基本介紹
- 中文名：酸性氧化電位水
- 外文名：electrolyzed-oxidizing water
- 別稱：酸性電解水
- 主要原料：水、氯化鈉
- PH值：2.0-3.0
- 氧化還原電位：≥+1100mv
- 有效氯濃度：50-70mg/L
- 性質：無色透明液體、具有氯味
- 優點：高效廣譜殺菌、不產生耐藥
- 安全性：對人體無害、可直接接觸食物
- 發布：衛生部
理化性質,製備原理,殺菌機理,物理學說,化學學說,殺菌時效性,安全性,醫療衛生領域的套用,手的清洗消毒,創口、創面的消毒,內窺鏡的消毒,透析機的消毒,相關標準法規的制定,
理化性質
無色透明液體，具有氯味；
氧化還原電位：≥+1100mV ；
pH 值：2.0～3.0；
有效氯含量：50～70mg/L；
主要生成物為次氯酸、氯氣、鹽酸、活性氧、活性羥基（·OH）、過氧化氫。在室溫、密閉、避光的條件下較穩定，而在室溫暴露的條件下，不穩定，可自行分解成自來水，故不宜長期保存，最好現用現製備。亦有學者通過特殊製備方法，延長保存時間。
製備原理
EOW製備通常是在特製的離子膜電解槽中，通加一定濃度的食鹽水(質量濃度小於10 g/L)，在一定電流密度下進行電解。這樣在陽極側得到酸性氧化電位水，其主要成分為氯氣、次氯酸、次氯酸根、鹽酸、溶解氧和臭氧等。其原理是:陽極主要發生析氯反應、析氧反應。另外，在陰極側產生鹼性電位水，其pH大於11.0，ORP值小於-900 mV，其主要成分為氫氣和稀氫氧化鈉溶液，具有很強的清洗作用。其陰極反應主要是析氫反應。
陽極反應:
2H2O == O2 + 4H+ + 4e (1)
2OH- - 2e == 2OH (2)
2OH == (O) + H2O (3)
(O) + O2 == O3 (4)
2Cl- - 2e == Cl2 (5)
Cl2 + H2O == HOCl + HCl (6)
陰極反應:
2H2O + 2e == H2 + 2OH- (7)
Na+ + OH- == NaOH (8)
殺菌機理
人們對酸性氧化電位水作為消毒劑優點的認可，使它在消毒、殺菌領域的套用得到了推廣，但至今對酸性氧化電位水殺菌機理存在多種解釋，無一定論。一直以來，對酸性氧化電位水殺菌機理的解釋都是圍繞其理化性質中何種因素對殺菌起決定性作用，並由此誕生了2種殺菌學說，即物理學說和化學學說。
物理學說
物理學說認為酸性氧化電位水的高ORP值和低pH值超出了微生物的生存範圍，使微生物的細胞膜電位發生改變，導致細胞通透性增強、細菌腫脹及細胞代謝酶的破壞，細胞內物質溢出、溶解，從而達到殺滅微生物的作用，並且同微生物作用效果與ORP值成正比。然而，徐顯乾套用不同濃度的硫酸高鈰調製出不同ORP值的酸性氧化電位水，並將其分別同枯草桿菌芽孢與普通雜菌作用，結果表明其不含有效氯的高ORP值溶液，對枯草芽孢沒有明顯的殺滅作用，但對普通雜菌具有明顯的殺滅作用，且ORP值越高，殺菌作用越強。另據報導，高ORP值的O3殺菌效果不如只有較低ORP值的酸性氧化電位水，可見高ORP值並不是酸性氧化電位水強效殺菌作用的主要原因。
化學學說
