紫外线杀菌效果实验设计

实验设计：紫外杀菌效果的检测原理：紫外线主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体)的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死，从而达到消毒的目的。紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等，从而改变了DNA的生物活性，使微生物自身不能复制，这种紫外线损伤也是致死性损伤。真空紫外光穿透能力极弱，灯管和套管需要采用极高透光率的石英。不同种类的微生物对紫外线的敏感性不同,消毒时必须使用能杀灭目标微生物所需的照射剂量,其抵抗力由大到小排列次序为真菌孢子细菌芽孢细菌繁殖体。杀灭细菌繁殖体时照射剂量应达到10000μW·s/cm2;杀灭细菌芽孢时应达到100000μW·s/cm2。病毒对紫外线的抵抗力介于细菌繁殖体和芽孢之间,真菌孢子的抵抗力比细菌芽孢更强,有时需照射剂量达到600000μW·s/cm2。在消毒目标微生物不详时,照射剂量不应低于100000μW·s/cm2。紫外线灯的辐射强度随距灯管距离的增加而降低。紫外线杀菌效率还受到温度和湿度的影响，作用各有不同，有待进一步的探讨研究。主要仪器设备：实验一（菌种和杀菌时间、温度不同紫外线杀菌效率不同）实验装置温度35℃和湿度都保持平衡不变实验二（距离不同紫外线杀菌效率不同）实验装置实验仪器：高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱、电热干燥箱、振荡培养箱、试管、三角瓶、烧杯、量筒、玻璃棒、天平、药匙、pH试纸(1-14)、橡胶塞、棉塞、记号笔、皮筋、报纸、培养皿（中）、移液管（1ml）、玻璃珠、吸水纸、电炉、接种环、镊子、搪瓷杯、酒精灯、菌落计数器、放大镜、一些遮阳伞的布料、报纸药品及试剂：营养琼脂（或牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、琼脂粉、10%NaOH，10%HCl）大肠杆菌（革兰氏阴性菌，44103）、枯草芽孢杆菌（芽孢杆菌，11060）、金黄色葡萄球菌（革兰氏阳细菌，slv-350）新的紫外灯紫外线灯管(开)隔板平行样紫外线灯管菌种样外围为特制的透明玻璃器皿DCBA实验路线方法（实验方案）：一、实验前的准备1、玻璃器皿的准备玻璃器皿在实验前必须洗涤干净，根据实验要求准备相应数量，移液管、培养皿等包装好后灭菌。可采用干热灭菌法处理。2、培养基的准备1）称量：直接称量一定量的营养琼脂2）熔化：在沸水浴锅中加热熔化。3）调pH：10%NaOH，10%HCl调pH至7.4-7.6。4）分装：将溶化的固体培养基趁热加至漏斗上，装试管时，装量不超过试管的1/4，注意管口不要沾上培养基。5）加塞：试管应先捆成一捆，然后再于棉塞外包扎牛皮纸，贴上标签，注明培养基名称、日期、组别。6）将培养基、无菌水放入高压蒸汽灭菌锅内，湿热灭菌。3、无菌水的制备用量筒量取150ml自来水于带玻璃珠三角瓶中，塞上棉塞，包扎报纸（4层）。二、菌种的活化从大肠杆菌的样菌中用接种环在无菌操作下接种到斜面培养基上放入恒温培养箱中培养24小时左右，菌种长得比较好。再次将菌接种到新的斜面培养基上培养24小时。金黄葡萄球菌和枯草芽孢杆菌重复上述操作。三、菌种稀释取出经过两次接种培养的大肠杆菌，用接种环刮下一点点放入盛有100ml无菌水的带有玻璃珠的三角瓶中，入振荡培养箱中振荡摇匀20min，使菌种和水充分混合，取1支1ml无菌移液管从三角瓶中吸取1ml（此操作要求无菌操作），加入另一盛有9ml无菌水的试管中，混合均匀，以此类推分别制成0.1、0.01、0.001、0.0001等不同稀释度的土壤溶液。将不同稀释倍数的菌液进行稀释平板法后培养一段时间，将菌液cpu计数，找到数量在30~300数目间的稀释倍数的菌液。二、做样板将数量在适宜范围内的稀释后的菌液，用0.5ml的无菌移液管在无菌操作和环境下将菌液移到无菌平皿里，再将融化的培养基冷却到室温后在无菌操作下倒入平皿中，然后放在平稳的桌面上进行缓慢的顺时针的旋转直至培养基凝固。按上述方法做32个样板。金黄葡萄球菌和枯草芽孢杆菌重复上述操作，但都只做10个样板。三、实验一1、实验前，将装置一的紫外灯打开一段时间进行装置内的消毒2、将大肠杆菌平板分成5组，放在不同层，其中一组带着皿盖还包着一层遮阳伞的布料放入其中，其他四组a/b/c/d分别打开皿盖放入装置内，待一分钟后将a组盖上皿盖和布料，2min后b组，7min后c组，20min后关掉紫外灯。3、将枯草芽孢杆菌和金黄葡萄球菌依次重复2操作，得到平板。4、将装置的温度改成5℃，取10个大肠杆菌的平板，重复操作2，得到平板。4、将平板取出做上相应的标记后，放入35℃的恒温培养箱中培养24小时后，进行菌落数的计数。四、实验二1、实验前，将装置二的紫外灯打开较长的一段时间2、在装置里紫外灯中心距其0、0.4、0.8、1.6、3.2米的地方上打开皿盖放置平行样板，再在其中心线上距其任一位置上放置一组带有皿盖并包裹了遮阳伞材料的平行样，要求其温度恒温在35℃，让紫外线照射10min.3、取出平板放入恒温培养箱中进行培养24h，数出菌数并计算出杀菌率。五、试验台清理将所有废弃的培养基都放到指定的地方，清理好仪器并摆放整齐。实验结果：（表格）按以下公式计算杀菌率：杀灭率=100%*实验一：未经照射的菌落数/皿—照射后菌落数/皿未经照射的菌落数/皿温度为25℃，湿度30%未照射1min3min10min30min大肠杆菌菌落数杀菌率/金黄葡萄球菌菌落数杀菌率/枯草芽孢杆菌菌落数杀菌率/温度5℃，湿度30%距离未照射1min3min10min30min大肠杆菌菌落数杀菌率/实验二温度35℃，湿度30%距离0m0.4m0.8m1.6m3.2m未照射大肠杆菌菌落数杀菌率菌种菌落数时间结果讨论：不同的菌，紫外线的杀菌时间不同，对于一般的细菌只要很短的时间，对于有芽孢的菌，它本身抗逆性非常强，因此杀灭的时间会相对更长一些。对于水处理中，这个时间会很重要，它意味着菌是否杀干净了。不同温度对于紫外线杀菌效果是否相同，这也有必要验证。我查阅的资料说在温度低于10℃时，紫外灯的杀菌率会明显变化。如果实验结果是这样，那么在一些特殊的环境，紫外灯灭菌就不适用了。我们都知道距阳光越远我们所感受到的热量就越低，这说明距离对于紫外线杀菌也会有一定的影响，这就会有一个杀菌效率高的距离。对于一些想要用紫外灯来灭菌的处理厂而言，就显得非常重要了，有了这距离他们就可以设计污水处理是池子所应设计的最大直径。参考资料:何维.广西轻工业.2000年第4期.《实验室紫外灯杀菌效果观察》刘素球,李丽萍,彭卫红,张珉、护理研究.2010.1.14.《紫外线空气消毒影响因素与消毒时间的研究进展》