病毒于自然环境中可存活一定时期,有些经数周或数月,有些经年余仍有传染性,故病毒的灭活于传染病预防中具有重要意义。病毒仅能于活细胞内通过核酸复制繁殖。破坏病毒核酸的糖磷酸主链可阻止其复制。破坏病毒的包膜或衣壳,若将其溶解或破裂,则核酸即暴露或流失,若使其蛋白质凝固,则核酸被封闭,亦无法复制。此外,破坏病毒外层的结节、纤毛或刺突等吸附器官,可阻止其附着细胞侵入内部。上述情况出现其一,病毒即可失去传染性。但当灭活因子剂量小,作用时间短,则有复活可能。
病毒灭活时,其感染性的消除常先于抗原性的消除,并多呈指数递减。但于灭活后期,速度常减慢,主要原因为: ①病毒悬液中存在抗力较强之个体; ②病毒聚集成团,或外层及其粘附物变性阻碍消毒剂渗入; ③消毒剂浓度逐渐降低等。目前,以动物接种、鸡胚培养及组织培养等方法测定病毒的存活,故“完全灭活”一词仅说明灭活至感染水平以下,并不一定意味病毒已全被杀灭。病毒对理化因子的抵抗力多介于细菌繁殖体与芽胞之间。除个别外,能杀灭细菌繁殖体及芽胞的方法或药物均可灭活病毒。若仅破坏病毒的传染性,不要求保留病毒抗原性,则以高热、电离辐射和氯制剂最为实用。
热可有效地杀灭病毒。多数病毒加热至56℃,作用30min,衣壳蛋白质即开始变性。核酸较蛋白质耐热,至70℃以上,核酸的两股才分开,糖磷酸主链才断裂。当有阳离子存在,加热可使杆状病毒变成球状,将核酸围于深处,使之更难于被灭活。有机物对病毒亦有一定保护作用。乙型肝炎病毒抗热能力较强,需煮沸5~15min才被灭活。由于影响热灭活因素较多,故实际应用时对乙型肝炎病毒应煮沸30min,或用压力蒸气(121℃)处理15min。
电离辐射对病毒不仅可直接作用其本身,且可间接通过电离产生氧化还原物质使其释放RNA而失去活力。病毒对电离辐射的抵抗力与细菌芽胞相同或稍强,双股复杂病毒较单股简单病毒抵抗力强,小病毒较大病毒的抵抗力强。如对牛痘病毒D10的剂量为0.53Mrad;对脊髓灰质炎病毒为0.65Mrad;对多瘤病毒有时需高至5.3Mrad(见“电离辐射灭菌”条)。
紫外线照射时,病毒被灭活前可吸收几千个光子,但有时仅一个光子击中核酸的关键性化学键使其断裂、交联或形成共价键,而使之灭活。病毒的核酸较蛋白质对紫外线更敏感,故病毒被照射后虽常吸附于细胞,但不能繁殖。对流感病毒照射1000μW·s/cm2可灭活90%;2000μW·s/cm2可灭活99%; 大于5000μW·s/cm2可灭活99.99%。对乙型肝炎病毒,照射剂量为8000~12000μW·s/cm2,仍不能使其失去传染性。
病毒可分为亲脂性和亲水性两类。亲脂性病毒易吸附于类脂质。此类病毒多有包膜,如单纯疱疹病毒、牛痘病毒和流感病毒等,对消毒剂,特别是亲脂性消毒剂的抵抗力较弱。亲水性病毒不易吸附于类脂质。此类病毒均无包膜,如脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、人肠道细胞病变孤病毒及肝炎病毒等,对消毒剂,特别是对亲脂性消毒剂,抵抗力较强。
含有烷基或苯基的消毒剂,烷基链越长,亲脂性越强,越不易与亲水性病毒接触,对其灭活作用也越差。季铵盐类消毒剂含烷基链较长,对亲脂性病毒只要0.1%溶液作用10min即可,而对亲水性病毒,10%溶液作用24h也不能使其灭活。苯酚对亲脂性病毒仅需1~2%浓度作用10min即可,而对一般亲水性病毒需将浓度增至5%,对乙型肝炎病毒更需将作用时间延长至24h以上;邻苯基苯酚亲脂性比苯酚强,对亲脂性病毒仅需0 12%浓度作用10min,而对亲水性病毒,即使浓度加大100倍,也不能使其灭活。乙醇对亲脂性病毒用30~40%溶液作用10min即可,但对亲水性病毒则需50~70%溶液作用10min,对乙型肝炎病毒用50%溶液作用1~2h亦不能完全消除其抗原性; 异丙醇较乙醇多一个烷基,对亲脂性病毒作用较乙醇稍强,20~30%溶液作用10min即可,但对亲水性病毒的作用却较乙醇差,浓度须增至90~95%。甲醛仅含一烷基,对亲水性与亲脂性病毒的灭活作用相差较小,除对脊髓灰质炎病毒需8%溶液作用10min外,对柯萨奇病毒与人肠道细胞病变孤病毒则和亲脂性病毒一样,仅需2%溶液即可。戊二醛含烷基链较长,对亲脂性病毒仅需0.02%浓度作用10min,而对亲水性病毒则需1~2%浓度作用10min,对乙型肝炎病毒表面抗原,需2%浓度作用30分钟,才可将其破坏。
某些消毒剂与类脂质无特殊亲和力,故对亲脂性或亲水性病毒的灭活能力相差亦不明显。如过氧乙酸的0.04%溶液对亲水性及亲脂性病毒均需作用5min(破坏乙型肝炎病毒表面抗原需0.5%溶液作用30min)。0.02%次氯酸钠溶液,对亲水性或亲脂性病毒的灭活,均需作用10min。0.4%乙型丙内酯溶液亦同样可灭活各种类型病毒。常用病毒消毒剂尚有臭氧与碘。臭氧多用于水的消毒,用量0.05~0.45mg/L,作用2min,可将脊髓灰质炎病毒灭活。碘液在3~40mg/L,碘伏溶液在150mg/L浓度下,作用10min,可使亲水性病毒灭活率达99%。升汞、亚硝酸、乙醚、氯仿、丙酮等,对病毒虽亦有灭活作用,但在消毒中尚少应用。
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