Dekontamination für die biologische Sicherheit im Labor

Decontamination for Laboratory Biosafety

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Lab Safety

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Decontamination for Laboratory Biosafety

6.1: Proper Personal Protective Equipment

6.17: Proper Waste Disposal

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06:19 min

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April 30, 2023

Overview

Robert M. Rioux und Regina Chen, Pennsylvania State University, University Park, PA

Dekontamination ist unerlässlich für Laboratory Biosafety, da die Anhäufung der mikrobiellen Kontamination im Labor auf die Übertragung von Krankheiten führen kann. Der Grad der Dekontamination kann entweder als Desinfektion oder Sterilisation klassifiziert werden. Desinfektion soll alle pathogene Mikroorganismen, mit Ausnahme von Bakteriensporen auf Lab Oberflächen oder Ausrüstung zu beseitigen. Sterilisation, auf der anderen Seite soll alle mikrobielles Leben zu beseitigen. Verschiedene Methoden stehen zur Verfügung, die gehören Chemikalien, Hitze und Strahlung, und wieder hängt der Grad der Dekontamination, sowie die Konzentration der kontaminierenden Mikroorganismen, Anwesenheit von organischen Stoffen und Art der Ausrüstung oder Oberfläche gereinigt werden. Jede Methode hat ihre vor- und Vorsichtsmaßnahmen, die müssen ergriffen werden, um Gefährdungen zu vermeiden.

Principles

über den Grad der Dekontamination, die im Labor durchgeführt werden, und dann überprüfen die Art, Konzentration und Ort der Mikroorganismen im Labor muss klar sein. Wählen Sie mit diesen Informationen geeignete Methoden abhängig von den Funktionen der einzelnen Methoden und bestimmen Sie den am besten geeigneten Plan zur Verunreinigung Probleme zu lösen. Zum Beispiel wenn eine chemische Dekontamination-Methode verwendet wird, muss eine Entscheidung über die geeignete Temperatur und Einwirkzeit angewendet erfolgen. Vorsichtsmaßnahmen sind für jede Methode zu vermeiden, Einzelpersonen zu unterwerfen, chemische und physikalische Einwirkungen und Strahlung während der Dekontamination erforderlich.

