LED紫外線燈對足部感染指標菌的殺菌效果研究

王琛　王韻陽　王顏剛

[摘要] 目的 觀察LED紫外線燈在不同照射距離、不同照射時間條件下對金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的殺菌效果。 方法 采用載體定量殺菌試驗，菌片經LED紫外線燈照射后，將細菌洗下制成細菌懸液后進行活菌培養計數，比較殺菌效果。 結果 0.12W LED紫外線燈在垂直照射距離為2 cm時照射3 min，對金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的殺滅率均為100.00%；在垂直照射距離為3 cm時照射時間為4 min，對金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的殺滅率均為100.00%；在垂直照射距離為4 cm、5 cm時照射時間為5 min，對金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的殺滅率均為100.00%。 結論 0.12W LED紫外線燈可殺滅足部感染指標菌。

[關鍵詞] LED紫外線燈；金黃色葡萄球菌；白色念珠菌；黑曲霉菌；殺菌效果

[中圖分類號] R187.4 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2017）03-0117-03

Study on the bactericidal effect of LED ultraviolet light on foot infection of indicator bacteria

WANG Chen WANG Yunyang WANG Yangang

Department of Endocrinology and Metabolic Diseases， the Affiliated Hospital of Qingdao University， Qingdao 266003， China

[Abstract] Objective To observe the anti-bacterial effect of LED ultraviolet light on staphylococcus aureus， candida albicans and aspergillus niger under different irradiation distances and different irradiation times. Methods Quantitative sterilization test was carried out. After the bacteria carrier was irradiated with LED ultraviolet light， the bacteria were washed down the carrier and made into bacterial suspension to carry out viable culture count. The anti-bacterial effect was compared. Results Staphylococcus aureus， candida albicans and aspergillus niger were irradiated by 0.12W LED UV light for 3 min in the vertical irradiation distance of 2 cm， and the killing rate was 100.00%； the bacteria were irradiated for 4 min in the vertical irradiation distance of 3 cm， and the killing rate was 100.00%； the bacteria were irradiated for 5 min in the vertical irradiation distance of 4 cm and 5 cm， and the killing rate was 100.00%. Conclusion 0.12W LED UV light can kill the foot infection indicator bacteria.

[Key words] LED ultraviolet light； Staphylococcus aureus； Candida albicans； Aspergillus niger； Anti-bacterial effect

隨著時代的發展，人們對生活品質的要求也達到了前所未有的高度。鞋一經穿過，鞋內汗漬為細菌生長提供良好的生存環境，細菌在鞋內生長繁殖，容易引起腳氣等多種腳部皮膚疾病，同時產生的臭味給居家生活帶來不便。為了解決這一問題，目前我國已經有裝有紫外線燈或臭氧產生裝置的鞋柜[1-6]，生活中鞋柜均放置于進門處客廳中，鞋柜中紫外線燈和臭氧發生器產生的臭氧極易泄露于客廳空氣中，會對人體健康造成危害；另外，在公開報道的紫外線和臭氧殺菌鞋柜中均少見關于紫外線燈及臭氧的強度和濃度、與鞋柜中鞋的作用距離、紫外線燈開啟時間與殺菌率關系等具體研究結果。LED紫外線燈一般指發光中心波長在400 nm以下的紫外線燈，其中短于300 nm時稱為深紫外LED，LED紫外線燈在冰箱、家電等殺菌、生物醫療、凈化水、空氣等領域有廣泛的應用。本研究應用LED紫外線燈對足部感染指標菌進行了殺菌試驗研究，為鞋內LED紫外線燈殺菌器的研究提供理論依據，現將結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

金黃色葡萄球菌（ATCC 25922）、白色念珠菌（ATCC 10231）由青島大學醫學院微生物學教研室菌種室提供，黑曲霉菌（ATCC 16404）由青島華普科儀商貿有限公司提供。LED紫外線燈由臺灣臺銘公司生產，波長（275±5）nm，輸出功率0.12 W，型號：TM-UV35T275M35-E1。

1.2 試驗方法

1.2.1 菌片制備 以大小為10 mm×10 mm方形濾紙片作為載體，經高壓蒸汽滅菌后，平鋪于無菌平皿內，逐片滴加細菌懸液10 μL，置室溫下自然陰干后使用。

1.2.2 LED紫外線燈殺菌試驗 菌片置于LED紫外線燈下照射，設計不同照射距離、不同照射時間的試驗組，以染菌而不經LED紫外線燈照射的菌片作為陽性對照。試驗均重復3次。將經過不同照射處理的菌片投入含5.0 mL稀釋液的無菌試管，用電動混合器混合20 s，將菌洗下形成細菌懸液，吸取混合均勻的菌懸液1.0 mL加于無菌平皿內，將15 mL冷至40℃～45℃的融化營養瓊脂培養基傾注于已加入樣液的平皿中，搖動混勻，待瓊脂凝固后，置37℃恒溫培養箱內培養，18～24 h后計數菌落數[7-9]。

