Mis on
STEREXi protsess?
STEREX on elektrofüüsikaline siseõhu desinfitseerimise protsess, mis genereerib ilma keemiliste aineteta ehk õhus oleva hapniku ja veeauru abil hüdroksüülradikaale, tekitades atmosfääri madalrõhuplasmat. Hüdroksüülradikaalid on inimestele, loomadele ja taimedele ohutud, kuid neil on väga suur desinfitseeriv toime ümbrisega viiruste, bakterite ja seente suhtes. Sellega saavutatakse sihipärane desinfitseeriv toime mikroorganismide vastu ning protsessi saab kasutada samal ajal, kui inimesed viibivad ruumis.
Mis on külm atmosfääriplasma?
Füüsikas on plasma tahke, vedela ja gaasilise kõrval neljas olek. Mõiste plasma kirjeldab elektrit juhtivat gaasi või gaasisegu, mida vool juhtivas olekus läbib. Gaasimolekulid muutuvad elektrivoolu mõjul füüsiliselt ning gaasisegu komponentidest moodustuvad ioonid. Plasma käitub seega samaaegselt elektronjuhina – see on gaasi või gaasisegu plasmaseisundi tunnus.
Kuidas me seda plasmat genereerime?
STEREX-i protsessis kasutatakse gaasiseguna välisõhku ja õhus sisalduvat veeauru.
Hüdroksüülradikaalide kujul esinevad reaktsioonisaadused on desinfitseerivad elektrofüüsikalised "liigid" (ükski aine ei korreleeru) plasmareaktsiooni tulemusena.
Seega ei kasutata plasmat otseselt desinfitseerimiseks, vaid pigem kasutatakse plasmareaktsiooni desinfitseerimisega seotud produkte hüdroksüülradikaalide kujul.
STEREX-i protsessi plasma on madala temperatuuriga atmosfääriplasma. See tähendab, et plasma on ümbritseval rõhul ja ümbritseval temperatuuril eristatav.
Inverter tekitab plaatide/võreelektroodide vahel vajaliku süüteenergia ja säilitab pärast plasma süttimist (kui elektroodide vaheline gaasisegu on elektrilise süttimisimpulsi tõttu muutunud juhtivaks) plasmaseisundi, andes etteantud voolu.
Kuidas elektrofüüsikalised reaktsioonid toimuvad?
Esiteks lõhustavad vool ja gaasimolekulide vastastikmõju katalüütiliselt toimivate elektroodipindadega, mis on elektriliselt polariseeritud plasma moodustamiseks vajalikule potentsiaalile, hapniku hapnikuradikaalideks (vt võrrand 1). STEREX-i protsessis vähendatakse osooni moodustumist alla toksikoloogiliselt oluliste piiride, piirates ühelt poolt elektrilise potentsiaali erinevust <3 kV-ni ja teiselt poolt teatud katalüütiliselt toimivate elektroodide pindadega. Lämmastikoksiide ei moodustu, kuna selleks oleks vaja >5 kV potentsiaalide erinevust.
Eelnevalt nimetatud hapnikuradikaalid reageerivad potentsiaalierinevuse <3 kV juures ja vastavate katalüütiliselt toimivate elektroodipindade juures veemolekulidega (veeaur õhus = õhuniiskus), moodustades hüdroksüülradikaale (vt võrrand 2).
Juba olemasolevad hüdroksüülradikaalid (OH°) avaldavad ülaltoodud reaktsioonile jätkuvalt katalüütilist mõju. Sõltuvalt ümbritsevast rõhust saavutatakse küllastusfaasi järel tasakaal. STEREXi protsessiga saavutatakse see (kuni 70 m³/ 120 m³ suuruses ruumis) umbes 60 minutiga. Seetõttu peaks STEREX-i protsess enne ruumide kasutamist alati vähemalt 60 minutit kestma.
Hüdroksüülradikaalidel on sõltuvalt keskkonnatingimustest aktiivsusperioodi jooksul erinev stabiilsus. Vähese tolmuga/tolmuvabades ruumides on täheldatud kuni 1 tunni pikkuseid aktiivsusperioode.
Tolmuga saastumine võib seda perioodi lühendada. Mõningase taustsaaste tingimustes (ruumi II klass) leiti, et aktiivsusperioodid jäävad siiski vahemikku 20-30 minutit.
Hüdroksüülradikaalid võivad reageerida orgaaniliste süsinikuühenditega ja neid seeläbi füüsiliselt muuta. Võimalik summaarne reaktsioon on esitatud võrrandis 3. Struktuurimuutus mõjutab eelkõige rakumembraani (= plasmamembraani) fosfolipiidide rasvhappe molekule.
