1. Chemikalien
2. Wärme
3. Strahlung
Robert M. Rioux und Regina Chen, Pennsylvania State University, University Park, PA
Dekontamination ist unerlässlich für Laboratory Biosafety, da die…
1. Chemikalien
2. Wärme
3. Strahlung
Die Dekontamination von Laborräumen ist unerlässlich, um die Ansammlung und Ausbreitung von Mikroben zu verhindern, die zur Übertragung von Krankheiten führen können.
Die Dekontamination lässt sich in zwei Kategorien einteilen: Desinfektion und Sterilisation. Bei der Desinfektion werden nahezu alle pathogenen Mikroorganismen eliminiert, mit Ausnahme von mikrobiellen Sporen auf Laboroberflächen und -geräten. Die Sterilisation hingegen ist ein tödlicherer Prozess, bei dem alles mikrobielle Leben eliminiert wird.
Die Dekontamination erfolgt mit einer Vielzahl von Methoden, wie z. B. Chemikalien, Hitze oder Strahlung. Die Wahl des Verfahrens hängt vom Verschmutzungsgrad sowie von der Art und Konzentration des Schadstoffs ab.
In diesem Video werden die Arten der Dekontamination und die Verfahren zur Desinfektion und Sterilisation von Maschinen, Oberflächen und Geräten veranschaulicht.
Vor der Etablierung eines Dekontaminationsverfahrens müssen Art, Konzentration und Ort des Mikroorganismus bestimmt werden. Zu den Arten von Mikroorganismen gehören grampositive oder -negative Bakterien; Viren; Pilze; bakterielle Sporen; und Algen. Sobald die Art des Mikroorganismus festgestellt ist, sollte ein geeignetes Desinfektionsmittel ausgewählt werden.
Bei der Auswahl einer Dekontaminationsmethode muss die Wirksamkeit eines Desinfektionsmittels berücksichtigt werden, die von Faktoren wie seiner chemischen Zusammensetzung abhängt. die Menge, die Konzentration, die Einwirkzeit; und Temperatur.
Nachdem wir nun besprochen haben, wie man eine Methode zur Dekontamination auswählt, lassen Sie uns die verschiedenen Arten untersuchen, die für ein tatsächliches Verfahren verwendet werden.
Flüssige Chemikalien werden in drei Stufen eingeteilt, als niedrig-, mittel- und hochgradige Desinfektionsmittel. Unabhängig davon, für welche Sie sich entscheiden, tragen Sie bei der Arbeit mit Gefahrstoffen immer eine geeignete persönliche Schutzausrüstung.
Die meisten unkritischen Mikroorganismen benötigen nur schwach dosierbare Desinfektionsmittel, die eine geringe Toxizität aufweisen, aber bei langen Einwirkzeiten Reizungen verursachen. Gängige schwach wirksame Desinfektionsmittel sind quartäre Ammoniumverbindungen wie Benzalkoniumchlorid und Ammoniumchlorid sowie phenolische Verbindungen wie o-Phenylphenol und Chloroxylenol.
Für die Dekontamination resistenterer Mikroorganismen werden Chemikalien auf Alkoholbasis in Bereichen eingesetzt, die vom Gesundheitswesen bis hin zu Laboratorien reichen.
Darüber hinaus werden halogenbasierte Verbindungen wie Hypochlorite und Jodophore häufig als Antiseptika und Desinfektionsmittel von medizinischen Geräten eingesetzt. Diese Mittel haben jedoch längere Kontaktzeiten und ihre Wirksamkeit ist in Gegenwart von organischem Material verringert.
Hochgradige Desinfektionsmittel, die als Oxidationsmittel, Säuren und Aldehyde klassifiziert werden können, werden verwendet, wenn eine Dekontamination aller Mikroorganismen erforderlich ist.
Oxidationsmittel wie Wasserstoffperoxid wirken schnell und werden oft als Antiseptika zur Wundreinigung und zur Desinfektion von Umweltoberflächen wie Arbeitsplatten eingesetzt. Seien Sie jedoch vorsichtig, da die Exposition gegenüber hohen Konzentrationen von Wasserstoffperoxid schädlich für Gewebe und Atemwege sein kann.
Peressigsäure wird im Allgemeinen zur Desinfektion von automatisierten Maschinen und zur Sterilisation von medizinischen, chirurgischen und zahnärztlichen Instrumenten verwendet. Der Vorteil von Peressigsäure und anderen Oxidationsmitteln ist eine kurze Kontaktzeit; Der Einsatz von zu desinfizierendem Material kann jedoch eingeschränkt sein, z. B. durch die Korrosion von Metallen in Säuren.
Aldehyde hingegen, wie Formaldehyd oder Gluteraldehyd, sind nicht korrosiv, aber dennoch gefährlich. Diese Chemikalien werden zur Sterilisation verschiedener Arten von Geräten verwendet, leiden jedoch unter einer verlängerten Kontaktzeit.
Neben flüssigen Chemikalien können auch gasförmige Chemikalien zur Dekontamination eingesetzt werden. Gase wie Chlordioxid und Ethylenoxid sowie verdampftes Wasserstoffperoxid und Peressigsäure werden häufig eingesetzt, um geschlossene Geräte, wie z. B. Biosicherheitswerkbänke, von Bakterien, Viren und Sporen zu befreien.
Neben Chemikalien ist Hitze ein gängiges physikalisches Mittel zur Dekontamination von Krankheitserregern.
Es gibt zwei Formen von Hitze. "Trockene" Hitze wird unter Bedingungen von 160 bis 170 Grad Celsius für 2 bis 4 Stunden zur Desinfektion von Glaswaren verwendet, ist jedoch nicht für hitzelabile Materialien geeignet. Auf der anderen Seite wird "nasse" Wärme, auch Autoklavieren genannt, verwendet, um Proben und Geräte 30 bis 60 Minuten lang unter hohem Druck auf nur 120 Grad Celsius zu erhitzen.
Neben Wärme wird häufig ultraviolette Strahlung im Wellenlängenbereich von 250 bis 270 Nanometern zur Dekontamination eingesetzt. Diese Methode ist wirksam gegen Bakterien und Viren, nicht aber gegen Sporen und wird zur Dekontamination von Luft, Wasser und Oberflächen eingesetzt, z. B. in biologischen Sicherheitswerkbänken. Darüber hinaus kann UV-Licht in diesem Bereich Verbrennungen an Haut und Augen verursachen, daher sollte geeignete PSA getragen werden.
Sie haben gerade die Einführung von JoVE in die Dekontamination für die Laborsicherheit gesehen. Sie sollten nun die verschiedenen Arten von mikrobiellen Verunreinigungen verstehen, wie Sie eine geeignete Methode auswählen und welche Arten der Desinfektion und Sterilisation verfügbar sind. Danke fürs Zuschauen!
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: 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.
Q2: 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.
Q3: 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.
Q4: 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.
Q5: 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.
Q6: 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.
Q7: 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.
Chapters in this video
0:00
Overview
1:07
Choosing a Decontamination Method
1:58
Disinfecting with Liquid Chemicals
4:23
Disinfecting with Gaseous Chemicals
4:49
Decontamination with Heat or Radiation
5:55
Summary
Videos from this collection: