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Uso corretto delle autoclavi

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Lab Safety

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Proper Use of Autoclaves

6.1: Proper Personal Protective Equipment

6.11: Fume Hoods and Laminar Flow Cabinets

87,164 Views

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06:34 min

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April 30, 2023

Overview

Robert M. Rioux & Zhifeng Chen, Pennsylvania State University, University Park, PA

L’autoclave è uno dei metodi più comunemente usati in laboratorio ai fini della decontaminazione. Gli articoli più comuni decontaminati con un’autoclave sono quelli che contattano campioni biologici (in genere quelli contenenti microrganismi). Un’autoclave funziona utilizzando vapore pressurizzato ad alta temperatura per uccidere i microrganismi presenti nei materiali caricati. Un flusso di vapore e un trasferimento di calore sufficienti sono essenziali per un’autoclave altamente efficiente, che sono i principi chiave da considerare quando si confezionano i materiali. La sicurezza deve essere considerata quando si lavora con un’autoclave a causa dell’alta pressione e temperatura ivi impiegate, che stabilisce anche limiti su quali materiali sono compatibili e può richiedere particolare attenzione durante l’imballaggio, il carico e lo scarico dei materiali.

Principles

L’autoclave utilizza vapore ad alta temperatura (121 °C), ad alta pressione (almeno 15 psi) per almeno 30 minuti per ottenere la decontaminazione. Uccide i microrganismi disidratando la cellula in condizioni severe. La velocità di scarico dipende dalla natura del carico. Per i materiali solidi secchi, è possibile raggiungere un ciclo di scarico rapido. Tuttavia, i rifiuti liquidi e biologici richiedono cicli di scarico lenti per evitare l’ebollizione su liquidi surriscaldati. I nastri indicatori sono spesso utilizzati per convalidare l’efficacia dell’autoclave. Gli indicatori funzionano utilizzando marcature chimiche sensibili al calore per vedere se l’autoclave soddisfa i requisiti di temperatura (121 °C). Il cambio di colore di un nastro indicatore implica un’autoclave efficace, mentre nessun cambiamento di colore indica che il carico non è decontaminato. Tuttavia, non utilizzare il nastro indicatore come unica fonte di prova di decontaminazione, poiché il nastro non rifletterà se i microrganismi vengono uccisi o meno, ma solo se l’autoclave soddisfa i requisiti di temperatura. Le condizioni di lavoro stabiliscono anche limiti su quali materiali sono adatti e che pongono problemi di sicurezza. In linea di principio, evitare qualsiasi materiale che facilmente brucia, fonde o esplode in condizioni di alta temperatura e pressione. Prestare attenzione durante il carico e lo scarico delle autoclavi per evitare ustioni da vapore o acqua calda. Per ottenere una decontaminazione sufficiente, assicurarsi che ci sia abbastanza trasferimento di calore e flusso all’interno delle autoclavi, dei sacchetti e dei materiali durante l’imballaggio.

Procedure

1. Indossare adeguati dispositivi di protezione individuale (DPI)

Le condizioni operative ad alta pressione e temperatura incontrate durante l’autoclave comportano potenziali rischi di bruciatura o esplosione di calore. I DPI appropriati includono un cappotto da laboratorio, occhiali di sicurezza, guanti resistenti al calore e scarpe chiuse; questi devono essere indossati durante il carico e lo scarico dei materiali dall’autoclave. Quando si tratta di campioni liquidi, indossare un grembiule e una visiera come DPI aggiuntivi.

