這是一種利用放射源或者射線裝置產生的高能電離輻射殺滅細菌、病毒、微生物的先進滅絕技術。常用的射線源有兩種,一種是鈷60、銫137這類放射性同位素放射源;另一種是利用加速器加速電子撞擊金屬靶產生X射線的射線裝置。
這個能量有多高呢?需要做一下對比,大氣中分子運動能量一般為0.03電子伏特,一般構成碳基生物的基礎化學鍵鍵能只有幾個電子伏特,核爆炸中帶電粒子的能量為零點幾到3兆電子伏特。這樣的高能射線可以在微生物內部產生一系列物理或化學反應,可以打斷化學鍵,破壞蛋白質結構,也可以產生高活性自由基殺死細菌或病毒,從而達到抑制或殺死微生物的目的。
這種技術誕生于上世紀五十年代,幾乎緊跟著核武器和核電的發展同步發展起來了。美國強生公司首先將其應用于醫療器械的消毒滅菌。隨后,輻照滅菌還廣泛應用于食品工業。目前粗略估計,在發達國家,輻照滅菌技術占食品、醫療衛生用品滅菌市場的80%以上,這是因為它具有傳統滅菌技術難以比擬的優勢。
對于醫療衛生用品,一般使用環氧乙烷滅菌法。環氧乙烷是一種有毒、易爆的有機物,但是它有廣譜滅菌效果。需要滅菌的口罩、手術器械等拆開包裝,在環氧乙烷氣體中熏蒸一定時間即可達到良好的滅菌效果。環氧乙烷遇水會生成乙二醇,有一定毒性,因而不能用于食品滅菌。這種方法看起來也不錯,但是生產周期有點長,因為經環氧乙烷熏蒸后的口罩需要靜置7-14天,讓殘留的環氧乙烷揮發干凈才能使用。疫情不等人,如果都用環氧乙烷滅菌,武漢的醫院里恐怕很快就沒有口罩和防護服用了。
這時候,輻照滅菌就顯示出它的優勢了。輻照滅菌速度極快,依據輻照源強度的不同,滅菌時間一般也就幾十分鐘到數小時不等。更重要的是,需要滅菌的產品都不用拆包裝。γ射線和X射線的能量如此之高,包裝上的塑料和紙對它們而言幾乎是透明的。射線可以輕松穿透包裝直達細菌等微生物,殺死它們后揚長而去,繼續摧毀路徑上其他微生物,頗有一種十步殺一人,千里不留行的感覺。不需要拆包裝也就不需要重新包裝,這避免了滅菌后的產品的二次污染風險。
現在的輻照滅菌裝置是全自動化的,以醫用防護服為例。工廠生產的防護服包裝成箱,送到輻照滅菌廠。在這里,每個箱子上掛一個劑量計,用于核對本箱產品所受的輻照劑量。然后,類似機場行李輸送帶一樣的自動輸送裝置會把他們挨個送進輻照室,接受γ射線或X射線的輻照。產品在輻照室內所走的路徑、放置的位置以及停留的時間都經過計算,保證它們收到的輻照劑量符合滅菌技術要求。隨后自動出來,直接裝車運往醫院等使用現場即可。效率之高完全秒殺所有其他滅菌方式。(注:2月12日,上萬件一次性醫用防護服從運抵北京金輝公司到完成滅菌等待運走,僅用了6小時。這是其他方法做不到的)
照滅菌后的產品會有放射性嗎?
這個真沒有!
輻照源鈷60和銫137本身有放射性,高能電子束射線裝置在工作的時候也有放射性,可是經它們輻照之后的產品是不帶放射性的。
目前使用的輻照滅菌的電子束能量低于5兆電子伏特,鈷60γ射線的能量是1.33兆電子伏特,它們能夠破壞微生物結構從而殺死它們,但還不足以誘發核反應導致感生放射性。核物理中,導致穩定原子核活化、產生感生放射性的能量閾值是10兆電子伏特,高于此能量的射線會導致空氣或者受輻照物質中的原子發生核反應,產生殘留放射性。如果能量低于10兆電子伏特,無論輻照多大劑量都不會產生放射性的。這個結論是物理學計算的結果,也得到了自1950年起無數輻照科學研究和工業實踐結果的證實,是值得信賴的。
除了醫療用品,輻射滅菌還用在哪些領域?
還有食品、藥品、化妝品、玩具等,凡是與人接觸需要滅菌的,都可以采用輻照滅菌。輻照滅菌廣泛應用于各種農副產品、調味品、海鮮、水果的保鮮處理。1999年12月,美國出現了3000多起沙門氏菌感染,造成了一起嚴重的公共衛生事件,其原因就是進口芒果中含有沙門氏菌。而輻照滅菌可以有效殺滅沙門氏菌等常見的致病菌,即使它深藏于冷凍食品的內部。各種禽類、肉類、蔬菜、蘑菇、谷物都可以使用輻照滅菌。不用解凍、不用開封,照完就走,效率極高。經輻照滅菌的密封肉制品在室溫下儲存兩年仍可保持品質,效果顯著。