Chemie-neutrálna dezinfekcia pomocou plasma technológie

Růst Escherichia coli bakterií po ošetření PBF (vlevo) a bez ošetření (vpravo). Živé bakterie rostou jako bílé kolonie na živném médiu. © Fraunhofer FEP

Fraunhofer FEP zkoumá plazmaaktivovanou vodu jako chemikáliemi zdarma alternativu k běžným dezinfekčním prostředkům. Inovativní řešení zůstává aktivní přes 300 dní a je vhodné pro farmaceutický průmysl, potravinářství a zemědělství.

Vědci z Fraunhofer FEP vyvíjejí technologii výroby plazmou ošetřených kapalin (PBF), které mohou být použity jako ekologická alternativa k běžným chemickým dezinfekčním prostředkům. V aktuální studii je zkoumáno jejich vhodnost jako povrchového dezinfekčního prostředku. Výsledky výzkumu ukazují trvanlivost přes 10 měsíců a dobrou antimikrobiální účinnost proti E. coli.

Tato technologie využívá plazmové zdroje při atmosférickém tlaku k ošetření kapalin, čímž vznikají reaktivní kyslíkové a dusíkové druhy. „Plazmaaktivovaná voda může být předem ošetřena a poté přepravena na místo použití, aniž by bylo nutné mít na místě plazmové zdroje nebo jiná zařízení pro ošetření,“ vysvětluje Linda Steinhäußer, hlavní autorka studie Fraunhofer FEP.

Porovnání různých plazmových metod

Ve srovnání dvou plazmových metod vykázala oblouková výbojová metoda až čtyřnásobně vyšší antimikrobiální účinnost ve srovnání s dielektrickou bariérovou výbojovou metodou. Testy s modelovým organismem E. coli ukázaly snížení až o 4 logaritmické stupně, v závislosti na materiálu, době působení a použitém objemu PBF.

Všestranné možnosti použití

Plazma ošetřené kapaliny jsou vhodné pro různé odvětví:

– Farmacie a čisté prostory: chemikáliemi zdarma dezinfekce za sterilních podmínek
– Potravinářský průmysl: čištění na místě (Cleaning-in-Place), např. pro mléčné tanky a podobná zařízení
– Zemědělství: možná využití jako dezinfekčního a hnojivého prostředku díky dusíkovým druhům

Prokázaná účinnost závislá na materiálu

Studie poprvé dokumentuje materiálově závislou antimikrobiální účinnost. Byly porovnány polymerové povrchy (ABS, PVC) a nerezové ocelové povrchy. Tyto poznatky jsou relevantní pro průmyslové použití a umožňují cílenou optimalizaci pro různé povrchové materiály a scénáře použití.

Zkoumá se stabilita při skladování

„Fyzikálně-chemické parametry ukazují trvanlivost přes 300 dní při delších dobách plazmového ošetření,“ uvádí Steinhäußer. Zatímco dlouhodobá stabilita fyzikálně-chemických parametrů je prokázána, stále se zkoumá souvislost s dezinfekčním účinkem.

Výzkumný tým Fraunhofer již spolupracuje s partnery z farmaceutického průmyslu a je otevřen dalším spolupracím.

O výzkumu

Studie byla zveřejněna v odborném časopise "Surface & Coatings Technology" a vznikla ve spolupráci mezi Fraunhofer Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP v Drážďanech a Fraunhofer Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST v Braunschweigu.