2. Preparazione dei materiali da caricare

Identificare il materiale compatibile con l’autoclave e il materiale incompatibile con l’autoclave
Sebbene l’autoclave rappresenti un metodo comunemente usato ed economico per la decontaminazione, non tutti i materiali sono adatti per l’autoclave a causa delle condizioni di lavoro ad alta pressione e temperatura. In generale, tutti i materiali che evaporano o si fondono sotto il vapore ad alta pressione non sono compatibili con l’autoclave. Ciò include materiali come solventi organici, plastica scarsamente resistente al calore come polistirene, polietilene e metalli escluso l’acciaio inossidabile. Mai autoclave infiammabile, corrosiva, tossica, reattiva o radioattiva. I materiali compatibili per l’autoclave includono vetro borosilicato Pyrex o tipo I, polipropilene, policarbonato, guanti, acciaio inossidabile, punte per pipette, carta (inserita in sacchetti per autoclave) e soluzioni multimediali.
Materiale di imballaggio
Dopo aver identificato i materiali compatibili con l’autoclave, è importante anche un imballaggio adeguato poiché garantisce sicurezza e autoclave efficiente. Ecco i principi di base quando si imballano i materiali:
1. Utilizzare sempre un contenitore secondario in polipropilene o acciaio inossidabile.
2. Per i campioni liquidi, riempire il flaconcino di circa 1/2 pieno e allentare i tappi o utilizzare chiusure ventilate. Non riempire mai i contenitori oltre i 2/3 pieni con il tappo completamente serrato.
3. Ispezionare il recipiente di vetro per assicurarsi che non ci siano crepe. Se vengono identificate crepe, smaltire i bicchieri in un recipiente appropriato. Mai autoclave un noto vaso di vetro rotto.
4. Utilizzare sempre sacchetti compatibili con l’autoclave per confezionare i rifiuti. I sacchetti devono avere nastri di indicazione su di esso e devono essere aperti alle estremità prima del caricamento per consentire il vapore all’interno del sacchetto.
5. Non sovraccaricare mai i sacchetti o il contenitore per consentire un flusso di vapore sufficiente per una sterilizzazione completa. Lascia spazio tra gli elementi.
6. Non mescolare materiali incompatibili.
7. Non mettere mai oggetti taglienti nel sacchetto dei rifiuti.

3. Carica materiale

Controllare l’interno dell’autoclave per assicurarsi che non rimanga alcun potenziale pericolo da parte dell’utente precedente.
Pulire lo scarico prima di caricare i materiali per consentire una buona circolazione.
Assicurarsi che i sacchetti non tocchino le pareti interne dell’autoclave per evitare di sciogliersi.
I liquidi e i materiali secchi richiedono cicli diversi e devono essere autoclavati separatamente.
Chiudi saldamente la porta.

4. Funzionamento dell’autoclave

Solo il personale addestrato dovrebbe essere autorizzato a utilizzare autoclavi. Fare riferimento al manuale dell’apparecchiatura, se necessario, poiché i protocolli operativi variano tra le diverse autoclavi.
Dopo essersi assicurati che la porta dell’autoclave sia ben chiusa, impostare la temperatura dell’autoclave a 121 °C e mantenere una pressione di almeno 15 psi.
Per impostare il tempo e il ciclo dell’autoclave, è necessario considerare i seguenti fattori:
1. Raccomandazioni sull’attrezzatura dal manuale del produttore.
2. Il tipo di materiali caricati all’interno: secco o liquido.
3. Le quantità di materiale o di materiale caricato.
4. Forma e dimensione del contenitore utilizzato.
5. Conducibilità termica del contenitore e dei materiali.
6. Scopo della decontaminazione.

5. Scarico di materiale/i autoclavato(i)

Indossare DPI adeguati come descritto sopra.
Assicurarsi che la temperatura e la pressione dell’autoclave siano tornate a un intervallo di sicurezza.
Stare dietro la porta e aprire con attenzione la porta per rilasciare il vapore residuo all’interno dell’autoclave nella stanza.
Lasciare riposare i materiali all’interno dell’autoclave per 10 minuti per rilasciare vapore o aria calda intrappolati all’interno del materiale.
Non agitare alcun materiale liquido mentre lo si rimuove dall’autoclave. Se necessario, etichettare il materiale come caldo per evitare ustioni da calore a un individuo che potrebbe essere potenzialmente inconsapevole del fatto che il materiale è stato recentemente autoclavato.
Attendere che il materiale si raffreddi a temperatura ambiente prima di trasportare all’interno del laboratorio o all’esterno del laboratorio. In entrambi i casi, assicurarsi di utilizzare un contenimento appropriato per il trasporto.
Registrare i dettagli dei materiali e delle condizioni di autoclave nel registro di un utente.

L’autoclave è uno dei metodi più comunemente usati in laboratorio ai fini della decontaminazione.

Molti scienziati, in particolare quelli che lavorano con campioni biologici, hanno bisogno di attrezzature e supporti sterilizzati e le autoclavi forniscono un modo rapido ed economico per decontaminare i materiali. Usano il vapore ad alte temperature e pressioni per uccidere i microrganismi. A causa di queste condizioni estreme, tuttavia, devono essere usati con attenzione.

Questo video illustrerà come funzionano le autoclavi e come usarle correttamente.

In un’autoclave, i materiali vengono riscaldati con vapore a temperature di 121 gradi Celsius a pressioni di almeno 15 p.s.i. Dopo almeno 30 minuti, queste condizioni disidratiranno e uccideranno le cellule.

Le autoclavi possono sterilizzare sia materiali liquidi che solidi, ma devono essere prese in considerazione diverse impostazioni operative. I liquidi richiedono tempi più lunghi dei solidi per esaurire il vapore, al fine di prevenire l’ebollizione flash. Inoltre, volumi maggiori di materiali liquidi richiedono più tempo per riscaldarsi alla temperatura corretta.