化學學說認為酸性氧化電位水殺菌的主要因素是其複雜的化學因子，即電解產物中具有強氧化性的物質，包括有效氯（HClO和氯的氧化物等）和活性氧（H2O2、O3、·OH和初生態原子氧[O]等），而並非是高ORP值和低pH值。王雪峰等人認為酸性氧化電位水中的活性氧可與氨基發生特異反應，破壞細胞膜並滲透到細胞內，破壞有機物的鏈狀結構，從而使蛋白質及DNA合成受阻，使微生物致死。而丘翠環認為活性氧不穩定，極易損失，保存中的酸性氧化電位水還有殺菌作用，說明活性氧並非殺菌的決定性因素，而且H2O2和O3都含豐富的活性氧，但它們的殺菌能力卻遠低於酸性氧化電位水。也有研究人員發現，當pH值和ORP值不變時，如果有效氯濃度下降，酸性氧化電位水殺菌能力顯著降低；用Na2SO4代替NaCl進行電解，電解出的水殺菌力微弱；用HCl調節NaClO的pH值，並將有效氯濃度配到與酸性氧化電位水的總氧化物濃度相同，發現它們的殺菌能力相同，由此確定酸性氧化電位水中起主要殺菌作用的是有效氯。
以上2種學說中，研究者較多地是就某一因素對酸性氧化電位水殺菌效果的影響加以實驗，最終確定酸性氧化電位水的主導殺菌因素。近年來，人們普遍接受的一種觀點是酸性氧化電位水的殺菌作用是各因素協同作用的結果，將各因素綜合起來進行分析能較好地解釋酸性氧化電位水的殺菌機理。
殺菌時效性
殺菌速效是酸性氧化電位水作為消毒劑的顯著優點，Tanaka H等人套用懸液定量殺滅實驗發現，酸性氧化電位水對金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、糞腸球菌、綠膿桿菌等菌種的殺滅時間均小於10 s；同白色念珠菌、土曲菌和毛孢子菌作用30 s，殺滅率均大於99.90%。李新武等人將酸性氧化電位水與多種細菌及芽孢作用，對其殺菌時效性進行研究，結果表明即使在有機物干擾下，酸性氧化電位水在短時間內也有非常好的殺菌效果。
居麗雯等人通過實驗發現，酸性氧化電位水在5 min內可使含量為10μg/ml的HBsAg轉陰，和其他含氯消毒劑或高效氧化劑比較，如目前市售1000 mg/L濃度的84消毒劑及同濃度的ClO2，都需15 min才能使10μg/mL的HBsAg轉陰，可見酸性氧化電位水破壞HBsAg的時效性更強。
安全性
小山寬機從以下幾個方面對酸性氧化電位水的安全性進行了比較詳細報導。
急性口服毒性
以50ml/kg體重的酸性氧化電位水對小鼠口服用藥未見毒性症狀，屬實際無毒。
皮膚一次刺激和皮膚累積刺激性
對家兔皮膚上的傷口1日1次連續5日滴下未見傷口發生變化，以老鼠的足部為對象進行1日30次（一次浸泡15或30s）的反覆用藥試驗（3個月），對皮膚的變化進行血液學、生物化學、病理組織學方面的觀察，未見老鼠皮膚及全身有異狀。
急性眼刺激性
皮膚增大反應
在土撥鼠皮內1周3次注入酸性氧化電位水後觀察，未見皮膚發生（浮腫、紅斑）變化。
口腔黏膜刺激性
用酸性氧化電位水以流水方式作用田鼠頰囊30min後，經肉眼及病理組織學觀察未見變化。
細胞毒性
在取自人、小鼠、田鼠的細胞培養液中添加酸性氧化電位水12h後檢測其結果，表明高濃度酸性氧化電位水對細胞的增殖略有抑制，高濃度以下未見變化，認為其毒性小於其他常用消毒劑。
染色體異常誘發性
在哺乳動物培養細胞中直接添加或添加有代謝活性物質的酸性氧化電位水後蓄積在分裂中期的細胞上，調查染色體異常情況，結果均未見變化。
以志願者為對象的皮膚試驗
