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昆山禾創(chuàng)KH3200超聲波清洗機(jī)在實(shí)驗(yàn)室與醫(yī)療器械清潔中的效能驗(yàn)證及參數(shù)優(yōu)化
上海儀器網(wǎng) / 2025-12-05

 

1 引言

實(shí)驗(yàn)室器皿的清潔度直接影響分析檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，醫(yī)療器械的徹底清潔則是防止交叉感染的核心環(huán)節(jié)。當(dāng)前傳統(tǒng)清洗方式存在諸多局限：人工刷洗易造成器皿磨損，且無(wú)法觸及針頭、齒科器械等精密部件的縫隙死角；普通超聲波清洗機(jī)空化效應(yīng)不均勻，常出現(xiàn)“冷點(diǎn)”區(qū)域，導(dǎo)致清潔不徹底；化學(xué)浸泡法雖能輔助去垢，但易產(chǎn)生試劑殘留，增加后續(xù)處理成本。
昆山禾創(chuàng)KH3200超聲波清洗機(jī)作為專(zhuān)為實(shí)驗(yàn)室與醫(yī)療場(chǎng)景設(shè)計(jì)的設(shè)備，具備寬幅功率調(diào)節(jié)、精準(zhǔn)頻率控制及恒溫清洗功能，其40kHz主流應(yīng)用頻率可平衡空化強(qiáng)度與清潔范圍，適配多種清潔需求。本文以色譜分析用樣品瓶、實(shí)驗(yàn)用毛玻璃器皿及牙科手機(jī)為典型清潔對(duì)象，構(gòu)建多場(chǎng)景應(yīng)用方案，通過(guò)量化數(shù)據(jù)驗(yàn)證設(shè)備效能，為其在科研與醫(yī)療領(lǐng)域的推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

2 應(yīng)用場(chǎng)景與技術(shù)目標(biāo)

2.1 核心應(yīng)用場(chǎng)景

  • 色譜分析實(shí)驗(yàn)室：處理高效液相色譜（HPLC）樣品瓶，去除內(nèi)壁殘留的甲醇、乙腈及有機(jī)物雜質(zhì)，需滿(mǎn)足殘留量≤0.05μg/mL，確保后續(xù)檢測(cè)無(wú)交叉污染，單次可處理100mL規(guī)格樣品瓶≥50個(gè)。
  • 基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室：清潔附著有油污、重鉻酸鉀洗液殘留的毛玻璃片、容量瓶等器皿，要求清潔后器皿內(nèi)壁無(wú)水珠掛壁，鉛筆跡、油污等可見(jiàn)污漬去除率100%，無(wú)劃痕損傷。
  • 基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)：完成牙科手機(jī)、手術(shù)止血鉗等醫(yī)療器械的預(yù)清潔處理，需去除器械表面及縫隙內(nèi)的血液、組織殘?jiān)?，微生物菌落?shù)降至≤10CFU/件，為后續(xù)滅菌流程奠定基礎(chǔ)。

2.2 技術(shù)目標(biāo)

通過(guò)昆山禾創(chuàng)KH3200超聲波清洗機(jī)實(shí)現(xiàn)：① 高效清潔（可見(jiàn)污漬去除率100%，微生物去除率≥99%，有機(jī)物殘留量≤0.02μg/mL）；② 參數(shù)可控（功率300-800W連續(xù)調(diào)節(jié)，頻率30-50kHz可調(diào)，溫度室溫至80℃精準(zhǔn)控制±1℃）；③ 穩(wěn)定可靠（連續(xù)運(yùn)行8小時(shí)空化均勻性偏差≤5%，無(wú)明顯“冷點(diǎn)”區(qū)域）；④ 安全合規(guī)（符合實(shí)驗(yàn)室設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)，清潔后醫(yī)療器械滿(mǎn)足《醫(yī)院消毒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB 15982-2012要求）。

3 儀器特性與實(shí)驗(yàn)優(yōu)化

3.1 核心技術(shù)參數(shù)

參數(shù)指標(biāo)
數(shù)值范圍及性能
超聲頻率
30kHz、40kHz、50kHz三檔可調(diào)，頻率精度±1kHz
超聲功率
300-800W連續(xù)調(diào)節(jié)，功率穩(wěn)定性±5%
清洗槽規(guī)格
內(nèi)槽尺寸400×300×250mm（L×W×D），有效容量30L，不銹鋼304材質(zhì)
溫控與定時(shí)
室溫-80℃溫控，精度±1℃；定時(shí)范圍1-999分鐘，誤差≤1%
輔助功能
脫氣功能、功率顯示、水位報(bào)警、自動(dòng)停機(jī)保護(hù)

3.2 清潔方案優(yōu)化

基于不同場(chǎng)景污染物特性，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化清洗參數(shù)，確定三組核心清潔方案：
  1. 色譜樣品瓶清潔方案：采用“甲醇預(yù)泡+超聲清洗+純水漂洗”流程。預(yù)泡：50%甲醇溶液浸泡20分鐘；超聲參數(shù)：40kHz頻率、500W功率、40℃水溫、15分鐘；漂洗：去離子水超聲清洗10分鐘，最后烘干備用。該方案可高效去除有機(jī)物殘留，避免甲醇過(guò)度消耗。
  2. 玻璃器皿清潔方案：針對(duì)油污及鉛筆跡污染，采用“中性洗滌劑+超聲+純水沖洗”流程。清洗液：0.5%中性洗潔精水溶液；超聲參數(shù)：40kHz頻率、600W功率、常溫、5分鐘；沖洗：自來(lái)水沖洗3次后去離子水淋洗，確保無(wú)洗滌劑殘留。
  3. 醫(yī)療器械清潔方案：遵循醫(yī)療設(shè)備清潔規(guī)范，采用“酶制劑+超聲+消毒”流程。清洗液：1%多酶清洗液（37℃）；超聲參數(shù)：30kHz頻率、700W功率、10分鐘（低頻增強(qiáng)空化強(qiáng)度，去除頑固血漬）；后續(xù)處理：流動(dòng)水沖洗后浸泡于0.1%含氯消毒液中30分鐘。

4 實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果分析

4.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)材料：100mL HPLC樣品瓶（含甲醇-苯系物殘留）、毛玻璃片（HB鉛筆均勻涂抹50mm直徑痕跡）、牙科手機(jī)（模擬污染：人工血液與唾液混合污染物）；對(duì)照方案：A組（人工刷洗）、B組（普通超聲清洗機(jī)，固定40kHz/400W）、C組（KH3200優(yōu)化方案）。
檢測(cè)方法：① 殘留檢測(cè)：高效液相色譜法（HPLC）測(cè)定樣品瓶有機(jī)物殘留；② 清潔效果：肉眼觀察結(jié)合電子顯微鏡（50倍）觀察污漬去除情況；③ 微生物檢測(cè)：菌落計(jì)數(shù)法（CFU/件）測(cè)定醫(yī)療器械微生物殘留；④ 空化均勻性：0.025mm鋁箔紙垂直放置，觀察穿孔分布（參照IAHCSMM標(biāo)準(zhǔn)）。每組實(shí)驗(yàn)設(shè)置10次平行樣，計(jì)算平均值與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。

4.2 玻璃器皿清潔效果實(shí)驗(yàn)

以毛玻璃片鉛筆跡去除時(shí)間和鋁箔空化均勻性為評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)果如下表所示：
清潔方案
鉛筆跡完全去除時(shí)間（min）
鋁箔穿孔均勻性（無(wú)冷點(diǎn)區(qū)域占比%）
器皿劃痕率（%）
RSD（%）
A組（人工刷洗）
12.5±1.2
-（無(wú)空化效應(yīng)）
8.3
9.6
B組（普通超聲）
5.8±0.5
72.5
1.2
8.6
C組（KH3200優(yōu)化）
2.8±0.3
98.2
0.5
1.1
注：冷點(diǎn)區(qū)域定義為鋁箔上＞6.45cm²（1平方英寸）的無(wú)穿孔區(qū)域。KH3200因采用多振子均勻排布設(shè)計(jì)，空化效應(yīng)覆蓋全面，無(wú)明顯冷點(diǎn)，鉛筆跡去除時(shí)間較人工刷洗縮短77.6%，且器皿劃痕率顯著降低，體現(xiàn)出高效與保護(hù)的雙重優(yōu)勢(shì)。

