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摘要

二氯异氰尿酸钠(NaDCC)是一种广谱消毒剂，经常用于加拿大魁北克省的卫生系统，特别是在病例中梭状芽胞杆菌难相处的．要想有效地杀灭细菌和孢子，需要足够浓度的盐酸^-分子是必需的。对医院环境中常见的床罩、三聚氰胺、玻璃、胶木等4种表面进行了NaDCC消毒，以了解消毒效果^®．本品采用一步法、二步法和三步法三种应用模式。利用飞行时间二次离子质谱法(ToF-SIMS)，半定量测量的主要分子的兴趣(HOCl^-, OCl^-、NClH NClH₂)进行。结果表明，表面性质和使用季铵盐混合物清洗可参与涉及的化学反应，从而有可能调节NaDCC消毒剂分子的浓度。一般来说，这种调节与来自季铵盐或表面的氮化合物的存在有关，例如床垫上覆盖着一层季铵盐薄膜。在这项工作中，我们发现三聚氰胺会是最坚硬的表面，这可能是最难消毒的。

关键字

艰难梭菌，孢子，消毒，二氯异氰尿酸钠，TOF-SIMS

简介

在医疗机构中，表面消毒剂在通过接触“非关键”的无生命/环境表面控制医院感染的环境传播和传播方面发挥着重要作用[1]。Mafu[2]表明，与无生命物质密切相关的附着细胞可能不太容易受到清洗过程的影响，由于边界层和细胞外膜的分泌。微生物一旦附着在表面，就会对消毒剂和其他抗菌剂产生更强的抵抗力。因此，控制这种医院感染需要适当应用一种策略，以优化减少环境负担[4]。该策略应包括具有杀孢子活性的产品艰难梭状芽胞杆菌孢子。孢子对大多数消毒剂的抗性来自于其脱水状态和由几层不同的蛋白质[5]组成的细胞壁。

采用二氯异氰脲酸钠(NaDCC)对细菌和孢子进行了防治艰难梭状芽胞杆菌在魁北克省的医院杀孢子分子的浓度应达到最佳，以显著降低感染风险。对于二氯异氰脲酸钠(NaDCC)，在溶液处理过程中产生的杀孢子分子主要是HOCl^-分子。据佩雷斯[6]介绍，一种氧化剂溶液，如氯溶液，是有效对抗梭状芽孢杆菌孢子的浓度大于3000ppm。其他作者报道，溶液中浓度为5000 ppm的氯化物分子才有效[7,8]。

因此，许多消毒剂的有效性取决于许多因素，这些因素可能对最终结果产生重大影响。它们包括暴露的时间、温度、有机物的性质、产品浓度、有机物的数量。然而，我们往往忽略了这个方程中的另一个参数，特别是表面和清洁产品膜的化学成分。表面可以与后者发生化学反应[9-11]。正是在这种背景下，我们研究了不同表面之间的化学相互作用以及二氯异氰脲酸钠(NaDCC)在HOCl的产生或损失中的应用的影响^-分子。

探讨不同表面间化学消毒产品成分变化趋势及二氯异氰尿酸钠(NaDCC)在表面消毒中的应用。在这项工作中，四种在医院环境中发现的常见表面类型，如三聚氰胺，玻璃，由甲基2-甲基丙烷-2-enoate制成的床衬垫(PMAM)和树硼石。

材料和方法

测试表面

在医院环境中发现的四种常见表面类型，即玻璃(用于光学显微镜的硼硅酸盐盖卡，VWR国际公司，西切斯特，PA)，三聚氰胺(贝尔- trim，加拿大)和Arborite，也被称为Formica (Compagnie Bélanger，魁北克，加拿大和一块丙烯酸床垫套(聚甲基丙烯酸甲酯(PMAM))(表1)。

表1。测试表面

表面	作文
三聚氰胺	1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺与甲醛尿素结合
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)	甲基2-methylprop-2-enoate
玻璃	SiO2(最重要的分子)
Arborite	用酚醛树脂和三聚氰胺甲醛浸渍层压牛皮纸

对于每一个表面和每一个处理，一个正方形被切割成24个正方形，这相当于24个样品。每个样品的面积为40 × 40 μm²．

制备的化学物质

本研究使用的商品化消毒产品为二氯异氰脲酸钠(NaDCC)。该产品用于魁北克的卫生系统。为了反映医院环境的实际情况，NaDCC溶液是用蒙特利尔市政供水系统的水制备的。在所有的试验中，水都是在相同的采样操作中收集的，并被迅速用于限制可能出现的任何分子浓度的差异。在所有的试验中，产品都是用棉布(Sany, Joliette, QC, Canada)涂在表面。

