紫外 灭菌理论

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紫外线灭菌原理

紫外线灭菌原理

紫外线灭菌原理紫外线灭菌是一种常见的物理灭菌方法,它利用紫外线的照射来杀灭细菌、病毒和真菌等微生物。

紫外线灭菌原理是通过紫外线照射使微生物的DNA和RNA发生变异,从而达到杀灭微生物的目的。

紫外线灭菌具有速度快、无化学残留、不产生二次污染等优点,因此在医疗、食品加工、水处理等领域得到广泛应用。

紫外线灭菌的原理是基于紫外线的特殊性质。

紫外线波长范围在100纳米至400纳米之间,其中波长在200纳米至280纳米的紫外线具有最强的杀菌作用,被称为紫外线C波段(UVC)。

紫外线C波段能够穿透微生物的细胞壁和细胞膜,直接照射到微生物的核酸上。

核酸是微生物生存的重要物质,紫外线的照射会导致核酸发生光生化反应,从而使微生物的DNA和RNA发生断裂和交联,导致微生物死亡。

紫外线灭菌的效果受到多种因素的影响。

首先是紫外线的波长和照射剂量,波长在200纳米至280纳米的紫外线具有最强的杀菌作用,而照射剂量则是指单位时间内紫外线照射的能量,剂量越大,杀菌效果越好。

其次是照射时间和照射距离,照射时间越长,杀菌效果越好,而照射距离则会影响紫外线的穿透能力。

此外,环境因素如温度、湿度等也会对紫外线灭菌的效果产生影响。

紫外线灭菌具有一定的局限性。

首先是紫外线在空气中的传播距离有限,因此需要保持被处理物品与紫外线灯管的适当距离,以确保充分的照射。

其次是紫外线对于有遮挡物体的杀菌效果较差,因此在使用过程中需要注意避免遮挡物体的存在。

此外,紫外线对于有机物质的吸收也会影响其杀菌效果,因此需要保持被处理物品的清洁。

总的来说,紫外线灭菌是一种高效、环保的物理灭菌方法,其原理简单而有效。

在实际应用中,我们需要根据不同的情况合理调节紫外线的波长、照射剂量、照射时间和照射距离,以确保达到理想的杀菌效果。

同时,我们也需要注意紫外线灭菌的局限性,合理使用紫外线灭菌技术,确保产品的安全和质量。

紫外线杀菌消毒原理

紫外线杀菌消毒原理

紫外线杀菌消毒原理
紫外线杀菌消毒是一种常用的无化学药剂的消毒方法,其原理是利用紫外线照射破坏细菌、病毒和其他微生物的遗传物质DNA和RNA,进而杀灭这些微生物。

