微波灭菌由于具有时间短速度快、均匀彻底、效率高、处理后无污染等优点而日益受到人们的重视。微波对生物的杀菌作用主要表现为热效应和非热效应。在过去半个多世纪，人们将大部分的精力都放在研究微波的热效应上，目前这方面研究工作及其应用已基本完善，近年来，随着对微波灭菌机理的深入研究，微波的非热效应越来越受到人们的重视。石蜡油作为医学上常用的一种润滑剂，如果灭菌不合格，很容易引起各种感染，常规的干热灭菌法耗时很长且灭菌后质地欠佳，易受设备性能、温度等因素的影响。本文是基于微波灭菌非热效应的基础上设计的能对石蜡油进行灭菌的谐振腔，首先阐述了微波灭菌的基本原理以及微波非热效应的国内外研究现状。本文还介绍了目前广泛用于微波灭菌的谐振腔，并对常见的几种谐振腔结构和电磁场分布作了具体分析。本人工作主要有以下几方面：1、对用于微波灭菌的谐振腔进行结构设计。首先从谐振腔的电磁分布入手，根据非热效应理论，谐振腔应该满足在百瓦量级功率下其内部固定区域的电场强度能达到MV/m左右，通过几种典型谐振腔特性比较，电容加载同轴谐振腔的电磁分布符合要求；接着利用微波电路设计及电磁场理论等方面的知识对电容加载同轴谐振腔的结构进行了设计分析，包括主要结构的尺寸、材料的选取及激励方式的选择等。2、对电容加载同轴谐振腔进行仿真与测试。根据上面计算所得的尺寸，通过三维电磁仿真软件建立谐振腔模型，经过调整优化得到谐振频率为2.45GHz的谐振腔结构各尺寸与电磁场分布，仿真结果符合设计要求。将谐振腔加工出来用矢量网络分析仪进行测试，谐振腔的长度作为调谐参数，当外部能量能很好的馈入进腔体内部时的谐振腔实际长度与谐振腔仿真长度很接近。3、将电容加载谐振腔用于微波灭菌实验。磁控管作为微波源，石蜡油作为处理液体，大肠杆菌作为实验菌，采用平板计数法计算灭菌率，并用扫描电镜观察了处理前后大肠杆菌的细胞微结构，结果表明当输入功率在百瓦左右时，得到平均灭菌率在60%以上，处理前后细菌的表面结构无明显变化。