以健康成年男性及女性志願者為對象頻繁使用酸性氧化電位水研究其安全性，使用從數種裝置生成的酸性氧化電位水（有效氯濃度20和40mg/L）流水洗手，每日15次，每次2min，洗後不進行皮膚保養，連續試驗5日，經皮膚科醫師認定，有輕度乾燥、紅斑和手紋消失等輕度損害，但幾乎全部在試驗後迅速恢復。如果有適度的皮膚保養，並且每周有1～2天停止使用酸性氧化電位水，將不會出現上述情況。
劉清等人研究了酸性氧化電位水毒理學安全性結果表明：氧化還原電位1173.8mV，pH值2.66，有效氯為58.2mg/L的酸性氧化電位水急性經口毒性試驗，對大鼠、小鼠急性經口LD50均大於10000mg/kg（體重），屬於實際無毒級。皮膚刺激試驗屬於無刺激，急性眼刺激試驗屬於無刺激。微核試驗結果為無致微核作用。精子畸形試驗結果為無致精子畸形作用。亞急性毒性試驗結果表明：未見異常症狀和體徵；血液常規檢測和血液生化指標檢測均在正常範圍內。病理組織學檢查試驗動物肝、腎、腎上腺、脾、胃、腸、睪丸、卵巢、腦、心肺等未發現有明顯病理性損害，上述安全性實驗可以看出酸性氧化電位水具有較好的安全性。
醫療衛生領域的套用
由於酸性氧化電位水具有殺滅微生物速度快、效果好，對不鏽鋼無腐蝕，對皮膚黏膜無刺激，使用後很快還原成自來水，不留殘毒，有利於環保等特點，只要在使用時充分考慮到使用對象，使用方法和使用場合，合理地使用，即可達到較好的消毒效果。近些年來已套用於醫療衛生領域。
在醫療衛生領域套用時，主要使用的是連續式生成器，一般在使用現場製造，現用現發生，在不稀釋的情況下像自來水那樣使用。這種裝置每分鐘可產生1～2L酸性氧化電位水，需要大量使用時，可做成集中式酸性氧化電位水供給系統。將產生的酸性氧化電位水先放入蔽光的儲水箱，並通過鋪設蔽光的塑膠管道至使用現場，以方便使用。使用集中式供給系統時，生成器和儲水箱應放在避光、通風處，在每天使用前應先將存留在管道里的酸性氧化電位水完全放掉。
手的清洗消毒
酸性氧化電位水作為手的清洗消毒液於1997年通過了日本厚生省的認可。使用酸性氧化電位水洗手時，可根據手的污染程度和期望的清潔程度而改變酸性氧化電位水的使用條件。對於衛生洗手，日本目前採用集中式酸性氧化電位水供給系統和自動吸收裝置，洗手消毒時，首先用鹼性水沖洗10s去除有機物，然後用酸性氧化電位水沖洗20s消毒，停止3s，最後用鹼性水沖洗5s起中和手和下水道表面殘留的酸性氧化電位水的作用，防止長期使用從而造成手部皮膚損傷和下水道腐蝕。此舉使醫務工作者衛生洗手非常方便，且起到了預防醫院感染的作用，同時減少了使用消毒劑造成的對手部皮膚的損害。
創口、創面的消毒
內窺鏡的消毒
酸性氧化電位水對內窺鏡消毒的研究始於1993年，該項研究作為日本厚生省的專向研究，並作為內窺鏡清洗消毒於1998年通過了日本厚生省的認可。櫻井幸弘的研究表明酸性氧化電位水對上消化道內鏡和下消化道內鏡的消毒效果相同，全過程為7～8min，用酸性氧化電位水對胃鏡作1 000次消毒試驗，未發現胃鏡有損害。高哲平[26]觀察了酸性氧化電位水對胃鏡的消毒效果，30支胃鏡經酸性氧化電位水清洗消毒1min，對胃鏡外表面，內表面及胃鏡整體上細菌的殺滅率分別為99.88%、98.80%和99.54%。Jun Haeng Lee等套用酸性氧化電位水對內鏡進行了消毒，並與2%戊二醛的消毒效果進行了比較，認為酸性氧化電位水優於戊二醛。