紫外线属于电磁波的一种,其波长较短,能量较高。

在紫外线照射下,微生物的核酸分子会吸收能量而产生损伤,导致
DNA和RNA分子链断裂、连接键损坏,从而阻碍微生物的生长和繁殖。

具体来说,紫外线A波长范围在320-400纳米,UVB波长范
围在280-320纳米,UVC波长范围在100-280纳米。

其中,UVC是具有最强杀菌效果的紫外线波段,因为它的波长更短,能量更高,能够更容易地破坏微生物的遗传物质。

在紫外线杀菌消毒中,常用的是短波紫外线灯管,其产生的紫外线主要为UVC波段。

当细菌、病毒等微生物接触到紫外线时,紫外线能够穿透微生物的外壳,照射到核酸分子上,引起核酸分子的损伤和破坏。

这样,微生物的基因信息就受到了破坏,无法正常进行生命活动,从而达到杀菌和消毒的效果。

需要注意的是,紫外线杀菌消毒的效果与紫外线照射时间、照射距离、照射强度等因素有关。

通常情况下,较长的照射时间和较近的照射距离会使杀菌效果更好。

此外,紫外线照射的效果也会受到微生物表面的污物、污染物等影响,因此在进行紫外线杀菌消毒时,应确保待消毒物体表面清洁,以提高消毒效果。

总之,紫外线杀菌消毒利用紫外线照射损坏微生物的遗传物质,从而杀灭微生物。

它无需化学药剂,操作简单、方便,并且不会产生二次污染,因此被广泛应用于医疗保健、食品加工、水处理、空气净化等领域。

第五章灭菌——精选推荐

第五章灭菌——精选推荐

第五章灭菌第五章灭菌污染杂菌的危害1.消耗营养物质。

2.抑制发酵菌⽣长。

3.改变培养液理化性质。

4.抑制产物⽣物合成。

5.噬菌体污染。

第⼀节灭菌的基本原理⼀、灭菌定义指⽤化学的或物理学的⽅法杀灭或除掉物料或设备中所有的有⽣命的有机体的技术或⼯艺过程。

⼆、常⽤灭菌⽅法1.化学物质灭菌利⽤化学试剂(甲醛、苯酚、⾼锰酸钾等)与微⽣物细胞中某种化学成分反应,如使蛋⽩质变性、酶类失活、破坏细胞膜通透性等杀灭微⽣物。

应⽤:实验室和⽆菌室的空间灭菌,设备、器械、双⼿的消毒灭菌,但不能⽤于培养基的灭菌。

2.辐射灭菌原理:利⽤⾼能量的电磁辐射和微粒辐射来杀灭微⽣物常⽤:紫外线、X 射线和γ射线紫外线:诱导了胸腺嘧啶⼆聚体的形成和DNA 链的交联,从⽽抑制了DNA 的复制,导致菌体死亡。

波长为260nm 的杀菌⼒最强穿透⼒差。

应⽤:适于表⾯灭菌。

⽆菌室、接种箱3.⼲热灭菌在⼲燥⾼温条件下,微⽣物细胞内的各种与温度有关的氧化反应速度迅速增加,是微⽣物的致死率迅速增⾼的过程。

常⽤⽅法:灼烧和电热箱加热,160℃ 2⼩时发酵的流程空⽓空⽓净化处理保藏菌种斜⾯活化扩⼤培养主发酵碳源、氮源、⽆机盐等营养物质灭菌成品使⽤范围:需要保持⼲燥的器械、容器的灭菌。

