Decontaminazione per La Biosicurezza di Laboratorio
1. Prodotti chimici
- Prodotti chimici liquidi
I disinfettanti liquidi sono ampiamente utilizzati per la decontaminazione di laboratorio. L'efficacia dei disinfettanti liquidi dipende da una serie di fattori, come la natura chimica del disinfettante, la concentrazione e la quantità di disinfettante, il tempo di contatto e la temperatura. Ricorda, nessun disinfettante liquido è applicabile in tutte le situazioni. Assicurarsi di selezionare disinfettanti adatti in base ai microrganismi rilevati, utilizzando i seguenti criteri:
un. Tipo di microrganismo contaminante: diversi microrganismi hanno una diversa resistenza ai disinfettanti. Ad esempio, le spore batteriche sono molto più resistenti chimicamente dei virus lipofili.
b. Quantità di materiale proteico presente: Ad esempio, i materiali ad alto contenuto proteico assorbono e neutralizzano alcuni disinfettanti chimici, come la formaldeide e i composti di ammonio quaternario.
c. Quantità di materiale organico presente: Ad esempio, i composti di ammonio quaternario sono meno efficaci in presenza di sapone e detergenti.
d. Altri fattori importanti includono la natura chimica, la concentrazione, la quantità, il pH, la temperatura di applicazione e la tossicità dei disinfettanti utilizzati.
NOTA: Assicurarsi che i DPI adatti siano indossati quando si lavora con disinfettanti chimici.- Disinfettanti a basso livello
A. Composti di ammonio quaternario (QA): (come benzalconio cloruro, cloruro di ammonio)
• Efficace contro i batteri Gram+, i batteri Gram- e i virus avvolti.
• NON efficace contro virus, funghi e spore batteriche non avvolti.
• Contengono NH4+ e forniscono un buon contatto con superfici caricate negativamente, rendendole buoni detergenti.
• Bassa tossicità, ma può essere irritante se esposto per lunghi periodi.
• Comunemente usato in superfici non critiche come pavimenti, mobili e pareti.
B. Fenoli: (composti a base di O-fenofenoato)
• Efficace contro i batteri, in particolare i batteri Gram+ e i virus avvolti.
• NON efficace contro virus e spore non avvolti.
• Compatibile con materiali organici.
• Bassa tossicità, ma può essere irritante se esposto per lunghi periodi.
• Comunemente usato in ambienti ospedalieri e superfici di laboratorio. - Disinfettanti di livello intermedio
A. Alcoli (come l'alcol etilico e l'alcol isopropilico)
• Efficace contro Gram+, batteri Gram- e virus avvolti.
• NON efficace contro le spore e limitato efficace contro i virus non avvolti.
• La concentrazione ottimale è nell'intervallo 60-90%. L'attività diminuisce rapidamente se diluita al di sotto del 50%.
• Comunemente usato in contesti sanitari.
• Gli alcoli sono infiammabili ed evaporano rapidamente.
B. Biocidi a base di alogeni: (composti a base di cloro e iodofori)
Composti del cloro.
• Gli ipocloriti sono i disinfettanti al cloro più utilizzati.
• Efficace contro virus, funghi, batteri e alghe sia avvolti che non avvolti.
• NON efficace contro le spore.
• Rapidamente inattivato dalla materia organica.
• Degradato rapidamente a causa dell'elevato potere ossidante.
C. Iodofori: Uno iodoforo è una combinazione di iodio e un agente solubilizzante o vettore; il complesso risultante fornisce un serbatoio a rilascio prolungato di iodio e rilascia piccole quantità di iodio libero in soluzione acquosa.
• Efficace contro batteri, spore e funghi.
• Ha bisogno di un tempo di contatto prolungato.
• NON efficace in presenza di sostanza organica.
• Comunemente usato come antisettico, per bottiglie di emocoltura e attrezzature mediche. - Disinfettanti di alto livello
A. Ossidanti e acidi: (perossido di idrogeno, acido peracetico)
L'effetto non dipende solo dal pH. Ad esempio, gli acidi organici deboli sono più potenti degli acidi inorganici nonostante la bassa costante di dissociazione.
Perossido di idrogeno:
• Efficace contro virus avvolti e non avvolti, batteri vegetativi, funghi e spore batteriche.
• Spesso usato come antisettico per pulire le ferite e disinfettare le superfici ambientali.
• L'alta concentrazione è dannosa per i tessuti.
Acido peracetico:
• Efficace contro tutti i microrganismi con azione rapida.
• Efficace in presenza di sostanza organica e basse temperature.