Procedure

1. Chemikalien

Flüssigchemikalien
flüssige Desinfektionsmittel sind weit verbreitet für Lab-Dekontamination. Die Wirksamkeit von flüssigen Desinfektionsmitteln hängt von einer Reihe von Faktoren, wie z. B. die chemische Natur der Desinfektionsmittel, Konzentration und Menge des Desinfektionsmittels, Einwirkzeit und Temperatur. Denken Sie daran, dass kein flüssiges Desinfektionsmittel in allen Situationen anwendbar sind. Sollten Sie geeignete Desinfektionsmittel nach den gefundenen Mikroorganismen, nach folgenden Kriterien auswählen:
A. Typ von kontaminierenden Mikroorganismen: verschiedene Mikroorganismen haben unterschiedliche Resistenz gegenüber Desinfektionsmitteln. Bakteriensporen sind beispielsweise viel mehr chemisch beständig als lipophile Viren.
b. Höhe der proteinhaltige Material vorhanden: Z. B. proteinreiche Materialien absorbieren und neutralisieren einige chemische Desinfektionsmittel, wie Formaldehyd und quaternäre Ammoniumverbindungen.
c. Menge an organischem Material vorhanden: zum Beispiel quartäre Ammoniumverbindungen sind weniger effektiv im Beisein von Seife und Waschmittel.
d. weitere wichtigen Faktoren sind chemischer Natur, Konzentration, Menge, pH-Wert, Anwendungstemperatur und Toxizität von Desinfektionsmitteln verwendet.
Hinweis: Stellen Sie sicher, dass geeignete PSA getragen wird, bei der Arbeit mit chemischen Desinfektionsmitteln.
1. Low-Level-Desinfektionsmittel
  A. quartäre Ammonium (QA) Verbindungen: (z. B. Benzalkoniumchlorid, Ammoniumchlorid)
  • wirksam gegen Gram + Bakterien, Gram-Bakterien und behüllten Viren.
  • Nicht wirksam gegen unbehüllte Viren, Pilze und Bakteriensporen.
  • Enthalten NH ₄ ⁺ und guten Kontakt mit negativ geladenen Oberflächen, so dass sie gute Reinigungsmittel.
  • Niedrige Toxizität aber irritierend, wenn für lange Laufzeiten ausgesetzt sein kann.
  • Häufig in kritischen Flächen wie Fußböden, Möbel und Wände verwendet.
  B. Phenole: (O-Phenophenoate-basierte Verbindungen)
  • wirksam gegen Bakterien, vor allem Gram + Bakterien und behüllten Viren.
  • Nicht wirksam gegen unbehüllte Viren und Sporen.
  • Mit organischen Materialien kompatibel.
  • Niedrige Toxizität aber irritierend, wenn für lange Laufzeiten ausgesetzt sein kann.
  • Üblicherweise in Krankenhausumgebungen und Labor Oberflächen verwendet.
2. Intermediate-Level Desinfektionsmittel
  A. Alkohole (z.B. Ethylalkohol, Isopropylalkohol)
  • wirksam gegen Gram +, Gram-Bakterien und behüllten Viren.
  • Nicht wirksam gegen Sporen und begrenzt wirksam gegen unbehüllte Viren.
  • Optimale Konzentration liegt im Bereich von 60-90 %. Aktivität schnell abfällt, wenn weniger als 50 % verdünnt.
  • Häufig in Bereichen des Gesundheitswesens verwendet.
  • Alkohole sind brennbar und schnell verdunstet.
  B. Halogen-basierte Biozide: (Chlor-basierte Verbindungen und Iodophores)
  Chlorverbindungen.
  • Hypochlorite sind die am häufigsten verwendete Chlor Desinfektionsmittel.
  • Wirksam gegen behüllte und unbehüllte Viren, Pilze, Bakterien und Algen.
  • Nicht wirksam gegen Sporen.
  • Von organischer Substanz schnell inaktiviert.
  • Schnell abgebaut, durch die hohe Oxidationskraft.
  C. Iodophores: Ein Jodophor ist eine Kombination von Jod und eine Palladiumhaltige Agent oder Träger; der daraus resultierende Komplex bietet ein retard-Reservoir an Jod und setzt kleine Mengen frei Jod in wässriger Lösung.
  • Wirksam gegen Bakterien, Sporen und Pilzen.
  • Braucht längere Kontaktzeit.
  • Nicht wirksam in Anwesenheit von organischen Stoffen.
  • Häufig als Antiseptika, für Kultur Blutkonserven und medizinische Geräte verwendet.
3. Auf hohem Niveau Desinfektionsmittel
  A. Oxidationsmitteln und Säuren: (Wasserstoffperoxid, Peressigsäure)
  die Wirkung ist nicht abhängig vom pH-Wert allein. Schwache organische Säuren sind beispielsweise stärker als anorganische Säuren trotz der niedrigen Dissoziationskonstante.
  Wasserstoffperoxid:
  • wirksam gegen behüllte und unbehüllte Viren, vegetative Bakterien, Pilze und Bakterien-Sporen.
  • Oft als Antiseptika verwendet, um Wunden zu reinigen und zu desinfizieren Umweltoberflächen.
  • Hoher Konzentration ist schädlich für Gewebe.
  Peressigsäure:
  • wirksam gegen alle Mikroorganismen mit schneller Aktion.
  • In Gegenwart von organischen Stoffen und niedrigen Temperaturen wirksam.
  • Bei keine schädlichen Zersetzungsprodukte sicher.
  • Nicht geeignet für Metalle durch Korrosion.
  • Allgemein verwendet in Automaten zu medizinischen, chirurgischen und zahnmedizinischen Instrumente sterilisieren.
  B. Aldehyde (Formaldehyd, Glutaraldehyd)
  Formaldehyd:
  • als ein Desinfektionsmittel und Sterilisationsmittel in Gasen und Flüssigkeiten Staaten.
  • Oft in einem 37 % Prozent in Wasserlösung, bekannt als Formalin verwendet.
  • Wirksam gegen Bakterien, Pilze, Viren und Sporen.
  • Gefährlicher mit einem 8-Stunden-Zeit gewichtete Expositionsgrenzwert von 0,75 ppm.
  • Polymerisiert solide Form Paraformaldehyd ist auch eine starke Desinfektionsmittel.
  Glutaraldehyd:
  • 10 Mal wirksamer als Formaldehyd.
  • Gegen vegetative Bakterien, Sporen und Viren wirksam.
  • Verwendet, um Ausrüstung zu sterilisieren.
  • Effektiv in Gegenwart des organischen Materials.
  • Gefährlicher mit Decke Schwelle 0,2 ppm zu begrenzen und vermeiden Sie Hautkontakt.
Gase oder Dämpfe
Dämpfe und Gase von Desinfektionsmitteln enthalten Chlordioxid, Ethylenoxid, Wasserstoffperoxid, Peressigsäure. Diese Dämpfe und Gase zeigen hervorragende Desinfektion Eigenschaften in geschlossenen Systemen wie biologische Sicherheit Schränke und tierischen Zimmerausstattung. Jedoch gut kontrollierten Bedingungen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Inertgas-wenn entzündlich-muss aus Sicherheitsgründen beibehalten werden. Diese Gase oder Dämpfe werden in Krankenhäusern und kommerziellen Einrichtungen mit Bedarf für ein geschlossenes System mit einer strengen Kontrolle der Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Konzertierung verwendet.

2. Wärme

Trockenhitze
trockener Hitze wird unter Bedingungen von 160-170 ° C über einen Zeitraum von 2-4 h in einem geeigneten Ofen verwendet. Diese Methode wird häufig für Gläser oder andere nicht-poröse Wärme leitenden Materialien verwendet. Aber es ' unwirksam für Dämmstoffe oder Hitze-labile Materialien s.
Feuchte Wärme
Feuchte Hitze, auch bekannt als Autoklavieren, ist in der Regel unter den Bedingungen von mindestens 120 ° C über einen Zeitraum von 30-60 min. Autoklavieren ist die bequemste und zuverlässige Methode, effektive und schnelle Sterilisation von den meisten Formen der mikrobiellen Lebens zu erreichen. Feuchte Wärme ist effizienter als trockene Hitze aufgrund der kürzeren Zeit und niedrigere Temperatur erforderlich.

3. Strahlung

ionisierender Strahlung
ionisierender Strahlung wird nicht im allgemeinen Labor Sterilisation aufgrund möglicher Probleme im Zusammenhang mit Strahlenschutz verwendet.
Nicht-ionisierender Strahlung (UV, UV)
Ultravioletter Strahlung wird normalerweise zur Dekontamination in Luft, Wasser und Flächen aufgrund seiner starken Fähigkeit verwendet, um Mikroorganismen zu zerstören. UV ist auch in biologische Sicherheitswerkbänke verbreitet. Die Wellenlänge des ultravioletten Strahlung reicht von 250 nm auf 270 nm mit 265 nm als das Optimum. Jedoch UV Lampe Intensität sinkt mit der Zeit, und Wartung muss durchgeführt werden, nach einer gewissen Zeit an der Macht zu halten. Darüber hinaus Vorkehrungen für UV-Licht, unternommen werden müssen da es Verbrennungen an den Augen oder der Haut verursachen kann.

Dekontamination Laborfläche ist wichtig, damit keine Anhäufung und Verbreitung von Mikroben, die führen können um die Übertragung von Krankheiten.

Dekontamination fallen in zwei Kategorien: Desinfektion und Sterilisation. Desinfektion bedeutet Beseitigung fast alle pathogene Mikroorganismen, mit Ausnahme von mikrobiellen Sporen auf Labor Oberflächen und Ausstattung. Sterilisation, auf der anderen Seite ist ein tödlicher Prozess, Beseitigung aller mikrobielles Leben.

Dekontamination erfolgt über eine Vielzahl von Methoden, wie Chemikalien, Hitze oder Strahlung. Die Wahl der Methode hängt vom Grad der Verschmutzung sowie die Art und Konzentration der Verunreinigung.

Dieses Video werden die Arten der Dekontamination und die Verfahren zur Desinfektion und Sterilisation der Geräte, Maschinen und Oberflächen illustrieren.

vor der Errichtung einer Dekontamination-Verfahren, die Art, Konzentration und Ort des Mikroorganismus muss ermittelt werden. Arten von Mikroorganismen gehören grampositive oder – negativen Bakterien; Viren; Pilze; Bakteriensporen; und Algen. Sobald die Art der Mikroorganismen besteht, eine geeignete Desinfektionsmittel gewählt werden.

Bei der Auswahl einer Dekontamination-Methode, die Wirksamkeit der Desinfektionsmittel ist zu berücksichtigen, ist abhängig von Faktoren wie seine chemische Zusammensetzung, Menge, Konzentration, wenden Sie sich an Zeit; und Temperatur.

Nun, da wir wie wählen eine Methode für die Dekontamination diskutiert haben, betrachten wir die verschiedenen Arten einer eigentlichen Ablauf verwendet.

flüssige Chemikalien sind in drei Ebenen als nieder-, Mittel-, und hohe Desinfektionsmittel kategorisiert. Unabhängig davon, welches Sie sich entscheiden, immer tragen geeigneten persönlichen Schutzausrüstung bei der Arbeit mit Gefahrstoffen.

