化学消毒剂（精选3篇）
化学消毒剂 篇1
一、方案背景
经历了2003年的“非典”事件和2009年的甲型H1N1流感, 使人们更加重视空气质量的优劣, 经常对日常用品和生活空间进行必要的消毒。那么, 教室空气中化学消毒是否有作用?哪一种消毒剂、消毒方法效果更好?签于此, 结合生物选修教材中课外生物科技活动“验证细菌分布的广泛性”和“检查自来水中大肠杆菌是否超标”两个课题, 以及实验二“学习微生物培养基本技术”的基础, 开展一系列的对比实验, 探究教室空气中最适宜的消毒方法。
二、方案目标
通过科技活动了解化学消毒的原理、化学消毒剂的种类、使用方法、适应范围以及教室空气中最适宜的消毒方法, 同时培养同学们的科学方法、科学态度和科学精神。
三、方案内容 (见表1)
四、难点、重点、创新点
1.难点
(1) 购置部分实验器械、消毒剂经费落实。
(2) 学校相关部门支持。
(3) 小组成员动员、培训。
(4) 师生协作默契程度。
2.重点
(1) 试剂浓度配制。
(2) 培养基配制、灭菌、接种规范程度。
(3) 菌落计数准确性。
(4) 对比、分析。
3.创新点
(1) 化学消毒剂分类对比实验未见报道。
(2) 该方案具一定的伸缩性。
(3) 通过菌落数对比分析消毒效果, 简捷、直观。
(4) 通过活动提高责任意识和环境意识。
五、使用的各类科技教育资源
1.场所:阴面教室 (10个) , 微生物实验室。
2.资料:微生物学、化学、网络。
3.器材:各类化学消毒剂、喷雾器、熏蒸器、培养基、高压蒸汽锅、恒温箱、酒精灯、烧杯、三脚架、石棉网、量筒、天平、标签、铁架台、纱布、玻璃棒、漏斗、放大镜等。
六、活动过程和步骤
1.准备阶段
(1) 协调教务处、教研组, 采购器械、试剂、确定教室及实验室。
(2) 参加班级分成10个小组, 确定小组成员名单 (组长1名, 记录1名, 配制试剂、消毒等2名, 仪器洗涤、配制培养剂、接种、培养等4名, 对比分析等2名) 。
(3) 前期培训:组织纪律、协作互助、查阅资料、熟悉原理、明确程序、安全保障。
2.实施阶段
(1) 培养基的配制 (牛肉膏蛋白胨培养基)
配方:牛肉膏30g, 蛋白胨50g, 蒸馏水5000ml, 琼脂50g, PH7.2～7.4。
(2) 灭菌 (高压蒸汽灭菌)
过程:加水→放培养基→关盖→打开排气口→接通电源→排冷空气→关闭排气口→121℃灭菌30分钟→关闭电源→压力降为“0”时打开排气口→开盖→取培养基→搁置平板→放水→安全检查→贴标签 (A1, A2, A3, A4, A5;B1, B2, B3, B4, B5;C1, C2, C3, C4, C5;D1, D2, D3, D4, D5;E1, E2, E3, E4, E5;F1, F2, F3, F4, F5;G1, G2, G3, G4, G5;H1, H2, H3, H4, H5;I1, I2, I3, I4, I5;J1, J2, J3, J4, J5) 。
(3) 处理教室
用不同化学消毒剂、不同方式、参考产品说明处理教室 (10个阴面教室, 编号A, B, C, D, E, F, G, H, I, J) 后, 密闭40分钟。
(4) 接种 (自然接种法)
过程:每个教室课桌上放置5个平板培养基, 中间1个, 四周各1个 (培养基与墙壁、拐角的距离为1.5米左右) , 接种高度为课桌高度 (1米左右) , 打开培养皿盖, 空气中暴露20分钟。
(5) 培养 (恒温培养)
过程:把接完种的50个培养基依次放入恒温箱中, 调节温度为37℃, 培养24小时。
(6) 观察、统计菌落数
过程:每个小组分别统计每个平板培养基中的菌落, 包括边缘上、培养基内的菌落, 看不清楚的可以借助放大镜, 最后求出平均数 (如A﹦ (A1+A2+A3+A4+A5) /5) 。
(7) 对比、分析
以10个小组为横坐标, 平均菌落数为纵坐标, 绘制柱状图, 进行比较。
(8) 讨论
(1) 哪一种消毒剂最适合教室消毒?为什么?
(2) 每组菌落除了数目上的差异外, 还有哪些不同?造成这些差异的原因是什么?
(3) 你对本次科技活动的安全性有哪些体会?
(9) 总结每个小组对本次科技活动至少写一篇科技小论文。
七、可能出现的问题及解决预案
1.避免消毒后教室内人员走动、通风, 加强监督。
2.避免培养基灭菌不彻底, 应做抽样检查 (37℃恒温下放置24小时观察是否有菌落出现) 。
3.避免消毒剂对同学的刺激, 应戴口罩。
4.当平板上有链状菌落生长时, 如呈链状生长的菌落之间无任何明显界限, 则应作为一个菌落计, 如存在有几条不同来源的链, 则每条链均应按一个菌落计算, 不要把链上生长的每一个菌落分开计数。
5.避免培养基变干, 恒温箱应保持一定的湿度。
6.避免平板过厚影响观察, 太薄易于干裂, 9c m的灭菌平皿中注入培养基约5ml。
八、预期效果
不同消毒剂处理后, 培养基中形成的菌落数量、菌落特征有差异。
通过比较, 找出教室空气中最适宜的消毒剂和消毒方法。
九、呈现方式
自变量为消毒剂种类, 因变量为菌落数目, 绘制柱状图, 配以必要的文字说明。
十、表达形式
1.论文交流 (兴趣小组内)
2.现场答辩 (生物组内)
3.校内竞赛
4.学校推荐参加甘肃省青少年科技创新大赛
十一、效果评价标准
1.团队意识和协作精神
2.操作规范程度
3.统计、分析、撰写小论文
4.实验结束后, 卫生打扫、器皿洗涤、培养基及培养物分类处理等
十二、益智、养德等方面的作用
该活动能为同学们提供较大的动脑思考、动手实践的空间, 能启迪同学们主动学习, 能经历科学探索的完整过程。有利于同学们对科学规律的理解、对科学知识的掌握, 有利于同学们科学思想、科学精神与方法、创新能力的养成, 有利于提高同学们实验素养和环境意识的培养。互相合作、取长补短、各尽所能、不断创新, 形成强烈的团队精神, 全面提升科学素养和道德情感, 确保科技活动和学科教育相结合, 实现科技实践活动和科技创新活动的统一。
化学消毒剂 篇2
在各国军队中，依靠自己使用的化学侦察装备，防化兵可以迅速发现毒剂并查明毒剂种类和染毒情况。化学侦察装备是化学侦察、报警、侦毒、监测和化验等器材的总称。其功能是，判定是否遭受化学毒剂袭击，确定毒剂种类，概略判定染毒浓度，检测毒剂云团的传播范围，向部队发出警告或向指挥控制中心报告相关数据，从而指导部队及时采取防护行动，使部队免受或减轻化学毒剂的伤害。
目前，各国配备的化学侦察装备包括侦毒纸、侦毒器、毒剂报警器、探测器、监测仪、采样分析测量系统、防化侦察车等。化学侦察装备的基本结构形式有袖珍式、便携式、固定式和机动式等，分别配属一般分队和专业分队，以及舰艇、飞机、装甲车辆、机场和大型工事等使用。
防化兵
为什么防化兵可以迅速侦察到化学毒剂
早期的化学侦察装备采用的是化学检测方法。比如，利用对毒剂敏感的化学试剂，通过查看试剂是否变色及变色的深浅来判别毒剂及其浓度。但这种方法对特定的毒剂需要特定的试剂，确认一种毒剂要试很多次，而且对人员的专业水平要求很高，因此后来人们开发出了其他方法，如使用红外光谱探测技术。
生物及化学毒剂侦检技术发展现状 篇3
关键词：化学毒剂,生物毒剂,侦检,技术
1 引言
目前,生物和化学毒剂侦检技术主要包括以各种光谱、质谱、离子迁移谱为代表的物理学手段和以免疫学、基因组学为代表的生物化学手段等两大技术流派,且随着科学技术的进步,很多新的侦检手段也逐渐成熟并投入应用。每种技术都有其优势和适用的范围,只有了解并掌握其特点,才能在毒剂侦检工作中占据主动。
2 化学毒剂的侦检技术
2.1 远程探测设备
该类设备探测距离在几公里到几十公里之间,可安装在体育场、广场等区域的特定位置,实现大范围地域内化学威胁的监控。从技术路线上分,远程探测设备主要包括主动式激光差分雷达和被动式傅立叶变换光谱仪(FTIR)2种技术。
2.1.1 主动激光差分雷达技术
差分激光雷达是利用激光被气体分子的吸收及被气溶胶、大气分子的后向散射两方面的作用效果而设置的。其测量原理是使用激光雷达发出2种波长不等的光,其中一个波长调到待测物质的吸收线,而另一波长调到线上吸收系数较小的边翼,然后以高重复频率将这2种波长的光交替发射至大气中。此时由于激光雷达所测量到的这2种波长光信号衰减差是待测对象的吸收所致,通过数据分析,便可得到待测对象的浓度分布,从而达到测量之目的。由于差分吸收激光雷达光源的选择与被测气体不同的吸收谱线有关,因此通常采用YAG激光泵浦波长可变的染料激光器。该类设备以美军在研的联合预警识别激光雷达探测系统(JSCWILD)为代表。此系统可以探测到20 km内的化学毒剂扩散与移动情况,对化学毒剂进行快速分类和鉴别,得出定量的结果。