• Sicuro senza prodotti di decomposizione dannosi.
• NON adatto per metalli a causa della corrosione.
• Comunemente usato in macchine automatizzate per sterilizzare strumenti medici, chirurgici e dentali.
B. Aldeidi (Formaldeide, Glutaraldeide)
Formaldeide:
• Utilizzato come disinfettante e sterilante sia allo stato gassoso che liquido.
• Spesso usato in una percentuale del 37% in soluzione acquosa, nota come formalina.
• Efficace contro batteri, funghi, virus e spore.
• Pericoloso con un limite di esposizione ponderato di 8 ore di 0,75 ppm.
• La forma solida polimerizzata - Paraformaldeide - è anche un forte disinfettante.
Glutaraldeide:
• 10 volte più efficace della formaldeide.
• Efficace contro batteri vegetativi, spore e virus.
• Utilizzato per sterilizzare le apparecchiature.
• Efficace nel presente di materiale organico.
• Pericoloso con limite di soglia massima di 0,2 ppm ed evitare il contatto con la pelle.
- Disinfettanti a basso livello
- Gas o vapore
I vapori e i gas dei disinfettanti includono biossido di cloro, ossido di etilene, perossido di idrogeno, acido peracetico, ecc. Questi vapori e gas mostrano eccellenti proprietà di disinfezione in sistemi chiusi come armadi di biosicurezza e strutture per animali. Tuttavia, per la sicurezza devono essere mantenute condizioni ben controllate di temperatura, umidità e gas inerte, se infiammabili. Questi gas o vapori sono utilizzati in ospedali e strutture commerciali con la necessità di un sistema chiuso con uno stretto controllo della temperatura, dell'umidità e della concertazione.
2. Calore
- Calore secco
Il calore secco viene utilizzato in condizioni di 160-170 °C per periodi di 2-4 ore in un forno appropriato. Questo metodo viene spesso utilizzato per vetreria o altri materiali conduttivi di calore non porosi. Tuttavia, è inefficace per materiali isolanti o materiali termolabili. - Calore umido
Il calore umido, noto anche come autoclave, è di solito nelle condizioni di almeno 120 ° C per periodi di 30-60 minuti. L'autoclave è il metodo più conveniente e affidabile per ottenere una sterilizzazione efficace e rapida della maggior parte delle forme di vita microbica. Il calore umido è più efficiente del calore secco a causa del tempo più breve e della temperatura più bassa richiesta.
3. Radiazioni
- Radiazione ionizzante
Le radiazioni ionizzanti non vengono utilizzate nella sterilizzazione generale di laboratorio a causa di potenziali problemi associati alla sicurezza delle radiazioni. - Radiazioni non ionizzanti (ultravioletti, UV)
La radiazione ultravioletta viene tipicamente utilizzata per la decontaminazione nell'aria, nell'acqua e nelle superfici grazie alla sua forte capacità di distruggere i microrganismi. UV è anche ampiamente utilizzato negli armadi di sicurezza biologica. La lunghezza d'onda della radiazione ultravioletta varia da 250 nm a 270 nm con 265 nm come ottimale. Tuttavia, l'intensità della lampada UV diminuisce con il tempo e la manutenzione deve essere eseguita dopo un certo tempo per mantenere la potenza. Inoltre, è necessario prendere precauzioni per la luce UV, in quanto può causare ustioni agli occhi o alla pelle.
Robert M. Rioux e Zhifeng Chen, Pennsylvania State University, University Park, PA
La decontaminazione è essenziale per la biosicurezza di laboratorio…
1. Prodotti chimici
- Prodotti chimici liquidi
I disinfettanti liquidi sono ampiamente utilizzati per la decontaminazione di laboratorio. L'efficacia dei disinfettanti liquidi dipende da una serie di fattori, come la natura chimica del disinfettante, la concentrazione e la quantità di disinfettante, il tempo di contatto e la temperatura. Ricorda, nessun disinfettante liquido è applicabile in tutte le situazioni. Assicurarsi di selezionare disinfettanti adatti in base ai microrganismi rilevati, utilizzando i seguenti criteri:
un. Tipo di microrganismo contaminante: diversi microrganismi hanno una diversa resistenza ai disinfettanti. Ad esempio, le spore batteriche sono molto più resistenti chimicamente dei virus lipofili.
b. Quantità di materiale proteico presente: Ad esempio, i materiali ad alto contenuto proteico assorbono e neutralizzano alcuni disinfettanti chimici, come la formaldeide e i composti di ammonio quaternario.
c. Quantità di materiale organico presente: Ad esempio, i composti di ammonio quaternario sono meno efficaci in presenza di sapone e detergenti.
d. Altri fattori importanti includono la natura chimica, la concentrazione, la quantità, il pH, la temperatura di applicazione e la tossicità dei disinfettanti utilizzati.
