍受,短期也不致引起器质性病变。但接触黏膜时会造成损伤,浓度较大的戊二醛可使皮肤变黄和硬结,约一周后可渐消失。长期吸入戊二醛则会引起气管和肺等组织的病变,已有职业性哮喘的报道。
绝对毒性:LD500182g/kg(大鼠经口,乙二醛012g/kg～014g/kg,0176g/kg(豚鼠经口);质量分数为25%水溶液LD502138mL/kg(大鼠口服);质量分数为2%水溶液LD503mL/kg～1213mL/kg(小鼠口服)。皮肤毒性:LD50(兔0164g/kg)。对皮肤刺激作用:对兔中等,豚鼠严重;对眼刺激作用:对兔严重[1]。
戊二醛亚硫酸氢钠:绝对毒性:LD50116g/kg～312g/kg(大鼠或小鼠经口),014g/kg～018g/kg(大鼠腹腔);皮肤毒性:LD50>20g/kg(豚鼠)[1]。
当戊二醛质量分数>4%时(以下文中在未加
低毒,使用方便等突出优点,是能够满足美国环境保护局规定的严格的AOAC杀孢子实验要求的唯一产品,被誉为自甲醛,环氧乙烷出现以来,化学消毒剂发展史上的第三个里程碑[1,2]。
1963年,Ethionlnc以“Cidex”为商品名,将质
收稿日期:2004-04-17;修回日期:2004-08-21
作者简介:李临生(1941-),男,山东曹县人,教授,电话:(0910)3579577。
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量分数为2%戊二醛溶液(在使用前配入碱性粉状助剂)作为消毒剂出售。从此,戊二醛作为灭菌消毒剂名噪一时,得到了广泛的应用。
作为一个理想的消毒剂,应当具有广谱高效、速效、稳定、易于溶解、穿透性好、毒性小、无腐蚀性、无着色作用、残留量低、使用方便和价格低廉等特点。常用的广谱消毒剂如甲醛、环氧乙烷、重金属盐、季铵盐、氧化剂、酚类、醇类、双胍类、碘和乙丙酸内酯等都有这样那样的缺点,而戊二醛则别具一格,在这些方面都能令人相当满意[1,2]。
戊二醛消毒剂使用的特点是:
(1)灭菌谱广[1]。殖体,芽孢、真菌的菌丝体孢子、良好杀灭性能,原HbsAg的灭活有效(2)杀菌力强[1,2]0102%的戊二醛溶液对革兰氏阴性和阳性细菌即有显著效果,特别是在很低的浓度下戊二醛就可以抑制好氧性和厌氧性芽孢的萌发,而著名的消毒剂环氧乙烷并不能抑制这种萌发过程。
对多数细菌来说戊二醛的杀菌性能比甲醛、乙二醛、酚类、季铵盐要强。实验表明:对金黄色酿脓葡萄球菌的杀灭性能比甲醛大80倍,对绿脓杆菌是甲醛的20倍,对大肠埃希氏杆菌是甲醛的60倍,对普通变形杆菌是甲醛的70倍。质量分数为1%的戊二醛比4%的甲醛作用要强,质量分数为2%的戊二醛杀灭细菌和芽孢的活性与8%的甲醛相仿,质量分数为215%的缓冲戊二醛用于内窥镜的灭菌在15min内可杀菌绿脓杆菌,而质量分数为70%的乙醇则没有效果。与氯相比,同样用200mg/L的水溶液浸泡家禽饲养器具,氯只能杀灭90%的细菌,而戊二醛的杀灭率为9919%。对某些细菌比次氯酸盐的杀菌效果要好。对引起的牙髓炎、根尖周炎的厌氧菌,戊二醛比甲酚醛(FC)的杀菌效能强数倍,且不易导致炎症等副作用。
尽管戊二酸的挥发性比甲醛低得多,但以气溶胶形式喷雾使用时对细菌和芽孢的杀灭效果仍比甲醛强。
研究表明:对于结核杆菌的杀菌能力戊二醛不及甲醛、碘和乙醇,因此,杀灭(抗药性)结核杆菌时需要较高浓度的戊二醛和较长的时间,因此最好还是用碘伏[1,2]。戊二醛对肝炎活性病毒目前尚不能在符合美国环境保护署(EPA)的规定下测试,不过1973年国际卫生组织已将戊二醛确定为B型肝炎病毒的首选消毒剂[2]。・386・
(3)杀菌迅速[1,2]。质量分数为2%戊二醛可在2min内杀灭细菌繁殖体,5min破坏乙肝表面抗原,5min～10min内杀灭病毒和真菌,10min～45min内
