ქლორის დიოქსიდი

ქლორის დიოქსიდის გაზი ინფექციური დაავადებების პრევენციისთვის

ejpmr, 2017,4(8), 678-685SJIF Impact Factor 4.161

Review Article ISSN 2394-3211 EJPMR

EUROPEAN JOURNAL OF PHARMACEUTICAL AND MEDICAL RESEARCH

www.ejpmr.com

ქლორის დიოქსიდის გაზი ინფექციური დაავადებების პრევენციისთვის

CHLORINE DIOXIDE GAS FOR THE PREVENTION OF INFECTIOUS DISEASES

Norio Ogata* R and D Center, Taiko Pharmaceutical Co., Ltd., Seikacho, Kyoto, Japan.

*Corresponding Author: Dr. Norio Ogata
R and D Center, Taiko Pharmaceutical Co., Ltd., Seikacho, Kyoto, Japan

Article Received on 20/06/2017; Article Revised on 10/07/2017; Article Accepted on 31/07/2017

 

აბსტრაქტი

 

პრევენცია იმ ინფექციური დაავადებებისა, რომლებიც გამოწვეულია ჰაერში მოტივტივე ინფექციური მიკრობების მიერ დახურულ და ნახევრად დახურულ სივრცეებში, ძალიან საჭირო რამაა, თუმცა, მისაღწევად ჯერ კიდევ რთულია, რადგანაც არ არსებობს შესაბამისი სადეზინფექციო ტექნიკა. ფუმიგაცია ერთ-ერთი სადეზინფექციო მეთოდია ინფექციური მიკრობებით დაბინძურებული ჰაერისა, მაგრამ საჭიროებს ამ სივრცეებიდან ადამიანების ევაკუაციას, რადგანაც სადეზინფექციო საშუალების აირადი კონცენტრაცია, ჩვეულებრივ, ძალიან მაღალია და ცხოველებისთვის ტოქსიკური. დღესდღეობით ნაჩვენებია, რომ აირადი ქლორის დიოქსიდი ძალიან დაბალ კონცენტრაციაზე, რომელსაც არ აქვს არანაირი უკუჩვენება ცხოველებზე, გამოირჩევა ძლიერი ანტი-მიკრობული აქტივობით ისეთი ინფექციური მიკრობების წინააღმდეგ, როგორებიც არიან ბაქტერიები და ვირუსები. დაბალი კონცენტრაციის მქონე აირადი ქლორის დიოქსიდის მეშვეობით დეზინფექცია არ საჭიროებს ადამიანთა ევაკუაციას და შესაძლებელია, ოთახის ჰაერის დეზინფექციისთვის გამოვიყენოთ მაშინ, როცა ამ სივრცეში ადამიანები იმყოფებიან. აირადი ქლორის დიოქსიდის გამოყენება ძალიან დაბალ კონცენტრაციაზე იძლევა ახალ შესაძლებლობებს იმისათვის, რომ მოვახეროთ ოთახის ჰაერის დეზინფექცია ხალხის ევაკუაციის გარეშე. ეს მიმოხილვითი სტატია წარმოადგენს აირადი ქლორის დიოქსიდის სადეზინფექციო სისტემის დეტალებს.
საკვანძო სიტყვები: ქლორის დიოქსიდი, ClO2, აირი, ბაქტერია, ვირუსი, დეზინფექცია.

 

 

შესავალი

ქლორის დიოქსიდი (ClO2) არის სითხე, რომელსაც აქვს მუქი ფორთოხლისფერი ფერი 11ºC-ზე დაბალ ტემპერატურაზე. [1] ქლორის დიოქსიდი ამაზე უფრო მაღალ ტემპერატურაზე იწყებს დუღილს და წარმოქმნის ყვითელ აირს სახასიათო სუნით. ესაა შედარებით სტაბილური თავისუფალი რადიკალი ერთი გაუწყვილებელი ელექტრონით საკუთარ მოლეკულურ ორბიტალზე. მისი მოლეკულური სტრუქტურა თხევად მდგომარეობაში ნაჩენები იქნება X-ray დიფრაქციის ანალიზით. [2] ქლორის დიოქსიდს დიდი ხნის განმავლობაში იყენებდნენ სასმელი წყლის სადეზინფექციოდ ბევრ ქვეყანაში ქლორის ნაცვლად. ქლორით დეზინფექციისგან განსხვავებით, ქლორის დიოქსიდით დეზინფექციისას არ წარმოიქმნება პოტენციურად კარცენოგენური ტრიჰალომეეთანი. [3] ქლორის დიოქსიდით დეზინფიცირებულ მიკრობებს მიეკუთვნებიან: ბაქტერიები, სოკოები, უმარტივესები და ვირუსები. [4] წყალში გახსნილი ქლორის დიოქსიდი და აირადი ქლორის დიოქსიდი გამოიყენება მიკრობებეის დეზინფექციისთვის. ქლორის დიოქსიდით მიკრობების ინაქტივაციის დეტალური ქიმიური დინამიური მექანიზმი განხილულია. [5] ახლა, აირადი ქლორის დიოქსიდის ძალიან დაბალი კონცენტრაცია, ხარისხით 0.01- 0.05 ppm (ნაწილაკი მილიონში) (მოცულობის თანაფარდობა), გამოიყენება ოთახის ჰაერში არსებული მიკრობების სადეზინფექციოდ. ასეთ დაბალ დონეზე აირს მაინც აქვს ანტიმიკრობული აქტივობა. [6][7] აირის მსგავსი ძალიან დაბალი დონე გამოკვლეულია, რომ ცხოველებისთვის სახიფათო არაა, [8] და მისი პოტენციური გამოყენება დახურულ და ნახევრად დახურულ სივრცეებში ადამიანების ევაკუაციის გარეშე, მოსალოდნელია, რომ სადეზინფექციო სისტემების ბევრ ახალ შესაძლებლობას მოგვცემს. აირადი ქლორის დიოქსიდით მიკრობების ინაქტივაციის მექანიზმის დეტალები ასევე განხილულია ამ სტატიაში.

 

ქლორის დიოქსიდის ქიმიური მახასიათებლები და სტრუქტურა

 

ქლორის დიოქსიდი არის მოწითალო-მოყვითალო აირი უსიამოვნო სუნით მსგავსად ოთახის ტემპერატურაზე არსებული ქლორისა. [1] ქლორის დიოქსიდი კონდენსირდება მოწითალო-ყავისფერ სითხედ 11 გრადუს ცელსიუსზე დაბალ ტემპერატურაზე და იყინება 59 გრადუს ცელსიუსზე და წარმოქმნის წითელ-ფორთოხლისფერ კრისტალებს. [9] ქლორის დიოქსიდი კარგად იხსნება წყალში; 3 გრამი შეიძლება გაიხსნას 1 ლიტრ წყალში 25 გრადუს ცელსიუსზე. [9] ქლორის დიოქსიდს აქვს ერთი გაუწყვილებელი ელექტრონი თავის მოლეკულურ ორბიტალზე და, აქედან გამომდინარე, არის თავისუფალი რადიკალი. ქლორის დიოქსიდის სხვა ქიმიური დეტალები წარმოდგენილია პირველ ცხრილში. [1, 9] სპეციალური მიდგომაა საჭირო სუფთა, აირადი ქლორის დიოქსიდისთვის მაღალ კონცენტრაციაზე, რადგანაც ის პოტენციურად ფეთქებადია და ტოქსიკური. [1, 9] აფეთქება შეიძლება მოხდეს, როცა მაღალი კონცენტრაციის აირს ხვდება ძლიერი სინათლე.