Erfordern die meisten unkritische Mikroorganismen nur Low-Level-Desinfektionsmittel, die geringe Toxizität, aber Reizungen bei langen Belichtungszeiten. Gemeinsame Low-Level-Desinfektionsmittel sind quaternäre Ammoniumverbindungen wie Benzalkoniumchlorid und Ammoniumchlorid und phenolischen Verbindungen, wie o-Phenylphenol und Chloroxylenol.

Für die Dekontamination von resistenter Mikroorganismen, Alkohol-basierten Chemikalien werden in Bereichen wie Gesundheitswesen, Laboratorien verwendet.

Halogen-basierte Verbindungen wie Hypochlorite und Iodophors gelten darüber hinaus oft als Antiseptika und Desinfektionsmittel für medizinische Geräte. Aber diese Agenten Kontaktzeiten längere haben und ihre Wirksamkeit wird in Anwesenheit von organischen Stoffen verringert.

Hohen Niveau Desinfektionsmittel, die können als Oxidationsmitteln, Säuren, eingestuft werden und Aldehyde werden verwendet, wenn Dekontamination aller Mikroorganismen erforderlich ist.

Oxidationsmitteln wie Wasserstoffperoxid sind flinke und oft als Antiseptika verwendet, für die Reinigung der Wunde und ökologische Oberflächen wie Arbeitsplatte desinfizieren. Aber seien Sie vorsichtig, da Exposition gegenüber hohen Konzentrationen von Wasserstoffperoxid für Gewebe und Atemwege schädlich sein kann.

Peressigsäure wird in der Regel automatisierte Maschinen zu desinfizieren und Sterilisieren von medizinischen, chirurgischen und zahnmedizinischen Instrumente verwendet. Der Vorteil von Peressigsäure und anderen Oxidationsmitteln ist eine kurze Kontaktzeit; die Verwendung des Materials desinfiziert werden kann jedoch begrenzt durch Korrosion der Metalle in Säuren, z. B..

Aldehyden wie Formaldehyd oder Gluteraldehyde, sind nicht korrosiv, sind auf der anderen Seite aber immer noch gefährlich. Diese Chemikalien werden verwendet, um verschiedene Arten von Geräten zu sterilisieren, aber längere Kontaktzeit leiden.

neben flüssigen Chemikalien können auch gasförmige Chemikalien Dekontamination Zwecken verwendet werden. Gase wie Chlor Kohlendioxid und Ethylen Oxid, sowie verdampften Wasserstoffperoxid und Peressigsäure werden häufig verwendet, um geschlossene Geräte, z. B. biologische Sicherheit Schränke, von Bakterien, Viren und Sporen zu befreien.

neben Chemikalien, Hitze ist eine gemeinsame physikalische Einwirkung für die Dekontamination von Krankheitserregern.

Es gibt zwei Arten von Wärme. “Trockener” Hitze wird unter Bedingungen von 160 bis 170 Grad Celsius für 2 bis 4 Stunden verwendet, um Gläser zu desinfizieren, aber es ist nicht für Hitze-labile Materialien geeignet. Auf der anderen Seite “Nassen” Hitze, auch bekannt als Autoklavieren wird durch Erhitzen von Proben und Ausrüstung, um nur 120 Grad für 30 bis 60 Minuten unter hohem Druck verwendet.

Neben Wärme, UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 250 bis 270 Nanometer wird häufig zur Dekontamination verwendet. Diese Methode ist wirksam gegen Bakterien und Viren, aber nicht gegen Sporen, und wird verwendet, um Luft, Wasser, dekontaminieren und Oberflächen so wie biologische Sicherheitswerkbänke. Außerdem UV-Licht in diesem Bereich kann Verbrennungen von Haut und Augen verursachen, so richtige PSA getragen werden sollte.

Sie haben beobachtete, wie Jupiters Einführung zur Dekontamination für Sicherheit im Labor. Sie sollten jetzt verstehen, die verschiedenen Arten von mikrobiellen Verunreinigungen, wie wählen eine geeignete Methode, und die Arten der Desinfektion und Sterilisation zur Verfügung. Vielen Dank für das Ansehen von!

Applications and Summary

zu vermeiden Infektionsübertragung und biologische Sicherheit im Labor erhalten, periodische Dekontamination im Labor ist wichtig. Drei Methoden stehen zur Verfügung, wie Chemikalien, Hitze und Strahlung. Jede Methode hat seine eigene Stärke und geeigneten Anwendungen. Bewusstsein von der Art der Mikroorganismen in der Laborumgebung ist nützlich für die Auswahl einer geeigneten Dekontamination-Methode. Angemessene Sicherheitsprotokolle sollten während der Dekontamination-Prozedur sein.

