LED紫外线灯对足部感染指标菌的杀菌效果研究

王琛　王韵阳　王颜刚

[摘要] 目的 观察LED紫外线灯在不同照射距离、不同照射时间条件下对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的杀菌效果。 方法 采用载体定量杀菌试验，菌片经LED紫外线灯照射后，将细菌洗下制成细菌悬液后进行活菌培养计数，比较杀菌效果。 结果 0.12W LED紫外线灯在垂直照射距离为2 cm时照射3 min，对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的杀灭率均为100.00%；在垂直照射距离为3 cm时照射时间为4 min，对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的杀灭率均为100.00%；在垂直照射距离为4 cm、5 cm时照射时间为5 min，对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的杀灭率均为100.00%。 结论 0.12W LED紫外线灯可杀灭足部感染指标菌。

[关键词] LED紫外线灯；金黄色葡萄球菌；白色念珠菌；黑曲霉菌；杀菌效果

[中图分类号] R187.4 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701（2017）03-0117-03

Study on the bactericidal effect of LED ultraviolet light on foot infection of indicator bacteria

WANG Chen WANG Yunyang WANG Yangang

Department of Endocrinology and Metabolic Diseases， the Affiliated Hospital of Qingdao University， Qingdao 266003， China

[Abstract] Objective To observe the anti-bacterial effect of LED ultraviolet light on staphylococcus aureus， candida albicans and aspergillus niger under different irradiation distances and different irradiation times. Methods Quantitative sterilization test was carried out. After the bacteria carrier was irradiated with LED ultraviolet light， the bacteria were washed down the carrier and made into bacterial suspension to carry out viable culture count. The anti-bacterial effect was compared. Results Staphylococcus aureus， candida albicans and aspergillus niger were irradiated by 0.12W LED UV light for 3 min in the vertical irradiation distance of 2 cm， and the killing rate was 100.00%； the bacteria were irradiated for 4 min in the vertical irradiation distance of 3 cm， and the killing rate was 100.00%； the bacteria were irradiated for 5 min in the vertical irradiation distance of 4 cm and 5 cm， and the killing rate was 100.00%. Conclusion 0.12W LED UV light can kill the foot infection indicator bacteria.

[Key words] LED ultraviolet light； Staphylococcus aureus； Candida albicans； Aspergillus niger； Anti-bacterial effect

隨着时代的发展，人们对生活品质的要求也达到了前所未有的高度。鞋一经穿过，鞋内汗渍为细菌生长提供良好的生存环境，细菌在鞋内生长繁殖，容易引起脚气等多种脚部皮肤疾病，同时产生的臭味给居家生活带来不便。为了解决这一问题，目前我国已经有装有紫外线灯或臭氧产生装置的鞋柜[1-6]，生活中鞋柜均放置于进门处客厅中，鞋柜中紫外线灯和臭氧发生器产生的臭氧极易泄露于客厅空气中，会对人体健康造成危害；另外，在公开报道的紫外线和臭氧杀菌鞋柜中均少见关于紫外线灯及臭氧的强度和浓度、与鞋柜中鞋的作用距离、紫外线灯开启时间与杀菌率关系等具体研究结果。LED紫外线灯一般指发光中心波长在400 nm以下的紫外线灯，其中短于300 nm时称为深紫外LED，LED紫外线灯在冰箱、家电等杀菌、生物医疗、净化水、空气等领域有广泛的应用。本研究应用LED紫外线灯对足部感染指标菌进行了杀菌试验研究，为鞋内LED紫外线灯杀菌器的研究提供理论依据，现将结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 试验材料

金黄色葡萄球菌（ATCC 25922）、白色念珠菌（ATCC 10231）由青岛大学医学院微生物学教研室菌种室提供，黑曲霉菌（ATCC 16404）由青岛华普科仪商贸有限公司提供。LED紫外线灯由台湾台铭公司生产，波长（275±5）nm，输出功率0.12 W，型号：TM-UV35T275M35-E1。

1.2 试验方法

1.2.1 菌片制备 以大小为10 mm×10 mm方形滤纸片作为载体，经高压蒸汽灭菌后，平铺于无菌平皿内，逐片滴加细菌悬液10 μL，置室温下自然阴干后使用。

1.2.2 LED紫外线灯杀菌试验 菌片置于LED紫外线灯下照射，设计不同照射距离、不同照射时间的试验组，以染菌而不经LED紫外线灯照射的菌片作为阳性对照。试验均重复3次。将经过不同照射处理的菌片投入含5.0 mL稀释液的无菌试管，用电动混合器混合20 s，将菌洗下形成细菌悬液，吸取混合均匀的菌悬液1.0 mL加于无菌平皿内，将15 mL冷至40℃～45℃的融化营养琼脂培养基倾注于已加入样液的平皿中，摇动混匀，待琼脂凝固后，置37℃恒温培养箱内培养，18～24 h后计数菌落数[7-9]。

