CN111254053B

CN111254053B - 一种过氧化氢瞬时灭菌装置及灭菌方法

Info

Publication number: CN111254053B
Application number: CN201911406065.5A
Authority: CN
Inventors: 赵振波; 叶大林; 夏信群
Original assignee: Zhejiang Tailin Medical Engineering Co ltd
Current assignee: Zhejiang Tailin Medical Engineering Co ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: CN111254053A

Abstract

本发明公开了一种过氧化氢瞬时灭菌装置及灭菌方法，旨在解决灭菌装置灭菌速度慢的不足。该发明包括压缩空气过滤器、汽化筒、灭菌管、过氧化氢储液瓶，汽化筒内安装加热棒和蒸发盘，过氧化氢储液瓶和汽化筒之间连通送液管，送液管上安装输液泵，压缩空气过滤器和汽化筒之间连通进气管，进气管上安装进气阀和调压阀，灭菌管和汽化筒之间连通灭菌送气管，灭菌送气管上安装灭菌送气阀，灭菌管上连通排气管，排气管上安装排气阀，排气管和灭菌送气管之间连通浓度检测管，浓度检测管上安装浓度阀和过氧化氢浓度传感器，进气管和灭菌送气管之间连通排残管，排残管上安装排残阀。

Description

一种过氧化氢瞬时灭菌装置及灭菌方法

技术领域

本发明涉及一种灭菌装置，更具体地说，它涉及一种过氧化氢瞬时灭菌装置及灭菌方法。

背景技术

随着近年来CAR-T细胞免疫治疗的兴起，对相应的免疫治疗细胞制备设备产生需求。典型的CAR-T治疗过程包括五个步骤：分离、修饰(制备CAR-T细胞)、扩增、回输和监控。为了提高细胞制备效率和自动化水平，细胞治疗工作站(细胞生产隔离器)应运而生。其中细胞分离、修饰等操作在细胞生产隔离器中完成。在存有细胞的囊胚管和冻存管(简称细胞原料)进入细胞隔离器时需要实现无菌传递，需要开发专用的灭菌器和传递通道。因细胞生产的工艺要求须实现细胞原料的快速灭菌及快速传递，需要相应的灭菌设备，而传统的灭菌器灭菌速度慢，灭菌周期一般要3-5小时，灭菌周期最短也要30分钟以上，无法满足快速灭菌需求。

发明内容

本发明克服了现有的灭菌装置灭菌速度慢的不足，提供了一种过氧化氢瞬时灭菌装置及灭菌方法，它的灭菌速度快，灭菌效果好。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种过氧化氢瞬时灭菌装置，包括压缩空气过滤器、汽化筒、灭菌管、过氧化氢储液瓶，汽化筒内安装加热棒和蒸发盘，过氧化氢储液瓶和汽化筒之间连通送液管，送液管上安装输液泵，压缩空气过滤器和汽化筒之间连通进气管，进气管上安装进气阀和调压阀，灭菌管和汽化筒之间连通灭菌送气管，灭菌送气管上安装灭菌送气阀，灭菌管上连通排气管，排气管上安装排气阀，排气管和灭菌送气管之间连通浓度检测管，浓度检测管上安装浓度阀和过氧化氢浓度传感器，进气管和灭菌送气管之间连通排残管，排残管上安装排残阀。

灭菌操作时，包括以下步骤：a、将灭菌管安装在隔离器上，灭菌管出口端置于隔离器内，入口端置于隔离器外部，将灭菌物从灭菌管外端放入灭菌管中；b、除湿阶段，打开进气阀、调压阀、灭菌送气阀、排气阀、浓度阀，加热棒和蒸发盘工作预热，将灭菌管内除湿至10％RH以下；当灭菌管内温度达37℃时，关闭所有阀门，同时蒸发盘上温度达140℃后通过输送泵注入过氧化氢液滴，并打开进气阀和浓度阀，进入浓度调节阶段，此过程中干燥压缩空气经压缩空气过滤器、调压阀进入汽化筒，通过汽化筒内的热空气将管路预热，防止灭菌过程中过氧化氢气体与管壁接触冷凝成液态过氧化氢；c、调节阶段，设定过氧化氢的注入量，开启输送泵将过氧化氢溶液注入汽化筒内，使之汽化产生气态过氧化氢，汽化后的过氧化氢气体与空气混合，经浓度阀，再经过氧化氢浓度传感器检测浓度后排入排气管，过氧化氢浓度传感器实时检测过氧化氢浓度，当浓度值达到3000ppm时，关闭浓度阀进入灭菌阶段；d、灭菌阶段，打开灭菌送气阀和排气阀，过氧化氢气体通入灭菌管内，灭菌作用时间20秒至60秒；e、排残阶段：关闭灭菌送气阀，打开排残阀、进气阀、调压阀、浓度阀、排气阀，压缩空气过滤器送出的干燥压缩空气将灭菌管和汽化筒内残余过氧化氢气体排出，当过氧化氢浓度<1ppm时，关闭所有阀门，排残完成，从隔离器中通过灭菌管出口端将灭菌物取出。整个灭菌过程速度快，灭菌效果好。