References

Center for Disease Control. A Guide to Selection and Use of Disinfectants. (2003)
Biosafety: Decontamination Methods for Laboratory Use, 2016, Blink, University of California, San Diego. at http://blink.ucsd.edu/safety/research-lab/biosafety/decontamination/#Vapors-and-gases
Disinfectants and Sterilization Methods, 2008, Environmental Health & Safety, University of Colorado Boulder. at https://ehs.colorado.edu/resources/disinfectants-and-sterilization-methods/

Transcript

Decontamination of laboratory space is essential to prevent accumulation and spreading of microbes that can lead to the transmission of diseases.

Decontamination falls into two categories: disinfection and sterilization. Disinfection involves eliminating nearly all pathogenic microorganisms, with the exception of microbial spores on laboratory surfaces and equipment. Sterilization, on the other hand, is a more lethal process, eliminating all microbial life.

Decontamination is carried out using a variety of methods, such as chemicals, heat, or radiation. The choice of method depends on the degree of contamination as well as the type and concentration of the contaminant.

This video will illustrate the types of decontamination and the procedures for disinfection and sterilization of machines, surfaces, and equipment.

Prior to establishing a decontamination procedure, the type, concentration, and location of the microorganism must be determined. Types of microorganisms include Gram-positive or -negative bacteria; viruses; fungi; bacterial spores; and algae. Once the type of microorganism is established, a suitable disinfectant should be chosen.

When selecting a decontamination method the effectiveness of a disinfectant has to be considered, which is dependent on factors such as its chemical composition; the amount, concentration, contact time; and temperature.

Now that we have discussed how to choose a method for decontamination, let’s explore the various types used for an actual procedure.

Liquid chemicals are categorized in three levels, as low-, intermediate-, and high-degree disinfectants. Regardless of which you choose, always wear appropriate personal protective equipment when working with hazardous materials.

Most non-critical microorganisms require only low-level disinfectants, which are low in toxicity, but cause irritation upon long exposure times. Common low-level disinfectants are quaternary ammonium compounds, such as benzalkonium chloride and ammonium chloride, and phenolic compounds, such as o-phenylphenol and chloroxylenol.

For the decontamination of more resistant microorganisms, alcohol-based chemicals are used in areas ranging from healthcare to laboratories.

Additionally, halogen-based compounds, such as hypochlorites and iodophors are often applied as antiseptics and disinfectants of medical equipment. However these agents have prolonged contact times and their effectiveness is decreased in the presence of organic matter.

High level disinfectants, which can be classified as oxidizers, acids, and aldehydes are used if decontamination of all microorganisms is required.

Oxidizers such as hydrogen peroxide are fast-acting and often used as antiseptics for wound cleaning and to disinfect environmental surfaces like benchtops. But be careful, as exposure to high concentrations of hydrogen peroxide can be harmful to tissue and airways.

Peracetic acid is generally used to disinfect automated machines and to sterilize medical, surgical, and dental instruments. The advantage of peracetic acid and other oxidizers is a short contact time; however, the use of material to be disinfected can be limited, due to corrosion of metals in acids, for example.

Aldehydes on the other hand, such as formaldehyde or gluteraldehyde, are non-corrosive, but are still hazardous. These chemicals are used to sterilize various types of equipment, but suffer from prolonged contact time.

In addition to liquid chemicals, gaseous chemicals may also be used for decontamination purposes. Gases such as chlorine dioxide and ethylene oxide, as well as vaporized hydrogen peroxide and peracetic acid are frequently used to rid closed equipment, such as biosafety cabinets, of bacteria, viruses, and spores.

In addition to chemicals, heat is a common physical agent for the decontamination of pathogens.

There are two forms of heat. “Dry” heat is used under conditions of 160 to 170 degrees Celsius for 2 to 4 hours to disinfect glassware, but it is not suitable for heat-labile materials. On the other hand, “Wet” heat, also known as autoclaving, is used by heating samples and equipment to only 120 degrees Celsius for 30 to 60 minutes under high pressure.

Besides heat, ultraviolet radiation in the wavelength range of 250 to 270 nanometers is often used for decontamination. This method is effective against bacteria and viruses, but not against spores, and is used to decontaminate air, water, and surfaces such as in biological safety cabinets. Furthermore UV light in this range can cause burns of skin and eyes, thus proper PPE should be worn.

You’ve just watched JoVE’s introduction to Decontamination for Laboratory Safety. You should now understand the various types of microbial contaminants, how to choose a suitable method, and the types of disinfection and sterilization available. Thanks for watching!

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