李建輝酸性氧化電位水對消化內鏡消毒效果的研究表明，酸性氧化電位水對胃鏡檢查後鏡身表面的細菌，人工污染與內鏡內腔和外表面的幽門螺桿菌以及HBV(HBV DNA陽性血清)有較強的殺滅作用，套用相同的方法酸性氧化電位水消毒作用3分鐘，其效果優於2%的戊二醛消毒作用10min。建議具體的使用方法為清洗用水沖洗2min，酶洗3min，清洗用水沖洗30s，然後將內鏡浸入酸性氧化電位水中，將酸性氧化電位水出水口與內鏡各孔道連線，連續沖洗浸泡消毒3min～5min，再用清洗用水沖洗各孔道及鏡體30s，取出後將各孔道水分抽吸乾淨，將鏡體烘乾或用無菌布拭乾，即可使用。目前不同國家或專業組織對酸性氧化電位水用於消化內鏡消毒滅菌所需時間有不同的要求，如國家或專業組織、世界內鏡協會、英國、中國、日本分別是2min、5min、5min、3～5min和10s。但對消毒前的預洗、清洗的要求基本是一致的，均要經過預洗—酶清洗液清洗—沖洗—消毒—沖洗過程。
透析機的消毒
N.Tanaka研究了酸性氧化電位水用於血液透析設備的清洗消毒問題，並與常規的消毒方法進行了比較，結果表明：套用酸性氧化電位水自動清洗系統清洗消毒血液透析設備的效果優於200mg/L有效氯和1%乙酸，使用前者清洗消毒後未檢測到任何細菌，而使用後兩者檢測到了假單胞菌屬、棒狀桿菌屬（corynebacterium sp）土壤絲菌屬（nocardia sp）和桿狀菌屬（bacillus sp）且時間縮短1倍。詳細消毒方法為透析完畢後，使用反滲水沖洗30min，然後用酸性氧化電位水沖洗消毒20min，停留3分鐘，再用反滲水沖洗30min，停留4～6h，使用前再用反滲水沖洗45min。該方法特別適合於較大規模的血透中心。使用酸性氧化電位水清洗系統，可節省時間、水資源及消毒劑的花費，根據日本的計算，100L酸性氧化電位水的花費是60日元，3項節省可使每個病例每月至少可節省費用2000日元。此外酸性氧化電位水還有較好的滅活內毒素的作用。
復用透析器的消毒
廖潔萍在酸性氧化電位水分別用於透析器復用消毒、血液透析機及水處理系統的消毒方面積累了一些經驗，通過臨床套用觀察發現酸性氧化電位水消毒效果好，易沖洗，無副作用，對環境無污染，可用於透析器及水處理器的消毒。具體消毒方法為①透析器復用消毒方法：透析結束後立即用軟化水沖洗透析器及管路中的殘血，灌滿1%NaOH作淨化劑，浸泡12h，次日再用軟化水或反滲水沖洗20～30min，然後灌滿酸性氧化電位水並封閉，低溫避光保存待用。下一次使用前、透析器管路用生理鹽水沖洗後即可上機使用。
相關標準法規的制定
2000年日本頒布了《醫療用具承認生成裝置強酸性電位水的規格基準》（醫療篇），對強酸性電位水的生成原理，理化指標，殺滅微生物性能，毒理學安全性指標以及使用說明書和廣告宣傳均作了詳細的規定。
2002年又頒布了用於食品加工工業、餐飲及瓜果蔬菜消毒的標準《食品添加物用強酸性電解水使用手冊》，將酸性氧化電位水的套用領域擴大到餐飲業和食品加工工業。
2007年美國APIC內鏡清洗消毒培訓手冊中已將酸性氧化電位水用於消毒。世界內鏡協會也將酸性氧化電位水列入內鏡清洗消毒用消毒產品。
2002年衛生部將酸性氧化電位水的套用列入了《消毒技術規範》，用於指導內鏡的消毒、洗手消毒、皮膚黏膜和環境物體表面的消毒等。
2003年衛生部已將酸性氧化電位水生成器列入我國衛生標準《十·五》規劃準項目。
2006年該標準已通過了衛生部標委會的評審。