玻璃及⾦属⽤具及沙⼟管灭菌4.过滤除菌原理:利⽤微⽣物不能透过滤膜⽽达到除菌⽬的。

⽅法: 0.01~0.45 m孔径滤膜,使⽤范围:⽤于压缩空⽓、酶溶液及其他不耐热化合物溶液除菌。

5.湿热灭菌由于蒸汽具有很强的穿透⼒,冷凝时可释放出⼤量潜热,且在⾼温有⽔分条件下,蛋⽩质易变性,使微⽣物死亡。

常⽤⽅法:⽔煮常压灭菌:100℃,40-60min⾼压蒸汽灭菌:⼀般121℃,30分钟使⽤范围:培养基和发酵设备灭菌。

湿热灭菌的优点:蒸汽有强的穿透⼒,灭菌易于彻底;蒸汽来源容易,操作费⽤低,本⾝⽆毒;操作⽅便,易管理。

三、湿热灭菌的理论基础1.灭菌指标的确定⼤多数微⽣物最适温度为25~27℃,维持温度为5~50℃,当温度超过最⾼限温时微⽣物就会发⽣死亡。

灭菌方法实验报告

灭菌方法实验报告

一、实验目的1. 掌握常用的灭菌方法及其原理。

2. 了解不同灭菌方法的特点和适用范围。

3. 通过实验验证灭菌效果。

二、实验原理灭菌是指通过物理或化学手段,杀灭或消除所有微生物,包括细菌、真菌、病毒等,以达到防止交叉感染的目的。

常用的灭菌方法有物理灭菌和化学灭菌两种。

物理灭菌包括高温灭菌、辐射灭菌、过滤灭菌等;化学灭菌包括化学药剂灭菌、消毒剂灭菌等。

三、实验材料1. 物理灭菌:高压蒸汽灭菌器、干燥烤箱、紫外线消毒灯、滤膜等。

2. 化学灭菌:消毒剂、化学药剂等。

四、实验方法1. 高温灭菌实验(1)将实验器材(如培养皿、试管等)放入高压蒸汽灭菌器内,设定温度为121℃,压力为0.1MPa,灭菌时间为30分钟。

(2)灭菌结束后,取出实验器材,待其自然冷却至室温。

2. 紫外线消毒实验(1)将实验器材(如培养皿、试管等)放入紫外线消毒箱内,设定时间为30分钟。

(2)消毒结束后,取出实验器材,待其自然冷却至室温。

3. 过滤灭菌实验(1)将实验器材(如培养皿、试管等)放入滤膜过滤器内,过滤膜孔径为0.22μm。

(2)过滤结束后,取出实验器材,待其自然冷却至室温。

4. 化学药剂灭菌实验(1)将实验器材(如培养皿、试管等)放入含有消毒剂的容器中,浸泡时间为10分钟。

(2)浸泡结束后,取出实验器材,用无菌水冲洗干净,待其自然冷却至室温。

五、实验结果与分析1. 高温灭菌实验:灭菌后的实验器材在显微镜下观察,无细菌、真菌、病毒等微生物生长,表明高温灭菌效果良好。

2. 紫外线消毒实验:灭菌后的实验器材在显微镜下观察,无细菌、真菌、病毒等微生物生长,表明紫外线消毒效果良好。

3. 过滤灭菌实验:灭菌后的实验器材在显微镜下观察,无细菌、真菌、病毒等微生物生长,表明过滤灭菌效果良好。

4. 化学药剂灭菌实验:灭菌后的实验器材在显微镜下观察,无细菌、真菌、病毒等微生物生长,表明化学药剂灭菌效果良好。

六、实验结论1. 高温灭菌、紫外线消毒、过滤灭菌和化学药剂灭菌均为有效的灭菌方法,可应用于实际生产和生活中。

培养基和灭菌

培养基和灭菌

1、无机氮源(快速利用N源):铵盐(如氯化铵、
硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵),硝酸盐(如硝酸钠、硝 酸钾)和氨水等。
特点:(1)分解快,能被微生物迅速利用;
(2)引起pH变化。
(NH4)2S04 →2NH3+H2S04
生理酸性物质
NaNO3+4H2→NH3+2H20+NaOH 生理碱性物质
2、有机氮源(慢速利用氮源,多为天然有机 物) :花生饼粉,黄豆饼粉,玉米浆,玉米蛋 白粉,蛋白胨,酵母膏。
2、原理:高温时微生物各种与温度有关的氧化 过程速率增快。
3、特点:时间长、耗热量大,应用不广。一般 用于灭菌后要求保持干燥状态的物料。
(三)湿热灭菌
1、方法: 直接用加压湿蒸汽进行物料或设备容器 的灭菌。用蒸汽将物料升温到115-140℃保持一 定时间,可杀死各种微生物。常用的灭菌条件是 120℃,20-30min。
P、S(可构成细胞物质) Mg、Fe(可作为酶的组成成分或维持酶活性) K、Na(调节细胞渗透压) Cu、Zn、Mn(作为酶的辅基和激活剂)
四、 水:
(1)构成生物体的成分; (2)培养基的组成部分; (3)参与代谢反应; (4)作为代谢反应介质; (5)作为物质传递介质; (6)良好的热导体。
染菌对抗生素生产过程的危害: (1)消耗培养基的营养成分; (2)使培养条件如溶氧、粘度发生变化; (3)有的杂菌会分泌一些对抗生素产生菌有毒或
能使抗生素降解失活的物质,从而造成抗生素产量 大幅度下降; (4)影响后道工序的正常生产、影响产品外观及 内在质量; (5)如果污染了噬菌体,不仅引起产生菌自溶, 而且还会迅速大面积蔓延,严重威胁抗生素的生产。

