常見消毒液的介紹及居家實作 / 陳映辛、林亭佑、江承翰

星期日 , 3, 5 月 2020 Leave a comment

常見消毒液的介紹及居家實作

陳映辛1,*林亭佑2江承翰1

國立竹山高級中學
國立東華大學
cs60006@gm.chsh.ntct.edu.tw

 

n  前言

2019年入冬以來,流感和新冠肺炎肆虐全球,確診人數屢創新高,雖然衛福部建議大家勤洗手做好基本的防護,但是並非所有環境都能找到水源來洗手,這時候替代品就相對的重要!由於確診病例屢創新高,讓大家搶購消毒用品,只是市面上消毒抗菌品牌爆增,產品琳琅滿目,酒精、次氯酸水、乾洗手液、漂白水等,該如何用?何時用?可以消滅什麼病菌?一般大眾並不是很清楚的知道。本文介紹常用消毒液的消毒原理,並帶大家一起動手實作居家消毒液。

n  常用消毒液簡介

一、酒精

(一)殺菌原理

酒精含有的化學物質是乙醇(CH3CH2OH)酒精的殺菌原理是因為可以讓蛋白質變性,導致細菌的死亡或病毒的失去活性。但是酒精濃度並不是越高越好,市售的95%酒精因為濃度過大,會使細菌、病毒的表面蛋白質急速凝固,形成硬膜,反而無法順利穿透到病菌的內部,因此病菌的內部仍是具有活性的。75%的酒精兼具蛋白質凝固作用和穿透效果,可以完全滲透到細菌、病毒體內,凝固病菌的蛋白質使其失去活性,達到徹底的殺菌功能。研究顯示,只要濃度介於70-78%的酒精都可以達到殺菌99%的效果。

(二)缺點

酒精具備高揮發度性,且味道刺鼻,噴在皮膚上容易帶走角質層上的水分,讓皮膚乾癢、緊繃進而造成過敏、濕疹等皮膚問題,常用皮膚變乾燥及粗糙。具有可燃性,不適合在密閉空間中大量噴灑使用,必須遠離火源,以免造成火災。

(三)使用方法及時機

75%酒精用在手部或是環境周遭、器物上都適用,將少量75%酒精噴在雙手上,手心、手背、指尖、指縫、虎口、手腕等部位要徹底搓一搓,來殺死附著在雙手上的病菌。民眾也可沾取適量酒精,擦拭日常生活中常用的物品,如手機、平板、鍵盤、滑鼠等3C產品,用來殺菌並保持清潔。

二、乾洗手

(一)殺菌原理

市面上乾洗手產品琳瑯滿目,組成成分類型相當多元,大致上主要以酒精、甘油、香精、高分子膠、三氯沙(triclosan)、三氯卡班(triclocarban)等成分組成。殺菌原理最主要還是利用所含的酒精成份使病菌蛋白質變性。乾洗手大部分做成凝膠狀,以減少酒精揮發度,尤其是幼童,建議以含有75%酒精的乾洗手凝膠取代酒精噴霧,以增加安全性。

(二)缺點

市售乾洗手的組成成分過於分歧,添加物太過複雜,所以在殺菌、抗病毒效用上也較難分析;尤其是含有三氯沙成分的產品,美國食品藥物管理局(FDA)及加拿大政府在2017年已經禁止銷售含有三氯沙的產品。所以選購時盡量選擇添加物少的產品。

(三)使用方法及時機

在沒有水源可以清洗雙手的情況下,不得已的折衷手部清潔方式,擠一些在雙手上,手心、手背、指尖、指縫、虎口、手腕等部位要徹底搓一搓,來殺死附著在雙手上的病菌,因為添加物較多,所以皮膚敏感者不建議使用。

三、次氯酸鈉(漂白水)

(一)化學性質與特性

漂白水是一種强而有效的家居消毒劑,其主要成分是次氯酸鈉(Sodium hypochlorite, NaClO),能使微生物的蛋白質變質,有效殺滅細菌、真菌及病毒。1787年被法國化學家柏瑟列(Berthollet)將氯氣通入鹼液,製成次氯酸鈉,其反應如式[1]所示。

Cl2(g)+ 2NaOH(aq) → NaClO(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)    [1]

1820年法國化學家拉巴拉克(Labarraque)將次氯酸鈉當作漂白水來使用;英國化學家達金(Dakin)在第一次世界大戰時,用4%次氯酸鈉溶液幫傷患進行傷口消毒及清創,而他所發明的配方後來被命名為達金溶液(Dakin’s solution)。除了在醫學上的貢獻,次氯酸鈉在我們的生活也同樣扮演重要的角色,游泳池、廁所乃至於免疫系統,都可以發現次氯酸鈉的存在。

