我們都知道物質(zhì)有三態(tài),，固（solid）,、液（liquid）、氣（gas）,。而vapor,，科學(xué)的定義是氣態(tài)狀態(tài)在溫度低于其臨界點(diǎn)的狀態(tài)，同時(shí)以氣態(tài)和液態(tài)存在,。當(dāng)溫度低于露點(diǎn)溫度,，氣態(tài)就凝結(jié)成霧，甚至可以在低溫的表面凝結(jié)成液滴,。

無論用的是什么汽化過氧化氫發(fā)生器,，生成的過氧化氫vapor都是由H2O2和H2O的分別在氣態(tài)和液態(tài)兩種狀態(tài)下的混合物^[1]。也許會(huì)有人認(rèn)為發(fā)生器生產(chǎn)的過氧化氫是肉眼看不到的氣體（gas）而不是熱氣騰騰的可見蒸汽（steam）,。但是事實(shí)上30%~35%的過氧汽化溶液的沸點(diǎn)是108℃,，也就是說溫度要達(dá)到108℃以上的溫度時(shí)，才能維持在氣體狀態(tài),。而這在實(shí)際應(yīng)用的環(huán)境條件下是不可能的,。下圖為不同 (質(zhì)量百分比) 濃度的過氧化氫溶液的沸點(diǎn)。

       另一個(gè)使汽化過氧化氫滅菌這種方式很“神秘”的原因,，就是生成的這種Vapor處于一個(gè)非穩(wěn)定,、始終在變化的狀態(tài)。

從物理角度來講,，過氧化氫溶液在汽化后產(chǎn)生的H2O2和H2O混合蒸汽（氣）以一定的方式傳送到待滅菌的目標(biāo)環(huán)境中,，與目標(biāo)環(huán)境中的空氣混合后，力求在新的環(huán)境條件下重新達(dá)到平衡,。這種平衡是在溫度與濕度的條件下,，通過氣體狀態(tài)和液體狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)變而達(dá)到的,。

從化學(xué)角度來講，過氧化氫汽化狀態(tài)下比液體更容易發(fā)生分解,，得到H2O和氧氣兩種產(chǎn)物,。

從微生物反應(yīng)來說，微生物的存在加快了過氧化氫的分解,，在其氧化性的作用下,，對(duì)微生物產(chǎn)生殺滅作用。

就是這種不穩(wěn)定的狀態(tài),，使得我們?cè)诂F(xiàn)有的技術(shù)條件下幾乎沒有辦法確切的知道各個(gè)位置下的濃度,。但幸運(yùn)的是，過氧化氫在氣體和液體狀態(tài)下都能夠具有殺滅微生物的能力,。并且有理論依據(jù)支持在Vapor狀態(tài)下,，液態(tài)的那一部分H2O2相對(duì)氣態(tài)的H2O2殺滅效果來得更快。

H2O2液態(tài)條件下的濃度始終都會(huì)更高,，這個(gè)是由H2O2溶液的表面蒸汽壓所決定的,。無論我們是否接受，滅菌過程中H2O2和H2O的Vapor在滅菌環(huán)境中凝結(jié)總會(huì)存在,，只是多少的問題,。而H2O2比H2O先發(fā)生凝結(jié)，這就使得物體表面的過氧化氫濃度比蒸發(fā)前的30%的過氧化氫的溶液濃度來得更高^[2],。

在理解了什么是Vapor狀態(tài)以及其滅菌過程中凝結(jié)總會(huì)發(fā)生的機(jī)理的前提下，滅菌效果影響因素自然就會(huì)推導(dǎo)出來,。

首先,，從產(chǎn)生H2O2和H2O的Vapor的條件開始，產(chǎn)生的Vapor的溫度,，過氧化氫溶液的濃度決定了Vapor的狀態(tài),。其中過氧化氫蒸發(fā)速率也會(huì)對(duì)滅菌效果產(chǎn)生影響。

其二,，將滅菌氣體傳送到目標(biāo)環(huán)境（隔離器,、房間）的方式?jīng)Q定了H2O2和H2O的Vapor狀態(tài)的變化。例如,，利用管路傳送,，如果沒有進(jìn)行保溫,，背景環(huán)境溫度又相對(duì)較低,，那么滅菌蒸汽會(huì)在管道內(nèi)部產(chǎn)生凝結(jié),。傳遞到目標(biāo)環(huán)境中的Vapor中含有的H2O2就會(huì)相對(duì)降低。

此外，傳送到環(huán)境的氣流速度,，氣流形式會(huì)造成過氧化氫滅菌氣體分布的不均勻,。

第三，目標(biāo)環(huán)境的溫度過高或者溫度不均勻,，會(huì)造成滅菌氣體在表面產(chǎn)生凝結(jié)的不均勻,。一般溫度+/-2.5℃是能被接受的范圍。需要注意的是那些環(huán)境中的高溫表面,，例如,，凍干機(jī)、灌裝機(jī)等設(shè)備的CIP/ SIP功能,，會(huì)造成局部表面的高溫,，需要待這些位置冷卻（一般低于40℃）才能進(jìn)行汽化過氧化氫滅菌^[3],。另外,，高溫會(huì)由于熱輻射改變環(huán)境中氣流的狀態(tài)，使得局部的過氧汽化氣體無法到達(dá)這些部位,。