测试程序

控制

使用未应用产品的表面(对照)可以确定表面的主要化学成分，并区分对照表面和处理表面。

应用的产品

季铵

在消毒之前，像在医院一样清洁表面是很重要的。因此，用浸透产品的棉布将季铵盐(Quat)溶液(制造商推荐的标准1/62稀释倍数)涂抹在每个测试表面(玻璃、三聚氰胺、床垫套或Arborite)。为了确保测试表面完全湿润，用棉布在表面擦拭两次。在任何检查之前，表面至少风干10分钟。10分钟的接触时间是病人离开后医院病房可用性所需的最长时间。然后在ion - tof SIMS IV仪器(ion - tof GmbH, Münster，德国)上使用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)对表面进行测试。

二氯异氰尿酸钠(NaDCC)

为了进行消毒，使用浸泡在产品溶液中的棉布将浓度为5000ppm(与魁北克使用的浓度相同)的NaDCC溶液涂抹在每个表面。在任何检查之前，表面至少风干10分钟。

Cleaning-disinfections试验

表面清洁消毒试验按一步法、二步法和三步法进行。

一个步骤

在分析前，使用棉布将本品涂抹于所有表面，风干10分钟。

两步cleaning-disinfection

在这一部分中，用棉布将夸特溶液(1/62)涂在表面。为了确保惰性物质更好地湿润，将棉布浸泡在化学溶液中，并在表面擦拭两次，然后风干10分钟。在使用TOF-SIMS分析之前，使用类似的程序应用浓度为5000 ppm的NaDCC溶液。

三步cleaning-disinfection

魁北克的一些医院采用三阶段清洗-消毒法对一例肺结核病人进行终末消毒梭状芽孢杆菌．清洗-消毒包括施用季铵(类似两步清洗-消毒)，然后用自来水冲洗，再用NaDCC溶液。

在这一步中，将一种Quat溶液与棉布一起应用于玻璃、三聚氰胺和树石的表面。用毛巾在表面擦拭两次，风干10分钟。然后用温水浸泡过的棉布清洗表面。对于NaDCC，将5000ppm的溶液与棉布一起应用。在这两种情况下，都使用了ToF-SIMS来检查表面。

设备

TOF-SIMS仪器可在École Polytechnique de Montréal获得，用于各种表面的物理化学表征[1,13]，生物研究，飞行时间，TOF-SIMS)。TOF-SIMS数据采集使用TOF-SIMS IV仪器(ION-TOF GmbH, Münster，德国)。

测量

测量采用ION-TOF SIMS IV系统(ION-TOF GmbH, Münster，德国)。系统压力为5 × 10⁹托。该光源是单原子的，由镓69的脉冲束组成。测定了所测离子的质量荷电比。静态模式电压为15 V，电流为0.5 μ A。因此，表面没有受到轰击的影响，单层膜的寿命是几个小时，所以在动态模式下，表面在几纳秒内就被破坏了，电流是1 a /cm²．剂量小于1011个离子/厘米²必须得到尊重。验证的参数为:电流2.0 pA，氢分辨率小于0.8，硅分辨率大于8000。一次离子脉冲宽度为30 ns，脉冲电流为2.0 pA，一次离子剂量小于5 × 10¹¹离子/厘米²，远低于1 × 10的阈值¹³离子/厘米²要求保持静态模式。静电电荷被低能电子源中和。二次离子光谱在40 × 40 μ m、128 × 128像素(每个像素一个脉冲)的表面积上采集，每个样品只有一个位置。测量首先在两个极性进行，即正(SIMS+)和负(SIMS−)。

在三个地方分别对处理过的表面和对照进行测量。将三种测量方法的光谱与标准光谱进行比较。考虑了与标准光谱比较接近的光谱，并将其作为鉴定和定量的光谱。它是关于目前浓度的半定量测量。第一步是分析所研究的三种表面类型的化学成分。在第二步中，对表面进行了单独的表征，首先用NaDCC进行表征，其次只用Quat进行表征。存在的元素表征了物质或其与表面的相互作用。本研究中所有感兴趣的分子都是负极性的。因此，SIMS阳性结果不予考虑。