Non tutti i materiali possono resistere alle temperature all’interno di un’autoclave. Pertanto, non autoclave mai nulla che si sciolga, bruci, sia esplosivo o liquidi che evaporeranno. Inoltre, non autoclave sostanze chimiche tossiche o radioattive.

Ora, ti mostreremo come preparare i campioni per l’autoclave e come gestirne uno.

Innanzitutto, seleziona i materiali che farai in autoclave e utilizza solo contenitori e strumenti compatibili. Pyrex, vetro borosilicato, acciaio inossidabile, polipropilene e policarbonato possono essere utilizzati per l’autoclave.

Sono compatibili anche altri materiali di laboratorio comuni come punte e scatole per pipette. La carta può essere autoclavata in sacchetti compatibili con l’autoclave.

I rifiuti solidi possono anche essere autoclavati in un apposito sacchetto. Lasciare spazio in questo sacchetto per consentire al vapore di circolare e legare le estremità. Infine, prima dell’autoclave assicurati di creare una piccola apertura nel sacchetto per consentire al vapore di entrare.

Per i supporti acquosi e altri campioni liquidi compatibili, utilizzare un contenitore intatto senza crepe. Riempire il contenitore circa mezzo pieno e mai più di due terzi pieno.

Per ventilare i gas da un contenitore di liquidi, allentare il tappo. Se non c’è un tappo, coprire liberamente con un foglio di alluminio per evitare la contaminazione del materiale autoclavato.

Metti tutti i materiali in un contenitore secondario in polipropilene o acciaio inossidabile. Separare materiali solidi e liquidi da autoclavare. Lasciare spazio tra i materiali e non riempire eccessivamente il contenitore.

Infine, attaccare un pezzo di nastro adesivo per autoclave a tutti i materiali. Questo nastro ha indicatori sensibili alla temperatura che diventano neri se è stata raggiunta una temperatura sufficiente.

Quando si utilizza un’autoclave, indossare adeguati dispositivi di protezione individuale per proteggersi dai rischi di alta temperatura e pressione. Ciò include occhiali di sicurezza DPI standard, camici da laboratorio e scarpe chiuse e guanti resistenti al calore. Utilizzare un grembiule e una visiera quando si maneggiano campioni liquidi.

All’autoclave, prima apri la porta e controlla eventuali pericoli all’interno. Caricare separatamente materiali liquidi e secchi, poiché richiedono diversi cicli di autoclave.

Per evitare la fusione, assicurarsi che i materiali non tocchino le pareti. Garantire un buon flusso di calore mantenendo una spaziatura sufficiente tra i materiali. Infine, chiudi e sigilla la porta.

Autoclavi diverse hanno istruzioni per l’uso diverse. I cicli possono essere impostati impostando manualmente la temperatura e il tempo o selezionando da un elenco preimpostato. In generale, utilizzare i cicli consigliati per il tipo di materiale che si sta decontaminando.

Esiste una varietà di cicli per solidi e liquidi, nonché per diverse quantità di materiale e rifiuti da autoclavare. Quando si esegue un ciclo, assicurarsi che la temperatura abbia raggiunto almeno 121 gradi Celsius e la pressione almeno 15 p.s.i.

Al termine del ciclo, assicurarsi che la pressione sia tornata a zero e che l’autoclave si sia raffreddata. Aprire con attenzione la porta per far uscire il vapore residuo. Quindi, lasciare riposare i materiali per 10 minuti per rilasciare eventuali gas caldi. Il nastro dell’autoclave dovrebbe ora avere strisce nere o dire autoclave su di esso, anche se questa non è una garanzia che la sterilizzazione abbia avuto luogo.

Indossando DPI appropriati, rimuovere i materiali, assicurandosi di non scuotere alcun campione liquido. Annotare l’utilizzo nel registro, incluso il tipo di sostanze e le eventuali circostanze speciali se riscontrate. Infine, trasportare i materiali in un’area sicura o in una cappa a flusso laminare per raffreddare.

Hai appena visto l’introduzione di JoVE alle autoclavi. Ora dovresti capire quali materiali possono essere autoclavati, come prepararli e come utilizzare in sicurezza lo strumento. Grazie per l’attenzione!

