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臭氧（O3）是氧的同素异形体，由三个氧原子（O）组成。由于臭氧分子结构极不稳定，容易把多出的一个氧原子抛出而成为氧分子“新生氧”。臭氧的氧化反应仅次于氟（F2）居第二位，对微生物有极强的杀灭能力，它与微生物细胞中多种成份产生反应，从而产生不可逆转的变化而灭亡。臭氧灭菌的机制及过程类属于生物化学氧化反应。它氧化分解细菌，微生物内部所必需的葡萄糖氧化酶，也可以直接与细菌病毒产生作用，破坏其胞膜组织及酶蛋白、氢硫基，使其发生通透性畸变。氧化分解RNA（核糖核酸）或DNA（脱氧核糖核酸）等物质。同时它还溶解蛋白质、脂质类、多糖大分子聚合物等达到灭菌、溶菌目的。现广泛应用于医院、遗传工程、制药、电子、光学、化工、生物制品等行业对生产原料、模具、包装材料、容器、工作服等进行常温灭菌。