4.3 色譜樣品瓶殘留檢測(cè)結(jié)果

以苯系物（甲苯）為目標(biāo)殘留物，采用HPLC法檢測(cè)，檢測(cè)限為0.005μg/mL，結(jié)果如下表所示：
清潔方案
初始?xì)埩袅浚?mu;g/mL）
清潔后殘留量（μg/mL）
殘留去除率（%）
單次處理量（個(gè)/批次）
A組（人工刷洗）
1.25±0.10
0.18±0.03
85.6
20
B組（普通超聲）
1.25±0.10
0.06±0.01
95.2
45
C組（KH3200優(yōu)化）
1.25±0.10
0.012±0.002
99.0
55
結(jié)果表明，KH3200優(yōu)化方案的殘留去除率達(dá)99.0%，殘留量遠(yuǎn)低于色譜分析要求的0.05μg/mL閾值，且單次處理量較人工刷洗提升175%，可有效滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室批量清潔需求。其脫氣功能減少了清洗液中氣泡對(duì)超聲能量的損耗，是提升殘留去除率的關(guān)鍵因素。

4.4 醫(yī)療器械清潔與穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果

4.4.1 牙科手機(jī)清潔效果

以血液殘留（潛血試驗(yàn)）和微生物菌落數(shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)果如下表所示：
清潔方案
潛血試驗(yàn)結(jié)果
微生物菌落數(shù)（CFU/件）
縫隙清潔達(dá)標(biāo)率（%）
A組（人工刷洗）
陽(yáng)性（+）
128±15
65
B組（普通超聲）
弱陽(yáng)性（±）
25±4
82
C組（KH3200優(yōu)化）
陰性（-）
8±2
100

4.4.2 儀器連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定性

將KH3200置于40kHz/600W參數(shù)下連續(xù)運(yùn)行8小時(shí)，每小時(shí)進(jìn)行鋁箔空化測(cè)試和功率穩(wěn)定性檢測(cè)，結(jié)果如下表所示：
運(yùn)行時(shí)間（h）
實(shí)際功率（W）
功率偏差（%）
鋁箔無(wú)冷點(diǎn)區(qū)域占比（%）
1
598
-0.33
98.5
4
602
+0.33
98.0
8
605
+0.83
97.8
結(jié)果顯示，KH3200連續(xù)運(yùn)行8小時(shí)后，功率偏差仍≤1%，空化均勻性無(wú)明顯下降，完全滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室與醫(yī)療機(jī)構(gòu)批量連續(xù)作業(yè)需求。其內(nèi)置的過(guò)熱保護(hù)與功率穩(wěn)定系統(tǒng)，有效避免了長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致的性能衰減。

5 結(jié)論與應(yīng)用價(jià)值

昆山禾創(chuàng)KH3200超聲波清洗機(jī)通過(guò)靈活的參數(shù)調(diào)節(jié)、均勻的空化效應(yīng)及高效的清潔性能，在多領(lǐng)域清潔場(chǎng)景中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)：相較于人工刷洗，其清潔效率提升4-5倍，殘留去除率提升13.4個(gè)百分點(diǎn)；相較于普通超聲清洗機(jī)，冷點(diǎn)區(qū)域占比降低25.7個(gè)百分點(diǎn)，醫(yī)療器械縫隙清潔達(dá)標(biāo)率提升18個(gè)百分點(diǎn)。
該設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)在三方面：① 科研領(lǐng)域：保障色譜分析等實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，降低器皿損耗率，提升實(shí)驗(yàn)室工作效率；② 醫(yī)療領(lǐng)域：滿(mǎn)足醫(yī)療器械滅菌前的清潔要求，降低交叉感染風(fēng)險(xiǎn)，符合醫(yī)院消毒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；③ 經(jīng)濟(jì)價(jià)值：批量處理能力減少人力成本，精準(zhǔn)參數(shù)控制降低清洗劑與水資源消耗，符合綠色實(shí)驗(yàn)室建設(shè)理念。
未來(lái)可進(jìn)一步拓展其在電子元件、文物修復(fù)等精密清潔領(lǐng)域的應(yīng)用，通過(guò)匹配專(zhuān)用清洗籃與試劑，實(shí)現(xiàn)更細(xì)分場(chǎng)景的標(biāo)準(zhǔn)化清潔方案。

 

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