杀灭结核菌,015h～10h左右杀灭芽孢,而8%的甲醛灭孢则需要6h。质量分数为2%碱性戊二醛对炭疽芽孢的作用要比甲醛快10倍。
当然这仅是大致情况,因为杀菌效果与试验条件有关,如温度会明显影响杀菌性能、对于结构复杂的。有人认为要杀、链球菌、肺炎双球、结核杆菌及病毒,需要一般说,虽然在常温下将待消毒的器5min即可达到一般要求,但灭菌还是要015h以上,甚至要再次浸泡4h～10h才较为可靠,因此,2000年我国卫生部在《医院消毒技术规范》中规定,用2%戊二醛浸泡20min～45min只能起到消毒作用,要达到灭菌则需10h。
(4)毒性低,刺激性小[2]。戊二醛在一般使用浓度和条件下毒性低、刺激性小。用于罐头消毒5min后可彻底灭菌,食用后未发现异常现象。世界卫生组织推荐戊二醛作为甲醛的代替物用于食用菌杀菌防霉剂。质量分数在2%以下的戊二醛溶液对黏膜仅有轻度刺激,很少发现过敏反应。产生角膜损害的最低质量分数为1%,结膜损害的最低质量分数为012%,当然,这也与个体条件有关。空气中的戊二醛质量浓度高于0105mg/m3时应考虑使用防毒罩。戊二醛不宜用于皮肤消毒及脐带处理和缝线的灭菌,也不宜浸泡敷料钳,以免刺激创口。不过,我国有人用质量分数015%戊二醛代替传统的质量分数为75%酒精作青霉素皮试的皮肤消毒液,发现较乙醇刺激性小、杀菌效果好,而且可降低皮试的假阳性率[3,4]。
(5)对金属和高分子材料腐蚀性小[2]。醛类有缓蚀作用,质量分数为2%戊二醛水溶液对碳钢、不锈钢、玻璃、塑料和橡胶等多种材料均无腐蚀性,也不影响镜面器皿刻度、针头、刀刃以及黏合剂的使用性能,因此适于各种医疗器械的消毒[2],被誉为内窥镜最佳的消毒剂[5]。不过稀水溶液对铜、铝等金属会有一定侵蚀,碱性戊二醛也易引起细孔阻塞和镜面毛糙,所以有些配方中加入了缓蚀剂和保护性助剂。
(6)受有机物影响小[2]。戊二醛虽可与蛋白质反应,但实验表明在质量分数5%～20%的牛血清中,碱性戊二醛不仅不会产生沉淀和凝聚,而且也不降低其杀菌性能。在戊二醛中加入质量分数为215%的干酵母也不影响其杀菌能力。人血稀释物(4倍水稀释)在室温下也不与戊二醛发生凝聚,沾血器械经戊
第6期 李临生等:戊二醛消毒剂的特点与应用
专论与综述
二醛处理后易清洗,而甲醛则有明显的凝血作用[6]。实验表明戊二醛杀菌效果受有机物的影响较二氯异氰尿酸小。
有人认为蛋白质对戊二醛的杀菌性能无抑制作用,不过在肉汤中戊二醛的抑菌作用会降低,此时质量分数最少要达到015%的戊二醛才表现出抑菌性能,而在水中则只需戊二醛质量分数为0102%。用Cidex处理导管,膀胱镜时,若加入等体积的血液则20min后仍有细菌存活[1,2],因此在器械上沉有血液等含蛋白质污垢时,可先用清水、醇冲洗或用含酶制剂处理。特别是带有齿、缝隙细孔、沟纹等处,可用刷子蘸加酶洗涤剂将表面污染的有机物认真彻底刷洗干净,(7)残留量低、无色[1,2]2%戊二醛本身无不良气味,,如柠檬油则气味变得舒适宜人。不过在软塑料管上10h后仍可能有残留的醛,有的医院把用戊二醛消毒过的器械放在置有无菌生理盐水的方盘内清洗,戊二醛浸渍后的器械,其表面有时形成一层白色结晶,单纯用水漂洗不易除去,需用纱布擦拭方可清除干净。若器械擦拭不干净或不仔细用无菌水或乙醇清洗就应用,会造成戊二醛残留或在生理盐水中的浓度增高。
戊二醛本身是无色或淡黄色,在浓度稍大或在碱性条件较长时间会渐渐变黄。但一般不至引起被处理对象变色,虽然会将皮肤变成黄色,但很快可褪去。
(8)有效期较长。质量分数为2%戊二醛水溶液5周内可保持100%的杀菌效率[7]。质量分数1%强化戊二醛在21d中对用于治疗呼吸道感染的射流雾化器可保持99%以上的杀菌率。质量分数为2%强化戊二醛微胶囊消毒液浸过的电话话筒消毒垫在45d中对自然菌(包括乙型肝炎表面抗原HbsAg)的平均杀菌率仍可保持97159%[8]。当然,实际使用有效期与条件有关,如温度高、使用频次高则易变质,所以应定时进行检测消毒液中戊二醛的量和微生物状况。
