收獲土豆或洋蔥後,經過壹段時間的休眠,它們會壹起發芽。這是日常生活中常見的現象。如果在休眠期使用鈷-60伽馬射線照射,就可以破壞發芽組織,保證在半年以上的時間裏不發芽,而且食物的口感和成分絕不會有任何變化。
此外,還可以利用輻射的殺傷力。汙水處理通常采用活性汙泥法。產生的沈澱物和汙泥漿也非常難聞,需要進壹步處理。日本采用的處理方法是在焚化爐中焚燒汙泥。德國則使用鈷-60 發出的伽馬射線進行處理,並在慕尼黑附近建立了專門的試驗場。該試驗場已投入使用,每天可處理約 100 立方米的汙泥漿。這是利用輻射殺人的壹個例子。
汙泥漿本身含有大量的磷、氮和其他優質肥料。但另壹方面,人們又擔心汙泥中隱藏著各種各樣的細菌。因此,在將其用作肥料之前,首先要用鈷-60 伽馬射線進行輻照滅菌。
放射性同位素的殺傷力在治療領域的應用更為人們所熟知,其中之壹就是癌癥放療。許多人可能已經聽說過癌癥患者會接受鈷-60的放射治療。換句話說,就是利用放射性殺死細胞的特性來殺死癌細胞。
利用放射性同位素發射的射線對人體進行徹底殺菌,是輻射殺傷力最直接的用途之壹。這也是人們最容易想到的射線應用之壹。特別是,人們經常使用射線對醫療設備進行殺菌和消毒。這也是另壹種典型的以毒攻毒的方法。
早期,人們對手術中用於縫合傷口的縫線和腸壁縫線進行消毒。這些縫合線是膠狀物質,由牛、羊的骨膠或皮膠制成,手術後縫合在體內,慢慢消化吸收,無需拆線。由於這些成分的來源和自身特性,這些縫合線很容易受到細菌的感染,而且它們本身也是蛋白質,無法用高溫消毒。因此,這些縫合線經常會造成感染事故。因此,對於這類耐熱性差但又必須進行滅菌和消毒的物品,使用射線進行滅菌是非常合適的。
後來,隨著石油化工的發展,壹次性塑料(用過即扔)醫療器械逐漸增多。因為它具有以下壹些優點:可以防止院內交叉感染、使用方便、節省人力等。這些醫療器械的滅菌過去壹直采用氣體滅菌法。可以使用高溫蒸汽,也可以使用環氧乙烷氣體,但這種滅菌方法已不適用於塑料產品。使用輻射滅菌法滅菌的物品數量迅速增加。據說,近 30% 的包裝醫療器械都是用輻射滅菌的。
在日常生活中,經常可以看到壹些註射器用過壹次就扔掉了。只要剪開包裝用的聚乙烯塑料袋,取出註射器紮進手臂進行註射就可以了。像這樣,把註射器裝進塑料袋,連同包裝壹起直接進行消毒滅菌,只有輻射消毒滅菌法才有這種方便的特點。
除了註射器和手術縫合線可以使用輻射滅菌外,還有其他壹些物品,如插入支氣管的探針導管、外科橡膠手套、采血用的采血板、插入子宮的避孕環、人工腎透視器等,也可以使用輻射滅菌技術進行滅菌。此外,用於無菌實驗動物的飼料也可以使用輻射滅菌。輻射消毒的應用在不同國家也各不相同。例如,在印度,青黴素、四環素和其他藥品都是通過射線消毒滅菌的。在俄羅斯,即使是塑料醫療用品、疫苗、血清等,也只有使用射線滅菌法才是唯壹可靠、適用的消毒方法。
滅菌設施的基本原理非常簡單:它裝有壹個很強的鈷-60放射源,放射源周圍有壹個傳送帶裝置,依靠傳送帶的不斷運動,待滅菌的物品緩慢地通過旁邊的鈷-60放射源,達到滅菌的目的。 1983年,《食品法典》增加了輻照食品標準;
◆ 1986年,英國輻照和新食品咨詢委員會發布了輻照食品指南。1992年和1997年,世界衛生組織發布了兩份關於輻照食品安全性的報告;
