二溴海因是一种新的高效、环保型消毒剂，其化学名称是二溴二甲基乙内酰脲（1，3-dibromo-5，5-dimethyl-hydantoin），简称DBDMH。其结构式为;

二溴海因结构式

    2002年薛广波等首次对二溴二甲基乙内酰脲(二溴海因)的杀菌作用、杀灭微生物的机理、杀菌效果影响因素、毒理和对消毒物品的影响，以及消毒应用等进行了全面研究。并获得国家发明专利（二溴二甲基乙内酰脲作为消毒剂的应用）。

    研究发现二溴海因是一种新的高效消毒剂。不仅消毒效果可靠，而且安全性和环保性好。二溴海因消毒剂投放市场后，受到用户的广泛好评。我国卫生部已将二溴海因写入《消毒技术规范》(2002)，凡可用含氯消毒剂消毒的消毒对象，均可使用二溴海因消毒。我国非典流行期间，许多报纸、电台、电视台等媒体和人民卫生出版社及地方出版的指导性消毒读物，均将二溴海因消毒剂推荐为防非典首选消毒剂。我国消毒行业协会发布的《公共场所消毒技术规范》（2006，2010）和《医院消毒技术规范》（2008）也将二溴海因推荐为主要消毒剂。许多消毒学和医院感染学专家认为，二溴海因消毒剂最有希望继含氯消毒剂之后成为我国的主流消毒剂。

1 概述

    近年来，在寻找新型消毒剂中发现，二甲基乙内酰脲(海因)类化合物中，二氯海因、二溴海因、溴氯海因均有良好的消毒作用，它们均属于高效、广谱、实际无毒级的消毒剂。综合评价，以二溴海因为最好，实用性最强。这是因为二溴海因具有如下优点：

  （1）杀菌谱广，对各种微生物均有杀灭作用，包括细菌芽胞、细菌繁殖体、真菌、病毒、藻类和某些寄生虫，属于高效消毒剂；

  （2）杀菌作用强，用含有效溴lmg/L～3mg/L的二溴海因，作用10min～15min，可杀灭悬浮液中99.90%的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌；1000mg/L，作用60min可杀灭枯草杆菌芽胞；

  （3）稳定性好，对消毒粉和消毒片，用加速试验法测定其稳定性，在54℃下放置14d(相当于自然存放一年)，有效含量下降很少，自然存放二年，有效含量变化在允许范围之内；消毒液的稳定性也较好；

  （4）影响消毒效果的因素小，例如，一般含卤消毒剂在高pH下会迅速分解，失去杀菌作用，但pH对二溴海因影响不大；

  （5）消毒后无残留毒物。二溴海因在消毒过程中释放出有杀菌作用的有效溴，剩余二甲基乙内酰脲分解成氨气和二氧化碳气体，对环境基本无污染；

  （6）二溴海因不产生难闻的刺激性气味，使用浓度对大多数消毒物品基本无损害；

  （7）价格便宜，按有效含量和使用浓度计算，价格较低；

  （8）固体二溴海因消毒剂和用二溴海因配制的消毒液稳定性均较好。

  （9）二溴海因消毒剂的主要缺点是溶解性较差，早期的产品还存在保存过程中易变黄问题。近年来的研究已经基本克服了上述不足。

    二溴海因消毒剂是发明专利产品，其配方中包含有增效剂、溶解剂、缓蚀剂、稳定剂等成分，且生产工艺要求严格。有些仿冒产品由于不掌握配方和工艺的核心技术，会在溶解性、安全性、有效溴含量、消毒效果、稳定性等方面发生问题。

2 对微生物的杀灭作用

2.1用定量悬浮试验测定的结果

    陈荣凤等(2000)参照英国Russell博士的设计原理和薛广波教授在《灭菌消毒防腐保藏》中具体化的定量悬浮试验方法，测定了海金牌二溴海因消毒剂对几种微生物的杀灭作用。