滞留分子为次氯酸盐分子(ClO⁻)和次氯酸(HOCl^-)，因为它们是氧化(ClO⁻)和杀菌(HOCl^-)的力量。应该指出的是，所使用的方法不允许我们评估次氯酸分子蒸发速率。分子数半定量的结果用检测到的Cl数归一化₂分子作为参考。这是合理的，因为该分子被制备的NaDCC和QUAT溶液共享。这些产品的制备通常需要用含有氯分子的市政用水进行稀释₂．这些分子的存在可以被加入到过程中存在的分子中。校准后，从分子质量中鉴定出感兴趣的分子。对于对照底物，采用基于底物化学组成的先验知识选择的其他元素周期表组合来解释相同的分子质量。利用制造公司提供的软件，对曲线划定的区域进行积分，计算出峰值下的面积。因此，分子的数量在这里得到。感兴趣的分子包括氯₂,克罗⁻, HOCl^-， NClH和NClH²被确定。NClH和NClH²是四氯残留与氯分子反应的结果，此外，胺的形成降低了潜在的消毒剂。

结果

由于它们各自的化学组成，表面对应用处理的反应不同。因此，TOF-SIMS检测器接收到的杀菌基团分子数量不允许在不同表面[11]之间进行比较。因此，有必要对同一表面产生的不同杀菌分子的数量进行比较。

同样，本研究仅依赖于治疗之间的定性和非定量分析。由于某些物理现象，探测器接收到的分子数量是一个无法量化的变量，因此有必要停止报告足以确定一个分子是否比另一个[11]分子占优势的数量级。

不同分子的半定量结果显示在图1在4。图表显示所研究的主要成分的浓度的主要变化取决于表面和清洁技术的性质。它们是光谱峰的强度，与每一次根据分组和处理在表面上出现的大约分子数有关。这就是为什么我们不能对数据进行统计处理的原因(图1)。

图1所示。Arborite。

Arborite^®

与对照相比，这一表面显示，氯胺在Arborite表面的成分中很少^®．自来水的加入可能导致NClH和HOCl的峰强度增加^-．还观察到，在氯胺存在的情况下，NaDCC的添加引起了显著的增加，在较小程度上，ClO的存在也引起了增加^-．上传季铵产物(QUAT)对胺类化合物峰强度的读取影响不大。当氯胺与夸特最大结合时的存在。ClO的生产⁻被添加物轻微刺激。然而，我们注意到，通过三步技术减少氯胺存在的峰值强度似乎对次氯酸的浓度有影响。在这个表面上的应用没有显示出HOCL分子的重要浓度^-(图2)。

图2。三聚氰胺。

三聚氰胺

经检测，三聚氰胺的成分由NClH和NClH2组成。我们也可以同时观察两个ClO⁻和HOCL^-表面的分子。自来水的加入可能导致ClO的增加⁻分子和清洁消毒剂的使用对阅读影响不大。通过添加NaDCC的对抗只有在ClO存在时才有明显的效果⁻和HOCL^-和氯胺，而组合QUAT- NaDCC和也有影响，但程度较小。用自来水冲洗至第三步，可使HOCL消失^-而NClH离子在这个表面上主导了三步策略的使用(图3)。

图3。床垫套。

床罩

水的使用也导致氯胺的存在增加和HOCL的消失^-但是氯和次氯酸。氯胺的增加是次氯酸增加的两倍多。就像另外两种表面一样，QUAT只产生少量胺和分子消毒剂。缺点是，NaDCC的使用提供了一个显著的NClH2和HOCL峰^-．两步技术与NaDCC的区别主要在于Cl2的存在。在QUAT和NaDCC之间的漂洗阶段，三步技术有一个明显的次氯酸分子ClO的强度峰值⁻-氯Cl2分子。次氯酸消失，二氯胺(NClH2-)的浓度降低(图4)。

图4。玻璃。

玻璃

在这个表面观察到分子和ClO的存在^-, NClH₂, HOCL^-．同样的情况也发生在自来水上。将季铵盐上传到玻璃表面会导致NClH分子的峰强度显著增加₂和HOCL^-．这是一种在其他表面上没有观察到的现象。单NaDCC和QUAT处理有利于HOCL分子的存在^-和ClO的^-还有少量的氯胺。三步策略显然有利于HOCL分子的产生^-还有少量的氯胺分子。这种表面化学上更容易清洗和消毒的孢子艰难梭状芽胞杆菌．

讨论

一些医院从二氯异氰脲酸钠(NaDCC)溶液中提取次氯酸盐分子来对抗艰难梭状芽胞杆菌．事实上，正是NaDCC在溶于水中时允许产生次氯酸和次氯酸分子，即次氯酸钠。

C_3.Cl₂N_3.O_3.Na + 2 h₂OC_3.H_3.N_3.O_3.+ HOCL^-+钠⁺+克罗^-

次氯酸的有效性与不带电荷以及分子的化学形式有关，这类似于水的化学形式。细胞质膜允许这个分子与水一起通过，次氯酸氧化细菌[14]内部的酶活性。为梭状芽孢杆菌根据Fuzukaki，孢子中OH的浓度⁻离子在破坏蛋白膜和诱导孢子裂解中起作用。如果不破坏膜，带负电荷的次氯酸盐离子就会被膜[15]中的阴离子排斥。