灭菌

灭菌

二、灭菌原理——各类微生物存活的环境

酵母菌
酵母菌的生长条件必须有充足的氧气和较高的湿度,在含糖量较高,pH 中性或偏酸性的培养基中, pH高能抑制酵母菌生长。在抗生素生产 中易于存活在如下环境: (1)种子制备过程中的无菌室环境、空间、无菌器材以及操作者本人消 毒不彻底,造成种子制备过程中倒瓶、合瓶移种等操作中带菌。 (2)无菌糖液贮罐及补料罐、计量罐、无菌补料管路等设备的渗漏,造 成酵母菌侵入,同时还涉及含糖量较高的物料消毒不彻底等因素。 (3)含糖较高的培养基中以及寄生于这种原料所使用的设备之中,如贮 糖罐、计量罐、补料罐。 (4)发酵罐本身搅拌密封处的泄漏,使发酵液外溢,使酵母菌繁殖,有 可能通过搅拌的泄漏点,把酵母菌带入发酵罐内。 (5)各种物料和发酵液倒流空气管路,造成空气系统的污染构成死角, 同时在管路中培养,繁殖大量酵母菌。
几种饱和蒸汽
序号 1 2 3 4 5 饱和温度(℃) 127.2 133.3 138.8 143.4 147.7 饱和压力(MPa) 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45
二、灭菌原理
灭菌效果 取决于蒸汽的温度及单位时间内放出热量。温度越高,灭菌 效果越好;单位时间内放出热量越大,细菌升温速度越快,其致 死的可能性越大,所以热量释放速度大,灭菌效果好。 蒸汽放热量:汽化潜热+显热。 汽化潜热:蒸汽变为同温度与压力的水时所放出的热量。热量值很 大。 显热:由于物料温度发生变化(降低)所放出热量。其值相对潜热 而言很小。 灭菌程度 灭菌的彻底与否是以能否杀灭热阻大的芽孢细菌为标准的。10-3 的概率。 芽孢:某些细菌在其生长一定阶段,在细胞内形成一个圆形、椭圆 形或柱形结构,对不良环境及条件有较强抵抗能力的休眠体。

芽孢杆菌

紫外线灯灭菌原理

紫外线灯灭菌原理

紫外线灯灭菌原理
紫外线灯灭菌的原理是利用紫外线照射物体表面,破坏病毒、细菌和其他微生物的DNA和RNA结构,进而引起其死亡。

紫外线灯发出的紫外线主要分为UVA(波长为315-400纳米)、UVB(波长为280-315纳米)和UVC(波长为100-280
纳米)三种。

其中,UVC具有较短的波长并且能量较高,对
微生物具有较强的杀菌力。

当紫外线灯照射到微生物的表面时,其能量会被微生物吸收。

紫外线通过与微生物DNA和RNA中的嘌呤碱基反应,形成
键合,导致DNA和RNA的损伤,进而阻碍微生物的生长和
繁殖,使其失去活力并被杀灭。

紫外线灯灭菌的效果受到灯管的功率、辐射距离和照射时间的影响。

通常情况下,功率越高、辐射距离越近、照射时间越长,杀菌效果会更好。

需要注意的是,紫外线灯灭菌只能对照射到的表面进行杀菌,因此在使用过程中要确保灯光能够覆盖到需要消毒的区域,并避免直接接触紫外线。

此外,紫外线灯灭菌也无法杀灭隐藏在物体内部或被遮挡的微生物。

总而言之,紫外线灯灭菌通过破坏微生物的DNA和RNA结构,杀灭病毒、细菌和其他微生物,是一种常见的消毒方法。

紫外消毒

紫外消毒

紫外线技术在水处理领域的应用及未来趋势更新时间:2007-10-25 18:33来源:北京安力斯科技发展有限公司作者: 阅读:928网友评论1条1 .概述紫外线是波长在100-380nm的电磁波,根据其波长及功能的不同,又分为四个波段,即UV-A (315-380nm),UV-B(280-315nm),UV-C(200-280nm)和V-UV(真空紫外线,100-200nm)。

UV-A能使人的皮肤产生黑色素;UV-B可令皮肤起皱纹老化,有致癌作用;UV-C是具有有效杀菌效果的紫外线;V-UV中的185nm波长的紫外线能产生臭氧。

紫外线消毒是一种基于现代防疫学、光学、生物学和物理化学的消毒技术,利用特殊设计的紫外发生装置,产生的UV-C照射流水(空气或固体表面),当水(空气或固体表面)中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其它病原体受到一定剂量的UV-C辐射后,其细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)结构受到破坏,使其丧失复制和繁殖能力,因细菌、病毒的生命周期一般都很短,不能繁殖的细菌、病毒就会迅速死亡,从而在不使用任何化学药物的情况下达到消毒和净化的目的。

紫外线技术用于水处理领域的历史很早,1910年法国马赛的一家自来水厂就采用过紫外消毒工艺。

之后由于紫外消毒本身的技术问题(如灯管寿命短、穿透率低),以及投资和运行成本较高等原因,紫外线技术在水处理领域的应用一直进展缓慢。

从20世纪70年代开始,UV消毒技术逐步开始应用在给排水消毒领域,这主要是由于人们认识到了消毒副产物危害的认识。

同时由于紫外光灯关键技术的突破,使得UV消毒系统的可靠性大大提高,设备使用寿命长,能耗降低,运行费用也大为下降。

因此20世纪90年代紫外消毒技术在欧美国家得到了迅速的发展和推广应用。

我国国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局于2002年12月24日颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB l8918-2002)中首次将微生物指标列为基本控制指标,要求城市污水必须进行消毒处理,该标准的颁布为紫外消毒技术的推广应用提供了契机。

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C波段紫外线的灭菌作用2003-8-15阅读次数: 80次b.空气的湿度和灰尘对灭菌的影响空气中的水分子和尘埃均吸收紫外线,使紫外线的穿透能力减弱,减弱灭菌效果。

如当空气相对湿度由25%上升至75%时,灭菌率由93.5%降至76%。

又如:空气中灰尘含量达到800~900粒/cm3时,灭菌效果下降20%~30%。

因此,在湿度大,粉尘多的环境中采用紫外线灭菌时效果下降,要适当增加用灯数量。

c.空气的流动性对灭菌的影响空气的流动速度影响紫外线灭菌的效果。

和空气静止时相比,空气流动速度加快,紫外灭菌效果减弱。

由图3可以看出,在紫外灯功率相同,室温相同的条件下,室内空气静止时 (A) 比风速0.5m/s时 (B) 灭菌率高。

由图可以看出,在室温20℃时,空气静止时灭菌率为100%,而风速0.5m/s时灭菌率为90%,在室温10℃时,空气静止时灭菌率为93%,而风速0.5m/s时灭菌率为58%。

因此,在空气流动性大的场所使用紫外灯灭菌时,如在向室内提供空气的通风管道内安装紫外灯灭菌时,要使紫外灯的功率与通风管道的空气流量相匹配,确保灭菌效果。

室内安有通风机时,紫外灭菌时应关闭通风机,照射后再开启通风,能达到灭菌效果,又可排除紫外灯所产生的臭氧。

d.紫外线照射距离和时间对灭菌的影响当采用直管形线光源低压汞灯灭菌时,当照射距离≤1/2L ( L:低压汞灯的长度 )时,紫外辐射强度近似与距离成反比,即:当照射距离>1/2L时,紫外辐射强度近似与照射距离的平方成反比,即:即:当尺>4L时,辐照度计算误差小于5%。

紫外线照射剂量=紫外线辐射强度(E)×照射时问 (t) 。

因此,紫外线照射剂量与照射时间是成正比的。

当室内采用低压汞灯灭菌时,灯安装后总功率是固定的,灯位置 (即距离) 是固定不变的,紫外照射剂量只与照射时间有关。

控制照射时问就控制了照射剂量,即控制了灭菌率。

e.灯具反射材料和墙壁材料对灭菌效果的影响灯具加反光罩一是保证灯的紫外线能量集中到被照物上,另一目的是保护不直接照射到该环境下工作的人员,给人员造成损伤。

灯具反光罩材料一定要对253.7nm紫外线吸收少,反射多。

由表4可以看出,表面氧化抛光处理过的铝对短波紫外线的反射系数最大,所以一般紫外线灯具反光系统均用铝材制成。

在有人工作的无菌室内,如医院的手术室、输血站、制药车间等,墙壁材料要用对紫外线反射率小的的材料,使紫外线照射到墙壁后反射到空间的能量少,以保护工作人员的眼睛,同时应采用无臭氧灭菌灯。

从表5可以看出,白磁砖和氧化锌用于墙壁时,反射率均小于10%,在有人工作场所应采用其做壁材。

相反,在无人工作的灭菌室,壁材最好用氧化镁喷涂,有利于灭菌。

f.细菌种类对灭灭菌的影响虽然各种细菌均吸收253.7nm紫外线,使其DNA链断裂而死亡。

但至死量相差很多。

同时,不同菌种对紫外线波长最大吸收不同,即对不同波长的紫外线敏感性不一样,这在用紫外线灭菌时应充分考虑。

表6绘出不同菌种灭菌时所需紫外线剂量。

4.3室内空气灭菌注意事项a.短波紫外线对人体的影响过量的短波紫外线会造成人体皮肤损伤(红斑效应)和眼睛损伤,如患结膜炎、角膜炎和彩虹病等。

因此,短波紫外灭菌时一定不能直接照射人和限定一定剂量。

在设计室内灭菌时应注意紫外剂量符合如下规定。

* 人在8小时内受短波紫外线照射的安全剂量:240/uW·min/cm2;* 工作在紫外线环境下的人员所受紫外线照射强度安全标准:近紫外线 (400~300nm) 照射强度不大于0.1uW/cm2:远紫外线(300~200nm)照射强度不大于0.1uW/cm2:臭氧安全标准为:不大于0.3mg/m3;* 人眼允许的最大254nm紫外线辐射剂量见表7。