1.2.3 效果评价 计算不同处理组的杀菌率并进行比较。杀菌率= [（阳性对照平皿上的菌落数-照射紫外线后平皿上的菌落数）/阳性对照平皿上的菌落数]×100%。

1.3统计学分析

应用SPSS20.0统计学软件对以上试验结果进行数据处理，本实验结果为计量资料，杀菌率经平方根反正弦数据变换后采用单因素方差分析。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 不同条件下LED紫外线灯照射对金黄色葡萄球菌的杀菌效果比较

试验结果表明，LED紫外线灯在垂直2 cm处照射3 min及以上，可杀灭菌片上全部金黄色葡萄球菌，杀菌率为100.00%；在3 cm处照射4 min及以上，杀菌率达100.00%；在4 cm、5 cm处照射5 min，杀菌率达100.00%（表1）。

随照射时间延长，照射距离不同各组（4 cm、5 cm组）的杀菌率随之增大，经统计学分析各组变化差异均有统计学意义（F=10.929、94.370，P均<0.05）。随照射距离增大，照射时间不同各组（0.5 min、1 min、2 min、3 min、4 min组）的杀菌率随之减小，经统计学分析各组变化差异均有统计学意义（F=52.250、14.536、9.583、10.665、41.864，P均<0.05）。

2.2 不同条件下LED紫外线灯照射对白色念珠菌的杀菌效果比较

试验结果表明，LED紫外线灯在垂直2 cm处照射3 min及以上，对白色念珠菌的杀菌率为100.00%；在3 cm、4 cm、5 cm处照射4 min及以上，杀菌率达100.00%（表2）。

随照射距离增大，照射时间不同各组（0.5 min、1 min组）的杀菌率随之减小，经统计学分析各组变化差异有统计学意义（F=28.820、12.104，P均<0.05）。随照射时间延长，照射距离不同各组的杀菌率随之增大，经统计学分析照射距离5 cm组杀菌率变化差异有统计学意义（F=27.981，P<0.05）。

2.3 不同条件下LED紫外线灯照射对黑曲霉菌的杀菌效果比较

试验结果表明，LED紫外线灯在垂直2 cm处照射2 min及以上，对黑曲霉菌的杀菌率为100.00%；在3 cm处照射3 min及以上，杀菌率达100.00%；在4 cm、5 cm处照射4 min及以上，杀菌率达100.00%（表3）。

随照射距离增大，照射时间不同各组（0.5 min、1 min、2 min、3 min组）的杀菌率随之减小，照射时间为0.5 min、1 min组经统计学分析差异有统计学意义（F=4.424、14.222，P均<0.05）。随照射时间延长，照射距离不同各组的杀菌率随之增大，经统计学分析照射距离4 cm、5 cm 组杀菌率变化差异均有统计学意义（F=4.277、3.215，P均<0.05）。

3讨论

紫外线杀菌灯实际上是一种低压汞灯，其利用较低汞蒸汽压（<10-2 Pa）被激化而发出紫外光。紫外线能够破坏微生物机体细胞中的脱氧核糖核酸（DNA）或核糖核酸（RNA）的分子结构，造成生长性细胞死亡和（或）再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。细菌中的脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）和核蛋白吸收紫外線的最强峰在254～257 nm。细菌吸收紫外线后，引起DNA链断裂，造成核酸和蛋白的交联破裂，杀灭核酸的生物活性，致细菌死亡。紫外线消毒杀菌用途很广，可用于医院、学校、托儿所、电影院、公交车、办公室、家庭等，它能净化空气，消除霉味，此外还能产生一定量的负氧离子，经紫外线消毒的房间，空气清新[10-13]。在公共场合，经紫外线进行空气消毒，可避免病原微生物经空气或物体表面传播。由于紫外线能够穿透细胞使其死亡，因此用紫外线消毒时要注意不能直接照射到人的皮肤、眼睛。

LED紫外线灯相比普通紫外线灯具有功耗低、发光效率高、寿命长、体积小等特点[14，15]，通常认为紫外线灯杀菌效果与其照射强度、时间及距离密切相关[2-4]，本文0.12W LED紫外线杀菌灯的研究结果表明，在垂直照射距离为2 cm时照射3 min，对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的杀灭率均为100.00%；在垂直照射距离为3 cm时照射时间为4 min，对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的杀灭率均为100.00%；在垂直照射距离为4 cm、5 cm时照射时间为5 min，对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的杀灭率均为100.00%。因此得出结论：0.12W LED紫外线灯可杀灭足部感染指标菌，其可用于鞋内杀菌器的研制。

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（收稿日期：2016-11-17）