在消毒剂清洗过程中，如果有机污染存在，通常应在消毒前进行清洗，因为表面的有机物会降低氯离子[16]的效能。在魁北克，季铵盐(Quat)是一种具有洗涤作用的阳离子表面活性剂，一般用于医院设施。

夸特在表面产生含有氮分子的干膜。当应用于此膜的氯溶液干燥时，可以形成氯胺(NHCl2, NH2Cl和NCl3)。它们被认为具有比消毒剂氯离子低的电位，但不具有杀孢子剂[18]的电位。因此，研究在应用清洁剂和消毒剂之间插入冲洗步骤的重要性。需要注意的是，除了与干膜的Quat反应外，氯溶液还可以与某些表面(如三聚氰胺)所含的氮分子反应，并覆盖床垫(图2,3)[11]。假设发现床垫套上的氮产物为对照(图3)，因为这不是一个新的。尽管床垫套是合成的，但后者看起来像一个编织表面。因此，要消除可以放置在那里的夸特胶片将更加困难。

图1-4所示的结果表明，所需分子的峰强度高度变化取决于表面的性质。从这些图中可以观察到，氯胺离子通常存在于任何表面和处理方式上，即使是自来水。经过处理的自来水含有氯胺和氯分子。清洁产品、消毒剂、自来水和所有表面发生化学反应，从而调节潜在杀孢子虫分子的产生。这种化学相互作用使得氯胺和低强度的氯化分子在三聚氰胺和胶木表面的存在比其他两种表面更多。随后的一项使用次氯酸钠的研究也表明，与其他表面相比，三聚氰胺上的氯胺产量增加。

如图1和图2所示，无论使用何种技术，结果表明，与图3和图4中使用的三步技术相比，NaDCC并没有真正创造出一个杀孢子化学环境。尽管图1和图2中出现了这种情况，但仍然认为三步冲洗技术是一种机械作用，在为消毒剂准备表面的同时，可以进一步清除细菌和有机残留物。与直接在干燥的表面上使用相比，孢子悬浮在水中使产品更有效。水的存在使孢子重新水化，从而促进氯离子在孢子内的渗透，从而损害其再生能力。

然而，我们观察到，一个相对稳定的化学表面，如玻璃不具有分子组成，氨基和氯离子在强度上占主导地位，无论处理类型1、2或3步骤。表面氯分子强度峰的存在及其重要性，理论上可以达到促进孢子杀灭活性的环境。这一观察是非常重要的，特别是在重症监护地区。含有氨基酸离子的材料在这些关键领域可能会有问题，因为存在环境污染的风险艰难梭状芽胞杆菌孢子。

总之，这项工作主要允许研究化学性质对表面的影响，以及当NaDCC溶液被应用于材料表面惰性时，清洁产品的趋势，HOCl-、杀微生物剂和杀孢子分子的生产。这项工作揭示了从NaDCC中产生HOCl-的倾向于受表面性质的调节，如玻璃表面和床垫垫。我们还发现，该工艺和清洁消毒产品可以调节盐酸的浓度^-分子。在化学稳定且无氮分子存在的表面上，三步技术在HOCl浓度下表现出更强的杀孢子和杀微生物潜力^-与其他类型的表面相比。目前在医院中，很少考虑表面的化学成分与感染风险的关系。在这项工作中，三聚氰胺将是最难以消毒的硬表面。这项研究表明，当我们想要开发出对抗细菌和孢子的良好程序时，考虑到表面和清洁产品的性质可能是重要的。

确认

作者要感谢来自LIAB和Groupe的Edward Sacher博士和Suzie Poulin女士Hygiène和salubrité的服务des activités de soutien et du partenariat du Ministère de la Santé和des sociaux du Québec的合作，Ministère de la Santé和des sociaux du Québec的资金支持，使这个项目成为可能。最后，作者要感谢Alberta Aryee博士和Reza Zareifard博士编辑了这篇文章。

作者的贡献

RM构思、设计了实验，并撰写了主要的手稿文本。AAM撰写了主要的手稿文本。DAB、MT、DM进行实验并对数据进行分析。LY和GP监督实验工作，审阅稿件。

的利益冲突

没有利益冲突需要声明。

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