Eelkõige ümbrisega viiruste (sealhulgas SARS-CoV-2) ning bakterite ja seente rakumembraanide plasmamembraanide ekvivalente muudetakse hüdroksüülradikaalide toimel füüsikaliselt (näiteks küllastumata rasvhapete muundamine küllastunud rasvhapeteks; rasvhapete alküüljääkide lühendamine jms), nii et rakumembraanide funktsiooni enam ei eksisteeri ja mikroorganism inaktiveeritakse.
Efekt leiab aset gaasilises olekus (õhk). Aerosoolid, mis esinevad õhus vedelate tilkadena koos suletud mikroorganismidega, reageerivad õhus leiduvate hüdroksüülradikaalidega, mille tulemuseks on mikroorganismide plasmamembraani hävitamine vastavalt võrrandile 3.
Mis on
STEREXi protsess?
STEREX on elektrofüüsikaline siseõhu desinfitseerimise protsess, mis genereerib ilma keemiliste aineteta ehk õhus oleva hapniku ja veeauru abil hüdroksüülradikaale, tekitades atmosfääri madalrõhuplasmat. Hüdroksüülradikaalid on inimestele, loomadele ja taimedele ohutud, kuid neil on väga suur desinfitseeriv toime ümbrisega viiruste, bakterite ja seente suhtes. Sellega saavutatakse sihipärane desinfitseeriv toime mikroorganismide vastu, kusjuures protsessi saab kasutada samal ajal, kui inimesed ruumis viibivad.
Mis on külm atmosfääriplasma?
Füüsikas on plasma tahke, vedela ja gaasilise kõrval neljas olek. Mõiste plasma kirjeldab elektrit juhtivat gaasi või gaasisegu, mida vool juhtivas olekus läbib. Gaasimolekulid muutuvad elektrivoolu mõjul füüsiliselt ning gaasisegu komponentidest moodustuvad ioonid. Plasma käitub seega samaaegselt elektronjuhina – see on gaasi või gaasisegu plasmaseisundi tunnus.
Kuidas me seda plasmat genereerime?
STEREXi protsessis kasutatakse gaasiseguna välisõhku ja õhus sisalduvat veeauru.
Reaktsiooniproduktid on hüdroksüülradikaalide kujul desinfitseerivad elektrofüüsikalised nn liigid (ainekorrelaat puudub) plasmareaktsiooni produkti kujul.
Seega ei kasutata plasmat otseselt desinfitseerimiseks, vaid pigem kasutatakse plasmareaktsiooni desinfitseerimisega seotud produkte hüdroksüülradikaalide kujul.
STEREXi protsessi plasma on madala temperatuuriga atmosfääriplasma. See tähendab, et plasma on ümbritseval rõhul ja ümbritseval temperatuuril eristatav.
Inverter tekitab plaatide/võreelektroodide vahel vajaliku süüteenergia ja säilitab pärast plasma süttimist (kui elektroodide vaheline gaasisegu on elektrilise süttimisimpulsi tõttu muutunud juhtivaks) plasmaseisundi, andes etteantud voolu.
Kuidas elektrofüüsikalised reaktsioonid toimuvad?
Esiteks lõhustavad vool ja gaasimolekulide vastastikmõju katalüütiliselt toimivate elektroodipindadega, mis on elektriliselt polariseeritud plasma moodustamiseks vajalikule potentsiaalile, hapniku hapnikuradikaalideks (vt [equation] võrrand 1). STEREX-i protsessis vähendatakse osooni moodustumist alla toksikoloogiliselt oluliste piiride, piirates ühelt poolt elektrilise potentsiaali erinevust <3 kV-ni ja teiselt poolt teatud katalüütiliselt toimivate elektroodide pindadega. Lämmastikoksiide ei moodustu, kuna selleks oleks vaja >5 kV potentsiaalide erinevust.
Eelnevalt nimetatud hapnikuradikaalid reageerivad potentsiaalierinevuse <3 kV juures ja vastavate katalüütiliselt toimivate elektroodipindade juures veemolekulidega (veeaur õhus = õhuniiskus), moodustades hüdroksüülradikaale (vt [equation] võrrand 2).
Juba olemasolevad hüdroksüülradikaalid (OH°) avaldavad ülaltoodud reaktsioonile jätkuvalt katalüütilist mõju. Sõltuvalt ümbritsevast rõhust saavutatakse küllastusfaasi järel tasakaal. STEREX-i protsessiga saavutatakse see (kuni 70 m³/ 120 m³ suuruses ruumis) umbes 60 minutiga. Seetõttu peaks STEREX-i protsess enne ruumide kasutamist alati vähemalt 60 minutit kestma.
Hüdroksüülradikaalidel on sõltuvalt keskkonnatingimustest aktiivsusperioodi jooksul erinev stabiilsus. Vähese tolmuga/tolmuvabades ruumides on täheldatud kuni 1 tunni pikkuseid aktiivsusperioode.