◆ 1998年,美國食品和藥物管理局宣布紅肉的輻照殺菌是安全的。家禽和海鮮的輻照消毒早已被宣布為安全。聯合國糧農組織、世界衛生組織、國際原子能機構(FAO/WHO/IAEA)於1995年粘9月25日公布了世界上37個聯合國輻照食品標準品種,其中有10個國家的輻照藥材,是作為壹類食品管理的,其劑量在10-30kGy之間。而食品,是由聯合國糧農組織、世界衛生組織、國際原子能機構(FAO/WHO/IAEA)資助的輻照食品安全蓮花蓮花專家委員會於1980年12月4日批準的,為了便於實物的保存,任何食品都可以采用劑量在10kGy以下的輻照,不需要進行毒理學方面的試驗。壹般認為,食品輻照是壹個物理過程,劑量小於10 kGy的輻照不會造成毒理學危害。從研究結果結合國際上對西藥輻照的研究成果來看,當劑量小於10 kGy時,γ射線輻照對藥材中大部分有效成分的影響可以忽略。藥材中有效成分的輻照主要是由水的間接作用引起的,含水量大時有效成分的輻照量會增加。目前尚未發現已確定的輻照產物對人體有毒,這些輻照產物也會或多或少地存在於光解和原藥材中。據有關資料報道,在輻射消毒劑量使用量上,輻射對藥物的影響可概括為幹性藥物和軟膏劑對輻射消毒最穩定,水溶液藥物最不穩定。
根據大量文獻報道,產品滅菌劑量的選擇可參照以下輻照滅菌公式計算 SD=DlogNo/N(SD 為滅菌劑量,D 為細菌耐藥性,No 為滅菌前汙染細菌數,N 為滅菌後存活細菌數)。美國藥典(USP25)規定 2.5kGy 為有效滅菌劑量。我國衛生部於 1997 年頒布了《60Co 中藥滅菌標準》,該標準限定了國內流通的中藥可采用 60Co 輻照滅菌,規定了允許輻照的藥材和中成藥的品種和劑量。中藥輻照最大吸收劑量標準如下:
散劑 3kGy
片劑 3kGy
丸劑 5kGy
中藥粉末原料藥 6kGy 藥品輻照滅菌
使用 60Co 放射源發射的伽馬射線。輻射同位素60Co是用高純度金屬鈷在原子反應堆中輻照得到的,它的物理半衰期為5.26年,按β-形式衰變,衰變時發射出兩種能量分別為1.17和1.33兆電子伏特的γ射線。γ射線屬於電磁波,具有光速,不受電場或磁場的偏轉,對物質的穿透力很強,是電離輻射。它的穿透力很強,屬於電離輻射。
γ射線與微波不同,γ射線的頻率高達3×1018~3×1021Hz,輻射的分子、原子、離子和電子沒有被極化,不隨電磁場的變化而旋轉,所以不會產生熱效應。γ射線的能量大於分子鍵能,因此能使分子電離和鍵斷裂,從而達到殺菌作用。壹般來說,γ射線可使所有蛋白質變性;溶液中的酶失活;脫氧核糖核酸在溶液中粘度下降,幹燥狀態時交聯或降解,或兩者兼而有之。γ射線的殺菌機理分為直接作用和間接作用:
(1)直接作用 γ射線直接破壞微生物的核糖核酸、蛋白質和酶而致死。微生物中的核糖核酸、蛋白質和酶分子吸收γ射線能量後被激發或電離;激發態分子的***價鍵斷裂或與其他分子發生電子轉移反應,產生自由基;電離分解或發生其他分子反應,導致微生物分子結構破壞而死亡。
(2)間接效應 γ射線能量被微生物生命物質周圍的重要分子如水等吸收並激發或電離,導致水分子激發,電子水離子,或裂解成氫氧自由基、羥自由基,從而與核糖核酸、蛋白質、酶等產生壹系列氧化還原反應,導致微生物死亡。
在輻射微生物學中:有些微生物對輻射很敏感,因為這些微生物不具備修復輻射引起的損傷的能力,而抗輻射微生物則能頂住輻射損傷。各種微生物對輻射的敏感性差異很大;革蘭氏陰性微生物對輻射敏感,而有些革蘭氏陽性微生物對輻射異常敏感。牙孢子比生長細胞更耐受輻射,因此在對含有牙孢子的物質進行消毒時應特別小心。微生物的致死劑量,還取決於所處的環境及其生長周期的哪個階段,不同階段對輻射的敏感性不同。
壹般認為,病毒比細菌芽孢的抗輻射能力強,其抗輻射性能隨微生物個體的減少而增加,芽孢的抗輻射性能依次為細菌、酵母菌、黴菌強壹些。1、含紫菀、錦葵、乳香、天竺黃和透骨草以上(含透骨草壹種)的中藥材輻照滅菌時,最大吸收劑量不得超過3 kGy;含龍膽草、龍膽的藥材不得進行輻照滅菌;
2、輻照前需測定樣品的細菌汙染量;根據細菌汙染量確定輻照劑量。
3、輻照時盡量采用小包裝輻照。包裝材料必須耐輻照,同時樣品包裝必須符合要求,以免輻照後造成中藥微生物再次汙染。
4、控制中藥用水,減少輻照產品的產生。
5、對於某些變異品種,可采用多種方法聯合滅菌。