(9)使用安全方便[1,2]。质量分数为2%戊二醛水溶液挥发性小、稳定、不燃渗透性好,易于配制贮存,在常温下使用效果较好,是一种安全高效使用方便的消毒剂。有人用2%戊二醛浸泡器械15min灭菌,8年间做了12505例关节镜手术,其术后感染率仅0104%。3 常用剂型及使用方法
戊二醛类消毒剂活性与pH值、浓度、温度、配方、剂型、对象状态(包括表面形态、组成)、放存时间、使用方法、作用(接触、浸泡)时间、使用次
数和病原菌等因素有密切关系[9],其中剂型决定了消毒剂的基本性质。
目前戊二醛作为消毒剂主要有以下几种剂型:(1)水溶液:市售戊二醛主要有质量分数为20%、25%、50%、75%和99%水溶液等数种商
品。作为消毒剂应将商品戊二醛稀释后使用。从酸碱性看,目前医用戊二醛消毒剂主要有3种水溶液:2%碱性戊二醛(pH715～815)、2%强化酸性戊二醛(pH318)(pH710)。
、室内杀菌除、。
(2)含醇溶液:市售戊二醛往往含有乙醇作为稳定剂,乙醇与戊二醛有明显协同杀菌作用,可复配使用。异丙醇溶液在国外也较常见。
(3)碱性溶液或双组分型:最早曾采用过质量分数为1%戊二醛的异丙醇碱性溶液,但后来证明质量分数为2%的戊二醛水溶液加入013%碳酸氢钠是一种更合适的配方[1,2]。商品消毒剂“Cidex”以及“Ciedmatic”就是在此基础上发展起来的。Cidex是含少量甲醛的2%戊二醛溶液,在使用前加入碱性粉(含碳酸氢钠、磷酸三钠,及Greenno204等)即可使其pH调到弱碱性范围(pH718～812)而表现出较高的活性,其LD50为122mg/kg和9611mg/kg(大鼠口服),适用于医疗器械及设备的消毒。在我国市售的美国DK消毒剂含2%戊二醛和013%碳酸氢钠。
碱性戊二醛我国又称强化(碱性)戊二醛,不过戊二醛在碱性条件下是不稳定的,质量分数为2%的碱性戊二醛有效期为二周[6],在室温下存一个月活性会降低50%[2],一定要使用前再配制。目前市场的活化戊二醛Cidex主要有14d和28d适用期二种。
2%的碱性水溶液杀灭细菌繁殖体的时间为10min～20min,杀灭结核杆菌的时间需30h以上,杀灭各种病毒需10min,杀灭细菌芽胞则需3h左右。一般诊疗器械需浸泡30min,被乙肝病毒污染需浸泡60min,要达到杀灭芽胞应浸泡4h～10h。各种物品消毒后,放置2h以上未用,需要重新消毒。
用于水处理时戊二醛对生物黏泥有剥离作用,质量分数为015%戊二醛用于水处理可杀灭90%以上的细菌,而达到工业用水的要求,不过污水处理还是用2%戊二醛较为保险。
(4)酸性溶液:戊二醛在酸性溶液中较稳定,用于消毒可4周更换一次,但杀菌性能不及2%碱性戊二醛水溶液,不过有人认为与乳化剂OP(烷基酚聚
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戊二醛和表面活性剂复配可提高杀菌,特别是灭
芽孢性能,这种产品有时称为强化(中性)戊二醛。其中的非离子表面活性剂,如脂肪醇聚氧乙烯醚的协同作用虽不明显,但有渗透、乳化、分散和稳定作用,其用量约为013%(对消毒液的质量分数)。加入活化剂特别是表面活性剂的戊二醛消毒剂虽然可提高杀菌效能,但也易于渗入器械孔隙,残留聚积而引发电路短路及设备失灵等问题。
、,与阳离子表面活,也克服了阳离子表面活性,而且减少了与缓蚀剂的副作用。因此,阳离子表面活性剂是应用最多、协同作用较好的增效剂,其用量一般为消毒液的011%～015%。如质量分数为015%戊二醛与质量分数为012%新洁尔灭(苯扎溴铵)或十四烷基二甲基苄基氯化铵(7326)复配就有很好的协同作用,不过有人报道金葡菌要质量分数为215%戊二醛与质量分数011%新洁尔灭才有较好的效果,也有报道质量分数为1%戊二醛与质量分数为012%新洁尔灭复配时反而有拮抗作用。