Tolmuga saastumine võib seda perioodi lühendada. Mõningase taustsaaste tingimustes (ruumi II klass) leiti, et aktiivsusperioodid jäävad siiski vahemikku 20-30 minutit.
Hüdroksüülradikaalid võivad reageerida orgaaniliste süsinikuühenditega ja neid seeläbi füüsiliselt muuta. Võimalik summaarne reaktsioon on esitatud [equation] võrrandis 3. Struktuurimuutus mõjutab eelkõige rakumembraani (= plasmamembraani) fosfolipiidide rasvhappe molekule.
Eelkõige ümbrisega viiruste (sealhulgas SARS-CoV-2) ning bakterite ja seente rakumembraanide plasmamembraanide ekvivalente muudetakse hüdroksüülradikaalide toimel füüsikaliselt (näiteks küllastumata rasvhapete muundamine küllastunud rasvhapeteks; rasvhapete alküüljääkide lühendamine jms), nii et rakumembraanide funktsiooni enam ei eksisteeri ja mikroorganism inaktiveeritakse.
Efekt leiab aset gaasilises olekus (õhk). Aerosoolid, mis esinevad õhus vedelate tilkadena koos suletud mikroorganismidega, reageerivad õhus leiduvate hüdroksüülradikaalidega, mille tulemuseks on mikroorganismide plasmamembraani hävitamine vastavalt [equation] võrrandile 3.
Kuidas mõjutavad need hüdroksüülradikaalid inimest?
Kõrgemate organismide (eukarüoodid, sealhulgas taimed ja loomad ning inimesed) rakumembraanidel on teistsugune struktuur.
See tähendab, et hüdroksüülradikaalidel ei ole eukarüootilistele rakkudele praktiliselt mingit negatiivset mõju ja et kokkupuude hüdroksüülradikaalidega inimesi ei ohusta:
- Plasmamembraani piirkonnas on radikaale lagundavad ensüümid eukarüootidel aktiivsemad, nii et sissetulevad hüdroksüülradikaalid inaktiveeritakse enne rakuga suhtlemist.
- Lisaks sellele on eukarüootide rakumembraanid valkude abil tsütoskeleti külge ankurdatud, nii et välised häired membraanide toimimises on vähem olulised.
- Membraani läbivoolavus, teisisõnu, rakumembraani regeneratsioonipotentsiaal on eukarüootidel suurem kui prokarüootidel (bakterid, seened või ümbrisega viirused). Eeskätt ümbrisega viirustel (nagu SARS-CoV-2 viirus) puudub igasugune taastumisvõime. See tähendab, et kui viiruste lipiidümbrised on kahjustada saanud, hävivad need lõplikult.
Seetõttu kasutatakse juba täna plasmariike haavaravi valdkonnas (näiteks antibiootikumiresistentsete bakterite põhjustatud nakatunud haavade desinfitseerimisel).
Seetõttu võib (ja tuleks) STEREXi meetodit kasutada ka töötamise ajal, näiteks ruumides või kliimaseadmetes.
Kuidas mõjutavad need hüdroksüülradikaalid inimest?
Kõrgemate organismide (eukarüoodid, sealhulgas taimed ja loomad ning inimesed) rakumembraanidel on teistsugune struktuur.
See tähendab, et hüdroksüülradikaalidel ei ole eukarüootilistele rakkudele praktiliselt mingit negatiivset mõju ja et kokkupuude hüdroksüülradikaalidega inimesi ei ohusta:
- Plasmamembraani piirkonnas on radikaale lagundavad ensüümid eukarüootidel aktiivsemad, nii et sissetulevad hüdroksüülradikaalid inaktiveeritakse enne rakuga suhtlemist.
- Lisaks sellele on eukarüootide rakumembraanid valkude abil tsütoskeleti külge ankurdatud, nii et välised häired membraanide toimimises on vähem olulised.
- Membraani läbivoolavus, teisisõnu, rakumembraani regeneratsioonipotentsiaal on eukarüootidel suurem kui prokarüootidel (bakterid, seened või ümbrisega viirused). Eeskätt ümbrisega viirustel (nagu SARS-CoV-2 viirus) puudub igasugune taastumisvõime. See tähendab, et kui viiruste lipiidümbrised on kahjustada saanud, hävivad need lõplikult.
Seetõttu kasutatakse juba täna plasmariike haavaravi valdkonnas (näiteks antibiootikumiresistentsete bakterite põhjustatud nakatunud haavade desinfitseerimisel).
Seetõttu võib (ja tuleks) STEREXi meetodit kasutada ka töötamise ajal, näiteks ruumides või kliimaseadmetes.