What is the difference between disinfection and sterilization in laboratory decontamination?

Disinfection eliminates nearly all pathogenic microorganisms except bacterial spores on laboratory surfaces and equipment. Sterilization is a more lethal process that eliminates all microbial life, including spores. The choice between these methods depends on the degree of contamination required and the type of microorganism present in the laboratory environment.

How do you select the right decontamination method for laboratory equipment?

Selection depends on the type, concentration, and location of microorganisms present. Consider the disinfectant's chemical composition, concentration, contact time, and temperature requirements. You must also evaluate whether the material can tolerate the chosen method, as some chemicals cause corrosion while others require prolonged exposure times for effectiveness.

What are low-level disinfectants and when should they be used?

Low-level disinfectants are low in toxicity and effective against non-critical microorganisms. Common examples include quaternary ammonium compounds like benzalkonium chloride and phenolic compounds such as o-phenylphenol. These disinfectants cause irritation only upon prolonged exposure and are suitable for routine laboratory surface decontamination when high-level sterilization is unnecessary.

Why is hydrogen peroxide considered a high-level disinfectant despite its common use?

Hydrogen peroxide is classified as a high-level disinfectant because it is a fast-acting oxidizer effective against all microorganisms. It is commonly used as an antiseptic for wound cleaning and to disinfect environmental surfaces like benchtops. However, exposure to high concentrations can be harmful to tissue and airways, requiring careful handling and proper personal protective equipment.

How does autoclaving compare to dry heat for laboratory decontamination?

Autoclaving, or wet heat, uses 120 degrees Celsius under high pressure for 30 to 60 minutes and is suitable for heat-sensitive materials. Dry heat requires 160 to 170 degrees Celsius for 2 to 4 hours and is ideal for glassware but unsuitable for heat-labile materials. Autoclaving is faster and more versatile for most laboratory equipment and samples requiring sterilization.

What are the advantages and limitations of ultraviolet radiation for decontamination?

Ultraviolet radiation at 250 to 270 nanometers effectively decontaminates air, water, and surfaces in biological safety cabinets against bacteria and viruses. However, it is ineffective against bacterial spores. UV light in this wavelength range can cause skin and eye burns, so proper personal protective equipment must be worn during use.

Why do gaseous decontamination methods work well for enclosed laboratory equipment?

Gaseous chemicals such as chlorine dioxide, ethylene oxide, vaporized hydrogen peroxide, and peracetic acid penetrate closed spaces effectively, making them ideal for decontaminating biosafety cabinets and sealed equipment. These gases eliminate bacteria, viruses, and spores throughout enclosed environments where liquid chemicals cannot reach, providing comprehensive decontamination of complex laboratory apparatus.