 

ცხრილი 1: ქლორის დიოქსიდის ფიზიკო-ქიმიური მახასიათებლები

 

მახასიათებელი მნიშვნელობა
მოლეკულური წონა 67.45
დნობის წერტილი -59ºC
დუღილის წერტილი 11ºC
სითხის სიმკვრივე 1.642 გ/სმ
წყალში ხსნადობა 25 გრადუს ცელსიუსზე 3.01 გ/ლ
ქლორის ჟანგვის რიცხვი +4
პირველი ქლორ-ჟანგბადის ბმის დისოციაციის ენერგია 273 კჯ/მოლ
მეორე ქლორ-ჟანგბადის ბმის დისოციაციის ენერგია  270 კჯ/მოლ
წარმოქმნის სტანდარტული ენთალპია (⃤HƐ) 102.6 კჯ/მოლ

 

 

ქლორის დიოქსიდის სტრუქტურა თხევად ფაზაში შესწავლილი იქნა X-ray დიფრაქციული ანალიზით, [2] და აირადი ფაზის სტრუქტურას დააკვირდნენ ინფრაწითელი სპექტროსკოპიის საშუალებით (ცხრილი 2). [10] აღსანიშნავია, რომ ქლორის დიოქსიდის მოლეკულა მოხრილია (C2 სიმეტრია) OCl-O კუთხით 116.1º-ზე. [2] ქლორ-ჟანგბადის ბმის სიგრძეა 1.46 Å.[2] ნილსენის და ვოლცის თანახმად, აირადი ქლორის დიოქსიდის ინფრაწითელ სპექტრზე დაკვირვებისას აღმოჩნდა, რომ პიკები არის 290, 445 (2), 943.2 1), 1110, 1888 (21), 2040, 2215, 2473, 2967, და 3325-ზე. [10] მყარ ფაზაში, ქლორის დიოქსიდის მოლეკულები დიმერიზდებიან და კარგავენ პარამაგნეტიკურ თვისებებს. ქქლორის დიოქსიდ(2)-ის დიმერი ხდება დიამაგნიტური. [9] შიმაკურა et al.-ის თანახმად, თხევად ფაზაში, ქლორის დიოქსიდის მოლეკულები არ ამჟღავნებენ შემთხვევით ორიენტაციას, არამედ აქვთ სახასიათო, მოლეკულათაშორისი ორიენტაცია. [2]

 

 

ცხრილი 2: ქლორის დიოქსიდის ქიმიური სტრუქტურა

 

 

პარამეტრი მნიშვნელობა
Cl-O ბმის სიგრძე თხევად ფაზაში 1.46 Å
Cl-O ბმის სიგრძე აირად ფაზაში 1.491± 0.014 Å
O-Cl-O ბმის კუთხე თხევად ფაზაში 116.1º
O-Cl-O ბმის კუთხე აირად ფაზაში 116.5 ± 2.5º

 

აირადი ქლორის დიოქსიდის წარმოქმნა

 

ქლორის დიოქსიდის აირის წარმოსაქმნელად მრავალი მეთოდი არსებობს. იქიდან გამომდინარე, რომ აირადი ქლორის დიოქსიდი პოტენციურად ფეთქებადია მაღალ კონცენტრაციაზე, მისი ტრანსპორტირება არ ხდება და ამის მაგივრად წარმოიქმნება საჭიროების ადგილზე. ყველაზე ხშირად გამოყენებული მეთოდებია ნატრიუმის ქლორიტის (NaClO2) შერევა მჟავასთან ან მჟანგავ აგენტებთან/ [3] ნატრიუმის ქლორიტი გამოიყენება როგორც თხევადი ხსნარი და მჟავა შეერევა ხსნარს. ქლორის დიოქსიდი წარმოიქმნება ხსნარში და ორთქლის სახით გამოიყოფა. მაგალითად, ქიმიური რეაქცია, რომელშიც გამოიყენება მარილმჟავა მჟავის სახით, არის: 5NaClO2 + 4HCl → 4ClO2 + 2H2O + 5NaCl. როცა ქლორის დიოქსიდი აირადი ქლორის სახით წარმოიქმნება საწყის ეტაპზე, ქიმიური რეაქციაა: 2NaClO2 + Cl2 → 2ClO2 + 2NaCl.[3] ქლორის დიოქსიდი ასევე წარმოიქმნება ნატრიუმის ქლორიტისა და ჰიპოქლორმჟავის (HOCl) შერევით, რის შედეგადაც ხდება შემდეგი რეაქცია: 2NaClO2 + HOCl → NaCl + NaOH + 2ClO2. ამ რეაქციაში, ჰიპოქლორმჟავა წარმოიქმნება ქლორისა და წყლის შერევით რეაქციაში: Cl2 + H2O → HOCl + HCl.[3]

 

ელექტროქიმიური სისტემებიც გამოიყენება ქლორის დიოქსიდის in situ წარმოსაქმნელად. [11-13] ამ მეთოდში, ნატრიუმის ქლორიტის თხევადი ხსნარი იდგმება ელექტროლიტურ ელემენტში, სადაც ქლორის დიოქსიდი ხდება ქლორის დიოქსიდი ანოდში ხოლო წყალი ხდება წყალბადი და OH კათოდში. [3] ჯამური რეაქცია არის: 2NaClO2 + 2H2O → 2ClO2 + NaOH + H2. წყალხსნარში არსებული ქლორის დიოქსიდი გამოეყოფა ხსნარს როცა ხსნართან აირი შევა რეაქციაში. [3] Bai et al.-ის მიერ დახვეწილი მოდელი მოიცავს აირადი ქლორის დიოქსიდის გამოყოფას გაკონტროლებადი გზით. [14] აირადი ქლორის დიოქსიდის წარმოქმნა მოხდა ორი თხელი ფენის ერთმანეთზე დადებით, ერთი ფენა იყო აკრილატის ფუძეზე, ნატრიუმის ქლორიტით გაჟღენთილი, მეორე კი – პოლივინილ სპორტის პოლიმერი, ღვინის მჟავით გაჟღენთილი. აირადი ქლორის დიოქსიდის გამოყოფის ტემპი კონტროლირდება ფენის კომპოზიციისა და მისი სისქის ცვლილებით. ქლორის დიოქსიდის გამოყოფის აჩქარება შეიძლება ტენიანობით. [14] მკვლევარებმა აღნიშნეს, თუ რაოდენ გამოსადეგია მათი სისტემა საკვების შეფუთვისთვის. ქლორის დიოქსიდის წარმოქმნა ასევე ხდება ნატრიუმის ქლორიტის ხსნარისა და ულტრაიისფერი სინათლის რეაქციაში შესვლით. [15, 16] ქლორის დიოქსიდი წარმოიქმნება მჟავა პირობებში (pH 3.0-5.0), ხოლო ჰიპოქლორიტი წარმოიქმნება ფუძე პიროებში (pH 8.9-10.7). [15] კვანტური სარგებელი ამ ფოტოქიმიური რეაქციისა, რომელიც სხივდება 253.7 ნმ ულტრაიისფერი სინათლით, არის 0.43-დან 0.94-მდე და მაქსიმალურია მაშინ, როცა pH 6-ის ტოლია. [16]

 

ქიმიური რეაქციები და ქლორის დიოქსიდის ბედი

 

მიუხედავად იმისა, თხევად ფაზაშია თუ აირადში, ქლორის დიოქსიდი რეაქციაში შედის ბევრ ორგანულ ნაერთთან. ცნობილია, რომ რეაქციაში შედის ზოგ თავისუფალ ამინომჟავასთან და ცილებში არსებულ ამინომჟავათა ნაშთებთან. [5, 17] მაგალითად, მოხდა ტრიპტოფანისა და თიროზინის, ხბოს შრატის ალბუმინში და საფუარი სოკოს გლუკოზა-6-ფოსფატ დეჰიდროგენაზას ნაშთების სახით, ჟანგვითი მოდიფიცირება ქლორის დიოქსიდის წყალხსნარის მეშვეობით. [5] დამატებით, ტრიპტოფანი ხდება N-ფრომილკინურენინი, ხოლო თიროზინი წარმოქმნის 3,4-დიჰიდროქსიფენილალანინს (დოფას) და 2,4,5-ტრიჰიდროქსიფენილალანინს (ტოფას). [5] მოხდა ქლორის დიოქსიდის ჟანგბადის ატომების ჩაშენება პროდუქტებში. [5] Napolitano et al.-მა აღმოაჩინეს, რომ თიროზინი, N-აცეტილთიროზინი და დოფა რეაქციაში შედიან ქლორის დიოქსიდის წყალხსნართან და თითოეული რეაქციისთვის საჭიროებენ ორ მოლეკულა ქლორის დიოქსიდს. [17] თიროზინის და N-აცეტილთიროზინის რეაქციის შემთხვევაში, პირველად ფენოქსილის რადიკალები წარმოიქმნება. შემდეგ – ხანმოკლე დროით შუალედური პროდუქტი C-OClO ბმით არომატული ბირთვის მესამე პოზიციაზე, ბოლოს კი – დოფაქინონი და N-აცეტილდოფაქინონი. [17]