作为优选，送液管上安装单向阀。单向阀的设置防止过氧化氢液体出现反流现象。

作为优选，汽化筒内安装温度传感器。温度传感器便于掌控温度。

作为优选，灭菌管内安装灭菌温度传感器和过氧化氢灭菌浓度传感器。这种设置便于掌控灭菌管内的温度和过氧化氢气体浓度，确保灭菌效果。

作为优选，灭菌管两端分别连接有入口端盖和出口端盖，灭菌管上靠近出口端盖侧设有法兰。法兰方便了灭菌管与隔离器的连接。入口端盖和出口端盖保证了灭菌管两端的密封。

作为优选，灭菌管上靠近入口端盖位置安装感应开关，入口端盖上和感应开关对应安装有感应头。感应开关和感应头的设置方便判断入口端盖是否连接到位。

作为优选，还包括安装盒，压缩空气过滤器、汽化筒、过氧化氢储液瓶、输液泵、进气阀、调压阀、灭菌送气阀、排气阀、浓度阀、排残阀均安装在安装盒内。零部件安装在安装盒内，结构紧凑，便于装置的使用。

作为优选，灭菌管上设有进气口和出气口，灭菌管内进气口位置安装防护套，防护套内安装转轴，转轴一端均布安装若干驱动叶片，转轴另一端安装转盘；灭菌管内安装载物板、滑条，滑条下表面上设有滑块，灭菌管内壁上设有滑轨，滑块滑动安装在滑轨上，滑条上表面上间隔安装若干推动凸起，推动凸起呈V形结构，载物板上间隔插装若干推杆，相邻两推动凸起之间均设置一推杆，推杆上端连接支撑条，支撑条支撑在载物板上；滑条端部和转盘边缘之间铰接连杆。

灭菌物放置在灭菌管内的载物板上，进气口送入的过氧化氢气体带动驱动叶片转动，从而实现转轴的转动，转盘随转轴一起转动，转盘通过连杆带动滑条往返移动，滑条上的推动凸起滑过推杆下端，并将推杆向上顶起，与支撑条接触的灭菌物被向上顶起甚至翻动，保证了灭菌物的下表面也能与过氧化氢气体直接接触，快速灭菌。整个灭菌过程中，灭菌物是处于动态的，有利于提高灭菌速度和灭菌效果。

一种过氧化氢瞬时灭菌装置的灭菌方法，包括以下步骤：a、将灭菌管安装在隔离器上，灭菌管出口端置于隔离器内，入口端置于隔离器外部，将灭菌物从灭菌管外端放入灭菌管中；b、除湿阶段，打开进气阀、调压阀、灭菌送气阀、排气阀、浓度阀，加热棒和蒸发盘工作预热，将灭菌管内除湿至10％RH以下；当灭菌管内温度达37℃时，关闭所有阀门，同时蒸发盘上温度达140℃后通过输送泵注入过氧化氢液滴，并打开进气阀和浓度阀，进入浓度调节阶段，此过程中干燥压缩空气经压缩空气过滤器、调压阀进入汽化筒，通过汽化筒内的热空气将管路预热，防止灭菌过程中过氧化氢气体与管壁接触冷凝成液态过氧化氢；c、调节阶段，设定过氧化氢的注入量，开启输送泵将过氧化氢溶液注入汽化筒内，使之汽化产生气态过氧化氢，汽化后的过氧化氢气体与空气混合，经浓度阀，再经过氧化氢浓度传感器检测浓度后排入排气管，过氧化氢浓度传感器实时检测过氧化氢浓度，当浓度值达到3000ppm时，关闭浓度阀进入灭菌阶段；d、灭菌阶段，打开灭菌送气阀和排气阀，过氧化氢气体通入灭菌管内，灭菌作用时间20秒至60秒；e、排残阶段：关闭灭菌送气阀，打开排残阀、进气阀、调压阀、浓度阀、排气阀，压缩空气过滤器送出的干燥压缩空气将灭菌管和汽化筒内残余过氧化氢气体排出，当过氧化氢浓度<1ppm时，关闭所有阀门，排残完成，从隔离器中通过灭菌管出口端将灭菌物取出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：过氧化氢瞬时灭菌装置进行灭菌操作时，灭菌速度快，灭菌效果好。

