一种基于UVA-LED的微生物灭活方法技术

本发明专利技术公开了一种基于UVA

【技术实现步骤摘要】
一种基于UVA
‑
LED的微生物灭活方法


[0001]本专利技术涉及微生物灭活领域，具体涉及的是一种基于UVA
‑
LED的微生物灭活方法。

技术介绍

[0002]水污染严重威胁着人类健康，为确保安全，水消毒已成为水处理的必要过程。近期，研究者们开发了一系列的水消毒方法。与化学杀菌剂不同，通过紫外(UV)光处理进行消毒的方法使用方便，不需要添加化学品，产生副产物少，并且高效。常用的紫外线消毒系统是具有单色紫外线辐射(254nm)的低压(LP)汞灯和覆盖宽光谱的中压(MP)汞灯。然而，它们成本高，寿命短，并且含有有毒的汞。
[0003]近年来，紫外发光二极管(UV
‑
LED)由于其独特的特性，作为一种新型的紫外光源引起了广泛的关注。与低压和中压汞灯相比，紫外线LED具有更低的能量需求和更长的寿命，并且更环保、更安全。此外，UV
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LED可以发射任何峰值波长的光，且分布范围很窄。短波紫外线(UVC，<280nm)已广泛应用于水消毒，例如医院废水和纯净水。然而，UVC
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LED价格昂贵且对人体有害。而且，一些微生物在UVC处理后，可通过光修复/暗修复活化。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于UVA
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LED的微生物灭活方法，该方法能够实现水中微生物的灭活，灭活率高，微生物没有复活现象。
[0005]本专利技术首先提供了一种微生物的灭菌方法，包括如下步骤：采用UVA
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LED光源对微生物进行照射，光源照射方式为单次或者分次照射。
[0006]上述的灭菌方法中，所述UVA
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LED光源的最大吸收波长为365nm；
[0007]所述UVA
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LED光源的辐照功率≥180mW/cm2。
[0008]上述的灭菌方法中，所述分次照射的次数为2次；第一次的照射剂量大于第二次，分次照射的间隔时间为5～30min。
[0009]优选的，所述分次照射的间隔时间为15min。
[0010]上述的灭菌方法中，所述微生物为金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和单增李斯特菌中的至少一种。
[0011]所述微生物为在水中的微生物。
[0012]所述水的pH值为4～10，具体可为5～8。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
[0014](1)UVC
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LED光源价格昂贵，对人体有害，且微生物可通过光修复/暗修复复活；本专利技术提供的方法基于UVA
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LED，更加绿色安全，微生物没有复活现象。
[0015](2)本专利技术提供的方法基于UVA
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LED，通过分次照射，显著提高了微生物灭活效率。
附图说明
[0016]图1为本专利技术单次照射和分次照射的步骤示意图；
[0017]图2为本专利技术所用365nm UVA
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LED的波长光谱图；
[0018]图3为以金黄色葡萄球菌为指示菌，比较单次照射和分次照射灭活菌落数柱状图；
[0019]图4为水溶液pH变化对分次照射灭活菌落数的影响；
[0020]图5为分次照射对不同菌株的影响及不同间隔方式对菌株灭活的影响；其中，图5中的(A)为分次照射对大肠杆菌灭活的影响；(B)为分次照射对单增李斯特菌灭活的影响；(C)为间隔不同时间对菌株灭活的影响；(D)为不同间隔方式对菌株灭活的影响；
[0021]图6为光修复和暗修复对分次照射灭活菌株的影响；
[0022]图7为分次照射对菌株损伤作用比较；其中图7中的(A)为单次照射对菌株溢出蛋白的影响；(B)为分次照射对菌株溢出蛋白的影响；(C)为单次照射和分次照射对菌株MDA含量的影响；(D)
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(F)为描电镜观测分次照射对菌株细胞形态的影响；(G)
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(I)为透射电镜观测分次照射对菌株微观形态的影响；
[0023]图8为实施例4中分次照射的灭活机制数据；其中，图8中的(A)为间隔照射灭菌机制图；(B)为活性氧清除剂提前孵育30min，对间隔照射灭活菌落数的影响；(C)为添加活性氧清除剂不孵育，直接照射对间隔照射灭活菌落数的影响；(D)为第一次照射后不同时间活性氧相对含量变化；(E)为第一次照射后不同时间菌株胞内谷胱甘肽(GSH)含量变化。
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的范围。
[0025]下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
[0026]以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。
[0027]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0028]下述实施例中的LB肉汤培养基配制方法如下：胰蛋白胨(OXOID，美国)10g、酵母提取物(OXOID，美国)5g、氯化钠(北京索莱宝科技有限公司，中国)10g、固体培养基另加琼脂粉(北京索莱宝科技有限公司，中国)15～20g；加双蒸水至1000mL。
[0029]下述实施例所用金黄色葡萄球菌ATCC6538、大肠杆菌O157:H7 ATCC35150和单增李斯特菌ATCC10403s均购买得到。
[0030]下述实施例所用实验材料和实验方法如下：
[0031](1)菌株培养和计数方法如下：金黄色葡萄球菌ATCC6538、大肠杆菌O157:H7ATCC35150和单增李斯特菌ATCC10403s使用前在37℃，220rpm下，LB肉汤培养基中复苏两次。使用琼脂平板法计算水中的菌落数。简而言之，用0.9％生理盐水连续稀释，然后涂于LB琼脂培养基上。将平板在37℃下培养，直到菌落足够清晰可以计数(约24小时)。
[0032](2)微生物悬浮液的制备：上述(1)中复苏两次的菌种接种于0.9％生理盐水中连续稀释，使得金黄色葡萄球菌、大肠杆菌或单核细胞增生李斯特菌的初始浓度约为108CFU/mL，得到微生物悬浮液。
[0033](3)图1为本专利技术单次照射和分次照射的步骤示意图，单次照射为连续光照处理水样；分次照射与单次照射的照射能量相同，只是中间将光源关闭一段时间，然后再进行第二次照射。
[0034](4)UVA
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LED光源性质：实施例中所用光源UVA
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LED购自中山市秉一电子科技有限
公司，中国。
[0035]其波长扫描图如图2所示，在365nm处光强度最强，光源的详细性质如表1所示。
[0036]表1UVA光源具体性质
[0037][0038]实施例1、消毒灭菌
[0039]UVA
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LED光源的光照强度为183mW/cm2。用0.9％生理盐水稀释制备微生物悬浮液。将2mL微生物悬浮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微生物的灭菌方法，包括如下步骤：采用UVA
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LED光源对微生物进行照射，光源照射方式为单次或者分次照射。2.根据权利要求1所述的灭菌方法，其特征在于：所述UVA
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LED光源的最大吸收波长为365nm；所述UVA
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LED光源的辐照功率≥180mW/cm2。3.根据权利要求1或2所述的灭菌方法，其特征在于：所述分次照射的次数为2次；第一次的照射剂量大于第二次，分次照射...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宁，邓江，张艳宇，张阳阳，吕丽萍，马平，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院军事医学研究院，
类型：发明
国别省市：