ტრიპტოფანის დაჟანგვის მექანიზმი შემოთავაზებულია შემდეგნაირად. [18] ClO2– ის ორი მოლეკულა რეაგირებს ტრიპტოფანის თითოეულ მოლეკულასთან. პირველი მოლეკულა ქმნის ტრიპტოფანის რადიკალს, ClO2 – -თან და H + -თან. მეორე მოლეკულა რეაგირებს ტრიპტოფანის რადიკალთან და ქმნის ტრიპტოფან- OClO შუალედურ პროდუქტს, რაც საბოლოოდ ხდება სტაბილური N- ფორმალკინურენინი. [18]  ამ რეაქციაში ClO2- ის ჟანგბადის ატომები ურთიერთქმედებს პროდუქტთან. ასევე , ამინომჟავა ცისტეინიც რეაგირებს ClO2– თან. [19] ფიქრობენ, რომ რეაქციის მექანიზმი მოიცავს ელექტრონის გადატანას ცისტეინის ანიონიდან ClO2– ზე, ცისტეინის რადიკალისა და ClO2– ის შემდგომი რეაქციით, ცისტეინილ – ClO2 დანამატის წარმოქმნით. ეს დანამატი ხდება ცისტეინის მჟავა დაბალ მჟავიანობაზე და ცისტინი – მაღალ მჟავიანობაზე. ტრიპეპტიდი გლუტათიონი (Glu-Cys-Gly) ასევე შედის რეაქციაში ქლორის დიოქსიდთან. [19] ქლორის დიოქსიდის დეკომპოზიცია ხდება ფუძე წყალხსნარში სამი სხვადასხვა გზით. [20] ერთი გზის შედეგად წარმოიქმნება ქლორის დიოქსიდი და ჟანგბადი, დანარჩენი ორით კი – ქლორის დიოქსიდისა და ტრიოქსიდის ანიონები. სამივე გზას ახასიათებს რეაქციაზე პირველი რიგის დამოკიდებულება ჰიდროქსიდის ანიონთან მიმართებით. მიიჩნევა, რომ ყველა რეაქცია მიმდინარეობს ფუძით გაშუალებული ელექტრონის გადაცემის მექანიზმით. [20]

 

ClO2– ით ობიექტების დამუშავების შემდეგ ნარჩენებთან მოპყრობა საგულისხმო საკითხია. არსებითად, აირადი ქლორის დიოქსიდი სწრაფად იშლება ქლორიტისა (ClO3 – ) და ქლორატის (ClO2 – ) იონებად, რომლებიც შემდეგ ქლორის (Cl- )  იონად გარდაიქმნებიან. [21-26] Kaur et al-ის თანახმად, ქლორისა და ქლორის ტრიოქსიდის ანიონის წარმოქმნა მოხდა ნესვის ქლორ-36-ით მონიშნული ქლორის დიოქსიდის აირით დამუშავების შედეგად. [22] მათ დაამუშავეს ნესვი 5.1 ± 0.7 მგ/ლ (1850 ± 254 ppm) აირადი ქლორის დიოქსიდით 10 წუთით ფუმიგაციის გზით. შემდეგ, მათ გაზომეს ქერქსა და რბილობში ნაშთის დონე. აღმოჩნდა, რომ 19.3 ± 8.0 გ ქლორი და  4.8 ± 2.3 გ  ClO3 – გრამში იყო ქერქში, ხოლო რბილობში – 8.1 ± 1.0 გ ქლორი და არანაირი ClO3. იქიდან გამომდინარე, რომ ქლორი არატოქსიურია, მათ დაასკვნეს, რომ საჭმლად ვარგისი რბილობი არ წარმოადგენდა ჯანმრთელობისთვის საფრთხეს. [22] Trinetta et al.-მა დაამუშავეს ბოსტნეული და ხილი 0.5 მგ/ლ (180 ppm) აირადი ქლორის დიოქსიდით 90-95% ფარდობითი ტენიანობით 10 წუთით, რათა პათოლოგიური ბაქტერიის (ნაწლავის ჩხირი, სალმონელა და ლისტერია) დეზინფიცირება მომხდარიყო. შემდეგ გარეცხეს საჭმლის ზედაპირი წყლით, რათა მოეშორებინათ ქლორის დიოქსიდი და გვერდითი პროდუქტები და გაანალიზეს ნარეცხი წყალი. აირადი ქლორის დიოქსიდით დამუშავებიდან 24 საათის შემდეგ, ქლორის დიოქსიდის ნაშთებში არანაირი განსხვავება არ აღმოჩნდა საკონტროლო (ქლორის დიოქსიდის აირით დამუშავების გარეშე) ჯგუფთან და, შემდეგ, დაამუშავეს ისეთი საჭმელები, როგორიცაა პომიდორი და ჭიპიანი ფორთოხალი. თუმცა, ვაშლებში აღმოჩნდა ქლორის ტრიოქსიდის ანიონი. დამატებით, ქლორის, ქლორის დიოქსიდისა და ქლორის ტრიოქსიდის ანიონების საკონტროლო ჯგუფთან შედარებით მაღალი დონეები შეიმჩნა სალათის ფურცელში. [23] აქედან გამომდინარე, ეს ანიონები შეიძლება დარჩნენ ზოგიერთი სასოფლო-სამეურნეო საჭმლის ზედაპირზე, რომელიც დამუშავებულია აირადი ქლორის დიოქსიდით, თუ დამუშავებისას აირის კონცენტრაცია მაღალია.

 

ქლორის დიოქსიდის ანტიმიკრობული აქტივობის მექანიზმის კინეტიკა

 

ClO2– ს აქვს ძლიერი მჟანგველი აქტივობა, სავარაუდოდ, მისი თავისუფალი რადიკალის თვისებების გამო. [9] მაგალითად, ClO2 ჟანგავს ცილა ტრიპტოფანისა და თიროზინის ნარჩენებს და ახდენს ცილების დენატურაციას.[5,17,27] ამ რეაქციაში ქლორის დიოქსიდის ჟანგბადის ატომები ჩაშენდებიან ცილების ზემოთხსენებულ ამინომჟავურ ნაშთებში და მოხდება ცილის დენატურაცია. [5] ნაჩვენებია ცილების დენატურაცია და ფერმენტების ინაქტივაცია. [5,28,29] Finnegan et al.-ის თანახმად, ხდება ხბოს შრატის ალბუმინისა და ალდოლაზის დეგრადაცია (ფრაგმენტაცია) ქლორის დიოქსიდით. [28]

 

Benarde et al. აჩვენეს, რომ ქლორის დიოქსიდი კლავს ბაქტერიას ბაქტერიული ცილების ბიოსინთეზის დაბლოკვის გზით. [30] Cho et al.-მა დაადგინეს, რომ ქლორის დიოქსიდი ჟანგავს ბაქტერიის მემბრანულ ლიპიდებს და შედეგად ზრდის მემბრანის შეღწევადობას. [31] მეორეს მხრივ, Berg et al. თანახმად ქლორის დიოქსიდი იწვევს K+ იონების შეღწევადობის კონტროლის დაკარგვას და ბაქტერიის გარე მემბრანის ჟანგვით დაზიანებას. მათ დაასკვნეს, რომ ნაწლავის ჩხირი ამ ეფექტების შედეად ინაქტივირდება. [32] Roller et al.-მა დაადგინეს, რომ ნაწლავის ჩხირის დეჰიდროგენაზების კლასის ფერმენტები მთლიანად ინჰიბირდებიან ქლორის დიოქსიდით, მაგრამ ეს ეფექტი მთლიანად არ აჩვენებს ბაქტერიის ინაქტივაციის მექანიზმს. მათი აზრით, ცილის სინთეზის ინჰიბირებას შესაძლოა დამატებითი ლეტალური როლი ჰქონდეს ბაქტერიაზე. [29]

 

ქლორის დიოქსიდით ბევრი მიკროორგანიზმი ინაქტივირდება – ბაქტერია [33-54], სოკოები [55-58], ვირუსები [59-68] და უმარტივესები [56-58]. წყალში გახსნილი ქლორის დიოქსიდი დიდი ხანია რაც გამოიყენება ონკანის წყლის სადეზინფექციოდ. [3] ქლორის დიოქსიდის ანტიმიკრობული ეფექტები ვლინდება აირად შემთხვევაში. მაგალითად, Bacillus subtilis, S. enterica, B. anthracis, Francisella tularensis, Yersinia pestis, E. coli O157:H7 და Staphylococcus aureus ინაქტივირდება აირადი ქლორის დიოქსიდით. [4,7,36,37,39,44-46,50,54,69] Bhagat et al.-მა აჩვენეს, რომ S. enterica ინაქტივირდა ჭიპიანი ფორთოხლის ზედაპირზე 3.5 log დონით სიცოცხლისუნარიანობის შემცირება 0.1 მგ/ლ (36 ppm) აირადი ქლორის დიოქსიდით 12 წუთით 22 გრადუს ცელსიუსზე 90-95% ფარდობითი ტენიანობით. [50] S. enterica-ს, ნაწლავის ჩხირისა და ლისტერიას ნარევით შეწამლული პომიდორის, ნესვისა და მარწყვის ზედაპირი დაამუშავეს 10 მგ/ლ ქლორის დიოქსიდით (3600 ppm) 180 წამით და 3-5 დონით სიცოცხლისუნარიანობის შემცირება დაფიქსირდა. [35]

აირადი ქლორის დიოქსიდის ინაქტივირების აქტივობა ბაქტერიის წინააღმდეგ ვლინდება არა მხოლოდ ჰაერში მოტივტივე მდგომარეობაში, არამენდ მყარ ობიექტებზე მიმაგრების დროსაც. [69] Li et al-მა დაადგინეს, რომ სპორაწარმომქმნელი ბაქტერია, B. subtilis var. niger, რომელიც მიმაგრებული იყო მეტალის, პლასმასისა და შუშის ნაჭრებზე, ინაქტივირდა 800 ppm (2.2 მგ/ლ) აირადი ქლორის დიოქსიდით და 3 საათში 1.8-დან 6.64-მდე შემცირდა. შედეგები ნათლად მიუთითებს აირის სპორიციდულ აქტივობაზე. საინტერესოა, რომ ინაქტივირების აქტივობა დამოკიდებულია სატესტო ნაწილების პრე-დამატენიანებლობის დამუშავებაზე. [69] ვირუსები ასევე ინაქტივირდებიან აირით. მაგალითად, გრიპის ვირუსი, კატის კალიცივირუსი, ადამიანის ჰერპესვირუსი და ძაღლის დისტემპერვირუსი ინაქტივირდნენ აირადი ქლორის დიოქსიდით. [6,27,64,70,71]

Wang et al.-მა დაწვრილებით შეისწავლა B subtilis სპორებისა და S.albus-ით შეწამლულ ფილტრის ქაღალდზე აირადი ქლორის დიოქსიდით მათი ინაქტივაციის კინეტიკა. მათ ბაქტერიის სიკვდილის ტემპი გამოთვალეს პირველი რიგის კინეტიკური მოდელით: (N /) = -kt, სადაც N0 არის უჯრედების საწყისი რაოდენობა, N არის გადარჩენილი ბაქტერიის რაოდენობა ქლორის დიოქსიდთან კონტაქტში შესვლიდან t დროის (წთ) შემდეგ, ხოლო k () არის სიჩქარის მუდმივა. B. subtilis-ის სპორების შემთხვევაში, სიჩქარის მუდმივა k არის 0.09 ± 0.01 (n=6) 1 მგ/ლ აირის კონცენტრაციაზე 70%-იანი ფარდობითი ტენიანობით 22-24 გრადუს ცელსიუსზე და ეს მნიშვნელობა იზრდება 0.21 ± 0.02-მდე 5 მგ/ლ-ზე. [46] S. albus-ის შემთხვევაში, k იყო 0.15± 0.012 მგ/ლ-ზე 70%-იანი ფარდობითი ტენიანობითა და 0.32± 0.02 მგ/ლ-ზე, როცა აირი იყო 5 მგ/ლ. [46]

 

საინტერესოა, რომ სიჩქარის მუდმივა k მცირდება 0.04± 0.01-მდე 2 მგ/ლ აირის შემთხვევაში 30%-იან ფარდობით ტენიანობაზე, როცა ის იზრდება 0.66± 0.04-ზე 90%-იანი ფარდობითი ტენიანობით. აქედან გამომდინარე, სიკვდილის ტემპი იზრდება ფარდობითი ტენიანობის გაზრდით. იგივე კანონზომიერება შემჩნეულია B. subtilis სპორების დროს. [46] აირადი ქლორის დიოქსიდის ინაქტივაციის აქტივობის მატება ფარდობითი ტენიანობის გაზრდისას შემჩნეულია S. enteritidis-ით მოწამლული კვერცხის ნაჭუჭის შემთხვევაშიც. [45] აღსანიშნავია, რომ ტენიანობის იგივე კანონზომიერება შემჩნეულია კატის კალიცივირუსის ინაქტივაციისასაც. Morino et al.-მა დაადგინეს, რომ შუშის ზედაპირზე მოთავსებული კატის კალიცივირუსი, რომელიც დაამუშავეს 0.26 ppm (0.72 გ/ლ) აირადი ქლორის დიოქსიდით 24 საათით 20 გრადუს ცელსიუსზე ინაქტივირდა 1.0შემცირებით (n=4) 45-55 % ფარდობით ტენიანობაზე, როცა ის ინაქტივირდა 6.3  შემცირებით 75=85% ფარდობით ტენიანობაზე. [70]

 

აირადი ქლორის დიოქსიდი როგორც ფუმიგანტი

 

უწინ მაღალი კონცენტრაციის მქონე აირადი ქლორის დიოქსიდი გამოიყენებოდა როგორც ფუმიგანტი მრავალი მიკრობის ინაქტივაციისთვის. მაგალითად, Park-მა და Kang-მა აჩვენეს, რომ E. coli, S. typhimurium და L. monocytogenes-ით დაავადებული ისპანახის ფოთლებზე და პომიდვრის ზედაპირზე მოხდა მათი ინაქტივაცია 5 ან 10 ppm (28 გ/ლ) აირადი ქლორის დიოქსიდით. [33] პომიდვრის, ნესვისა და მარწყვის ზედაპირზე არსებული  S. enterica, E. coli O157:H7 და L. monocytogenes დაამუშავეს 10 მგ/ლ (3600 ppm) აირადი ქლორის დიოქსიდით 180 წამით. [35] ამ ექსპერიმენტში, 5-ით შემცირდა კოლონიის მაფორმირებელი ერთეული (CFU) S. enterica-ში ყველა ბოსტნეულ კულტურაში. საპირისპიროდ, 3CFU-ს შემცირება აღინიშნა ნაწლავის ჩხირსა და ლისტერიაში, რაც მიუთითებს, რომ ეს ორი უკანასკნელი მეტად გამძლეები არიან აირადი ქლორის დიოქსიდის მიმართ. [35] 3 -თი S. enterica-ს CFU-ს შემცირება აღინიშნა მაშა ლობიოს ყლორტზეც 0.5 მგ/ლ (180 ppm) აირადი ქლორის დიოქსიდით 15 წუთით დამუშავებისას. [37] აღსანიშნსავია, რომ აირადი ქლორის დიოქსიდის ინაქტივირების აქტივობა ბაქტერიულ სპორებშიც აღმოჩენილია. [34,36,38,42,46,47,72,73] Jenk-სა და Woodworth-ის თანახმად სპორაწარმომქმნელი ბაქტერია B. subtilis, რომელიც ხელოვნურ ორგანოებზე დანერგეს, გაასტერილეს 30 წუთიანი დაყოვნებით 30 მგ/ლ აირადი ქლორის დიოქსიდით (10900 ppm) 80-85% ფარდობითი ტენიანობით 30 გრადუს ცელსიუსზე. [72] D-ს მნიშვნელობა (საჭირო დრო სპორების 90%-ის ინაქტივაციისთვის) იყო 4.4 წუთი. [72] Lowe et al.-მა აღმოაჩინეს, რომ აირადი ქლორის დიოქსიდის 362-695 ppm რომელიც ექსპოზიციას ინარჩუნებდა 756 ppm/საათში 65%-იანი ფარდობითი ტენიანობით, ინაქტივირებას უკეთებს B. anthracis-სა და Mycobacterium smegmatis-ს. სიცოცხლისუნარიანობის შემცირება იყო უფრო დიდი, ვიდრე 6.[34]

 

აირადი ქლორის დიოქსიდის ტოქსიკურობის კვლევა

 

მაღალი კონცენტრაციის აირადი ClO2 ტოქსიკურია მრავალი ცხოველის მიმართ, ადამიანის ჩათვლით. პოლეტმა და დესბრუსმა ჩაატარეს ტოქსიკოლოგიური კვლევა. თაგვებში, რომლებსაც შეხება ჰქონდათ 10 ppm (28 გ / ლ) აირად ClO2-თან 2 საათით დღეში, 30 დღის განმავლობაში გამოუვლინდათ გამონადენი ცხვირიდან, თვალების შეწითლება, ლოკალიზებული ბრონქოპნევმონია, ალვეოლური ეპითელიუმის დესქვამაცია (ჩამოფრცქვნა) და ლეიკოციტების მომატება. [74] იმავე ჯგუფმა ასევე ჩაატარა სხვა ექსპერიმენტი ვირთხების გამოყენებით.

მათ შემთხვევაში ვირთაგვებს ჰქონდათ შეხება 1 ppm (2.8 გ / ლ) აირად ქლორის დიოქსიდთან 5 საათის განმავლობაში, კვირაში 5 დღით 2 თვის მანძილზე. მათ აღმოაჩინეს სისხლძარღვების შეშუპება და პერიბრონქიოლური შეშუპება ვირთხების ფილტვებში. [75] თუმცა, Ogata et al. შემთხვევაში [8] ვერ შეძლეს მათი პათოლოგიური დასკვნების რეპროდუცირება ექსპერიმენტულ პირობებში მყოფი ვირთხებისა ზუსტად ისე, როგორც აღწერილია პაულისა და დესბრუსის ნაშრომში. [75] მათ დაასკვნეს, რომ ამ შეუსაბამობის სავარაუდო მიზეზი შეიძლება იყოს აირადი კონცენტრაციის სისუფთავის კონტროლი. [8] როგორც ოგატამ და სხვებმა აღნიშნეს, [8] Paulet და Desbrousses– ის დროს [75]აირადი ქლორის დიოქსიდის კონცენტრაციის კონტროლი შესაძლოა საკმაოდ რთული ყოფილიყო, რადგან არ იყო ხელმისაწვდომი აირადი გენერატორი დახვეწილი მართვის სისტემით. [8]

 

აკამაცუმ და სხვებმა. აჩვენეს, რომ ვირთაგვები, რომლებსაც შეხება ჰქონდათ 0,1 ppm აირად ქლორის დიოქსიდთან 24 საათის განმავლობაში და 7 დღე / კვირაში 6 თვის განმავლობაში, ექსპერიმენტის ბოლოს სრულიად ჯანმრთელები იყვნენ. [76] დალჰამნმა ჩაატარა აირადი ქლორის დიოქსიდის ინჰალაციის კვლევა  ვირთხებზე. 260 ppm (720 გ / ლ) ClO2 აირის ზემოქმედებამ 2 საათის განმავლობაში გამოიწვია გამონადენი თვალებიდან, ეპისტაქსია, ფილტვის შეშუპება, სისხლის მიმოქცევის სისტემის შეშუპება და სიკვდილი. [77] ამის საპირისპიროდ, 0,1 ppm (0,28 გ / ლ) ClO2 გაზის ზემოქმედებამ 5 საათი ყოველდღე 10-კვირიან პერიოდში,  არ გამოიწვია რაიმე პათოლოგიური ეფექტი და მან დაასკვნა, რომ ეს დონე არის NOAEL (არ არის დაფიქსირებული უარყოფითი ეფექტის დონე ). [77] 2 კვირის განმავლობაში ვირთხების შეხებამ 10 ppm (28 გ / ლ) აირად ქლორის დიოქსიდთან 4 საათით დღეში ორკვირიან პერიოდში, გამოიწვია სასუნთქი გზების გაღიზიანება და მან დაასკვნა, რომ ეს დონე არის LOAEL (ყველაზე დაბალი დაფიქსირებული უარყოფითი ეფექტის დონე). [ 77]

 

GOVERNMENTAL REGULATIONS OF CLO2 GAS CONCENTRATIONS Given that high-concentration ClO2 gas and liquid are explosive and toxic to animals as mentioned above, several governmental regulations have been implemented in some countries. American OSHA (Occupational Safety and Health Administration) states that the 8-hour time-weighted average of permissible exposure level of the ClO2 gas is 0.1 ppm (0.28 g/L).[78] The American Conference of Governmental Industry Hygienist (ACGIH) also states 0.1 ppm as a permissible level for workers working 40 hours per week and 8 hours a day.[79] NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) of USA states that the permissible average 10-hour exposure level is 0.1 ppm to humans.[80] Taken together, exposure to less than 0.1 ppm ClO2 gas appears to be safe for humans. Thus, it would be concluded that long-term exposure to ClO2 gas at or below 0.1 ppm would be allowable to humans.

 

აირადი ქლორის დიოქსიდის კონცენტრაციის სამთავრობო რეგულაციები

 

იმის გათვალისწინებით, რომ მაღალი კონცენტრაციის აირადი და თხევადი ქლორის დიოქსიდი ფეთქებადი და ტოქსიკურია ცხოველებისთვის, როგორც ეს ზემოთ აღინიშნა, ზოგიერთ ქვეყანაში რამდენიმე სამთავრობო რეგულაცია იქნა დანერგილი. ამერიკული OSHA (შრომის უსაფრთხოებისა და ჯანმრთელობის ადმინისტრაცია) აცხადებს, რომ აირადი ქლორის დიოქსიდის დასაშვები ზემოქმედების დონის 8-საათიანი საშუალო კონცენტრაციაა 0,1 ppm (0,28 გ / ლ). [78] სამთავრობო მრეწველობის ჰიგიენისტის ამერიკული კონფერენცია (ACGIH) ასევე მიიჩნევს 0,1 ppm-ს როგორც დასაშვებ დონეს მშრომელთათვის, რომლებიც კვირაში 40 საათს მუშაობენ და დღეში 8 საათს. [79] აშშ-ს NIOSH (შრომის უსაფრთხოებისა და ჯანმრთელობის ეროვნული ინსტიტუტი) აცხადებს, რომ დასაშვები საშუალო 10-საათიანი ზემოქმედების დონე ადამიანისთვის არის 0,1 ppm. [80] ერთად, 0,1 ppm- ზე ნაკლები ClO2 გაზის ზემოქმედება ადამიანისთვის უსაფრთხოდ მიიჩნევა. ამრიგად, დავასკვნათ, რომ ადამიანისათვის დასაშვებია აირადი ქლორის დიოქსიდის გრძელვადიანი ზემოქმედება 0,1 ppm ან უფრო დაბალ კონცენტრაციაზე.

 

ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF CLO2 GAS AT EXTREMELY LOW CONCENTRAIONS Ogata and Shibata first reported the effect of extremely low-concentration ClO2 gas at a level of 0.03 ppm (0.084 g/L) against influenza virus in an animal experiment[6] using a sophisticated machine to generate and deliver ClO2 gas at finely controlled concentrations.[7] The gas Ogata. European Journal of Pharmaceutical and Medical Research www.ejpmr.com 682 concentration was precisely controlled and accurately monitored during the study as demonstrated by recently published paper.[81] They found that the lethal activity of influenza A virus aerosol exposed to mice was dramatically reduced when 0.03 ppm ClO2 gas was present simultaneously with the virus aerosol. All the virus-challenged mice were alive and appeared quite healthy during and after the exposure of the virus when ClO2 gas was concomitantly present.[6] This result suggests the potential usefulness of the gas to protect human diseases caused by floating microbes in a room. A crucial point of this result is that evacuation of people from the room would not be required during the exposure to the gas because the concentration of the ClO2 gas employed is extremely low, i.e., below the permissible exposure concentration to human as mentioned above.[79,80,82] Thus, the exposure is not fumigation. Currently there is no useful and reliable measure to protect humans from infection by floating microbes without requiring evacuation in closed or semi-closed spaces, such as an airplane cabin or a spacecraft. The prevention of airborne microbe infection by the extremely low-concentration of ClO2 gas will open new avenues in the field of public health, e.g., prevention of highly pathogenic and transmissible H5N1 influenza virus.[83] The use of 0.03 ppm ClO2 gas is also useful in prevention of mosquito-related infective diseases, such as malaria and dengue fever, given that this concentration of ClO2 gas has a repellent effect against mosquitoes.[84]