附图说明

图1是本发明的原理图；

图2是本发明的使用状态的结构示意图；

图3是本发明的局部结构示意图；

图4是本发明的灭菌管的结构示意图；

图5是本发明的实施例2的灭菌管的结构示意图；

图中：1、安装盒，2、压缩空气过滤器，3、汽化筒，4、灭菌管，5、过氧化氢储液瓶，6、加热棒，7、蒸发盘，8、送液管，9、输液泵，10、进气管，11、进气阀，12、调压阀，13、灭菌送气管，14、灭菌送气阀，15、排气管，16、排气阀，17、浓度检测管，18、浓度阀，19、过氧化氢浓度传感器，20、排残管，21、排残阀，22、流量计，23、单向阀，24、温度传感器，25、灭菌温度传感器，26、过氧化氢灭菌浓度传感器，27、入口端盖，28、出口端盖，29、法兰，30、感应开关，31、感应头，32、进气口，33、出气口，34、防护套，35、转轴，36、驱动叶片，37、转盘，38、载物板，39、滑条，40、滑块，41、滑轨，42、推动凸起，43、推杆，44、支撑条，45、连杆，46、限位杆。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1：一种过氧化氢瞬时灭菌装置(参见附图1至附图4)，包括安装盒1、压缩空气过滤器2、汽化筒3、灭菌管4、过氧化氢储液瓶5，汽化筒内安装加热棒6和蒸发盘7，过氧化氢储液瓶和汽化筒之间连通送液管8，送液管上安装输液泵9，压缩空气过滤器和汽化筒之间连通进气管10，进气管上安装进气阀11和调压阀12，灭菌管和汽化筒之间连通灭菌送气管13，灭菌送气管上安装灭菌送气阀14，灭菌管上连通排气管15，排气管上安装排气阀16，排气管和灭菌送气管之间连通浓度检测管17，浓度检测管上安装浓度阀18和过氧化氢浓度传感器19，进气管和灭菌送气管之间连通排残管20，排残管上安装排残阀21。进气阀、排残阀、灭菌送气阀、排气阀、浓度阀均为电磁阀。进气管上安装流量计22。输液泵为蠕动泵，送液管上安装单向阀23。浓度检测管一端连接在灭菌送气阀和汽化筒之间的灭菌送气管上。排残管一端连接在灭菌管和灭菌送气阀之间的灭菌送气管上，另一端连接在压缩空气过滤器和进气阀之间的进气管上。汽化筒内安装温度传感器24，蒸发盘和加热棒置于汽化筒底部位置，加热棒均布设置若干个，温度传感器安装在蒸发盘位置。灭菌管内安装灭菌温度传感器25和过氧化氢灭菌浓度传感器26。灭菌管两端分别连接有入口端盖27和出口端盖28，灭菌管上靠近出口端盖侧设有法兰29。灭菌管上靠近入口端盖位置安装感应开关30，入口端盖上和感应开关对应安装有感应头31。灭菌管上设有进气口32和出气口33，进气口和出气口均置于法兰和入口端盖之间，进气口与灭菌送气管连接，出气口与排气管连接。压缩空气过滤器、汽化筒、过氧化氢储液瓶、输液泵、流量计、进气阀、调压阀、灭菌送气阀、排气阀、浓度阀、排残阀均安装在安装盒内。

