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Desinfektionsmittel wirken denaturierend, das heißt sie verändern die eiweißhaltigen Strukturen der Mikroorganismen und zerstören sie somit. Einige Desinfektionsmittel schädigen zusätzlich die Lipidmembranen (zum Beispiel die Hülle der Viren) oder die Nukleinsäuren der Keime. Neben dem spezifischen Wirkstoff verfügen Desinfektionsmittel über sogenannte Hilfsstoffe, die dafür sorgen, dass der Wirkstoff an den Wirkungsort gelangen kann. Anhand der Wirkungsweisen lassen sich Desinfektionsmittel in nachfolgende Kategorien einteilen:
- Proteindenaturierung
- Oxidation
- Senkung der Oberflächenspannung
- Enzymhemmung
- Veränderung der Nukleinsäuren
Jede Wirkung der Desinfektionsmittel wird durch spezifische Inhaltsstoffe ausgelöst, wobei unter Umständen mehrere Kombinationen verwendet werden. Die Proteindenaturierung wird beispielsweise durch Desinfektionsmittel erreicht, die Aldehyde oder Alkohole enthalten - egal ob es sich um ein basisches oder saures Medium handelt. Sollen Mikroorganismen oxidiert werden, spaltet unter anderem Wasserstoffperoxid die Elektronen der Keime ab.
Die Anfälligkeit der Krankheitserreger wird durch das Herabsetzen der Oberflächenspannung erreicht, wofür dem Desinfektionsmittel zum Beispiel Phenole beigemengt werden. Zur Zeit der Syphilis wurden vermehrt Desinfektionsmittel mit Schwermetallverbindungen eingesetzt, um die Enzyme der Erreger zu hemmen. Die letzte große Gruppe der Desinfektionsmittel beinhaltet Persäuren (Peroxydcarbonsäuren) und verändert somit den Aufbau der Nukleinsäuren, im Prinzip wirken sie dabei wie ein Oxidationsmittel.