 

აირადი ქლორის დიოქსიდის ანტიმიკრობული აქტივობა ძალიან დაბალ კონცენტრაციაზე

 

ოგატამ და შიბატამ პირველებმა აღნიშნეს ძალიან დაბალი კონცენტრაციის აირადი ქლორის დიოქსიდის გავლენა ცხოველების ექსპერიმენტში გრიპის ვირუსის წინააღმდეგ 0,03 ppm (0,084 გ / ლ) კონცენტრაციით [6] დახვეწილი აპარატის გამოყენებით აირადი ქლორის დიოქსიდის გამომუშავებასა და მიწოდებაზე ზუსტად კონტროლირებადი კონცენტრაციებით. [7] აირის კონცენტრაცია ზუსტად კონტროლდებოდა და ზუსტად აღირიცხებოდა კვლევის დროს, რასაც ახლახანს გამოქვეყნებული ნაშრომი აჩვენებს. [81] მათ დაადგინეს, რომ A გრიპის ვირუსის აეროზოლის ლეტალური მოქმედება თაგვებზე მკვეთრად შემცირდა, როდესაც 0.03 ppm აირადი ქლორის დიოქსიდი შევიდა კონტაქტში ვირუსის აეროზოლთან ერთად. ვირუსით გამოწვეული ყველა თაგვი ცოცხალი იყო და საკმაოდ ჯანმრთელი აღმოჩნდა ვირუსის ზემოქმედების დროს მაშინ, როცა ვირუსის აეროზოლის თანაობისას წარმოდგენილი იყო აირადი ქლორის დიოქსიდი. [6] ეს შედეგი მიუთითებს აირის პოტენციურ სარგებელზე ადამიანის დაავადებებისგან დასაცავად, რაც გამოწვეულია ოთახის ჰაერში არსებული მიკრობებით. ამ შედეგის გადამწყვეტი მომენტია ის, რომ აირის ზემოქმედების დროს არ იქნება საჭირო ადამიანთა ევაკუაცია ოთახიდან, რადგან გამოყენებული აირადი ქლორის დიოქსიდის კონცენტრაცია ძალიან დაბალია, ანუ ადამიანისთვის დასაშვები ზემოქმედების კონცენტრაციის ქვემოთაა, როგორც ეს ზემოთ იყო ნახსენები. [79,80,82] ამრიგად, ექსპოზიცია არ არის ფუმიგაცია. ამჟამად არ არსებობს სასარგებლო და საიმედო ღონისძიება ადამიანის დასაცავად მოტივტივე მიკრობებით ინფექციისგან, დახურულ ან ნახევრად დახურულ სივრცეებში ევაკუაციის საჭიროების გარეშე, მაგალითად, თვითმფრინავის სალონში ან კოსმოსურ ხომალდში. ჰაერში მიკრობული ინფექციის პროფილაქტიკა ClO2 აირის უკიდურესად დაბალი კონცენტრაციით, ახალ გზებს გახსნის საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის სფეროში, მაგ., პათოგენური და გადამდები H5N1 გრიპის ვირუსის პრევენცია. [83] 0.03 ppm აირადი ქლორის დიოქსიდის გამოყენება ასევე სასარგებლოა კოღოებთან დაკავშირებული ინფექციური დაავადებების, მაგალითად, მალარიისა და დენგეს ცხელების პროფილაქტიკისთვის, იმის გათვალისწინებით, რომ აირადი ქლორის დიოქსიდის ამ კონცენტრაციას აქვს კოღოების დამფრთხობი მოქმედება. [84]

 

დასკვნა

 

აირადი ქლორის დიოქსიდის ძალიან დაბალი კონცენტრაციით ექსპოზიცია, ანუ 0.1 ppm-ზე ან უფრო დაბლა (0.28 გ/ლ) არაა სახიფათო ცხოველებზე, როცა 0.03-დან 0.01 ppm კონცენტრაციაზე ჯერ კიდევ შეიმჩნევა ინაქტივაციის აქტივობა ბაქტერიებისა და ვირუსის წინააღმდეგ. აირადი ქლორის დიოქსიდის მსგავსი კონცენტრაცია შეგვიძლია გამოვიყენოთ ხალხის ევაკუაცის გარეშე რათა შევაჩეროთ ჰაერში მოტივტივე მიკრობებით გამოწვეული ინფექციები დახურულ ან ნახევრადდახურულ სივრცეებში, მაგალითად თვითმფრინავების კაბინაში, მისაღებ ოთახსა თუ კოსმოსურ ხომალდში. აირადი ქლორის დიოქსიდის ეს ეფექტი შეგვიძლია გამოვიყენოთ ინფექციური დაავადებების გავრცელების პრევენციისთვის ოთახის ჰაერის ხარისხის, მაგალითად ისეთი დაავადებების შემთხვევაში, როგორიცაა პათოგენური H5N1 გრიპის ვირუსი. ამჟამად, ასეთი სადეზინფექციო საშუალება კომერციულად ხელმისაწვდომი არაა. ჩვენი ცოდნიდან გამომდინარე, აირადი ქლორის დიოქსიდის ძალიან დაბალი კონცენტრაცია არის ერთადერთი გზა მიკრობული ინფექციის შესაჩერებლად ისეთ სივრცეში, სადაც ადამიანები არსებობენ.

თარგმანი:@Nutsa Ninua

სტატიის ორიგინალი აქ…

 

 

ACKNOWLEDGEMENTS

This work was supported by Taiko Pharmaceutical Co.,Ltd.

Declaration of Interest The author is an employee of Taiko Pharmaceutical Co.,Ltd.

REFERENCES

  1. O’Neil MJ. The Merck Index. 14th ed., Whitehouse tation; Merck, 2006.
  1. Shimakura H, Ogata N, Kawakita Y, Ohara K, Takeda S. Determination of the structure of liquids containing free radical molecules: Inter-molecular correlations in liquid chlorine dioxide. Mol Phys,2013; 111(8): 1015-22.
  1. Gates DJ. The Chlorine Dioxide Handbook Water Disinfection Series. Denver; American Water Works Association, 1998.
  1. Morino H, Fukuda T, Miura T, Shibata T. Effect of low-concentration chlorine dioxide gas against bacteria and viruses on a glass surface in wet environments. Lett Appl Microbiol, 2011;53(6):628-34.
  1. Ogata N. Denaturation of protein by chlorine dioxide: oxidative modification of tryptophan and tyrosine residues. Biochemistry, 2007; 46(16): 4898-911.
  1. Ogata N, Shibata T. Protective effect of lowconcentration chlorine dioxide gas against influenza A virus infection. J Gen Virol, 2008; 89(Pt 1): 60-7.
  1. Ogata N, Sakasegawa M, Miura T, Shibata T, Takigawa Y, Taura K, Taguchi K, Matsubara K, Nakahara K, Kato D, Sogawa K, Oka H. Inactivation of airborne bacteria and viruses using

extremely low concentrations of chlorine dioxide gas. Pharmacology, 2016; 97(5-6): 301-6.

  1. Ogata N, Koizumu T, Ozawa F. Ten-week wholebody inhalation toxicity study of chlorine dioxide gas in rats. J Drug Metab Toxicol, 2013; 4(2): 143.
  1. Wiberg N. Holleman-Wiberg’s Inorganic Chemistry. San Diego; Academic Press, 2001.
  1. Nielsen AH, Woltz PJH. The infrared spectrum of chlorine dioxide. J Chem Phys., 1952; 20(12): 1878-83.
  1. Cowley G. ClO2 in the pulp industry: A novel electrochemical cell for generation of ClO2 from aqueous sodium chlorite using the PerstractionTM process. In: Proc EMA, USEPA, and AWWARF 3rd International Symposium on ClO2. New Orleans, 1995.
  1. Kaczur JJ, Cawlfield DW. Chlorous acid, chlorites and chlorine dioxide (ClO2, HClO2). In: Othmer D (ed): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 4th ed., New York; Wiley Interscience, 1993; 5: 968-97.
  1. Griese MH, Kaczur JJ, Gordon G. Combining methods for the reduction of oxychlorine residuals in drinking water. J Am Water Works Assoc, 1992; 84(11): 69-77.
  1. Bai Z, Cristancho DE, Rachford AA, Reder AL, Williamson A, Grzesiak AL. Controlled release of antimicrobial ClO2 gas from a two-layer polymeric film system. J Agric Food Chem, 2016; 64(45):8647-52.
  1. Kujrai C, Fujita I. Photochemistry of sodium chlorite in solution, with reference to chlorite bleaching. J Soc Dyers Colourists, 1962; 78(2): 80-9.
  1. Cosson H, Ernst WR. Photodecomposition of chlorine dioxide and sodium chlorite in aqueous Ogata. European Journal of Pharmaceutical and Medical Research www.ejpmr.com 683

solution by irradiation with ultraviolet light. Ind Eng Chem Res., 1994; 33(6): 1468-75.