人体被照射过量紫外线后经一定潜伏期产生皮肤红斑反应。

297nm和254nm是最易对人体产生红斑反应。

但短波紫外线254nm所致红斑与中波紫外线297nm所致红斑在性质上有所不同,见表8。

一般室内空气灭菌的剂量为每立方米空气,用低压紫外线汞灯功率0.8~1.5W,即可获得很好灭菌效果 (每天照射四次,每次一小时) 。

b.使用热阴极低压汞灯灭菌时,该灯对电源电压要求较高,欠压或过压工作会影响灯寿命和紫外线输出量。

因此电源电压最好应保持在220V±10V左右。

4.4水和其他液体的灭菌液体对紫外线的吸收系数很大,紫外线对这些液体的穿透能力很弱,因此对液体灭菌困难,需要更大剂量的紫外辐射能量。

液体对紫外线的吸收系数见表8。

由表8看出,液体透明度越小对紫外线的吸收系数越大,如牛奶a=300,液体透明度越大则对紫外线的吸收系数越小,如蒸馏水a≤0.01。

因此,紫外线灭菌剂量也相差很大。

一些液体用低压汞灯满足不了需要,要用大功率的高压汞灯或金卤灯才行。

a.对水的灭菌对水的灭菌一般采用金属卤化物(锑一氖)灯,功率可做到500W、1000W、2000W等。

个人用户和集体单位水用量较少的场合,可用低压汞灯灭菌。

应用时注意:紫外线灯管应在石英管套内,石英套有很好的透紫外性能,又对灯管起保温作用,不会因水温低而引起灯管紫外线的辐射严重下降。

同时应控制水管的直径,限止流过灯管的水层厚度,以保证灭菌效果。

水层厚度与灭菌率的关系见表9。

当水流速250L/h时,水层厚度应不大于2.2cm。

当水中含有芽胞细菌时,水层厚度不大于1.4cm,水流速不超过90L/h。

b.对其他液体灭菌紫外线对酒、果汁、牛奶、饮料进行灭菌,效果也很好,有利于保持他们当中的维生素、果酸、芳香族物质等成分,比其他灭菌方法提高其营养价值。

由表8可以看出这些液体对紫外线的吸收系数较大,因此在灭菌时必须注意控制好其流量,才能达到良好的灭菌效果。

关于紫外吸收系数和液体流量与灭菌率的关系,可参看图4。

由图4可以看出,设计某种液体的灭菌装置时,应先测出其紫外线吸收系数(a),选好灯种,在不同流速下测其灭菌效果,最后确定液体流量。

这样才能设计出所需装置。

4.5紫外线对物体表面的灭菌在无尘埃的环境中对物体表面进行灭菌,按下面条件进行就可达到灭菌目的。

紫外线照射功率:≥2W/m2;灯管与被照射表面距离:≤1.25~1.50m;照射时间:≥30rain;照射有效面积(在灯管垂直下方):1.5~2.0m2。

紫外光源的辐射效应和测量方法一、概述辐射是一种基本的物理现象,是以电磁波或光子的形式发射或传播的一种特殊形态的能量。

辐射作用于物质或生物,就会产生各种物理的、化学的或生物的效应,在科学及应用上有巨大的价值。

紫外辐射就是波长范围约10~400nm的光辐射。

在这个波长范围内不同波长的紫外辐射有不同的效应,在研究和应用中,常把紫外辐射划分为:A波段(400~320nm);B波段(320~280nm);C波段(280~200nm);真空紫外波段(200~10nm)。

