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常见物理消毒法
物理消毒方法
1.1 热力消毒
热力学消毒和灭菌技术是一种应用历史悠久、效果可靠、应用广泛的方法。热对微生物杀灭的机制主要是对蛋白质的凝固和氧化、对细胞膜和细胞壁的直接损伤、对细菌生命物质核酸的作用等。热力灭菌可分为干热灭菌和湿热灭菌方法，其中干热又可分为普通干热和远红外及碘钨灯热源干热；湿热方法包括煮沸法、流通蒸汽发和压力蒸汽发。
干热是由热源通过空气传导、辐射对物体进行加热，是在有氧而无水条件下作用与微生物。由于热传导方式和物品吸收的问题，所需温度高、作用时间长、大多在160°C 2h以上。干热灭菌适合于不怕高温物品的灭菌，如玻璃器材、陶瓷制品、金属器材等。
湿热杀菌速速快、作用强。主要是由于水分有利于蛋白质的凝固，含水分愈多，凝固蛋白质所需的温度愈低。另外湿热的穿透性比干热强，因为水或水蒸气传导热能的效率比干热高。所以湿热杀菌不仅可缩短时间，亦降低了温度。湿热消毒发比干热消毒法优越得多，使用更为广泛，效果更为可靠。其中压力蒸汽消毒法是最主要的消毒方法。它的主要特点是杀菌谱广、杀菌作用强、效果可靠、无任何参与毒性，适用于包括液体在内的各种不怕热的物品的灭菌。
1.2 紫外线消毒
紫外线为一种不可见光，是电磁辐射的一种。根据波长的不同，可以将紫外线分为：短波紫外段(200 nm-280 nm)UVC、中波紫外段(280 nm-320 nm)UVB与长波紫外段(320nm-400nm)UVA三个波段，在消毒领域内主要使用C波段200 nm-280 nm波长范围，而杀菌力最强的波段为280-250nm，紫外线杀菌灯所采用的波长为253.7nm。
紫外线消毒原理：1）破坏细菌核酸：紫外辐射能促使胞嘧啶和胸腺嘧啶在DNA的同一链上相互作用生成嘧啶二聚物，使微生物复制转录等功能无法正常进行。2）破坏菌体蛋白：同时紫外线还可以破坏氨基酸的结构使蛋白质变性导致微生物死亡。3）破坏菌体糖：虽然糖对紫外线的吸收量比较少，但研究发现核酸链中的核糖可以吸收紫外线而使其受到破坏，造成核酸链断裂致使细菌死亡。
紫外线杀菌具有以下特点：1） 紫外线杀菌技术具有高效广谱性。紫外线对病毒细菌的杀菌作用通常在1s以内，而传统的化学方法达到同样的杀菌效果一般需要20min-1h。几乎对所有的细菌、病毒都能高效率杀灭。2） 不同微生物对紫外线的抗力差别较大，可相差100-200倍，抗力由强到弱依次为：真菌孢子>细菌芽孢>抗酸杆菌>病毒>细菌繁殖体。3） 紫外线属于低能量的电磁辐射，穿透力比较弱，大多无知不能透过或只能透过少量紫外线。因此很难用于复杂物表面的消毒与灭菌。4） 运行安全可靠，无二次污染。
1.3 电离辐射消毒
电离辐射是20世纪50年代发展起来的一种新的消毒灭菌方法，是用γ射线，X射线和离子辐射处理物品，杀死其中微生物的冷灭菌方法，称为电离辐射灭菌。电离辐射按照来源分为X射线和γ射线。电离辐射能大致可分为两类，即电磁辐射（非粒子性的）和粒子辐射（加速电子流）。电磁辐射和电离辐射与物质作用的方式是不相同的，但在作用于消毒能量上这两种相互作用的生物效应是大致相似的。射线通过切断生物的重要分子如DNA中的化学键，并通过产生自由基和对生物其化学腐蚀作用的活性分子来破坏微生物。
电离辐射灭菌与常用的高压蒸汽消毒、灭菌及环氧乙烷熏蒸等消毒、灭菌法相比具有以下优点：1）穿透力强，灭菌彻底，由60Co等产生的γ射线为短波长电波段，穿透力很强，能穿透到物品深部而不受物品的结构、形态和包装等影响，在有效剂量下可杀灭各类微生物，杀菌彻底。2）不污染环境，无残毒，不论60Co或137CS均存放于安全井内，不致于对环境造成污染；只要将照射的能量控制在10MeV以下，对被照射物品也不产生感生射线，物残留毒性。3） 可对包装后的产品灭菌，若使用耐辐射不透菌的包装材料包装产品，灭菌后的医疗产品保存2-5年，可安全使用；4）可连续、自动工业化加工灭菌产品，节约能源。据美国等报道，辐射灭菌的加工成本已低于化学气体灭菌法。