2.1.1 对金黄色葡萄球菌的杀灭作用见表1。

作用时间 (min)	不同浓度（mg/L）各作用时间的杀灭率（KR）及其95%置信区间（CI）
	2.5mg/L                  3mg/L                       4mg/L             KR（%）  95%CI       P     KR（%） 95%CI       P     KR（%） 95%CI          P
1           22.1805   19.1602-25.2108            25.2506   21.2327-29.2685          98.4511     98.3201-98.5821                                           ｝<0.01                            ｝<0.01                             ｝<0.01 2           66.6064   61.1012-72.1116            98.4593   98.0462-98.4724          99.9747     99.9542-99.9949                                           ｝<0.01                            ｝<0.01                            ｝<0.01 5           98.6829   97.5519-99.8139             99.9245   99.9014-99.9276          99.9991     99.9979-100                                           ｝<0.01                            ｝<0.01                            ｝<0.01 10          99.9631   99.9424-99.9838            99.9981   99.9656-100             100.0000      100-100                                           ｝<0.01                            ｝<0.01 20          99.9844   99.9721-99.9967           100.0000  100-100                  100.0000      100-100                                          ｝<0.01                             30          100.0000   100-100                  100.0000  100-100                  100.0000      100-100 对照菌数        (3.192±1.010)×106                (3.192±1.010)×106                 (3.192±1.010)×106

    从表中可见2.5mg/L作用10min，可达到消毒要求，3mg/L作用5min也可达到同样消毒效果。在2.5mg/L二溴海因消毒剂的作用下，金黄色葡萄球菌的存活曲线为：y=26.5779-1.7993 lnx，（R2=0.8514，P＜0.01）。这种S型的对数存活曲线符合一般高效消毒剂的杀菌规律。各浓度不同作用时间的杀灭率之间具有显著性差别（P＜0.01）。
宁培勇等（2011）报道，用含500mg/L有效溴的二溴海因消毒液，作用15min，对载体上的金黄色葡萄球菌杀灭对数值3.71，作用30min杀灭对数值4.92。李长青（2005）报道，用有效溴200mg/L作用5min，对金黄色葡萄球菌的杀灭对数值为3.32；用300mg/L，作用1min，杀灭对数值为3.17。
2.1.2 对大肠杆菌的杀灭作用
    用定量悬浮试验测定，二溴海因对大肠杆菌杀结果见表2。

作用时间 (min)	不同浓度（mg/L）各作用时间的杀灭率（KR）及其95%置信区间（CI）
	1.0mg/L                   2.0mg/L                       3.0mg/L             KR(%)   95%CI      P      KR(%)     95%CI       P      KR(%)  95%CI          P
1         24.7498   21.4235-28.0761            31.7106  26.3402-37.0710              35.5778  30.4226-40.7330 ｝<0.01                             ｝<0.01                             ｝<0.01    2         93.4486   91.0302-95.8670            98.2680  97.1355-99.4010              99.9728  99.9578-99.9878 ｝<0.01                             ｝<0.01                             ｝<0.01    5         99.7286   99.5131-99.9440            99.9791  99.9621-99.9961              99.9920  99.9873-99.9967 ｝<0.01                             ｝<0.01                             ｝<0.01 10         99.9915   99.9884-99.9946            99.9930  99.9810-100                  99.9987  99.9921-100 ｝<0.01                             ｝<0.01                             ｝<0.01 20        99.9989   99.9921-100                100.0000  100-100                     100.0000  100-100 对照菌数       (2.198±0.327)106                   (2.198±0.327)106                    (2.198±0.327)106

    从表中可以看出，用1mg/L二溴海因消毒剂，作用10min，2mg/L作用5min，可杀灭大肠杆菌99.9%～99.99%。对在二溴海因的作用下，大肠杆菌的死亡规律的数学模拟显示，其存活菌数对数值和作用时间之间呈s型关系，可用下式表达：y=97.433-6.7819 lnx （R2=0.9355， P＜0.01）。各浓度不同作用时间的杀灭率之间，具有显著性差别（P＜0.01）。
李长青（2005）报道，用有效溴200mg/L，作用5min，对大肠杆菌的杀灭对数值为3.15；300mg/L，作用1min，杀灭对数值为3.09。
2.1.3 对枯草杆菌黑色变种ATCC9372株芽胞的杀灭作用
    用定量悬浮试验测定了海金牌二溴海因消毒剂的杀芽孢效果，结果见表3。

