阻干態微生物穿透儀是一種用于評估防護服、手術衣、隔離衣、潔凈服、包裝材料等在干燥狀態下,對干態微生物穿透能力的測試設備。該設備在生物安全、醫療防護、制藥、無菌生產、疾控等領域具有重要應用,特別是在評估材料能否有效阻隔病原微生物(如細菌、真菌孢子等)通過空氣傳播或接觸傳播途徑穿透防護屏障方面,起著關鍵作用。
一、什么是“干態微生物穿透”?
在許多實際環境中(如手術室、潔凈車間、傳染病房等),微生物并非總是依附在液體中傳播,它們可以附著在塵埃顆粒、皮屑、纖維、干燥分泌物等干燥載體上,通過空氣流動、接觸摩擦、人員移動等方式遷移并穿透防護材料。
這種“干態”條件下的微生物穿透比液態(如液體滲透)更難檢測與防護,因為:
沒有明顯的濕潤路徑;
微生物可能隱藏于微粒內部或表面;
穿透機制涉及機械摩擦、空氣流動、靜電吸附、纖維間隙遷移等復雜過程。
因此,需要專用的實驗設備與方法來模擬并量化這一穿透行為。
阻干態微生物穿透儀通過構建一個可控的、可重復的實驗環境,模擬微生物在干燥狀態下,借助載體(如粉塵、滑石粉等)和一定機械作用力(如摩擦、氣流)穿透防護材料的過程,從而評估材料的實際防護性能。
1.
核心模擬要素
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| 如滑石粉、硅藻土、淀粉、乳糖等惰性粉末,吸附或混合目標微生物(如金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌孢子等) | |
| 通過機械裝置(如旋轉摩擦盤、振動平臺、氣囊等)對防護材料施加一定的物理作用力,模擬人體運動、穿戴摩擦、空氣流動等 | |
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| 在防護材料下方或對面設置培養基或采樣裝置,用于接收穿透的微生物并進行培養計數 | |
2. 典型模擬過程(以常見設備為例)
樣品準備:
將待測防護材料(如手術衣布料)固定在測試艙內的樣品夾具上,形成“上接觸面(含微生物粉塵)—材料—下接收面”的三層結構;
上部放置含干燥微生物(或吸附微生物的惰性載體粉末)的粉塵層。
加載微生物載體:
將目標微生物(如枯草芽孢桿菌黑色變種孢子,因其抗性強、易檢測)與惰性粉末(如滑石粉)混合,均勻附著在上層或直接以粉末形式作為攜帶體。
施加機械作用(摩擦/振動/壓力):
通過內置的旋轉摩擦裝置、往復運動平臺、氣囊或振動器,對材料表面施加一定頻率和壓力的摩擦或機械應力,模擬穿戴中的摩擦、接觸、運動等;
摩擦過程中,攜帶微生物的干態顆粒可能穿過材料纖維間隙或通過其它機制遷移到下層。
接收與培養:
在材料下方設置無菌培養皿、接觸板或空氣采樣器,用于接收穿透的微生物;
測試結束后,將接收板進行恒溫培養(如37°C,24~48小時),計數菌落數量,以此評估穿透量。
對照與空白實驗:
通常設置陰性對照(無材料阻隔)與陽性對照(已知過濾性能材料),以驗證實驗系統有效性與材料實際阻隔能力。
三、關鍵模擬技術與設計特點
1. 高度可控的微環境
測試腔體通常是密閉、潔凈、可調控的空間,能夠控制溫濕度、氣流、壓力等參數,以模擬不同的實際環境(如手術室、潔凈區、病房)。
2. 精準的微生物負載與分布
微生物與載體粉末需均勻混合,并以可重復的方式負載于測試界面,確保每次測試的初始條件一致;
常用微生物:枯草芽孢桿菌黑色變種(Bacillus subtilis var. niger)孢子,因為其抗性強、穩定性好、易于培養和計數。
3. 模擬摩擦或動態作用
通過旋轉圓盤摩擦、振動、氣囊壓迫、往復運動等機械方式,模擬實際使用中因穿戴、摩擦、移動、接觸等導致的材料形變與微生物遷移;
摩擦頻率、壓力、時間等參數可調節,以適應不同標準或研究需求。
4. 穿透路徑模擬
設備通過多層結構(上粉塵層—測試材料—下接收層),真實還原微生物在材料中的穿透路徑;
可評估材料對顆粒攜帶微生物、干燥微粒本身、氣溶膠結合態微生物的阻隔能力。
四、該技術的主要應用標準(參考)
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| 《防護服—干態微生物穿透的測試方法》 (Protective clothing — Test method for resistance to dry microbial penetration) 是當前常用的國際標準,明確使用滑石粉攜帶芽孢桿菌孢子,通過旋轉摩擦模擬穿透。 |
| 醫用手術衣、隔離衣等相關標準中,也引用或參考了干態穿透的測試思路,用于評估防護性能。 |
| 部分標準雖未專門針對干態微生物穿透,但在顆粒過濾、防護服材料性能、生物污染控制等方面有相關測試思路。 |
目前,阻干態微生物穿透性能測試并沒有全球統一的標準,但以下標準或方法被廣泛參考或應用于相關測試中:
五、總結:阻干態微生物穿透儀如何模擬微生物穿透能力?
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| 使用無水惰性載體(如滑石粉)攜帶微生物,不依賴液體介質 | |
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? 總結一句話:
阻干態微生物穿透儀通過模擬干燥環境下微生物附著于載體顆粒并通過摩擦、壓力等作用穿透防護材料的過程,利用可控的機械裝置、微生物載體和接收培養系統,定量評估材料對干態微生物的實際阻隔能力,為醫療防護、生物安全等領域提供關鍵數據支撐。