国内发展很快、在医院应用很广的强化戊二醛多加有表面活性剂,特别是2%戊二醛与脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂(如新洁尔灭)、碳酸氢钠和亚硝酸钠的复配物。
应当注意:阳离子表面活性剂的灭芽孢性能与甲醛、戊二醛、碱和微波有协同作用,但阳离子表面活性剂新洁尔灭的杀菌性能与紫外线、乙醇、盐酸和洗必泰无协同作用。
戊二醛配入质量分数为3%的间苯二酚可用于电话消毒器材(膜、网、纸巾)。有人认为戊二醛与麝香草酚制剂对厌氧菌引起的牙髓炎、根尖周炎控制效果与甲酚醛(FC)相似或较好,而较戊二醛或樟脑酚(CP)好[11]。
与氧化剂复配是一个值得注意的发展动向。质量分数为3%～6%的双氧水与015%戊二醛复配的复方消毒液较二者单独使用的杀菌效果好,这可能是生成的醛过氧化物的作用所致[12,13]。质量分数为3%的双氧水与015%戊二醛复配的复方消毒液可加入质量分数为0125%～215%脂肪醇聚氧乙烯醚稳定增强,其杀菌效果与2%戊二醛相同。质量分数为011%的过氧乙酸与011%戊二醛复配在1min内即可杀灭～100%的多种微生物。
含无机阳离子的复方戊二醛消毒剂有很大实际意义[14],特别是Mg2+,复配可提高杀菌性能。有人认
氧乙烯醚)复配的酸性强化戊二醛杀菌性能可优于碱性戊二醛。Boucher等人研究了一种酸性戊二醛溶液,他们称之为增效戊二醛[2]。加拿大的AyerstMckenna和HarrisonLtd曾以商品名“Sonacide”在市场上出售,这是一类复配有非离子表面活性剂的产品[2]。
我国现在应用的中性强化戊二醛,出厂时呈酸性(pH315～415),也称为酸性强化戊二醛,其中多加有表面活性剂,这种酸性强化戊二醛需在使用前加入碳酸氢钠使之成为中性戊二醛(pH618～714)。
(5)复配增效型:戊二醛的杀菌性能随着pH、温度、浓度的提高而增强[9]。从实用的角度看要提高其杀菌性和稳定性或降低成本最好是使用助剂。已出现抗戊二醛的菌株(),,剂、。
为减少水溶液对金属的腐蚀,加入缓蚀剂是一种常用的方法。磷系缓蚀剂有良好的缓蚀和阻垢作用,且与戊二醛相容性好,可用于配制水处理剂。加入012%的亚硝酸钠即可提高戊二醛的杀菌性能和缓蚀性,如KX强化碱性戊二醛是一种二元包装(碳酸氢钠、亚硝酸钠另包)的复方消毒剂,使用pH715,有人推荐质量分数为2%的戊二醛与质量分数为1%亚硝酸钠和0105%碳酸氢钠的复方消毒剂杀菌缓蚀性能好。OK器械消毒剂含有质量分数2%的戊二醛、011%的复合醇、014%的亚硝酸钠和表面活性剂,
其pH710。OK器械消毒剂对枯草杆菌黑色变种芽孢3h杀灭率为100%,有缓蚀性,但对铝有轻度腐蚀。亚硝酸钠的缺点是有致癌性,又促使戊二醛溶液变成棕褐色,提高其纯度可降低变色作用。
实验表明:与戊二醛有明显协同杀菌作用的助剂是:碱、乙醇、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、过氧化氢、无机阳离子(镁、钙、铁)和某些抗菌剂(如洗必泰、甲硝唑、克霉唑、2,2-二溴-3-硝基丙酰胺、取代酚、多胺、 唑烷;芦荟、苦参和黄芩等植物抗菌提取物)。
碱性物质实际是最简单有效的增效剂。碱性戊二醛是最常见的强化戊二醛复方消毒剂。形成缓冲体系可提高强化戊二醛的稳定性,以硼酸-硼酸钠构成缓冲体系,可使溶液的pH值不超过7。加入EDTA四钠,则可防止溶液偶然遇到硬水时,硼酸与钙离子形成硼酸钙而改变消毒剂的pH值。
强化碱性戊二醛消毒剂无毒,属极轻微过敏性物质,豚鼠皮肤变态反应试验未出现过敏反应,对小鼠精子畸形发生率无影响[10]。・388・
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为氯化镁中的镁离子可破坏细菌细胞壁,钠离子也具有类似作用。
