在生物液体中灭活微生物的方法、流通式反应器以及控制光辐照总剂量从而有效灭活间歇反技术

本发明专利技术涉及一种确定从一个或者多个光源发出的单色光或者多色光用以灭活存在于生物体液特别是非透明液体中微生物的有效剂量的方法。另外，本发明专利技术液提供了一种灭活存在于流通式反应器中生物液体所含微生物的方法。而且，本发明专利技术有利地提供了一种具有一个或者多个热稳定光源的流通式反应器。本发明专利技术还进一步提供了一个控制从一个或多个光源发出的单色或者多色光的光辐照总剂量从而有效灭活间歇反应器中微生物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种确定从一个或者多个光源发出的单色光或者多色光灭活在存在于生物体液特别是非透明体液中微生物的有效剂量的方法。本专利技术还提供了一种灭活存在于流通式反应器中生物液体所含微生物的方法。而且，本专利技术有利地提供了一种具备一个或者多个热稳定光源的流通式反应器。本专利技术还进一步提供了一个控制从单个或多个光源发出的单色或者多色光的光辐照总剂量(light sum dose)从而有效灭活间歇反应器中微生物的方法。
技术介绍
在诸如营养学、化妆品，医学诊断或者治疗中，通过辐射处理生物液体是一种得到广泛研究的灭活微生物的方法。眼下正在研究的辐射方法例子包括短波紫外光、长波紫外光或者具有光敏化合物的可见光，以及光谱宽的高强闪光。例如，沙门氏细菌属(Salmonella spp.)、单核细胞增生症李斯德氏菌属(Listeriamonocytogenes)，真菌或者肠道出血性大肠杆菌属O157:H7等污染食物的细菌，可以很容易就污染牛奶，果汁，发酵饮料和其他由此制作而来的其他饮料等液体。另外一个微生物污染的例子是，存在于生物液体(如血液及其衍生制品，细胞培养液上清或裂解液)中的原虫、细菌以及病毒，一方面可以从这些液体中提取药物，但同时也存在由此而将这些微生物传播到使用这些药品的病人体内的风险。为了在一个小型实验室的规模上来灭活这些微生物，人们开发出了间歇式光灭活反应器(batch photoinactivation reactors)。这类间歇式光灭活反应器通常主要由一个被一系列灯光环绕的空腔组成，将待处理样品装在一个透光的容器内的空腔中，并曝光一定的时间；同时，也可以通过搅拌以保证样品得到均一的光照。位于美国康涅狄格州Branford的南新英格兰紫外线公司(Southern England Ultraviolet Company)制造的柱状“Rayonet”和“Rayonette”反应器，以及位于加拿大安大略省渥太华的路兹化学研究公司(Luzchem Research Inc.)生产的光室型光灭活反应器，就是这类光灭活反应器的典型例子。为了确保大容积的待处理液体完全有效地暴露于光场中以防止污染，人们设计了多种流通式反应器。这些反应器中，有的设计成将液体平铺成一层薄膜或薄层以最大限度减少由于自吸收而造成的光强度的损失；有的在纵向流动的液体中加上一个横向的混合装置，使得所有的液体组分都能够到达能被光线照射到的浅表外液体层，从而确保所有的液体得到均匀的光照。Caillet-Fauquet等在2004年描述了一类流通式UV-C(紫外光C)照射来灭活细菌和病毒方法，利用脑脊髓炎病毒掺合的样品作为生物剂量测定或者内部感光测定样品，关于这一点，没有更多的细节见诸报道。过去，以上提到的流通式照射装置一般是这样设计的一根倾斜的管围绕着管形光源旋转，将内壁上的液体分布到一层自由流动的薄膜上(Habel & Sockrider 1947)，一个平的透明小室将液体流挤压成一个薄层；或者一个透明的螺旋状管缠绕在管形光源(Oppenheimer等，1959)。在一个直径超过光照穿透深度的流通式装置中，横向的混合可以通过一个圈中一种被称为迪恩涡流(Dean vortices)的二次涡流来实现，或者通过一个静止的位于管中的折流板来实现，或者也可以依靠位于两个逆流柱之间的立体环形泰勒涡漩(toroidal Taylorvortices)，液体在此之间的环状间隙流过。如果光照的穿透有限，那么可以将液体分布于一层薄膜上经过光源，正如美国专利5,567,616和6,540,967描述的那样。在位于深度大于光照穿透深度的液体层中，横向混合原则上可以主动或者被动地产生。一个广为人知的主动混合的原则就是，在同心逆流旋转柱的表面，诱导泰勒涡旋的产生。这些泰勒涡旋被叠加在纵向流上，造成称之为Taylor-Gortler的涡流。美国专利6,576,201介绍了一类柱状的UV-C透明流通式小室，它带有静止的透明外壁和旋转内柱。位于此间的液体层，被水泵驱动通过该流通式小室的液体依靠逆流泰勒涡流(counter-current TaylorVortices)而混合。一个连续性光波或者脉冲激光—紫外光源用来作为辐射发生装置。另外一种用于主动混合的装置就是基于阿基米德螺旋桨(Archimedean screw)的流通式反应器，泵出的液体依靠旋转的螺旋桨在流线圈得到混合(Della Contrada 2004)。被动式混合既可以通过乱流产生，也可以通过障碍物绕流(如位于液体流经通路上的静止的混合挡板)来实现。早期的灭活反应器大多设计为，液体流经位于管形辐照灯(或者其包被管envelope tube)外壁和同心辐照反应器内壁之间的角形间隙。这类的薄层辐射发生器可以从位于奥地利Seewalchen的Wedeco-Visa GmbH公司购得。另外一类被动横向混合的有效技术就是，在弧形管中(尤其是在螺旋盘绕的管中)引发一种被称为Dean Vortices的二次涡流。例如，Bayha等在1952年介绍了一个用于消毒牛奶等高吸收液体的盘管状反应器(coil reactor)，在这一装置中，一个石英玻璃盘管纵向包绕在多重低压汞灯周围；Hiatt等在1960年也介绍了一种通过光敏化灭活存在疫苗或其他生物液体中的病毒的类似的盘管反应器，在Hiatt的装置中，反应器由硼硅玻璃做成，盘管是包绕在白炽灯丝上的。盘管在透光性水夹套中被冷却。在过去，尽管硼硅玻璃和石英玻璃的特殊工艺以及他们的易碎的特性限制了它们的应用，但紫外半透性、抗紫外以及化学惰性氟多聚体的易得减少了设计和规模化使用这类流通式反应器的难度。盘管缠绕在一个同心的管状光源(通常是一个低压汞灯)上，同时依靠加在流体上的一种被称为Dean vortices的二次涡流而实现横向混合。美国专利申请2003/0049809A1就介绍了这样一类的螺旋状包绕反应器(helicalenvelope-reactor)。2004年，Wang等报道，通过草酸铁络合物感光测定法测得的灯强度、吸收值以及滞留时间，可以计算出泵过反应器的液体所接收到的光照剂量滞留。过去，有不少人试图进行精确确定在辐射过程中有效光能的尝试。光能既可以依靠光敏性电子传感器、或者也可以依靠光子激发的光化学反应来计算，或者光能也可以依靠测定生物液体中含有的或者是人为添加的的微生物被灭活的效率来计算。其他理论方法还包括数学模拟，如简单地将一个体积元的滞留时间乘以强度来计算光照剂量；也可以通过一种更为精细的计算方法，如通过流体模拟来球算出滞留时间和剂量。化学感光测定法也可以测量光照对于光化学反应性混和物的影响(Kuhn等，1989；Favaro等，1998)。总的来说，对于已知光量子产率和温度依赖性的已建立的光化测定法，其测定的稳定性和可重复性都较电子装置要好。光化学反应产物最好能便利地在线测量，如依靠光电分光法或者化学传感器(Gauglitz 1983)。另外一种更常选用的方法中，利用了在测量波长下测量感光测定溶液的阻光度，光化学反应仅仅在表面发生(Kuhn等，1989；Favaro，1998)。因此，对于这类方法，应当尽量选用较高的反应物浓度。在一种灭活流感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定从一个或多个光源发出的单色或多色光灭活生物液体中微生物的有效剂量的方法，包括测量所述单色或多色光对于剂量测定溶液的影响，其中所述灭活在流通式反应器中进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：海因茨安德利，皮特马西森，汉斯皮特施瓦茨，皮特图雷切克，托马斯克莱尔，丹尼尔R博格斯，
申请(专利权)人：巴克斯特国际公司，巴克斯特保健股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]