Applications and Summary

Rispetto ai metodi di decontaminazione chimica o da radiazioni, l’autoclave rappresenta il metodo più economico e pratico in laboratorio. Tuttavia, per garantire la sicurezza (evitando la fusione, le bruciature da calore o l’esplosione), identificare materiali compatibili con l’autoclave e praticare un imballaggio, un carico e uno scarico adeguati. Garantire una sufficiente efficienza di decontaminazione richiede materiali per contenitori o sacchi e spazio sufficiente tra i materiali all’interno dell’autoclave. La manutenzione e l’ispezione dell’autoclave secondo un programma regolare sono necessarie per garantire che le autoclavi funzionino correttamente.

References

Autoclave Safety and Operation, 2015, Division of Research Safety, University of Illinois. at Autoclave Use, Environmental Health & Safety, Princeton University. atProper Use of a Steam Autoclave, 2016, Environmental Health & Safety, Arizona State University.
Fact Sheet: Using Autoclaves Safely, Environmental Health & Safety, California State University, Los Angeles.
Guideline for the Safe Use of Autoclaves, 2003, Environmental Health and Safety Service, University of Ottawa.

Transcript

Autoclaving is one of the most commonly used methods in the laboratory for the purpose of decontamination.

Many scientists, in particular those working with biological samples, need sterilized equipment and media, and autoclaves provide a quick and economical way to decontaminate materials. They use steam at high temperatures and pressure to kill microorganisms. Due to these extreme conditions, though, they must be used carefully.

This video will illustrate how autoclaves work and how to use them correctly.

In an autoclave, materials are heated with steam to temperatures of 121 degrees Celsius at pressures of at least 15 p.s.i. After at least 30 minutes, these conditions will dehydrate and kill cells.

Autoclaves can sterilize both liquid and solid materials, but different operating settings have to be considered. Liquids require longer times than solids to exhaust the steam, in order to prevent flash boiling. Additionally, larger volumes of liquid materials take longer to heat up to the correct temperature.

Not all materials can withstand the temperatures inside an autoclave. Therefore, never autoclave anything that melts, burns, is explosive, or liquids that will evaporate. Also, do not autoclave toxic or radioactive chemicals.

Now, we will show you how to prepare samples for the autoclave and how to operate one.

First, select the materials you will be autoclaving and only use compatible containers and instruments. Pyrex, borosilicate glass, stainless steel, polypropylene, and polycarbonate can be used for autoclaving.

Other common lab materials such as pipette tips and boxes are also compatible. Paper can be autoclaved in autoclave-compatible bags.

Solid waste can also be autoclaved in an appropriate bag. Leave space in this bag to allow steam to circulate and tie up the ends. Lastly, before autoclaving make sure to create a small opening in the bag to allow steam to enter.

For aqueous media and other compatible liquid samples, use an intact container without any cracks. Fill the container about half full and never more than two-thirds full.

To ventilate gasses from a liquid container, loosen the cap. If there is no cap, cover loosely with aluminum foil to prevent contamination of the autoclaved material.

Put all materials in a secondary container made of polypropylene or stainless steel. Separate solid and liquid materials to be autoclaved. Leave space between materials, and don’t overfill the container.

Lastly, attach a piece of autoclave tape to all materials. This tape has temperature-sensitive indicators that will turn black if sufficient temperature has been reached.

When using an autoclave wear appropriate personal protective equipment to protect against the high temperature and pressure risks. This includes standard PPE-safety glasses, lab coats, and closed-toe shoes and heat-resistant gloves. Use an apron and face shield when handling liquid samples.

At the autoclave, first open the door and check for any hazards within. Load liquid and dry materials separately, as they require different autoclave cycles.

To prevent melting make sure materials do not touch the walls. Ensure a good flow of heat by keeping sufficient spacing between materials. Lastly, close and seal the door.

Different autoclaves have different operating instructions. Cycles may be set by manually setting the temperature and time, or by selecting from a preset list. In general, use the recommended cycles for the type of material you are decontaminating.

A variety of cycles exist for solids and liquids, as well as for different amounts of material and waste to be autoclaved. When you run a cycle, ensure that the temperature has reached at least 121 degrees Celsius and the pressure at least 15 p.s.i.

After the cycle is over, make sure the pressure has returned to zero and the autoclave has cooled down. Carefully open the door to let out leftover steam. Then, allow the materials to stand for 10 minutes to release any hot gasses. The autoclave tape should now have black stripes or say autoclaved on it, although this is not a guarantee that sterilization has taken place.

Wearing appropriate PPE, remove the materials, making sure to not shake any liquid samples. Note down your usage in the log, including the type of substances and any special circumstances if encountered. Finally, transport the materials to a secure area or a laminar flow hood to cool.

You’ve just watched JoVE’s introduction to autoclaves. You should now understand what materials can be autoclaved, how to prepare them, and how to safely use the instrument. Thanks for watching!

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