第四,，目標(biāo)環(huán)境的初始相對(duì)濕度過高，與H2O2和H2O滅菌氣體混合后,，含H2O的比例會(huì)增高,，那么對(duì)于滅菌過程中產(chǎn)生的凝結(jié)可能會(huì)過量，而且凝結(jié)的過氧化氫液體濃度相對(duì)會(huì)較低,。下圖顯示了在不同溫度和初始濕度條件下產(chǎn)生凝結(jié)的過氧化氫濃度^[4],。濕度的均勻性會(huì)受溫度均勻性影響，溫度高的表面相對(duì)局部的濕度也會(huì)偏低一些,。

第五,，汽化過氧化氫的濃度。在滅菌過程中,，過氧化氫本身在不斷產(chǎn)生,，同時(shí)也在不斷分解。維持過氧化氫在一定的水平是大多數(shù)發(fā)生器廠家的做法,，有的以濃度為依據(jù),，有的以凝結(jié)量為考慮。無論哪一種檢測(cè)方法都存在“如何選擇具有代表性的檢測(cè)位點(diǎn)”問題,。這確實(shí)是這項(xiàng)技術(shù)的難點(diǎn),。由于檢測(cè)技術(shù)的局限性，目前大多使用電化學(xué)的過氧化氫濃度傳感器作為檢測(cè)手段,。

但是需要注意的是,，該傳感器檢測(cè)出的只是空間中Vapor的過氧化氫的濃度，但表面凝結(jié)的過氧化氫濃度是未知的，而真正作用的卻是這部分未知的過氧化氫,。從以下兩個(gè)曲線就可以看出檢測(cè)空間中過氧化氫濃度的局限性,。（a）圖中由于凝結(jié)量較大，使得一部分過氧化氫凝結(jié)到了表面,，而空間中存在的過氧化氫量減少,，這就是為什么不斷地繼續(xù)注入過氧化氫，檢測(cè)到的量卻會(huì)越來越少,。（b）圖中,，凝結(jié)量偏少，因此過氧化氫濃度能始終維持在較高的水平,。從這就可以看出,，空間中的濃度并不能直接說明滅菌效果的好壞。但是作為一個(gè)滅菌循環(huán)的參數(shù),，檢測(cè)其濃度卻是必須的,。可以通過濃度的數(shù)據(jù)分析滅菌循環(huán)中的問題,。

(a)

(b)

第六,、過氧化氫的用量是滅菌過程中較為可靠也是較為可控的參數(shù)。因此過氧化氫的總用量對(duì)于滅菌的效果而言是關(guān)鍵的參數(shù),。文獻(xiàn)^[5]中通過不同溫度和初始環(huán)境濕度條件下,，對(duì)比了不同過氧化氫注入量對(duì)微生物殺滅效果。結(jié)論是無論環(huán)境初始的相對(duì)濕度,、溫度如何變化,，最終決定是否能達(dá)到微生物殺滅的參數(shù)是過氧化氫的用量。

1.汽化的過氧化氫是過氧化氫和水在液態(tài)與氣態(tài)的混合物,，滅菌過程中凝結(jié)不可避免,，但是過量的凝結(jié)是需要避免的。

2.濃度不是直接影響滅菌效果的參數(shù),。

3.滅菌效果是過氧化氫溶液濃度,、汽化狀態(tài)、過氧化氫溶液用量,、目標(biāo)環(huán)境溫濕度條件,、裝載條件、材料^[6]等綜合的影響結(jié)果,。

[1]James P. Agalloco, James E. Akers, Overcoming Limitations of Vaporized HydrogenPeroxide, Pharmaceutical Technology, Volume 37, Issue 9, 2013

[2]David Watling, Isolation Technology: Hydrogen Peroxide Decontamination,Advanced Aseptic Processing Technology,2012,309-328

[3]KevinDebbs, Planning and Executing Cycle Development for the Vapor Hydrogen PeroxideDecontamination of a Filling Line Isolator

[4]DavidWatling, Cian Ryle,，Theoretical Analysisof the Condensation of Hydrogen peroxide Gas and Water Vapour as used inSurface Decontamination，PDA journal of pharmaceutical  science and technology / PDA[2001/12].

[5]Kunihiro lmai, Souma Watanabe, James Akers, Single-injection vapor-phasehydrogen peroxide decontamination of isolators and clean rooms, Advanced AsepticProcessing Technology,2012,329-338

[6]PDATechnical Report No. 51: Biological Indicators for Gas and Vapor PhaseDecontamination Processes: Specification, Manufacture, Control and Use. 2010

文：東富龍愛瑞思  注：轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源

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