  1. Napolitano MJ, Green BJ, Nicoson JS, Margerum
  2. Chlorine dioxide oxidations of tyrosine, Nacetyltyrosine, and dopa. Chem Res Toxicol, 2005;18(3): 501-8.
  1. Stewart DJ, Napolitano MJ, Bakhmutova-Albert EV,Margerum DW. Kinetics and mechanisms of chlorine dioxide oxidation of tryptophan. Inorg Chem, 2008; 47(5): 1639-47.
  1. Ison A, Odeh IN, Margerum DW. Kinetics and mechanisms of chlorine dioxide and chlorite oxidations of cysteine and glutathione. Inorg Chem.,2006; 45(21): 8768-75.
  1. Odeh IN, Francisco JS, Margerum DW. New pathways for chlorine dioxide decomposition in basic solution. Inorg Chem., 2002; 41(24): 6500-6.
  1. Gómez-López VM, Rjkovic A, Ragaert P, Smigic N, Devileghere F. Chlorine dioxide for minimally processed produce preservation: a review. Trends Food Sci Tech., 2009; 20(1): 17-26.
  1. Kaur S, Smith DJ, Morgan MT. Chloroxyanion residue quantification in cantaloupes treated with chlorine dioxide gas. J Food Prot., 2015; 78(9):1708-18.
  1. Trinetta V, Vaidya N, Linton R, Morgan M.Evaluation of chlorine dioxide gas residues on selected food produce. J Food Sci., 2011; 76(1):T11-5.
  1. Smith DJ, Ernst W, Giddings JM. Distribution and chemical fate of 36Cl-chlorine dioxide gas during the fumigation of tomatoes and cantaloupe. J Agric Food Chem., 2014; 62(48): 11756-66.
  1. Smith DJ, Ernst W, Herges GR. Chloroxyanion residues in cantaloupe and tomatoes after chlorine dioxide gas sanitation. J Agric Food Chem., 2015; 63(43): 9640-9.
  1. Smith DJ, Giddings JM, Herges GR, Ernst W. Distribution, identification, and quantification of residues after treatment of ready-to-eat salami with 36Cl-labeled or nonlabeled chlorine dioxide gas. J Agric Food Chem., 2016; 64(44): 8454-62.
  1. Ogata N. Inactivation of influenza virus haemagglutinin by chlorine dioxide: oxidation of the conserved tryptophan 153 residue in the receptorbinging site. J Gen Virol, 2012; 93: 2558-63.
  1. Finnegan M, Linley E, Denyer SP, McDonnell G, Simons C, Maillard JY. Mode of action of hydrogen peroxide and other oxidizing agents: differences between liquid and gas forms. J Antimicrob Chemother, 2010; 65(10): 2108-15.
  1. Roller SD, Olivieri VP, Kawata K. Mode of bacterial inactivation by chlorine dioxide. Water Res., 1980; 14(6): 635-41.
  1. Benarde MA, Snow WB, Olivieri VP, Davidson B. Kinetics and mechanism of bacterial disinfection by chlorine dioxide. Appl Microbiol, 1967; 15(2): 257-65.
  1. Cho M, Kim J, Kim JY, Yoon J, Kim JH.Mechanisms of Escherichia coli inactivation by several disinfectants. Water Res., 2010; 44(11):3410-8.
  1. Berg JD, Roberts PV, Matin A. Effect of chlorine dioxide on selected membrane functions of Escherichia coli. J Appl Bacteriol, 1986; 60(3): 213-20.
  1. Park SH, Kang DH. Combination treatment of chlorine dioxide gas and aerosolized sanitizer for inactivating foodborne pathogens on spinach leaves and tomatoes. Int J Food Microbiol, 2015; 207: 103-8.
  1. Lowe JJ, Hewlett AL, Iwen PC, Smith PW, Gibbs Evaluation of ambulance decontamination using gaseous chlorine dioxide. Prehosp Emerg Care, 2013; 17(3): 401-8.
  1. Trinetta V, Linton RH, Morgan MT. The application of high-concentration short-time chlorine dioxide treatment for selected specialty crops including Roma tomatoes (Lycopersicon esculentum),cantaloupes (Cucumis melo ssp. melo var.cantaloupensis) and strawberries (Fragaria ×ananassa). Food Microbiol, 2013; 34(2): 296-302.
  1. Lowe JJ, Gibbs SG, Iwen PC, Smith PW, Hewlett
  2. Decontamination of a hospital room using gaseous chlorine dioxide: Bacillus anthracis,Francisella tularensis, and Yersinia pestis. J Occup Environ Hyg, 2013; 10(10): 533-9.
  1. Prodduk V, Annous BA, Liu L, Yam KL. Evaluation of chlorine dioxide gas treatment to inactivate Salmonella enterica on mungbean sprouts. J Food Prot, 2014; 77(11): 1876-81.
  1. Rastogi VK, Ryan SP, Wallace L, Smith LS, Shah SS, Martin GB. Systematic evaluation of the efficacy of chlorine dioxide in decontamination of building interior surfaces contaminated with anthrax spores. Appl Environ Microbiol, 2010; 76(10):3343-51.
  1. Bhagat A, Mahmoud BS, Linton RH. Inactivation of Salmonella enterica and Listeria monocytogenes inoculated on hydroponic tomatoes using chlorine dioxide gas. Foodborne Pathog Dis., 2010; 7(6):677-85.
  1. Vaid R, Linton RH, Morgan MT. Comparison of inactivation of Listeria monocytogenes within a biofilm matrix using chlorine dioxide gas, aqueous chlorine dioxide and sodium hypochlorite

treatments. Food Microbiol, 2010; 27(8): 979-84.

  1. Kuroyama I, Osato S, Nakajima S, Kubota R, Ogawa T. Environmental monitoring and bactericidal efficacy of chlorine dioxide gas in a rental office. Biocontrol Sci., 2010; 15(3): 103-9.
  1. Shirasaki Y, Matsuura A, Uekusa M, Ito Y, Hayashi A study of the properties of chlorine dioxide gas as a fumigant. Exp Anim, 2016; 65(3): 303-10.
  1. Page N, González-Buesa J, Ryser ET, Harte J,Almenar E. Interactions between sanitizers and packaging gas compositions and their effects on the safety and quality of fresh-cut onions (Allium cepa L.). Int J Food Microbiol, 2016; 218: 105-13.

Ogata. European Journal of Pharmaceutical and Medical Research www.ejpmr.com 684

  1. Kim HG, Song KB. Combined treatment with low concentrations of aqueous and gaseous chlorine dioxide inactivates Escherichia coli O157:H7 and Salmonella typhimurium inoculated on paprika. J Microbiol Biotechnol, 2016.doi:10.4014/jmb.1611.11038.
  1. Kim H, Yum B, Yoon SS, Song KJ, Kim JR, Myeong D,Chang B, Choe NH. Inactivation of Salmonella on eggshells by chlorine dioxide gas.Korean J Food Sci Anim Resour, 2016; 36(1): 100-8.
  1. Wang T, Wu J, Qi J, Hao L, Yi Y, Zhang Z. Kinetics of inactivation of Bacillus subtilis subsp. niger spores and Staphylococcus albus on paper by chlorine dioxide gas in an enclosed space. Appl Environ Microbiol, 2016; 82(10): 3061-9.
  1. Wang T, Qi J, Wu J, Hao L, Yi Y, Lin S, Zhang Z. Response surface modeling for the inactivation of Bacillus subtilis subsp. niger spores by chlorine dioxide gas in an enclosed space. J Air Waste Manag Assoc, 2016; 66(5): 508-17.
  1. Li YJ, Zhu N, Jia HQ, Wu JH, Yi Y, Qi JC. Decontamination of Bacillus subtilis var. niger spores on selected surfaces by chlorine dioxide gas.J Zhejiang Univ Sci B, 2012; 13(4): 254-60.
  1. Trinetta V, Vaidya N, Linton R, Morgan M. A comparative study on the effectiveness of chlorine dioxide gas, ozone gas and e-beam irradiation treatments for inactivation of pathogens inoculated onto tomato, cantaloupe and lettuce seeds. Int J Food Microbiol, 2011; 146(2): 203-6.
  1. Bhagat A, Mahmoud BS, Linton RH. Effect of chlorine dioxide gas on Salmonella enterica inoculated on navel orange surfaces and its impact on the quality attributes of treated oranges.

