เอทิลีนออกไซด์ (EO) ถูกนำมาใช้ในการฆ่าเชื้อโรคและทำให้ปลอดเชื้อมาเป็นเวลานาน และเป็นสารเคมีประเภทก๊าซฆ่าเชื้อเพียงชนิดเดียวที่ได้รับการยอมรับจากทั่วโลกว่ามีความน่าเชื่อถือที่สุด ในอดีตเอทิลีนออกไซด์เดิมทีเทคโนโลยีนี้ใช้เป็นหลักในการฆ่าเชื้อและทำให้ปลอดเชื้อในระดับอุตสาหกรรม แต่ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยีอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ระบบอัตโนมัติ และเทคโนโลยีอัจฉริยะ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยเอทิลีนออกไซด์จึงสามารถนำมาใช้ได้อย่างปลอดภัยในสถานพยาบาลเพื่อฆ่าเชื้ออุปกรณ์ทางการแพทย์ที่มีความแม่นยำสูง ซึ่งมีความไวต่อความร้อนและความชื้น

คุณสมบัติของเอทิลีนออกไซด์

เอทิลีนออกไซด์เป็นสารฆ่าเชื้อทางเคมีรุ่นที่สองต่อจากฟอร์มาลดีไฮด์ ยังคงเป็นหนึ่งในสารฆ่าเชื้อในอุณหภูมิต่ำที่ดีที่สุดและเป็นสมาชิกที่สำคัญที่สุดในสี่เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อในอุณหภูมิต่ำหลักๆ

เอทิลีนออกไซด์เป็นสารประกอบอีพ็อกซีอย่างง่าย เป็นก๊าซไม่มีสีที่อุณหภูมิและความดันห้อง หนักกว่าอากาศและมีกลิ่นคล้ายอีเทอร์ เอทิลีนออกไซด์ติดไฟได้และระเบิดได้ เมื่ออากาศมีเอทิลีนออกไซด์อยู่ 3% ถึง 80%เอทิลีนออกไซด์เมื่อสัมผัสกับเปลวไฟ จะเกิดก๊าซผสมที่ติดไฟได้ ซึ่งจะลุกไหม้หรือระเบิดได้ โดยทั่วไปความเข้มข้นของเอทิลีนออกไซด์ที่ใช้ในการฆ่าเชื้อโรคอยู่ที่ 400 ถึง 800 มิลลิกรัมต่อลิตร ซึ่งอยู่ในช่วงความเข้มข้นที่ติดไฟได้และระเบิดได้ในอากาศ ดังนั้นจึงควรใช้ด้วยความระมัดระวัง

เอทิลีนออกไซด์สามารถผสมกับก๊าซเฉื่อยได้ เช่นคาร์บอนไดออกไซด์ในอัตราส่วน 1:9 เพื่อสร้างส่วนผสมที่ป้องกันการระเบิด ซึ่งปลอดภัยกว่าสำหรับการฆ่าเชื้อและการทำให้ปลอดเชื้อเอทิลีนออกไซด์เอทิลีนออกไซด์สามารถเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันได้ แต่โดยทั่วไปแล้วปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นช้าและส่วนใหญ่เกิดขึ้นในสถานะของเหลว ในส่วนผสมของเอทิลีนออกไซด์กับคาร์บอนไดออกไซด์หรือไฮโดรคาร์บอนที่มีฟลูออรีน ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันจะเกิดขึ้นช้าลง และพอลิเมอร์ที่เป็นของแข็งมีโอกาสระเบิดน้อยลง

หลักการฆ่าเชื้อด้วยเอทิลีนออกไซด์

1. การเติมหมู่แอลคิล

กลไกการออกฤทธิ์ของเอทิลีนออกไซด์กระบวนการสำคัญในการฆ่าจุลินทรีย์ต่างๆ คือปฏิกิริยาอัลคิเลชัน โดยตำแหน่งที่เกิดปฏิกิริยาคือหมู่ซัลฟ์ไฮดริล (-SH), หมู่อะมิโน (-NH2), หมู่ไฮดรอกซิล (-COOH) และหมู่ไฮดรอกซิล (-OH) ในโมเลกุลโปรตีนและกรดนิวคลีอิก เอทิลีนออกไซด์สามารถทำให้หมู่เหล่านี้เกิดปฏิกิริยาอัลคิเลชัน ทำให้โมเลกุลชีวภาพขนาดใหญ่ของจุลินทรีย์เหล่านี้ไม่สามารถทำงานได้ จึงทำให้จุลินทรีย์ตายได้

2. ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ทางชีวภาพ

เอทิลีนออกไซด์สามารถยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ต่างๆ ในจุลินทรีย์ เช่น ฟอสเฟตดีไฮโดรจีเนส โคลีนเอสเทอเรส และออกซิเดสอื่นๆ ซึ่งขัดขวางกระบวนการเผาผลาญตามปกติของจุลินทรีย์และนำไปสู่การตายของจุลินทรีย์เหล่านั้น

3. ฤทธิ์ในการฆ่าเชื้อจุลินทรีย์

ทั้งคู่เอทิลีนออกไซด์ของเหลวและก๊าซมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อจุลินทรีย์สูง เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว ก๊าซมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อจุลินทรีย์แรงกว่า และโดยทั่วไปแล้วก๊าซจะถูกนำมาใช้ในการฆ่าเชื้อโรคและการทำให้ปลอดเชื้อ

เอทิลีนออกไซด์เป็นสารฆ่าเชื้อที่มีประสิทธิภาพสูงและครอบคลุมหลายชนิด มีฤทธิ์ในการฆ่าและยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย สปอร์ของแบคทีเรีย เชื้อรา และไวรัสได้อย่างดี เมื่อเอทิลีนออกไซด์สัมผัสกับจุลินทรีย์ แต่จุลินทรีย์เหล่านั้นมีน้ำเพียงพอ ปฏิกิริยาระหว่างเอทิลีนออกไซด์กับจุลินทรีย์จะเป็นปฏิกิริยาอันดับหนึ่งทั่วไป โดยปริมาณที่สามารถยับยั้งจุลินทรีย์ที่เพาะเลี้ยงบริสุทธิ์ได้นั้น กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณกับปฏิกิริยาจะเป็นเส้นตรงบนค่ากึ่งลอการิทึม

ขอบเขตการใช้งานของการฆ่าเชื้อด้วยเอทิลีนออกไซด์

เอทิลีนออกไซด์ไม่ทำให้สิ่งของที่ผ่านการฆ่าเชื้อเสียหายและมีการแทรกซึมสูง สิ่งของส่วนใหญ่ที่ไม่เหมาะกับการฆ่าเชื้อด้วยวิธีการทั่วไปสามารถฆ่าเชื้อได้ด้วยเอทิลีนออกไซด์ สามารถใช้ในการฆ่าเชื้อผลิตภัณฑ์โลหะ กล้องส่องตรวจภายใน เครื่องฟอกไต และอุปกรณ์ทางการแพทย์แบบใช้แล้วทิ้ง การฆ่าเชื้อในอุตสาหกรรม และการฆ่าเชื้อผ้าชนิดต่างๆ ผลิตภัณฑ์พลาสติก และการฆ่าเชื้อสิ่งของในพื้นที่ที่มีการระบาดของโรคติดต่อ (เช่น ผ้าใยสังเคราะห์ หนัง กระดาษ เอกสาร และภาพวาดสีน้ำมัน)

เอทิลีนออกไซด์ไม่ทำลายสิ่งของที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้วและมีคุณสมบัติในการแทรกซึมสูง สิ่งของส่วนใหญ่ที่ไม่เหมาะกับการฆ่าเชื้อด้วยวิธีการทั่วไปสามารถฆ่าเชื้อได้ด้วยเอทิลีนออกไซด์ สามารถใช้ในการฆ่าเชื้อผลิตภัณฑ์โลหะ กล้องส่องตรวจภายใน เครื่องฟอกไต และอุปกรณ์ทางการแพทย์แบบใช้แล้วทิ้ง การฆ่าเชื้อในอุตสาหกรรม และการฆ่าเชื้อผ้าชนิดต่างๆ ผลิตภัณฑ์พลาสติก และการฆ่าเชื้อสิ่งของในพื้นที่ที่มีการระบาดของโรคติดต่อ (เช่น ผ้าใยสังเคราะห์ หนัง กระดาษ เอกสาร และภาพวาดสีน้ำมัน)

ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อของเอทิลีนออกไซด์

ประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อของเอทิลีนออกไซด์ได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อที่ดีที่สุด จำเป็นต้องควบคุมปัจจัยต่างๆ อย่างมีประสิทธิภาพ จึงจะสามารถฆ่าเชื้อจุลินทรีย์และบรรลุเป้าหมายในการฆ่าเชื้อโรคได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อ ได้แก่ ความเข้มข้น อุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ ระยะเวลาในการออกฤทธิ์ เป็นต้น