إزالة التلوث من أجل السلامة البيولوجية في المختبرات

0 views06:19 min

< p class = "jove_title" >1. المواد الكيميائية

المواد الكيميائية السائلة
تستخدم المطهرات السائلة على نطاق واسع لإزالة التلوث في المختبر. تعتمد فعالية المطهرات السائلة على عدد من العوامل ، مثل الطبيعة الكيميائية للمطهر ، وتركيز وكمية المطهر ، ووقت التلامس ، ودرجة الحرارة. تذكر أنه لا توجد مطهرات سائلة قابلة للتطبيق في جميع المواقف. تأكد من اختيار المطهرات المناسبة وفقا للكائنات الحية الدقيقة المكتشفة ، باستخدام المعايير التالية:
a. نوع الكائنات الحية الدقيقة الملوثة: الكائنات الحية الدقيقة المختلفة لها مقاومة مختلفة للمطهرات. على سبيل المثال ، الجراثيم البكتيرية أكثر مقاومة كيميائيا من الفيروسات المحبة للدهون.
b. كمية المواد البروتينية الموجودة: على سبيل المثال ، تمتص المواد عالية البروتين وتحييد بعض المطهرات الكيميائية ، مثل الفورمالديهايد ومركبات الأمونيوم الرباعية.
c. كمية المواد العضوية الموجودة: على سبيل المثال ، تكون مركبات الأمونيوم الرباعية أقل فعالية في وجود الصابون والمنظفات.
d. تشمل العوامل المهمة الأخرى الطبيعة الكيميائية والتركيز والكمية ودرجة الحموضة ودرجة حرارة التطبيق وسمية المطهرات المستخدمة.
ملاحظة: تأكد من ارتداء معدات الوقاية الشخصية المناسبة عند العمل مع المطهرات الكيميائية.
1. مطهرات منخفضة المستوى
  أ. مركبات الأمونيوم الرباعي (QA): (مثل كلوريد البنزالكونيوم ، كلوريد الأمونيوم)
  • فعال ضد بكتيريا Gram + وبكتيريا الجرام والفيروسات المغلفة.
  • غير فعال ضد الفيروسات والفطريات والجراثيم البكتيرية غير المغلفة.
  • تحتوي على NH₄⁺وتوفر اتصالا جيدا بالأسطح سالبة الشحنة ، مما يجعلها عوامل تنظيف جيدة.
  • منخفضة السمية ولكن يمكن أن تكون مزعجة عند تعرضها لفترات طويلة.
  • يشيع استخدامها في الأسطح غير الحرجة مثل الأرضيات والأثاث والجدران.
  ب. الفينولات: (المركبات القائمة على O-phenophenoate)
  • فعال ضد البكتيريا وخاصة بكتيريا Gram + والفيروسات المغلفة.
  • غير فعال ضد الفيروسات والجراثيم غير المغلفة.
  • متوافق مع المواد العضوية.
  • منخفضة السمية ولكن يمكن أن تكون مزعجة عند تعرضها لفترات طويلة.
  • يشيع استخدامها في بيئات المستشفيات وأسطح المختبرات.
2. مطهرات متوسطة المستوى
  أ. الكحوليات (مثل الكحول الإيثيلي وكحول الأيزوبروبيل)
  • فعال ضد Gram + وبكتيريا الجرام والفيروسات المغلفة.
  • غير فعال ضد الجراثيم وفعال محدود ضد الفيروسات غير المغلفة.
  • التركيز الأمثل في حدود 60-90٪. ينخفض النشاط بسرعة عند تخفيفه إلى أقل من 50٪.
  • يشيع استخدامها في أماكن الرعاية الصحية.
  • الكحوليات قابلة للاشتعال وتتبخر بسرعة.
  ب. المبيدات الحيوية القائمة على الهالوجين: (المركبات القائمة على الكلور واليودوفور)
  مركبات الكلور.