NOTA: Assicurarsi che i DPI adatti siano indossati quando si lavora con disinfettanti chimici.- Disinfettanti a basso livello
A. Composti di ammonio quaternario (QA): (come benzalconio cloruro, cloruro di ammonio)
• Efficace contro i batteri Gram+, i batteri Gram- e i virus avvolti.
• NON efficace contro virus, funghi e spore batteriche non avvolti.
• Contengono NH4+ e forniscono un buon contatto con superfici caricate negativamente, rendendole buoni detergenti.
• Bassa tossicità, ma può essere irritante se esposto per lunghi periodi.
• Comunemente usato in superfici non critiche come pavimenti, mobili e pareti.
B. Fenoli: (composti a base di O-fenofenoato)
• Efficace contro i batteri, in particolare i batteri Gram+ e i virus avvolti.
• NON efficace contro virus e spore non avvolti.
• Compatibile con materiali organici.
• Bassa tossicità, ma può essere irritante se esposto per lunghi periodi.
• Comunemente usato in ambienti ospedalieri e superfici di laboratorio. - Disinfettanti di livello intermedio
A. Alcoli (come l'alcol etilico e l'alcol isopropilico)
• Efficace contro Gram+, batteri Gram- e virus avvolti.
• NON efficace contro le spore e limitato efficace contro i virus non avvolti.
• La concentrazione ottimale è nell'intervallo 60-90%. L'attività diminuisce rapidamente se diluita al di sotto del 50%.
• Comunemente usato in contesti sanitari.
• Gli alcoli sono infiammabili ed evaporano rapidamente.
B. Biocidi a base di alogeni: (composti a base di cloro e iodofori)
Composti del cloro.
• Gli ipocloriti sono i disinfettanti al cloro più utilizzati.
• Efficace contro virus, funghi, batteri e alghe sia avvolti che non avvolti.
• NON efficace contro le spore.
• Rapidamente inattivato dalla materia organica.
• Degradato rapidamente a causa dell'elevato potere ossidante.
C. Iodofori: Uno iodoforo è una combinazione di iodio e un agente solubilizzante o vettore; il complesso risultante fornisce un serbatoio a rilascio prolungato di iodio e rilascia piccole quantità di iodio libero in soluzione acquosa.
• Efficace contro batteri, spore e funghi.
• Ha bisogno di un tempo di contatto prolungato.
• NON efficace in presenza di sostanza organica.
• Comunemente usato come antisettico, per bottiglie di emocoltura e attrezzature mediche. - Disinfettanti di alto livello
A. Ossidanti e acidi: (perossido di idrogeno, acido peracetico)
L'effetto non dipende solo dal pH. Ad esempio, gli acidi organici deboli sono più potenti degli acidi inorganici nonostante la bassa costante di dissociazione.
Perossido di idrogeno:
• Efficace contro virus avvolti e non avvolti, batteri vegetativi, funghi e spore batteriche.
• Spesso usato come antisettico per pulire le ferite e disinfettare le superfici ambientali.
• L'alta concentrazione è dannosa per i tessuti.
Acido peracetico:
• Efficace contro tutti i microrganismi con azione rapida.
• Efficace in presenza di sostanza organica e basse temperature.
• Sicuro senza prodotti di decomposizione dannosi.
• NON adatto per metalli a causa della corrosione.
• Comunemente usato in macchine automatizzate per sterilizzare strumenti medici, chirurgici e dentali.
B. Aldeidi (Formaldeide, Glutaraldeide)
Formaldeide:
• Utilizzato come disinfettante e sterilante sia allo stato gassoso che liquido.
• Spesso usato in una percentuale del 37% in soluzione acquosa, nota come formalina.
• Efficace contro batteri, funghi, virus e spore.
• Pericoloso con un limite di esposizione ponderato di 8 ore di 0,75 ppm.
• La forma solida polimerizzata - Paraformaldeide - è anche un forte disinfettante.
Glutaraldeide:
• 10 volte più efficace della formaldeide.
• Efficace contro batteri vegetativi, spore e virus.
• Utilizzato per sterilizzare le apparecchiature.
• Efficace nel presente di materiale organico.
• Pericoloso con limite di soglia massima di 0,2 ppm ed evitare il contatto con la pelle.