1.2.3 效果評價 計算不同處理組的殺菌率并進行比較。殺菌率= [（陽性對照平皿上的菌落數-照射紫外線后平皿上的菌落數）/陽性對照平皿上的菌落數]×100%。

1.3統計學分析

應用SPSS20.0統計學軟件對以上試驗結果進行數據處理，本實驗結果為計量資料，殺菌率經平方根反正弦數據變換后采用單因素方差分析。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 不同條件下LED紫外線燈照射對金黃色葡萄球菌的殺菌效果比較

試驗結果表明，LED紫外線燈在垂直2 cm處照射3 min及以上，可殺滅菌片上全部金黃色葡萄球菌，殺菌率為100.00%；在3 cm處照射4 min及以上，殺菌率達100.00%；在4 cm、5 cm處照射5 min，殺菌率達100.00%（表1）。

隨照射時間延長，照射距離不同各組（4 cm、5 cm組）的殺菌率隨之增大，經統計學分析各組變化差異均有統計學意義（F=10.929、94.370，P均<0.05）。隨照射距離增大，照射時間不同各組（0.5 min、1 min、2 min、3 min、4 min組）的殺菌率隨之減小，經統計學分析各組變化差異均有統計學意義（F=52.250、14.536、9.583、10.665、41.864，P均<0.05）。

2.2 不同條件下LED紫外線燈照射對白色念珠菌的殺菌效果比較

試驗結果表明，LED紫外線燈在垂直2 cm處照射3 min及以上，對白色念珠菌的殺菌率為100.00%；在3 cm、4 cm、5 cm處照射4 min及以上，殺菌率達100.00%（表2）。

隨照射距離增大，照射時間不同各組（0.5 min、1 min組）的殺菌率隨之減小，經統計學分析各組變化差異有統計學意義（F=28.820、12.104，P均<0.05）。隨照射時間延長，照射距離不同各組的殺菌率隨之增大，經統計學分析照射距離5 cm組殺菌率變化差異有統計學意義（F=27.981，P<0.05）。

2.3 不同條件下LED紫外線燈照射對黑曲霉菌的殺菌效果比較

試驗結果表明，LED紫外線燈在垂直2 cm處照射2 min及以上，對黑曲霉菌的殺菌率為100.00%；在3 cm處照射3 min及以上，殺菌率達100.00%；在4 cm、5 cm處照射4 min及以上，殺菌率達100.00%（表3）。

隨照射距離增大，照射時間不同各組（0.5 min、1 min、2 min、3 min組）的殺菌率隨之減小，照射時間為0.5 min、1 min組經統計學分析差異有統計學意義（F=4.424、14.222，P均<0.05）。隨照射時間延長，照射距離不同各組的殺菌率隨之增大，經統計學分析照射距離4 cm、5 cm 組殺菌率變化差異均有統計學意義（F=4.277、3.215，P均<0.05）。

3討論

紫外線殺菌燈實際上是一種低壓汞燈，其利用較低汞蒸汽壓（<10-2 Pa）被激化而發出紫外光。紫外線能夠破壞微生物機體細胞中的脫氧核糖核酸（DNA）或核糖核酸（RNA）的分子結構，造成生長性細胞死亡和（或）再生性細胞死亡，達到殺菌消毒的效果。細菌中的脫氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）和核蛋白吸收紫外線的最強峰在254～257 nm。細菌吸收紫外線后，引起DNA鏈斷裂，造成核酸和蛋白的交聯破裂，殺滅核酸的生物活性，致細菌死亡。紫外線消毒殺菌用途很廣，可用于醫院、學校、托兒所、電影院、公交車、辦公室、家庭等，它能凈化空氣，消除霉味，此外還能產生一定量的負氧離子，經紫外線消毒的房間，空氣清新[10-13]。在公共場合，經紫外線進行空氣消毒，可避免病原微生物經空氣或物體表面傳播。由于紫外線能夠穿透細胞使其死亡，因此用紫外線消毒時要注意不能直接照射到人的皮膚、眼睛。

LED紫外線燈相比普通紫外線燈具有功耗低、發光效率高、壽命長、體積小等特點[14，15]，通常認為紫外線燈殺菌效果與其照射強度、時間及距離密切相關[2-4]，本文0.12W LED紫外線殺菌燈的研究結果表明，在垂直照射距離為2 cm時照射3 min，對金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的殺滅率均為100.00%；在垂直照射距離為3 cm時照射時間為4 min，對金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的殺滅率均為100.00%；在垂直照射距離為4 cm、5 cm時照射時間為5 min，對金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、黑曲霉菌的殺滅率均為100.00%。因此得出結論：0.12W LED紫外線燈可殺滅足部感染指標菌，其可用于鞋內殺菌器的研制。

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（收稿日期：2016-11-17）