隨著科技的發(fā)展，越來越多的消毒滅菌技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其中等離子體消毒滅菌技術(shù)備受關(guān)注，在醫(yī)學(xué)、食品和農(nóng)業(yè)等方面的應(yīng)用日益增加，發(fā)揮著重要的作用。但人們對等離子體具有消毒殺菌作用的認(rèn)知也不過百十年。等離子體是指空氣在受到特定裝置產(chǎn)生的高能粒子作用時電離產(chǎn)生的微小粒子。微小粒子的正負(fù)電荷數(shù)目正好相等，所以總體粒子表現(xiàn)為電中性，因此得名為等離子體。它不同于一般中性氣體，主要以帶電粒子為主，在受外界電場、磁場和電磁場作用時產(chǎn)生光、熱、電等進(jìn)而發(fā)揮物理性消毒殺菌作用。此外，等離子體中含有多種化學(xué)活性物質(zhì)，可與微生物細(xì)胞膜表面物質(zhì)結(jié)合反應(yīng)，產(chǎn)生物理和化學(xué)變化從而起到滅菌效果。相對于紫外線照射和高壓滅菌，等離子體消毒滅菌更方便、實(shí)用和安全，且低消耗化學(xué)制品、綠色環(huán)保，適用范圍廣，能滿足人們的需求。
等離子體消毒滅菌的原理
病原微生物(病毒、細(xì)菌、真菌)污染是醫(yī)療保健和食品加工、保存過程中的一個重大問題，尤其是生物膜的形成，生物膜增強(qiáng)了細(xì)菌和真菌在環(huán)境中持續(xù)生存能力。等離子體之所以能將物體表面的微生物殺滅，是因?yàn)樵谝欢ň嚯x內(nèi)高頻電磁場所產(chǎn)生的高能粒子、自由基、紫外線等因素共同作用于微生物的結(jié)果。根據(jù)分子生物學(xué)研究得知，細(xì)菌及病毒膜表面均帶正電，膜上的電荷正常分布有利于細(xì)菌、病毒對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，但當(dāng)膜上電荷受到帶電粒子干擾，膜上的電荷不能正常分布，進(jìn)而打破細(xì)菌或病毒的正常生理活動導(dǎo)致細(xì)菌、病毒死亡。等離子體中的活性粒子撞擊微生物細(xì)胞膜，當(dāng)活性粒子量達(dá)到一定數(shù)目即可穿透細(xì)胞膜，與內(nèi)部的蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞細(xì)胞電解質(zhì)平衡，甚至滲透到細(xì)胞內(nèi)部擊穿細(xì)胞核導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
關(guān)于低溫等離子體能夠殺菌消毒的機(jī)理,至今為止人們?nèi)匀粵]有得到比較圓滿的答案。國內(nèi)外學(xué)者對此作了大量相關(guān)實(shí)驗(yàn),相繼提出了各種關(guān)于等離子體殺菌消毒機(jī)理的假說。主要?dú)w納為以下三種：
（1）紫外線作用紫外線曾被認(rèn)為是等離子體產(chǎn)生滅菌作用的重要原因。Moisan等人證明低壓放電環(huán)境中釋放到周圍氣體中的紫外線能量對核酸鏈的連接產(chǎn)生了一定的影響[56]，如細(xì)菌細(xì)胞膜通透性改變以及完整性喪失后所引發(fā)DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核苷酸）的不可逆破壞，最終導(dǎo)致細(xì)菌的死亡。
（2）電場作用按照分子生物學(xué)觀點(diǎn)解釋，細(xì)菌和病毒的正常細(xì)胞膜上帶有一定的電荷，這有助于細(xì)胞對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。當(dāng)受到等離子體的作用時，細(xì)菌和病毒上的電荷分布受到破壞，會直接影響細(xì)菌和病毒細(xì)胞正常的生理活動和新陳代謝，乃至最終死亡。當(dāng)作用于細(xì)菌和病毒上的平均電場超過一定強(qiáng)度時，將使細(xì)胞出現(xiàn)不可恢復(fù)的擊穿，從而導(dǎo)致細(xì)菌和病毒死亡。
（3）氧化作用在氣體放電產(chǎn)生的等離子體中，含有臭氧以及NO·和OH·自由基等活性物質(zhì)。臭氧以氧化作用破壞微生物膜的結(jié)構(gòu)、改變細(xì)胞的通透性來殺死細(xì)菌；NO•在溶液中產(chǎn)生酸效應(yīng)使培養(yǎng)基pH急劇下降，導(dǎo)致細(xì)菌來不及適應(yīng)而死亡；OH•在有水存在的時可以產(chǎn)生氧化作用，可以引起微生物膜穿孔，導(dǎo)致存活細(xì)菌無法快速修復(fù)受損的表面組織而死亡。
低溫等離子體殺菌消毒技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
低溫等離子體技術(shù)作為一項(xiàng)殺菌技術(shù)，在食品工業(yè)生產(chǎn)中有著巨大的優(yōu)勢和潛力，并且在國外相關(guān)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中也得到了很好的運(yùn)用。技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：①可以在常溫下運(yùn)用，對于不便高溫滅菌的食品提供了優(yōu)良的滅菌技術(shù)。②利用等離子體滅菌，其氣體循環(huán)也有利于帶走滅菌廢物和滅菌造成的生物殘留。③由于等離子體被嚴(yán)格約束在密閉空間中，故而相較于高溫滅菌，低溫等離子體滅菌技術(shù)也較為安全。④滅菌速度快、滅菌效率高。⑤綠色無污染，高效環(huán)保。低溫等離子體技術(shù)與諸多舊技術(shù)相比，彌補(bǔ)了很多的缺點(diǎn)與不足，非常值得研究推廣。
等離子體消毒滅菌技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可減少醫(yī)護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān)，提高醫(yī)學(xué)器材的使用壽命;在食品行業(yè)增加食品的安全性，減少化學(xué)添加劑的使用;在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面可作為肥料，促進(jìn)農(nóng)作物生長同時還可作為殺菌劑殺滅病原微生物，防害蟲侵犯。對于不耐高溫滅菌的器具，可結(jié)合部分化學(xué)試劑達(dá)到更好的消毒效果，如過氧化氫等離子體。等離子體因具有有效、綠色、環(huán)保的殺菌優(yōu)勢，其必將成為新一代消毒滅菌的方法并被廣泛應(yīng)用。24538