2.1.2 被动式傅立叶变换红外光谱技术
该技术是基于对大气中污染物的辐射谱和背景谱进行探测而无需另外的人工红外光源,因而更具有机动、快速、灵活的优点,探测距离更长,操作更简便。被动FTIR遥测技术用于化学毒剂的测量,其探测灵敏度和精度决定于背景与测量层的温度差、测量光程内的毒剂浓度、仪器噪声等效温差、测量时间和毒剂分子的吸收系数。此类设备用于对机场、体育场、广场等目标地域进行大范围远距离监测。被动式傅里叶变换红外光谱侦检装备以Bruker公司的RAPID系统为代表,它可以在5 km的距离上探测目前已知的化学毒剂和绝大多数工业污染物。目前,美、德等国家已大量装备该系统。
2.2 现场检测设备
该类设备可手持或车载至目标地域,布置灵活、使用方便,能够实现化学毒剂的现场侦检。目前主要有离子迁移谱(IMS)、声表面波(SAW)以及气相色谱/质谱(GS/MS)联用等技术。
2.2.1 离子迁移谱技术
该技术原理是气体样品通过强力抽气泵抽入进样口,气体中痕量的固体或液体待测物撞击在一个经过加热的汽化板上,汽化后进入电离区,通过离子分子反应被电离成正离子和负离子。离子门开启时,离子加速进入一个充满均匀电场的漂移区,在漂移区,其移动速度为:υ=ΚΕ,其中,Ε是电场强度,Κ是迁移率常数。这样,迁移率不同的离子在漂移区达到收集板的时间也就不同。测量给定时间达到收集板形成的离子电流的大小可以定量检测痕量物质成分的含量。离子迁移谱技术不需要庞大的真空泵和腔体,体积可以很小,在保证ppb量级的灵敏度下可以做到微型化,但其分辨率不是很高,主要用来确定化学毒剂类别和实时监控。该类设备以德国Bruker公司的RAID系列和英国Smiths公司的CAM系列为代表,可在几十秒之内实现现场化学毒剂的高灵敏检测。
2.2.2 声表面波技术
声表面波传感器是以声表面波元件为基底材料,在其上形成气体敏感膜并配以外部电路构成。在声表面波传播通道上形成的敏感膜吸附气体分子与气体结合时,会引起膜密度和弹性等性质发生变化,从而使在压电晶体表面上传播的瑞利波速度随其表面所沉积的质量而变化,导致振荡频率发生变化。通过检测振荡频率的变化,能获知是否存在某种气体和被吸附气体的浓度。该类设备以美国BAE系统公司的JCAD为代表,其对神经毒气的检测精度可达0.1 mg/m3,已于2003年装备美国空军[1]。
2.2.3 气相色谱/质谱(GS/MS)联用技术
色谱是一种对多组分混合物的分离、分析工具,它主要利用物质的理化性质不同进行分离并测定混合物中各组分的含量。质谱是通过将样品转化为运动的气态离子,按质荷比(M Z)大小进行分离并记录其信息的分析方法。根据质谱图提供的信息可以进行有机物及无机物的定性和定量分析、复杂化合物的结构分析、样品中各种同位素比的测定及固体表面的结构和组成分析等。气相色谱/质谱(GS/MS)联用是气体为流动相采用洗脱法的分析仪器,它由气路系统、进样系统、色谱柱及质谱检测等部分组成。气路系统的作用是提供足够纯度、压力和流量稳定的气体,作为一相(载气),经过进样器气化室进入色谱柱,推动组分在色谱柱内进行分离,分离后的组分随载气依次离开色谱柱,进入质谱检测器,然后气体放空。质谱检测器的作用是将经色谱柱分离后的各组分转变成相应的电信号,记录各组分相应的质谱图,供定性定量分析用。目前该类仪器主要以德国Bruker公司的MM2系统为代表,它也是德军的制式装备,可在15 min内高精度地完成目前已知绝大多数化学毒剂的检出和测定,内置谱库可随时升级以扩充检测对象范围,并且具备组网功能,实现多台设备的协同工作。
3 生物毒剂侦检技术
3.1 生物毒剂报警技术