    表中显示，用二溴海因1000mg/L作用60min，2000mg/L作用15min，对芽胞的杀灭率达99.9%以上。用在1000mg/L二溴海因消毒剂作用下，不同时间枯草杆菌黑色变种芽胞的存活菌数之间的关系进行数学模拟，结果发现，两者之间呈对数线性关系：y=97.433-6.7810 lnx(R2=0.9355,P＜0.01)。这表明，二溴海因对枯草杆菌黑色变种芽胞具有较强的快速杀灭作用。这一结论也被其他研究者的试验所佐证。上海市疾病预防控制中心用同样品牌的二溴海因消毒剂进行的杀芽胞试验显示，用1000mg/L，作用60min，用2000mg/L作用15min，对枯草杆菌黑色变种芽胞的杀灭率均达到99.9%以上，用其他品牌的二溴海因消毒剂，也获得了类似的结果。另据吕瑞芳等（2011）报道，用含有效溴2000mg/L的二溴海因消毒剂作用20min，对枯草杆菌黑色变种芽胞ATCC9372株杀灭对数值为3.16，作用60min，杀灭对数值3.89。
2.1.4 对白色念珠菌的杀灭作用
    吕瑞芳等（2011）报道，用有效溴300mg/L的二溴海因消毒剂，对悬液中的白色念珠菌杀作用1min，灭对数值3.93，作用3min，杀灭对数值4.08。李长青（2005）报道，用有效溴350mg/L，作用5min，对白色念珠菌的杀灭对数值为3.29。
2.1.5对绿脓杆菌的杀灭作用
    宁培勇等（2011）用悬液杀菌试验研究了二溴海因消毒剂对绿脓杆菌的杀灭作用，发现用有效溴500mg/L，作用15min，杀灭对数值为3.78，作用30min，杀灭对数值为4.91。可见二溴海因对绿脓杆菌有良好的杀灭作用。
2.1.6 对嗜肺军团杆菌的杀灭作用
    陈月英等（2009）研究了二溴海因对军团杆菌的杀灭作用，发现用有效溴200mg/L，作用10min，可完全杀灭悬液中的军团杆菌。
2.2 用载体定量试验获得的结果
    上海市疾病预防控制中心用定量载体试验测定了海金牌二溴海因消毒剂对几种微生物的杀灭作用。结果如下。
2.2.1 二溴海因消毒剂对枯草杆菌黑色变种芽胞的杀灭作用，结果见表4。

    注：阳性对照组平均菌数及范围为7.50×105cfu/片(7.10×105cfu/片～7.90×105cfu/片)
          阴性对照组：中和剂、PBS、培养基无细菌生长。
    从表中可以看出，用二溴海因2000mg/L作用15min，1000mg/L作用60min，对芽胞的杀灭率均可达99.9%以上。
    李长青（2005）报道，用有效溴1000mg/L，作用30min，对枯草杆菌黑色变种芽胞ATCC9372株的杀灭对数值为3.17，作用40min，杀灭对数值为3.93。可见二溴海因对细菌芽胞有很强的杀灭作用。
    至于有个别报道二溴海因对细菌芽胞的杀灭结果不太理想，这可能是他们所用的二溴海因消毒剂质量不好，或配方不合理，也可能在试验方法或试验菌株等方面存在问题。
2.2.2 二溴海因消毒剂对金黄色葡萄球菌的杀灭作用，见表5。

有效溴含量 (mg/L)	作用不同时间(min)的平均杀灭率（%）及其范围
	2	5	10	20
200   100   50	100   99.98 (99.98-99.99) 97.50 (97.05-97.78)	100   100   98.78 (98.54-99.07)	100   100   99.08 (99.03-99.14)	100   100   99.93 (99.93-99.94)