(二)缺點

漂白水稀釋前後都有一定的揮發和刺激性,民眾在稀釋及使用時應配戴口罩和手套,並保持在通風的環境下,以防止對皮膚及呼吸道黏膜造成刺激,吸入過多揮發氣體而造成頭暈、嘔吐不適感。漂白水遇熱和光會分解,絕對不要跟酸、氨、胺類成分混合,以免產生有害物質。漂白水與鹽酸反應會放出有毒的氯氣,如式[2]所示,常常在新聞裡看到民眾在大掃除時,將鹽酸和漂白水混用,而造成氯氣中毒。次氯酸鈉與大多數氮化合物反應形成揮發性一氯胺,二氯胺和三氯化氮,其反應如式[3]-[5]所示。因此,使用相關製品時應注意避免混合。

NaClO(aq) +2HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + Cl2(g)    [2]

NH3(aq) + NaOCl(aq) → NH2Cl(g) + NaOH(aq)    [3]

NH2Cl(g) + NaOCl(aq) → NHCl2(g) + NaOH(aq)    [4]

NHCl2(g) + NaOCl(aq) → NCl3(g) + NaOH(aq)    [5]

(三)使用方法及時機

雖然漂白水的殺菌、抗病毒效果佳,但是未稀釋的漂白水鹼度常在pH值在11~12之間,容易傷害皮膚且殘留性高,即使稀釋後一樣可能刺激人體皮膚和黏膜,因此建議只用於環境消毒、清潔。使用時,確保通風的環境下,擦拭物品或是消毒環境,擦拭後靜置5-10分鐘,效果會更好。

四、次氯酸水

(一)化學性質與特性

次氯酸(Hypochlorous acid, HClO),是一種不穩定的弱酸,在水溶液中,次氯酸部分解離為次氯酸根離子(ClO)和氫離子(H+),隨著次氯酸的濃度不同,其pH值也不同,50 ppm的次氯酸水其pH值在5.56.5之間,接近中性。濃度高於1000 ppm時,其pH值在2.2~3.2之間,一般用作漂白劑氧化劑除臭劑消毒劑。次氯酸是一種比氯氣(標準狀況下)更強的氧化劑,較難保存且易被光分解。在酸性的條件下,次氯酸的氧化力極強,其還原半反應及其電位如式[6]所示。次氯酸在酸性環境下非常不穩定,與鹽酸反應生成氯氣,其反應如式[7]所示。次氯酸與氨水反應生成單氯胺,其反應如式[8]所示。次氯酸與有機胺反應生成N-氯胺,其反應如式[9]所示。

2 HOCl(aq)+ 2H+(aq) + 2e Cl2(g) + 2H2O(l)    ER = +1.63 V    [6]

HOCl(aq) + HCl(aq)→ Cl2(g) + H2O(l)   [7]

HOCl(aq) + NH3(aq)→ NH2Cl(aq) + H2O(l)    [8]

HOCl(aq) + RNH2(aq)→ RNHCl(aq)+ H2O(l)    [9]

(二)殺菌原理

次氯酸的分子小,可以穿透無套膜病毒,使病毒外殼的蛋白結構崩壞並與病菌的蛋白質、核酸等有機分子發生氧化反應,而殺死病菌微生物。

(三)缺點

次氯酸水不耐儲存,怕熱怕光,會因為陽光(紫外線)照射而分解,所以必須儲存在不透光的密封容器中,並放置於陰涼處,只能保存半年。如果在太陽下直接曝曬,約2個小時後會慢慢發生自身氧化還原反應而分解成鹽酸和氧氣,其反應如式[10]所示。

2HOCl (aq)→2HCl(aq)+O2(g)     [10]

(四)使用方法及時機

市售的次氯酸水濃度僅在200ppm以下,pH值多在5.06.5之間,林口長庚醫院臨床毒物科主任顏宗海建議,200 ppm以下的次氯酸水可用於手部消毒,溫和有效。可作為沒有水源清洗雙手時的暫時性替換選擇。下表一為酒精漂白水及次氯酸水三種消毒液的綜合整理。

表一:常用消毒液的整理


消毒液

 


酒精(乙醇)

 

Ethanol
CH3CH2OH

 


漂白水(次氯酸鈉)

 

Sodium
Hypochlorite
NaOCl

 


次氯酸水

 

Hypochlorous
acid
HClO

 


使用濃度

 


70-78%

 


500 ppm

 


200 ppm

 


可消滅的病菌

 


流感病毒細菌冠狀病毒

 


流感病毒細菌冠狀病毒腸病毒諾羅病毒

 


流感病毒細菌冠狀病毒腸病毒諾羅病毒

 


殺菌機制

 


利用酒精使蛋白質變性

 


NaOCl水解成HClO穿透無套膜病毒,使病毒外殼的蛋白結構崩壞並與病菌的蛋白質、核酸等有機分子發生氧化反應

 


HClO穿透無套膜病毒,使病毒外殼的蛋白結構崩壞並與病菌的蛋白質、核酸等有機分子發生氧化反應

 


酸鹼性

 


中性

 


鹼性

 


弱酸性

 


抗菌時間

 


30~60

 


5~10分鐘

 


10-30

 


應用範圍

 


人體一般環境

 


一般環境、常用物品

 


一般環境常用物品

 


盛裝容器

 


HDPE2號)或PP5號)

 


