脉冲（紫外）强光杀菌技术探讨
脉冲强光杀菌技术是一种冷杀菌技术。其产生的脉冲强光能在极短时间（10—100us）内，以光辐射形式释放高能量，产生极高峰值功率（可达兆瓦级），进行闪照杀菌。
01
脉冲强光原理
✦
由一个动力单元和惰性气体灯（氙灯）单元组成。动力单元可提供高压高电流，为氙灯提供脉冲能量，使氙灯发出从紫外线至近红外线区域的光线（200-1100nm），其广谱与太阳光接近，强度比太阳光强数千倍至数万倍。
02
脉冲强光杀菌原理
✦
脉冲氙灯发出的光谱范围广，可以覆盖 200~1100nm 的光谱；研究表明，其同时在 200~275nm（UV-C）和275~320nm（UV-B）的紫外波段有很高的峰值，此外，在可见光部分（400~760nm）和红外线部分（760~1000nm，对微生物有热效应）均出现了仅次于紫外部分的峰值。
脉冲强光杀菌机理主要有以下三个方面：
（1）光化学反应：脉冲强光光谱中的紫外光部分（有研究表明，脉冲光瞬间有效杀菌能量可达紫外线灯能量的10万倍）通过形成胸腺嘧啶二聚体,导致细胞死亡。
（2）热效应：脉冲强光光谱中的的可见和红外部分对微生物的热效应,可导致酶和其他细胞成分的钝化、失活。
（3）脉冲效应：脉冲强光的穿透性和瞬时冲击可破坏细胞壁和其他细胞成分,导致细菌死亡。
注意：
早期学者认为脉冲强光对微生物的致死作用主要可能是通过UVC来完成，其他波段的光具有一定的协同作用，因此有人认为脉冲强光等同脉冲紫外强光，但是脉冲强光光广谱范围更宽、且具有高能量和高强度等特点,对细胞的破坏作用比单独某一波段的光更强,更全面，与普通紫外线杀菌有明显的区别，不宜等同理解。
03
脉冲强光杀菌特点
✦
（1）杀菌能力强
从杀菌原理上看，脉冲强光宽谱的光可对菌体细胞的细胞壁、细胞膜、核酸结构以及其它大分子和蛋白质产生更全面的、不可逆的破坏作用（对繁殖型细菌可有效杀灭，而同样基于光辐射杀菌机理的紫外照射法则有光致复合作用存在）。
（2）杀菌效率高
耗时短，研究表明对实验物品表面闪照数次，耗时数十秒或数分钟可达较高细菌杀灭率。
（3）安全性较高
目前常用的紫外杀菌灯为低压汞灯，脉冲氙灯管中的填充气体为惰性气体氙气，不存在汞泄露的问题。脉冲氙灯灯管材料可以滤过真空紫外线，不会产生臭氧，可避免臭氧超标的危险。
04
局限性
✦
（1）成本高
普通紫外线杀菌灯，成本大概在几十到几百元不等，脉冲强光杀菌一套装备造价大概在几千到几万元不等。
（2）体积大
普通紫外线杀菌灯仅需安装一直灯管，使用220v家用交流电即可。脉冲强光杀菌装备核心部件包括灯管、升压电源、降温装置等，体积较大。
（3）灯管寿命
高压脉冲电流对氙气灯管冲击严重影响灯管寿命。GB 19258中要求紫外线杀菌灯的平均寿命不低于5000h，远超氙气灯管。
05
注意事项
✦
脉冲（紫外）强光是一项相比传统物理、化学杀菌手段有着巨大优势的技术，但是目前国内研究仍较少，综合性效果评估实验和数据相对缺乏，仍需更多的针对各类细菌、病毒杀灭效果评估的大数据试验来验证，应用、推广应谨慎。
参考资料：
《脉冲强光对大肠杆菌细胞膜损伤及胞内酶活性的影响》
《脉冲疝灯空气杀菌效果的实验研究》
《脉冲紫外强光杀菌技术的作用机理及应用前景》
《脉冲强光对典型微生物灭活效能与机理研究》
《GB19258 紫外线杀菌灯》
图片来源网络，如有侵权，联系删除！
END
FRONTIER OF DISINFECTION
传播专业知识，共享美好生活
想你所想，解你所忧
消毒前沿与您共同成长
编辑：付晗
审核：王欣
扫码关注我们
欢迎投稿丨xiaoduqianyan@qq.com
往
期
回
顾