在生物粒子的细胞中含有核黄素、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸和色氨酸等荧光分子,在光子能量很高的320~360 nm波长段紫外激光的照射下,将产生生物荧光,其波长范围为390~600 nm。使用激光激发空气中气溶胶粒子的自发荧光,通过比较其荧光光谱就可以对生物气溶胶和非生物气溶胶进行识别研究。使用激光激发生物荧光分析技术的设备分为远距离探测型和在线分析型2种。
3.1.1 远距离遥测技术
远距离探测的代表是激光生物气溶胶雷达技术。该技术将高能量紫外激光投射到远方的气溶胶云团上,如果云团中生物粒子含量较高,就会在激光的激发下发出生物荧光,为气溶胶雷达上的大口径荧光收集器所探测,从而达到判定气溶胶云团性质的目的,该类设备以美国Hybrid LIDAR系统为代表,联用近红外和紫外双波段探测,探测距离较远,但也存在易受到太阳紫外辐射干扰、误报率较高等缺点。目前世界各国的生物毒剂遥测装备多处于研究发展阶段。
3.1.2 在线分析技术
在线分析型技术以激光激发荧光粒子分析技术为代表。该技术主要原理是采集并加速空气中的微粒,使之以单微粒的形式快速通过紫外激光照射激发区,同时使用光电探测器收集生物荧光及粒子散射信息,从而得出单位体积空气中生物粒子粒径及浓度信息,该类设备以美国TSI公司的UVAPS为代表。
以上2类技术只能分辨生物气溶胶和非生物气溶胶,均无法对生物毒剂的种类进行区分。而发现可疑生物样本后,必须确定其种类和浓度才能给决策部门提供可靠支持,并指导下一步处置工作的正确进行。传统生物病原体检测主要依靠培养-检测的流程来完成,该过程虽然结果准确,但是耗时数以日计,而且整个过程必须在实验室条件下完成,这就极大限制了该技术的现场适应性。
随着技术的发展和现场检测需求的日趋迫切,许多现场快速生物病原体检测装备和技术纷纷涌现,但对其加以分析与分类,总体尚不能超越核酸、免疫、生物传感、质谱等范畴。
3.2 生物毒剂检测技术
3.2.1 实时PCR技术
它是到目前为止在病原体核酸扩增检测方面最为成熟的技术,可以用于检测细菌和病毒的DNA,通过反转录也可检测RNA病毒。随着各种探针(如Taqman,Beacon)及新型荧光报告染料(如SYBR Green I等)的应用,实时PCR检测技术特异性更好、操作更为简便,同时速度更快,配合特殊设计的仪器在不到30 min内便可完成整个过程,得到检测结果。PCR无论用于检测培养分离的病原体、感染个体的体液,还是直接检测高浓度的生物战剂都比较成熟。但检测环境样本中的病原体却复杂得多,因为环境中本身都有许多自然存在的细菌和其他微生物,在这样的背景下要准确检测需要有极高分辨力的方法。另外,环境样本中含有一些PCR反应的抑制物,此时常需要自动化的分离系统来分离纯化核酸以供PCR检测。
3.2.2 免疫技术
基于免疫学的方法利用抗体检测病原的特异蛋白,可以做到广谱的生物毒剂检测,速度快且易于实现自动化。免疫层析快速检测是目前应用较为广泛的一类技术,检测所需的试剂全部固化在试纸条上,非常方便,结果易于判断,可以实现自动化的半定量检测,但缺点是灵敏度和特异性不高;随着纳米技术、微流体技术和微型机电技术的发展,生物-物理传感技术日见成熟,在生物毒剂的侦检中发挥着越来越重要的作用,该类技术通过生物反应后引发的荧光、电化学发光、电位变化或胶乳颗粒凝集后的光散射变化等实现样本的检测,所形成的传感器将会更适于小型化,且灵敏度更高,检测速度更快。
3.2.3 生物质谱
该技术常用于环境监测中的痕量分析,也可用于生物毒剂的检测。它将含有生物毒剂的样品在150~250℃之间加热,样本气化后,其中特定的标志性生物大分子被电子束轰击带电,在电场下加速,并根据荷/质比进行分类。生物质谱技术可区分非常相近的生物毒剂。随着计算机和图形匹配算法的引入,系统可以达到很高的分析速度,有望实现在线的定性定量检测。
4 结语
本文仅就化学和生物毒剂侦检技术的现状进行了系统分析与评价,但在生化毒剂的侦检工作中,没有一种技术可以“包打天下”。如何综合利用现有先进技术,发展各类先进装备,做到早期发现、及时控制与迅速处理将是该类装备能否快速发展的关键要素。
参考文献
[1]刘卫卫,余建华,潘勇,等.SAW技术在有机硫化学战剂检测中的研究[J].压电与声光,2006,28(1):14-17.