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臭氧水杀灭情况有些不同，其氧化反应有两种，微生物菌体既与溶解水中的臭氧直接反应，又与臭氧分解生成之羟基OH的间接反应，由于羟基OH为氧化性的氧化剂，因此臭氧水的杀菌速度极快。
臭氧能氧化分解细菌、病毒内部氧化葡萄糖所的葡萄糖氧化酶，并直接与细菌、病毒发生作用，氧化并穿透其细胞壁，破坏其细胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌、病毒的新陈代谢和繁殖过程遭到破坏，而夺取细菌病毒的生命。同时还可以渗透细胞膜组织、侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖，使细胞发生通透性畸变，导致细胞溶解性死亡，并将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热源（内毒素）等溶解死亡。综观无菌技术对微生物作用的原理可分为型、杀菌和溶菌型三种。臭氧灭菌消毒属于溶菌型剂体，可以达到“、地消灭物体内部所有微生物的目的”，不仅这样而且它的作用是瞬间完成的。
臭氧又称活氧、高能离子氧、三原子氧，臭氧为纯净物。在常温下，易分解，生成氧气和氧原子。用于水和空气的消毒，在化学工业中用作强氧化剂。
臭氧可杀灭细菌繁殖体和牙胞、病毒、真菌等。杀灭率在90% 以上。对于病毒的灭活是通过O3（臭氧）的强氧化作用，直接破坏其RNA或DNA，对细菌、真菌类微生物则是先破坏其细胞膜继而氧化分解细菌的葡萄糖、脱氢氧化酶，导致细菌膜继而氧化过程被破坏，从而造成微生物的死亡。
臭氧消毒机主要用于食品药品化妆品等行业的加工车间和类似场所的空气灭菌和物体表面灭菌。臭氧消毒机按安装形式可分为：移动式、壁挂式、吊灯式、落地式等。臭氧消毒机在制药厂GMP车间和HVAC系统配套使用时，通常分为内置式和外置式两种。使用臭氧发生器制取臭氧的机器称为臭氧消毒机，这里臭氧作为消毒剂使用。
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