任何一种灭菌方法均有其利弊，辐射灭菌也不例外，其不足之处有：1）一次性投资高。据估计，一座年产3万m3d 60Co灭菌装置，投资在400万美元左右；在我国，若建一座现代化功能完善的60Co灭菌装置，一次性投资须在3000万人民币以上。2）技术复杂，需要高技术的专门管理人才。由于电子加速器结构复杂，其操作和维护均要求由经过专门培训的高级技术人才承担。60Co灭菌装置的操作和管理也必须要求经过专业培训的高技术人才担任，增加了运行难度。3） 物品易损坏，电离辐射对物品有较强的氧化降解作用，使其易氧化变碎，使塑料褪色、玻璃变形等。也就限制了电离辐射灭菌的应用范围。
1.4 微波消毒
电磁波是一种能量由高频震荡电路以无数交变磁场和交变电场的形式，互相激励，彼此交替相空间辐射的能量。微波是频率为300-3000 MHZ波长为1 mm-1.0 m的一种超高频的电磁波，干燥和消毒采用频率为915 MHZ和2450 MHZ两个专用频率。
微波可以杀灭细菌繁殖体、真菌、病毒和细菌芽孢等各种微生物。微波杀菌的机制存在两种观点，一种认为是热效应使微生物死亡，另一种是除热效应外还有非热效应为综合杀菌作用。目前大多数学者认为微波有非热效应的存在。
微波消毒具有以下特点
1）节能：微波穿透性强，瞬时即可穿透到物质内部，无能量损失及外溢，极大地提高了能量效率。2）选择性强：微波对不同性质的材料作用不同，对有损耗介质材料可直接进行消毒，对无损耗介质可借助有损耗介质进行消毒，还可以用可穿透微波而又无损耗材料作为灭菌包装。3）作用快速：微波对生物体的作用电磁波能量转换速度极快，可在10-9s之内完成。4）对生物体无选择性：可以杀灭各种微生物及原虫等。5）作用温度低： 微波与普通加热若产生等量的热效应其作用到物体上的温度要明显低于普通加热。
1.5 等离子体消毒
低温等离子体是消毒学领域出现的一种新的灭菌技术，克服了继甲醛、环氧乙烷、戊二醛等灭菌时间长、有毒性的缺点。其突出特点是作用温度低、快速、杀菌效果可靠、清洁而无残留毒性。目前，等离子体灭菌技术已在许多国家得到应用。主要用于怕热医疗器械的消毒灭菌。（内镜灭菌、不耐热器材灭菌、各种金属器械、玻璃器械和陶瓷制品等灭菌）。等离子体放电过程中伴随着复杂的物理化学现象，灭菌机理目前仍无定论。放电等离子体通道含有紫外线、带电粒子、高能电子、处于亚稳态和激发态的中性粒子、以及一些化学活性较强的物质。同时在等离子体的发生过程中，同时也会产生电磁场、冲击波等物理效应。这些效应可以单独或者联合作用于微生物从而使其死亡。
1.6 过滤除菌
过滤除菌是将欲消毒的介质，通过致密的过滤材料以物理阻留的原理，去除气体或液体中的微生物。根据对微生物的不同截留率可将滤材分为粗效、中效、高效、超高效四级。空气过滤除菌的机制包括以下几种：随流阻留、重力沉降、惯性碰撞、扩散粘留、静电吸附）；而液体过滤除菌的机制有：网截阻留、筛孔阻留、静电吸附。过滤灭菌广泛应用于工业、医疗卫生事业、制药业、及各类实验室。可用于消毒不耐热的液体介质、制备各种制剂、消毒试验中去除参与消毒剂等，近年来更多用于洁净空气。
1.7 其他物理消毒
超声也是一种常见的物理消毒手段，具有杀菌速度较快，对物品无损害等优点，但超声波的实际应用还存在一些问题，如对水、空气的消毒效果较差，要获得具有消毒价值的超声波，必须首先具有高频率、高强度的超声波的波源等。目前，主要作为一种有效的辅助消毒的方法，人们常用超声波与其它消毒方法协同作用的方式，来提高其对微生物的杀灭效果。