  • هيبوكلوريت هي أكثر مطهرات الكلور استخداما.
  • فعال ضد كل من الفيروسات والفطريات والبكتيريا والطحالب المغلفة وغير المغلفة.
  • غير فعال ضد الجراثيم.
  • يتم تعطيله بسرعة بواسطة المواد العضوية.
  • تتحلل بسرعة بسبب قوة الأكسدة العالية.
  جيم - اليودوفور: اليودوفور هو مزيج من اليود وعامل مذاب أو ناقل للذوبان. يوفر المركب الناتج خزانا مستداما لليود ويطلق كميات صغيرة من اليود الحر في محلول مائي.
  • فعال ضد البكتيريا والجراثيم والفطريات.
  • يحتاج إلى وقت اتصال طويل.
  • غير فعال في وجود المواد العضوية.
  • يشيع استخدامها كمطهرات ، لزجاجات زراعة الدم ، والمعدات الطبية.
3. مطهرات عالية المستوى
  أ. المؤكسدات والأحماض: (بيروكسيد الهيدروجين ، حمض البيراسيتيك)
  التأثير لا يعتمد على الرقم الهيدروجيني وحده. على سبيل المثال ، الأحماض العضوية الضعيفة أكثر فعالية من الأحماض غير العضوية على الرغم من ثابت التفكك المنخفض.
  بيروكسيد الهيدروجين:
  • فعال ضد الفيروسات المغلفة وغير المغلفة والبكتيريا الخضرية والفطريات والجراثيم البكتيرية.
  • غالبا ما تستخدم كمطهرات لتنظيف الجروح وتطهير الأسطح البيئية.
  • التركيز العالي ضار بالأنسجة.
  حمض البيراسيتيك:
  • فعال ضد جميع الكائنات الحية الدقيقة مع مفعول سريع.
  • فعال في وجود المواد العضوية ودرجات الحرارة المنخفضة.
  • آمن بدون منتجات تحلل ضارة.
  • غير مناسب للمعادن بسبب التآكل.
  • يشيع استخدامها في الآلات الآلية لتعقيم الأدوات الطبية والجراحية وطب الأسنان.
  ب. الألدهيدات (الفورمالديهايد ، الجلوتارالديهايد)
  الفورمالديهايد:
  • يستخدم كمطهر ومعقم في كل من الغازات والحالات السائلة.
  • غالبا ما يستخدم في محلول مائي بنسبة 37٪ ، يعرف باسم الفورمالين.
  • فعال ضد البكتيريا والفطريات والفيروسات والجراثيم.
  • خطير بحد تعريض ضوئي مدته 8 ساعات يبلغ 0.75 جزء في المليون
  • الشكل الصلب المبلمر - بارافورمالدهايد - هو أيضا مطهر قوي.
  الجلوتارالديهايد:
  • 10 مرات أكثر فعالية من الفورمالديهايد.
  • فعال ضد البكتيريا الخضرية والجراثيم والفيروسات.
  • تستخدم لتعقيم المعدات.
  • فعال في الوقت الحاضر من المواد العضوية.
  • خطير مع حد عتبة السقف 0.2 جزء في المليون وتجنب ملامسة الجلد.
الغازات أو البخار
تشمل أبخرة وغازات المطهرات ثاني أكسيد الكلور وأكسيد الإيثيلين وبيروكسيد الهيدروجين وحمض البيراسيتيك وما إلى ذلك. تظهر هذه الأبخرة والغازات خصائص تطهير ممتازة في الأنظمة المغلقة مثل خزانات السلامة الحيوية ومرافق غرف. ومع ذلك ، يجب الحفاظ على ظروف درجة الحرارة والرطوبة والغاز الخامل - إذا كانت قابلة للاشتعال - من أجل السلامة. تستخدم هذه الغازات أو الأبخرة في المستشفيات والمرافق التجارية التي تحتاج إلى نظام مغلق مع تحكم محكم في درجة الحرارة والرطوبة والتنسيق الصوتي.