一种过氧化氢瞬时灭菌装置的灭菌方法，包括以下步骤：a、将灭菌管横向安装在隔离器上，灭菌管连接出口端盖的出口端置于隔离器内，连接入口端盖的入口端置于隔离器外部，法兰与隔离器紧固连接，打开入口端盖将灭菌物从灭菌管外端放入灭菌管中，关上入口端盖；b、除湿阶段，打开进气阀、调压阀、灭菌送气阀、排气阀、浓度阀，加热棒和蒸发盘工作预热，将灭菌管内除湿至10％RH以下；当灭菌管内温度达37℃时，关闭所有阀门，同时蒸发盘上温度达140℃后通过输送泵注入过氧化氢液滴，并打开进气阀和浓度阀，进入浓度调节阶段，此过程中干燥压缩空气经压缩空气过滤器、调压阀进入汽化筒，通过汽化筒内的热空气将管路预热，防止灭菌过程中过氧化氢气体与管壁接触冷凝成液态过氧化氢；c、调节阶段，设定过氧化氢的注入量，开启输送泵将过氧化氢溶液注入汽化筒内，使之汽化产生气态过氧化氢，汽化后的过氧化氢气体与空气混合，经浓度阀，再经过氧化氢浓度传感器检测浓度后排入排气管，过氧化氢浓度传感器实时检测过氧化氢浓度，当浓度值达到3000ppm时，关闭浓度阀进入灭菌阶段；d、灭菌阶段，打开灭菌送气阀和排气阀，过氧化氢气体通入灭菌管内，灭菌作用时间20秒至60秒；e、排残阶段：关闭灭菌送气阀，打开排残阀、进气阀、调压阀、浓度阀、排气阀，压缩空气过滤器送出的干燥压缩空气将灭菌管和汽化筒内残余过氧化氢气体排出，当过氧化氢浓度<1ppm时，关闭所有阀门，排残完成，从隔离器中通过灭菌管出口端将灭菌物取出。步骤a中灭菌管可以倾斜或者竖直布置，这种布置方式需要在灭菌管内安装用于固定灭菌物的固定架，防止灭菌物受到重力作用在灭菌管内滑动。

过氧化氢瞬时灭菌装置进行灭菌实验如下：

准备10⁶生物指示剂3片(其中一片做阳性对照)；

将10⁶生物指示剂(BI)与化学指示卡放入灭菌管内；

启动过氧化氢瞬时灭菌装置进行灭菌操作；

灭菌操作结束后快速取出BI，并将未灭菌的BI和完成灭菌的BI分别接种至TSB培养基，55～60℃恒温箱内培养7天。

第一组实验参数如下：

序号	湿度(RH％)	灭菌时间(s)	灭菌浓度(ppm)	温度(℃)
					1	17.5-23	90	3323.2	41
2	17-20	60	3250	41.4
					3	17-19	40	3323.4	41.5
4	18.5-20	20	2900	40

实验结果如下：

第二组实验参数如下：

序号	湿度(RH％)	灭菌时间(s)	灭菌浓度(ppm)	温度(℃)
					1	10-21	60	1800	37.6
2	9-22	60	1856.5	38.6
					3	10-21.5	60	1500	37.3
4	11-23	60	1530	37.9
					5	10.5-22.5	60	1572.5	36.4

实验结果如下：

通过培养结果可以看出，在高浓度3000ppm左右时20秒就可以达到对嗜热脂肪芽孢杆菌10⁶杀灭菌效果，并且灭菌温度在37℃左右，浓度在1500ppm时也能达到对嗜热脂肪芽孢杆菌10⁶杀灭菌效果。

实施例2：一种过氧化氢瞬时灭菌装置(参见附图5)，其结构与实施例1相似，主要不同点在于本实施例中灭菌管上设有进气口和出气口，灭菌管内进气口位置安装防护套34，防护套内安装转轴35，转轴一端均布安装若干驱动叶片36，转轴另一端安装转盘37，转盘上均布设有若干通气孔；灭菌管内安装载物板38、滑条39，滑条下表面上设有滑块40，灭菌管内壁上设有滑轨41，滑块滑动安装在滑轨上，滑条上表面上间隔安装若干推动凸起42，推动凸起呈V形结构，载物板上间隔插装若干推杆43，相邻两推动凸起之间均设置一推杆，推杆上端连接支撑条44，支撑条支撑在载物板上，推杆下端贴合在滑条上表面上；滑条端部和转盘边缘之间铰接连杆45。推杆上靠近下端位置连接横向设置的限位杆46。推杆和支撑条连接在一起呈T形结构。其它结构与实施例1相同。