另一个值得注意的发展方向是与抗菌剂复配,如中国预防医学科学研究院消毒研究室的迅克消毒剂是含醋酸洗必泰、乙醇、非离子表面活性剂的戊二醛。
用甘油、乙醇、香精或中草药(千里光、板蓝根、黄柏、黄芩等乙醇提取液)和质量分数015%～2%戊二醛复配的空气清新剂已有报道,如按2mL/m3的用量喷雾,可将空气中自然菌总数降低80%～100%。
在使用时可用超声波提高杀菌效果[15],如33kHz、25W(20min87>醛>>双氧水>,作用有关。芽孢有亚致死作用,此时超声波可使之复苏[16]。
其他剂型还有粉状戊二醛消毒剂[2]等。戊二醛的衍生物作为抗菌剂也得到了发展,如由丙酮氰醇、氨、二氧化碳经Bucherer-Bergs环化制成5,5-二甲基海因,在碱性条件下与戊二醛缩合即可完全转化为其衍生物N,N-双(1-羟基戊醛基)-5,5-二甲基海因,该产品为易溶性固体,可用于食品、化妆品及医疗卫生部门,美、日已有批量生产。为避免戊二醛的副作用,邻苯二甲醛是一种可考虑的替代物[17]。戊二醛的研究已相当深入,作为消毒剂在国内外已应用多年,但国内复配技术水平较低,特别是在应用上仍有很多误区。因此加强适合国情的戊二醛新型制剂的研制和开发、加强管理和培训、建立规范化戊二醛类消毒剂标准、重视职业防护、降低价格、开发
使用领域和技术仍值得给予重视。
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Characteristicsandapplicationofglutaraldehydeasasterilizingagent
LILin-sheng1,ZHANGJing-dong2,ZHANGChang-hui1
(11InstituteofAppliedChemistry,ShaanxiUniversityofScienceandTechnology,Xianyang 712081,China;
21AcademyofDesignandResearchofLightIndustryofShaanxiProvince,Xi′an 710000,China)
Abstract:Physiologicalpropertyofglutaraldehydewasbriefed.Thefeaturesinapplicationofglutaraldehydeandthewayfor
utilizingthecommondosageformofglutaraldehydeasasterilizingagentwerepresentedindetails.Glutaraldehydeisabroadspectrum,highlyefficientandquickactionsterilizingagentwithlowtoxicityandsafetohumanbody.Itcanbeformulatedtovariousdosageformsuchasacidicaqueoussolution,basicaqueoussolution,alcoholicsolution,binarycomponent,syner2gisticblendandpowderetc.Thedifferentfeaturesofthevariousdosageformsweredescribed.Thedevelopmentofblendformwithsurfactants,inorganiccations,otherantimicrobialsandoxidantswillbethefuturetrend.Keywords:disinfectant;glutaraldehyde;bacterium;virus;mould;spore;application
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