    注：阳性对照组平均菌数及范围为9.50×105cfu/片(9.20×105cfu/片～9.80×105cfu/片)
          阴性对照组：中和剂、PBS、培养基无细菌生长。
    表中显示，对金葡菌用100mg/L作用2min，杀灭率可达99.98%以上，用200mg/L作用2min，杀灭率可达100%。
2.2.3 对大肠杆菌的杀灭效果
    表6给出了海金牌二溴海因消毒剂对大肠杆菌的杀灭试验结果。显示用100mg/L作用2min，对大肠杆菌杀灭率可达99.99%以上，用200mg/L作用2min，杀灭率可达100%。可见二溴海因对大肠杆菌有强大的杀灭作用。

    注：阳性对照组平均菌数及范围为5.50×105cfu/片(5.20×105cfu/片～5.80×105cfu/片)
          阴性对照组：中和剂、PBS、培养基无细菌生长。
    宁培勇等（2011）报道，用含500mg/L有效溴的二溴海因消毒液杀灭载体上的大肠杆菌，作用15min，杀灭对数值3.81，作用30min，杀灭对数值4.95。
2.2.4 对白色念珠菌的杀灭效果
    表7是用载体测定的海金牌二溴海因消毒剂杀灭白色念珠菌试验的结果。显示用200mg/L作用2min，对白色念珠菌的杀灭率达到了99.99%。作用5min可全部杀灭。

    注：阳性对照组平均菌数及范围为8.20×105cfu/片(7.90×105cfu/片～8.50×105cfu/片)
          阴性对照组：中和剂、PBS、培养基无细菌生长。
2.2.5 二溴海因对病毒的杀灭作用
2.2.5.1 对乙型肝炎表面抗原（HBsAg）的破坏作用
    我们测定了海金牌二溴海因消毒剂对乙型肝炎表面抗原破坏作用，结果见表8。

    注：阳性对照组平均值为116.57,灵敏度1ng/ml。
    从表中可以看出，用二溴海因消毒剂对HBsAg有明显破坏作用，用有效溴2000mg/L，作用20min，平均滴度为1.77（＜2.1）。需要指出的是，HBsAg是乙型肝炎的外壳而不是病毒本身，这种糖蛋白外壳比作为亲脂病毒的乙型肝炎病毒（HBV）对消毒剂的抵抗力大的多。
2.2.5.2 对脊髓灰质炎病毒的杀灭作用
    冷红英等（2012）用定量悬液灭活试验研究了二溴海因消毒剂对脊髓灰质炎病毒的杀灭作用，结果发现，用含1000mg/l有效溴的消毒液作用15min，对含30g/l牛血清白蛋白悬液中的脊髓灰质炎病毒灭活对数值﹥4.00; 含3g/l牛血清白蛋白悬液中的脊髓灰质炎病毒,用含有效溴250mg/l的二溴海因消毒液作用5min杀灭对数值﹥4.00。脊髓灰质炎病毒是一种亲水病毒，对消毒剂的抵抗力较强，能杀灭脊髓灰质炎病毒指示对其它病毒也有良好杀灭作用。
2.3 现场试验结果
    上海市疾病预防控制中心按照卫生部《消毒试验技术规范》的方法对海金牌二溴海因消毒剂进行了现场试验。在台面上选取试验区和对照区，试验区用200mg/L有效溴的二溴海因，擦拭消毒，作用10min，30个样品，获得的对自然菌平均杀灭率为98.20%(我国规定，自然菌杀灭率≥90％为消毒合格)。可见二溴海因消毒剂对表面上污染的各种自然菌也有强大的杀灭作用。
3 二溴海因杀灭微生物的机制
    我们对二溴海因消毒剂杀灭微生物的机制进行了研究，发现二溴海因杀灭微生物是个复杂的过程。其作用靶也具有多元性。它不仅可以作用于微生物的外层结构，也可以作用于微生物内部的蛋白质和核酸，导致微生物结构蛋白的溶解和功能蛋白的失活，从而将微生物杀灭。
3.1二溴海因对细菌细胞作用的投射电镜观察
    用有效溴1000mg／L的二溴海因消毒液，作用5min，导致枯草杆菌黑色变种芽胞核心和外壳肿胀，作用15min芽胞外壳层消失：作用30min芽胞内容物破坏；作用60min，芽胞变为空泡。图1～图5。