Foodborne Pathog Dis., 2011; 8(1): 77-85.

  1. Kaur S, Smith DJ, Morgan MT. Chloroxyanion residue quantification in cantaloupes treated with chlorine dioxide gas. J Food Prot., 2015; 78(9):1708-18.
  1. Lowe JJ, Gibbs SG, Iwen PC, Smith PW, Hewlett Impact of chlorine dioxide gas sterilization on nosocomial organism viability in a hospital room.Int J Environ Res Public Health, 2013; 10(6): 2596-605.
  1. Pottage T, Macken S, Giri K, Walker JT, Bennett Low-temperature decontamination with hydrogen peroxide or chlorine dioxide for space applications. Appl Environ Microbiol, 2012; 78(12):

4169-74.

  1. Annous BA, Burke A. Development of combined dry heat and chlorine dioxide gas treatment with mechanical mixing for inactivation of Salmonella enterica serovar Montevideo on mung bean seeds. J Food Prot, 2015; 78(5): 868-72.
  1. Sun X, Bai J, Ference C, Wang Z, Zhang Y, Narciso J, Zhou K. Antimicrobial activity of controlledrelease chlorine dioxide gas on fresh blueberries. J Food Prot, 2014; 77(7): 1127-32.
  1. Erickson MC, Ortega YR. Inactivation of protozoan parasites in food, water, and environmental systems. J Food Prot, 2006; 69(11): 2786-808.
  1. Ortega YR, Mann A, Torres MP, Cama V. Efficacy of gaseous chlorine dioxide as a sanitizer against Cryptosporidium parvum, Cyclospora cayetanensis, and Encephalitozoon intestinalis on produce. J Food Prot, 2008; 71(12): 2410-4.
  1. Winiecka-Krusnell J, Linder E. Cysticidal effect of chlorine dioxide on Giardia intestinalis cysts. Acta Trop, 1998; 70(3): 369-72.
  1. Miura T, Shibata T. Antiviral effect of chlorine dioxide against influenza virus and its application for infection control. Open Antimicrobial Agents J.,2010; 2: 71-8.
  1. Taylor GR, Butler M. A comparison of the virucidal properties of chlorine, chlorine dioxide, bromine chloride and iodine. J Hyg (Lond), 1982; 89(2): 321-8.
  1. Junli H, Li W, Nenqi R, Li LX, Fun SR, Guanle Y.Disinfection effect of chlorine dioxide on viruses,algae and animal planktons in water. Water Res.,1997; 31(3): 455-60.
  1. Chen YS, Vaughn JM. Inactivation of human and simian rotaviruses by chlorine dioxide. Appl Environ Microbiol, 1990; 56(5): 1363-6.
  1. Wigginton KR, Pecson BM, Sigstam T, Bosshard F,Kohn T. Virus inactivation mechanisms: impact of disinfections on virus function and structural integrity. Environ Sci Technol, 2012; 46(21): 12069-78.
  1. Sanekata T, Fukuda T, Miura T, Morino H, Lee C,Maeda K, Araki K, Otake T, Kawahata T, Shibata T.Evaluation of the antiviral activity of chlorine dioxide and sodium hypochlorite against feline calicivirus, human influenza virus, measles virus,canine distemper virus, human herpesvirus, human adenovirus, canine adenovirus and canine parvovirus. Biocontrol Sci., 2010; 15(2): 45-9.
  1. Watamoto T, Egusa H, Sawase T, Yatani H. Clinical evaluation of chlorine dioxide for disinfection of dental instruments. Int J Prosthodont, 2013; 26(6):541-4.
  1. Lowe JJ, Hewlett AL, Iwen PC, Smith PW, Gibbs Surrogate testing suggests that chlorine dioxide gas exposure would not inactivate Ebola virus contained in environmental blood contamination. J Occup Environ Hyg, 2015; 12(9): D211-5.
  1. Yeap JW, Kaur S, Lou F, DiCaprio E, Morgan M, Linton R, Li J. Inactivation kinetics and mechanism of a human norovirus surrogate on stainless steel coupons via chlorine dioxide gas. Appl Environ Microbiol, 2016; 82(1): 116-23.
  1. Kingsley, DH, Vincent EM, Meade GK, Watson CL, Fan X. Inactivation of human norovirus using chemical sanitizers. Int J Food Microbiol, 2014;171: 94-9.
  1. Li Y, Zhu N, Jia HQ, Wu JH, Yi Y, Qi JC.Decontamination of Bacillus subtilits var. niger Ogata. European Journal of Pharmaceutical and Medical Research www.ejpmr.com 685 spores on selected surfaces by chlorine dioxide gas.J Zhejiang Univ Sci B, 2012; 13(4): 254-60.
  1. Morino H, Fukuda T, Miura T, Lee C, Shibata T,Sanekata T. Inactivation of feline calicivirus, a norovirus surrogate, by chlorine dioxide gas.Biocontrol Sci., 2009; 14(4): 147-53.
  1. Morino H, Koizumi T, Miura T, Fukuda T, Shibata Inactivation of feline calicivirus by chlorine dioxide gas-generating gel. Yakugaku Zasshi, 2012;133(9): 1017-22.
  1. Jeng DK, Woodworth AG. Chlorine dioxide gas sterilization of oxygenators in an industrial scale sterilizer: a successful model. Artificial Organs,1990; 14(5): 361-8.
  1. Rastogi VK, Wallace L, Smith LS, Ryan SP, Martin Quantitative method to determine sporicidal decontamination of building surfaces by gaseousfumigants, and issues related to laboratory-scale studies. Appl Environ Microbiol, 2009; 75(11):3688-94.
  1. Paulet G, Desbrousses S. Effect of a weak concentration of chlorine dioxide on laboratory animals. Arch Mal Prof, 1970; 31(3): 97-106.
  1. Paulet G, Desbrousses S. On the toxicology of chlorine dioxide. Arch Mal Prof, 1972; 33(1): 59-61.
  1. Akamatsu A, Lee C, Morino H, Miura T, Ogata N, Shibata T. Six-month low level chlorine dioxide gas inhalation toxicity study with two-week recovery

period in rats. J Occup Med Toxicol, 2012; 7: 2.

  1. Dalhamn T. Chlorine dioxide: toxicity in animal experiments and industrial risks. Arch Ind Health, 1957; 15(2): 101-7.
  1. Occupational Safety and Health Administration (OSHA), United States of Labor. Annotated PELs,https://www.osha.gov/dsg/annotated/pels/tablez1.html.
  1. ACGIH. 1994-1995 Threshold limit values for chemical substances and physical agents and biological exposure indices. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, Cincinnati,OH, 1994.
  1. NIOSH. Recommendation for occupational safety and health: Compendium of policy documents and statements. U. S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, Centers for Disease Control, National Institute for Occupational Safety and Health, DHHS (NIOSH) Publication No. 92-100, Cincinnati, OH, Jan., 1992.
  1. Ogata N, Sogawa K, Takigawa Y, Shibata T.Generation and measurement of chlorine dioxide gas at extremely low concentrations in a living room:implication for preventing airborne microbial infectious diseases. Pharmacology, 2017; 99(3-4):114-20.
  1. Harfoot R, Webby RJ. H5 influenza, a global update. J Microbiol, 2017; 55(3): 196-203.
  1. Matsuoka H, Ogata N. Inhibition of malaria infection and repellent effect against mosquitoes by chlorine dioxide. Med Entomol Zool, 2013; 64(4):203-7.