不透光HDPEPP塑膠瓶

 


不透光HDPEPP塑膠瓶

 


注意事項

 


1.      具可燃性,遠離火源。

 

2.      味道刺激,不適宜密閉空間大量噴灑使用。

 

3.      對皮膚敏感者,刺激性略高。

 

4.      濃度低於50%以下時,沒有抗菌效果

 


1.  不可與鹽酸混用。

 

2.  未稀釋的漂白水在陽光下會釋出有毒氣體(Cl2)
,須放至於陰涼處。

 

3.  稀釋後24小時內使用。

 


1.   避免陽光照射、加熱。

 

2.   次氯酸水會腐蝕金屬,容易造成金屬鏽蝕。

n  居家消毒液實作

一、由95%藥用酒精稀釋

方法一

 


方法二

 


3倍的酒精 + 1倍的水(體積比)

 


4倍的酒精 + 1倍的水(體積比)

 


濃度計算:(3/4)*95%
= 71%

 


濃度計算:(4/5)*95%
= 76%

 

1:稀釋酒精的清水,一定要用蒸餾水或煮開放涼後的清水。

2:如果擔心使用後手太乾,可以加1-2%甘油。

 

二、抗菌精油乾洗手

(一)      藥品和材料95%酒精、高分子膠Carbopol 940(增稠劑)、三乙醇胺(Triethanolamine)、水、抗菌精油(如茶樹、白千層、百里香、羅文沙葉)

(二)      配製步驟

1.         秤取0.3克高分子膠Carbopol 940(見圖1左),分批加入10克水中(見圖1右),攪拌均勻(攪拌至沒有團狀或顆粒狀),約10分鐘。如所示。

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1:秤量Carbopol 940(左)和水(右)

2.         分別加入40 mL 95%酒精20滴抗菌精油和加入2-3滴三乙醇胺到一個50 mL壓瓶中,然後攪拌均勻,如圖2所示。

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2:加入95%酒精抗菌精油和三乙醇胺到壓瓶中

3.         攪拌均勻後,即為乾洗手,如圖3所示。

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3:自製乾洗手的成品

註:如果怕手太乾,可以在步驟2加入1 mL甘油。

三、稀釋漂白水

(一)      藥品和材料:市售漂白水 1罐、600 mL礦泉水 1

(二)      配製步驟

1.         取一罐600 mL 的礦泉水和一瓶市售漂白水,如圖4左所示。

2.         打開礦泉水,取一瓶蓋的漂白水,加入礦泉水中,搖勻即可,如圖4中所示。

3.         未一次用完時,瓶外可包覆不透材質,避免陽光直接照射,以減緩分解速率。

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4:加入漂白水到礦泉水中

1:一瓶蓋的容量約6 mL

2:濃度計算:市售漂白水濃度約5%,也就是50000 ppm,要稀釋成500 ppm,就是要以1份市售漂白水,加入99份水中。

n  結語

現在防疫如火如荼的進行,市售「抗菌、抗病毒」的防疫產品不勝枚舉,想要遠離病毒、細菌威脅,除了善用消毒液之外,正確的勤洗手才是最重要且最有效的方法。藉著多洗手有效去除皮膚表面上的微生物,再配合使用上述有抗菌效果的產品來輔助,相信一定可以減少與感染源的接觸,達到防疫效果。

n  參考資料

1.      漂白水的使用,衛生署,https://www.info.gov.hk/info/sars/tc/useofbleach.htm

2.      酒精、次氯酸水、漂白水消毒怎麼用?完整抗病毒Q&A一次搞懂:「這樣」防疫最有力,https://thebetteraging.businesstoday.com.tw/article/detail/202002120064/

3.      乾洗手和消毒液有用嗎?醫師教你正確預防病毒細菌感染,https://www.medpartner.club/personal-disinfection-basics-introduction/

4.      次氯酸鈉,維基百科,https://zh.wikipedia.org/zh-tw/次氯酸鈉

5.      Sodium hypochlorite, https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_hypochlorite.

6.      次氯酸,維基百科,https://zh.wikipedia.org/wiki/次氯酸

7.      Hypochlorous acid, https://simple.wikipedia.org/wiki/Hypochlorous_acid.

8.      Hypochlorous acid, https://en.wikipedia.org/wiki/Hypochlorous_acid.

9.      歷史悠久的消毒水:次氯酸鈉的過去與今天,https://pansci.asia/archives/148876

10.  酒精、漂白水、異丙醇抗病毒正確使用法!環境防疫「這樣」消毒殺菌一定可以減少感染源,https://thebetteraging.businesstoday.com.tw/article/detail/202002210017/177630

11.  酒精、次氯酸水、漂白水,三種消毒液哪一種抗病毒最強?「這樣選」抑制新型冠狀病毒!https://thebetteraging.businesstoday.com.tw/article/detail/202003230017/157883

12.  「酒精」和「次氯酸水」消毒、抗菌怎麼挑選?藥師10秒教你分辨五種市售消毒液,https://thebetteraging.businesstoday.com.tw/article/detail/202002120033

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