以上所述的实施例只是本发明较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1.一种过氧化氢瞬时灭菌装置的灭菌方法，其特征是，过氧化氢瞬时灭菌装置包括压缩空气过滤器、汽化筒、灭菌管、过氧化氢储液瓶，汽化筒内安装加热棒和蒸发盘，过氧化氢储液瓶和汽化筒之间连通送液管，送液管上安装输液泵，压缩空气过滤器和汽化筒之间连通进气管，进气管上安装进气阀和调压阀，灭菌管和汽化筒之间连通灭菌送气管，灭菌送气管上安装灭菌送气阀，灭菌管上连通排气管，排气管上安装排气阀，排气管和灭菌送气管之间连通浓度检测管，浓度检测管上安装浓度阀和过氧化氢浓度传感器，进气管和灭菌送气管之间连通排残管，排残管上安装排残阀；灭菌方法包括以下步骤：a、将灭菌管安装在隔离器上，灭菌管出口端置于隔离器内，入口端置于隔离器外部，将灭菌物从灭菌管外端放入灭菌管中；b、除湿阶段，打开进气阀、调压阀、灭菌送气阀、排气阀、浓度阀，加热棒和蒸发盘工作预热，将灭菌管内除湿至10%RH以下；当灭菌管内温度达37℃时，关闭所有阀门，同时蒸发盘上温度达140℃后通过输送泵注入过氧化氢液滴，并打开进气阀和浓度阀，进入浓度调节阶段，此过程中干燥压缩空气经压缩空气过滤器、调压阀进入汽化筒，通过汽化筒内的热空气将管路预热，防止灭菌过程中过氧化氢气体与管壁接触冷凝成液态过氧化氢；c、调节阶段，设定过氧化氢的注入量，开启输送泵将过氧化氢溶液注入汽化筒内，使之汽化产生气态过氧化氢，汽化后的过氧化氢气体与空气混合，经浓度阀，再经过氧化氢浓度传感器检测浓度后排入排气管，过氧化氢浓度传感器实时检测过氧化氢浓度，当浓度值达到3000ppm时，关闭浓度阀进入灭菌阶段；d、灭菌阶段，打开灭菌送气阀和排气阀，过氧化氢气体通入灭菌管内，灭菌作用时间20秒至60秒；e、排残阶段：关闭灭菌送气阀，打开排残阀、进气阀、调压阀、浓度阀、排气阀，压缩空气过滤器送出的干燥压缩空气将灭菌管和汽化筒内残余过氧化氢气体排出，当过氧化氢浓度<1ppm时，关闭所有阀门，排残完成，从隔离器中通过灭菌管出口端将灭菌物取出。

2.根据权利要求1所述的一种过氧化氢瞬时灭菌装置的灭菌方法，其特征是，送液管上安装单向阀。

3.根据权利要求1所述的一种过氧化氢瞬时灭菌装置的灭菌方法，其特征是，汽化筒内安装温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种过氧化氢瞬时灭菌装置的灭菌方法，其特征是，灭菌管内安装灭菌温度传感器和过氧化氢灭菌浓度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种过氧化氢瞬时灭菌装置的灭菌方法，其特征是，灭菌管两端分别连接有入口端盖和出口端盖，灭菌管上靠近出口端盖侧设有法兰。

6.根据权利要求5所述的一种过氧化氢瞬时灭菌装置的灭菌方法，其特征是，灭菌管上靠近入口端盖位置安装感应开关，入口端盖上和感应开关对应安装有感应头。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的一种过氧化氢瞬时灭菌装置的灭菌方法，其特征是，还包括安装盒，压缩空气过滤器、汽化筒、过氧化氢储液瓶、输液泵、进气阀、调压阀、灭菌送气阀、排气阀、浓度阀、排残阀均安装在安装盒内。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的一种过氧化氢瞬时灭菌装置的灭菌方法，其特征是，灭菌管上设有进气口和出气口，灭菌管内进气口位置安装防护套，防护套内安装转轴，转轴一端均布安装若干驱动叶片，转轴另一端安装转盘；灭菌管内安装载物板、滑条，滑条下表面上设有滑块，灭菌管内壁上设有滑轨，滑块滑动安装在滑轨上，滑条上表面上间隔安装若干推动凸起，推动凸起呈V形结构，载物板上间隔插装若干推杆，相邻两推动凸起之间均设置一推杆，推杆上端连接支撑条，支撑条支撑在载物板上；滑条端部和转盘边缘之间铰接连杆。