< p class = "jove_title" >2. الحرارة

الحرارة الجافة
تستخدم الحرارة الجافة في ظروف 160-170 درجة مئوية لفترات تتراوح من 2 إلى 4 ساعات في فرن مناسب. غالبا ما تستخدم هذه الطريقة للأواني الزجاجية أو غيرها من المواد الموصلة للحرارة غير المسامية. ومع ذلك ، فهي غير فعالة لمواد العزل أو المواد القابلة للحرارة
الحرارة الرطبة
عادة ما تكون الحرارة الرطبة ، والمعروفة أيضا باسم التعقيم ، في ظل ظروف لا تقل عن 120 درجة مئوية لفترات تتراوح من 30 إلى 60 دقيقة. التعقيم هو الطريقة الأكثر ملاءمة ويمكن الاعتماد عليها لتحقيق التعقيم الفعال والسريع لمعظم أشكال الحياة الميكروبية. الحرارة الرطبة أكثر كفاءة من الحرارة الجافة بسبب الوقت الأقصر ودرجة الحرارة المنخفضة المطلوبة.

< p class = "jove_title" >3. الإشعاع

الإشعاع المؤين
لا يستخدم الإشعاع المؤين في التعقيم المختبري العام بسبب المشكلات المحتملة المرتبطة بالسلامة الإشعاعية.
الإشعاع غير المؤين (الأشعة فوق البنفسجية ، الأشعة فوق البنفسجية)
تستخدم الأشعة فوق البنفسجية عادة لإزالة التلوث من الهواء والماء والأسطح نظرا لقدرتها القوية على تدمير الكائنات الحية الدقيقة. تستخدم الأشعة فوق البنفسجية أيضا على نطاق واسع في خزانات السلامة البيولوجية. يتراوح الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية من 250 نانومتر إلى 270 نانومتر مع 265 نانومتر كأفضل ومع ذلك ، تنخفض شدة مصباح الأشعة فوق البنفسجية بمرور الوقت ، ويجب إجراء الصيانة بعد وقت معين للحفاظ على الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب اتخاذ الاحتياطات اللازمة للأشعة فوق البنفسجية ، لأنها يمكن أن تسبب حروقا في العينين أو الجلد.

يعد تطهير مساحة المختبر أمرا ضروريا لمنع تراكم وانتشار الميكروبات التي يمكن أن تؤدي إلى انتقال الأمراض.

تنقسم إزالة التلوث إلى فئتين: التطهير والتعقيم. يتضمن التطهير القضاء على جميع الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض تقريبا ، باستثناء الجراثيم الميكروبية على أسطح المختبر والمعدات. من ناحية أخرى ، يعد التعقيم عملية أكثر فتكا ، حيث تقضي على جميع أشكال الحياة الميكروبية.

يتم إزالة التلوث باستخدام مجموعة متنوعة من الطرق ، مثل المواد الكيميائية أو الحرارة أو الإشعاع. يعتمد اختيار الطريقة على درجة التلوث وكذلك نوع وتركيز الملوث.

سيوضح هذا الفيديو أنواع إزالة التلوث وإجراءات تطهير وتعقيم الآلات والأسطح والمعدات.

قبل

إنشاء إجراء إزالة التلوث ، يجب تحديد نوع الكائنات الحية الدقيقة وتركيزها وموقعها. تشمل أنواع الكائنات الحية الدقيقة البكتيريا موجبة الجرام أو السالبة. فيروسات; فطريات; الجراثيم البكتيرية والطحالب. بمجرد تحديد نوع الكائنات الحية الدقيقة ، يجب اختيار مطهر مناسب.

عند اختيار طريقة إزالة التلوث ، يجب مراعاة فعالية المطهر ، والذي يعتمد على عوامل مثل تركيبه الكيميائي ؛ الكمية والتركيز ووقت الاتصال ؛ ودرجة الحرارة.

الآن بعد أن ناقشنا كيفية اختيار طريقة لإزالة التلوث ، دعنا نستكشف الأنواع المختلفة المستخدمة في إجراء فعلي.

يتم

تصنيف المواد الكيميائية السائلة إلى ثلاثة مستويات ، كمطهرات منخفضة ومتوسطة وعالية الدرجة. بغض النظر عن اختيارك ، ارتد دائما معدات الحماية الشخصية المناسبة عند العمل بمواد خطرة.

تتطلب معظم الكائنات الحية الدقيقة غير الحرجة مطهرات منخفضة المستوى فقط ، وهي منخفضة السمية ، ولكنها تسبب تهيجا عند أوقات التعرض الطويلة. المطهرات الشائعة منخفضة المستوى هي مركبات الأمونيوم الرباعية ، مثل كلوريد البنزالكونيوم وكلوريد الأمونيوم ، والمركبات الفينولية ، مثل o-phenylphenol و chloroxylenol.

لإزالة التلوث من الكائنات الحية الدقيقة الأكثر مقاومة ، يتم استخدام المواد الكيميائية القائمة على الكحول في مجالات تتراوح من الرعاية الصحية إلى المختبرات.

بالإضافة إلى ذلك ، غالبا ما يتم استخدام المركبات القائمة على الهالوجين ، مثل هيبوكلوريت واليودوفور كمطهرات ومطهرات للمعدات الطبية. ومع ذلك ، فإن هذه العوامل لها أوقات اتصال طويلة وتقل فعاليتها في وجود المواد العضوية.