图1	图2	图3	图4	图5

    图1：正常枯草杆菌黑色变种芽胞层次结构清晰,核区电子密度高,边缘整齐。
    图2：有效溴1000mg/L，作用5min后的芽胞核心和外壳肿胀,但均完整。
    图3：有效溴1000mg/L，用15min后，芽胞外壳层次消失。
    图4：有效溴1000mg/L，作用30min后，芽胞核心出现透电子区。
    图5：有效溴1000mg/L，作用60min后芽胞外壳僵化,核心出现大范围的透电子区。
3.2 二溴海因对微生物细胞结构和蛋白质的作用
    用有效溴500mg/L、1000mg/L和2000mg/L处理的枯草杆菌黑色变种芽胞，均发现蛋白质的漏出。且随作用时间的延长和消毒剂浓度的增加，蛋白质露出量增加，于15min左右达到高峰，以后漏出量逐步减少。见表9。这一结果说明二溴海因对微生物细胞壁、细胞膜和菌体蛋白有破坏作用。
                                                                                 表9  二溴海因作用不同时间后枯草杆菌芽胞蛋白质漏出量

时间(min)	不同浓度作用后枯草杆菌芽胞蛋白质漏出量(μg/ml)
	1000(mg/L)	2000(mg/L)	4000(mg/L)
0 5 15 30 60 90	0.11 17.56 57.09 34.31 33.87 26.67	0.11 20.65 66.94 49.49 41.95 19.03	0.11 40.19 74.28 59.74 30.35 21.23

3.3 二溴海因对微生物核酸的作用
    用1000mg/L、2000mg／L和4000mg／L二溴海因作用于枯草杆菌黑色变种芽胞，自第5min即可测出DNA漏出(4.85μg/ml～38.25μg/ml)，随作用时间延长DNA漏出量增多，至90min时，漏出量达21.10μg/ml～78.75μg／ml。说明了消毒剂破坏了微生物的外层结果，使其通透性增加，导致DNA的漏出。见表10
表10  二溴海因作用不同时间后DNA的漏出量

时间(min)	不同浓度作用后DNA的漏出量(μg/ml)
	1000(mg/L)	2000(mg/L)	4000(mg/L)
5 15 30 60 90	4.85 12.15 14.55 17.95 21.10	22.80 31.05 34.90 39.45 45.50	38.25 46.55 54.35 63.60 78.75

用电泳法观察了在二溴海因的作用下细菌DNA的变化，结果发现DNA破坏，双链断裂，出现杂乱的电泳带。说明DNA的分子被破坏。见图6。
    图6  二溴海因作用不同时间后后枯草杆菌黑色变种芽胞DNA电泳图

