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オゾン殺菌は生化学的酸化反応に属し、細菌のグルコースの内部酸化に必要な酵素を分解します。また、細菌やウイルスと直接相互作用して、その細胞壁や RNA に損傷を与え、DNA、RNA、タンパク質、脂質、多糖類などの高分子ポリマーを分解し、細菌の物質代謝、成長、生殖プロセスを混乱させる可能性があります。また、細胞膜組織を貫通して細胞膜に侵入し、外膜のリポタンパク質や内部のリポ多糖に作用して、細胞の透過性の歪みを引き起こし、細胞の溶解と死を引き起こす可能性があります。また、死んだ細菌内の遺伝子、寄生株、寄生ウイルス粒子、バクテリオファージ、マイコソーム、発熱物質（細菌ウイルスの代謝産物、エンドトキシン）を溶解し、変性させます。
微生物に対する無菌技術の原理は、抗菌、殺菌、溶菌の 3 種類に分類できます。滅菌剤としてのオゾンの使用は細菌分解に属します。