يتم

استخدام المطهرات عالية المستوى ، والتي يمكن تصنيفها على أنها مؤكسدات وأحماض وألدهيدات إذا كانت هناك حاجة إلى إزالة التلوث من جميع الكائنات الحية الدقيقة.

المؤكسدات مثل بيروكسيد الهيدروجين سريعة المفعول وغالبا ما تستخدم كمطهرات لتنظيف الجروح وتطهير الأسطح البيئية مثل أسطح الطاولة. لكن كن حذرا ، لأن التعرض لتركيزات عالية من بيروكسيد الهيدروجين يمكن أن يكون ضارا بالأنسجة والممرات الهوائية.

يستخدم حمض البيراسيتيك بشكل عام لتطهير الآلات الآلية وتعقيم الأدوات الطبية والجراحية وطب الأسنان. ميزة حمض البيراسيتيك والمؤكسدات الأخرى هي وقت اتصال قصير ؛ ومع ذلك ، يمكن أن يكون استخدام المواد المراد تطهيرها محدودا ، بسبب تآكل المعادن في الأحماض ، على سبيل المثال.

من

ناحية أخرى ، فإن الألدهيدات ، مثل الفورمالديهايد أو الجلوترالديهايد ، غير قابلة للتآكل ، لكنها لا تزال خطرة. تستخدم هذه المواد الكيميائية لتعقيم أنواع مختلفة من المعدات ، ولكنها تعاني من وقت اتصال طويل.

class = "chapter_text" id = "script_3" >

بالإضافة إلى المواد الكيميائية السائلة ، يمكن أيضا استخدام المواد الكيميائية الغازية لأغراض إزالة التلوث. كثيرا ما تستخدم الغازات مثل ثاني أكسيد الكلور وأكسيد الإيثيلين ، وكذلك بيروكسيد الهيدروجين المتبخر وحمض البيراسيتيك لتخليص المعدات المغلقة ، مثل خزانات السلامة الحيوية ، من البكتيريا والفيروسات والجراثيم.

class = "chapter_text" id = "script_4">

بالإضافة إلى المواد الكيميائية ، تعتبر الحرارة عاملا فيزيائيا شائعا لإزالة تلوث مسببات الأمراض.

هناك نوعان من الحرارة. تستخدم الحرارة "الجافة" في ظروف تتراوح من 160 إلى 170 درجة مئوية لمدة 2 إلى 4 ساعات لتطهير الأواني الزجاجية ، لكنها غير مناسبة للمواد القابلة للحرارة من ناحية أخرى ، يتم استخدام الحرارة "الرطبة" ، والمعروفة أيضا باسم التعقيم ، عن طريق تسخين العينات والمعدات إلى 120 درجة مئوية فقط لمدة 30 إلى 60 دقيقة تحت ضغط عال.

إلى جانب الحرارة ، غالبا ما تستخدم الأشعة فوق البنفسجية في نطاق الطول الموجي من 250 إلى 270 نانومتر لإزالة التلوث. هذه الطريقة فعالة ضد البكتيريا والفيروسات ، ولكن ليس ضد الجراثيم ، وتستخدم لتطهير الهواء والماء والأسطح كما هو الحال في خزانات السلامة البيولوجية. علاوة على ذلك ، يمكن أن يتسبب ضوء الأشعة فوق البنفسجية في هذا النطاق في حروق الجلد والعينين ، وبالتالي يجب ارتداء معدات الوقاية الشخصية المناسبة.

class = "chapter_text" id = "script_5">

لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE لإزالة التلوث من أجل سلامة المختبرات. يجب أن تفهم الآن الأنواع المختلفة من الملوثات الميكروبية ، وكيفية اختيار الطريقة المناسبة ، وأنواع التطهير والتعقيم المتاحة. شكرا للمشاهدة!