4 影响二溴海因消毒效果的因素
4.1 温度的影响  
    卤化甲基海因的杀菌作用会受到温度的影响，温度升高所需的杀灭时间缩短。林立辉等报道，含有效氯300mg/L的二氯海因溶液，15℃～25℃下杀灭枯草黑色变种芽胞达到99.999%需20min，35℃时需15min。但温度对二溴海因杀菌效果的影响不大，在试验温度10℃～30℃范围内，降低温度对二溴海因的杀军团杆菌作用仅有轻度影响。
4.2．pH值的影响  
    二氯海因在偏酸性的环境中杀菌效果较强，在偏酸性（pH范围最佳为5.8～7.0）的环境中更容易释放出次氯酸，但若pH大于9时会迅速分解。而二溴海因的杀菌作用能适用于pH值变化更大的环境中，即使在含有NH3和H2S的环境中，也能发挥很好的杀菌作用。陈月英等（2009）报道，在pH 5～9范围内，对二溴海因杀灭军团杆菌的效果基本无影响。
4.3 有机物  
    有机物对二氯海因和溴氯海因消毒剂的杀菌效果有明显的影响，但对二溴海因消毒效果的影响较小。陈越英等（2009）报道，在试验菌悬液内加入50%小牛血清，对二溴海因杀灭军团杆菌的效果基本没有影响。
5 二溴海因消毒剂的稳定性
5.1固体剂型
5.1.1加速试验结果
    海金牌二溴海因消毒粉和消毒片，在54℃温箱，放置14d(相当自然存放一年)，有效溴含量下降6.15％（片）和8.%（粉）。
5.1.2 纯二溴海因粉
    在54℃温箱，放置14d，有效溴含量下降0.15％。
5.2 二溴海因消毒液的稳定性
    我们观察到，将二溴海因消毒片或消毒粉配成使用液，开始时有效溴含量为1012mg/L，在室温下放置(13℃～18℃)至第7d，为lOlOmg／L，下降率为O.19%，至第15d，下降率为5.2%。
6 毒性和对物品的损害
    上海市疾病预防控制中心按照卫生部《消毒技术规范》的方法对海金牌二溴海因的毒理进行了研究，结果发现：经口急性毒性属实际无毒级，小鼠LD50>5.Og/kg；蓄积毒性试验，属弱蓄积毒性；无遗传毒性(无致微核作用)；皮肤粘膜刺激试验，阴性，对皮肤粘膜无刺激作用；金属腐蚀性试验，用有效溴2000mg/L进行试验，发现对不锈钢基本无腐蚀，对碳钢、铜片和铝片有轻度腐蚀。
张月明等（2007）研究了二溴海因的亚急性毒性，结论为：二溴海因消毒剂对大鼠亚急性毒性试验各项指标均在正常范围内。染毒最高剂量为1000mg/kg（体重），各试验组动物在染毒期内未见明显中毒表现。生长活动基本正常，无动物死亡，血液和生化指标均在正常范围内。大体解剖未见异常。各器官未见病理改变和特异性损伤。
7 二溴海因在消毒上的应用
7.1 医院消毒中的应用
7.1.1用于医院环境消毒
    各种表面的消毒：如桌面、地面等，有效溴250mg／L，作用10min～30min。
7.1.2 诊疗用品消毒
    卫生洁具、診疗用品（体温表、导管、注射器等），用浸泡法消毒，500mg/L，30min。
7.1.3 特殊污染物品消毒
    艾滋病病毒、肝炎病毒、结核杆菌、炭疽杆菌等污染物，用有效溴1000mg/L，作用30min～60min。
7.2 水和贮水容器的消毒
7.2.1 贮水容器消毒
    大小瓶装水和饮料的瓶子，用含有效溴250-500mg/L的二溴海因冲洗消毒，作用15min～30min。高层水箱的消毒：用250-500mg/L二溴海因冲洗后，用二溴海因缓释块消毒，维持1mg/L～5mg/L，每块用60d左右。
7.2.2 游泳池水消毒
    加入量5 mg/L-10mg/L，保持水中有效溴1mg／L：
7.2.3 污水处理
    按500mg/L的浓度加入，作用1h；
7.3 水产养殖消毒
    各类鱼塘、对虾、河蚌等消毒：使水体含有效溴5-10mg/L,作用60min。
7.4 畜牧消毒
    各类饲养场的环境消毒：用含有效溴200mg/L～500mg/L的二溴海因冲洗环境，喷洒窝棚，消毒用水和食槽；
7.5 食品水果保鲜
    用100mg/L～200mg/L浓度喷洒或浸泡后凉干密闭保存。
7.6 家庭消毒中的应用
7.6.1各种表面消毒
    采用擦拭法，用250-500mg/L有效溴的二溴海因消毒液，作用10min～20min。
7.6.2物品消毒
    餐具、用具、玩具、卫生洁具等，用浸泡法，有效溴250-500mg/L，浸泡20min～30min。
7.6.3其他应用
    二溴海因消毒剂还可用于工业废水消毒、油田灌水消毒、制药工业消毒、食品工业消毒、食用菌制种消毒等。