波长小于200nm的紫外辐射由于大气的吸收,所以在空气中不能传播。

太阳的紫外辐射是人类接受的紫外辐射的主体,但是由于紫外线在大气传播中的衰减过程,真正照射到地球表面的紫外辐射量只占总辐射量比例的4%。

因此在实际应用中,人造紫外光源就显得尤为重要。

人造紫外辐射源解决了自然光源(太阳)在时间、空间上的不足。

紫外线光源的开发和应用目前正处在一个高速发展时期,紫外光源的不断研制开发逐渐地填补各紫外线波段的光源品种空白,如光固化用的超高压紫外汞灯、254nm紫外杀菌灯、A波段紫外日光浴保健灯、B波段理疗灯等等。

近几年,紫外线的应用发展更快,例如感光油漆、油墨等光敏材料的固化、照相制版、光刻、复印、皮肤病、内外科疾病治疗、杀菌消毒、保健、荧光分析等领域的应用都有了快速的发展。

所以人类在防护紫外线伤害的同时又在开发和利用紫外线。

紫外线光源的发展,使我们加深了对电光源的认识,除照明光源外,非照明用的功能性光源也有非常广阔的应用前景。

对照明光源的评价,主要考虑与人眼的视觉特性相关的光度学和色度学参数。

如光源的发光颜色[色品坐标x、y,色温Tc,色纯度Pe,显色特性(显色指数Ra,R1~R15),光通量Φ,发光效率η等参数],而对于非照明光源的光辐射参数的评价,则需根据具体的应用对象,考虑其生物辐射效应或材料的辐射效应。

如紫外汞灯,从杀菌效果来评价,主要考虑其254nm的紫外辐射强度,越高越好。

若从光固化角度来评价,则主要考虑365nm 的紫外强度。

若从对人体皮肤及眼睛的危害角度来评价,则需控制其在紫外波段的有效辐射量,尤其是254nm 的紫外辐射强度。

二、紫外线的生物效应紫外线的一个显著特点是它具有生物效应,是指当紫外线照射人体或生物体后,使唤人体或生物体发生生理上的变化。

例如紫外线照射人体后,使皮肤产生色素沉着,皮肤变黑。

又如细菌体经短波紫外线照射后很快死亡。

又如人体经一定波长的紫外线照射后抗病能力加强,皮肤再生力加强,毛发生长速度加快等。

所有这些都是紫外线物效应的一些实例。

1)杀菌效应短波紫外线对微生物的破坏力很强,当波长在200nm~300nm的紫外线照射到细菌体后,细胞的核蛋白和核糖核酸(DNA)强烈的吸收该波段的能量,从而把它们之间的链被打开,因此细菌死亡。

紫外线杀菌效果最强的波长为250nm~280nm,杀菌作用的阈曝辐射量平均值为0.35J•m-2~465J•m-2。

最大灵敏度波长265nm。

表1是紫外线不同照射剂量时的灭菌率。

从表中清楚地看出,对于不同的细菌要达至同一灭菌率,所需的紫外线剂量相差甚大。

例如酵母菌要达到90~100%的灭菌率时,则需要紫外线剂量为14,700mw〃s/cm2。

而大肠杆菌则只需1,550mw〃s/cm2,二者相差十倍。

表1 紫外线不同照射剂量时的灭菌率2)紫外红斑效应在紫外线辐照下皮肤所发生的急性发红的症状。

对神经、内分泌及循环系统等都可以起到良发的作用。

该阈曝辐射量平均值为300J•m-2~500J•m-2。

最大灵敏度波长297nm。

一定剂量的保健紫外线照射到人的皮肤后,经一定的潜伏期,皮肤会出现红斑反应,即出现有明显界线的红色斑痕,这是由于紫外线照射使皮肤表层细胞分解产生组织胺等物质所引起的毛细管扩张造成的,它同内分泌系统,神经系统和体液等均有关系。

紫外线的红斑反应有两个最敏感的波长区,即波长为297nm和254nm的紫外线对人的皮肤最易造成红斑,所以当紫外线的剂量一定时,红斑反应与紫外线的波长有密切关系。

3)直接色素沉着效应波长在320nm~400nm紫外线的生物作用较弱,但它对人体照射后使皮肤发黑,皮肤有明显的色素沉着作用,这就叫紫外线的黑斑效应。

该波段的紫外线强烈地刺激皮肤,使皮肤新陈代谢加快、皮肤生长力强和使皮肤加厚。

因此该波段紫外线是治疗许多皮肤病的重要波段,像牛皮癣(银屑病)、白癜风等疾病,就是用该波段紫外线治疗的。

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