- Disinfettanti a basso livello
- Gas o vapore
I vapori e i gas dei disinfettanti includono biossido di cloro, ossido di etilene, perossido di idrogeno, acido peracetico, ecc. Questi vapori e gas mostrano eccellenti proprietà di disinfezione in sistemi chiusi come armadi di biosicurezza e strutture per animali. Tuttavia, per la sicurezza devono essere mantenute condizioni ben controllate di temperatura, umidità e gas inerte, se infiammabili. Questi gas o vapori sono utilizzati in ospedali e strutture commerciali con la necessità di un sistema chiuso con uno stretto controllo della temperatura, dell'umidità e della concertazione.
2. Calore
- Calore secco
Il calore secco viene utilizzato in condizioni di 160-170 °C per periodi di 2-4 ore in un forno appropriato. Questo metodo viene spesso utilizzato per vetreria o altri materiali conduttivi di calore non porosi. Tuttavia, è inefficace per materiali isolanti o materiali termolabili. - Calore umido
Il calore umido, noto anche come autoclave, è di solito nelle condizioni di almeno 120 ° C per periodi di 30-60 minuti. L'autoclave è il metodo più conveniente e affidabile per ottenere una sterilizzazione efficace e rapida della maggior parte delle forme di vita microbica. Il calore umido è più efficiente del calore secco a causa del tempo più breve e della temperatura più bassa richiesta.
3. Radiazioni
- Radiazione ionizzante
Le radiazioni ionizzanti non vengono utilizzate nella sterilizzazione generale di laboratorio a causa di potenziali problemi associati alla sicurezza delle radiazioni. - Radiazioni non ionizzanti (ultravioletti, UV)
La radiazione ultravioletta viene tipicamente utilizzata per la decontaminazione nell'aria, nell'acqua e nelle superfici grazie alla sua forte capacità di distruggere i microrganismi. UV è anche ampiamente utilizzato negli armadi di sicurezza biologica. La lunghezza d'onda della radiazione ultravioletta varia da 250 nm a 270 nm con 265 nm come ottimale. Tuttavia, l'intensità della lampada UV diminuisce con il tempo e la manutenzione deve essere eseguita dopo un certo tempo per mantenere la potenza. Inoltre, è necessario prendere precauzioni per la luce UV, in quanto può causare ustioni agli occhi o alla pelle.
La decontaminazione degli spazi di laboratorio è essenziale per prevenire l'accumulo e la diffusione di microbi che possono portare alla trasmissione di malattie.
La decontaminazione si divide in due categorie: disinfezione e sterilizzazione. La disinfezione comporta l'eliminazione di quasi tutti i microrganismi patogeni, ad eccezione delle spore microbiche sulle superfici e sulle attrezzature di laboratorio. La sterilizzazione, d'altra parte, è un processo più letale, che elimina tutta la vita microbica.
La decontaminazione viene eseguita utilizzando una varietà di metodi, come sostanze chimiche, calore o radiazioni. La scelta del metodo dipende dal grado di contaminazione, nonché dal tipo e dalla concentrazione del contaminante.
Questo video illustrerà i tipi di decontaminazione e le procedure per la disinfezione e la sterilizzazione di macchine, superfici e attrezzature.
Prima di stabilire una procedura di decontaminazione, è necessario determinare il tipo, la concentrazione e la posizione del microrganismo. I tipi di microrganismi includono batteri Gram-positivi o -negativi; virus; funghi; spore batteriche; e alghe. Una volta stabilito il tipo di microrganismo, è necessario scegliere un disinfettante adatto.
Nella scelta di un metodo di decontaminazione, è necessario considerare l'efficacia di un disinfettante, che dipende da fattori quali la sua composizione chimica; la quantità, la concentrazione, il tempo di contatto; e temperatura.
Ora che abbiamo discusso su come scegliere un metodo per la decontaminazione, esploriamo i vari tipi utilizzati per una procedura vera e propria.
Le sostanze chimiche liquide sono classificate in tre livelli, come disinfettanti di basso, medio e alto grado. Indipendentemente da ciò che scegli, indossa sempre dispositivi di protezione individuale adeguati quando lavori con materiali pericolosi.
La maggior parte dei microrganismi non critici richiede solo disinfettanti di basso livello, che sono a bassa tossicità, ma causano irritazione in caso di lunghi tempi di esposizione. I disinfettanti comuni a basso livello sono i composti di ammonio quaternario, come il cloruro di benzalconio e il cloruro di ammonio, e i composti fenolici, come l'o-fenilfenolo e il clorossilenolo.
Per la decontaminazione di microrganismi più resistenti, le sostanze chimiche a base di alcol vengono utilizzate in settori che vanno dalla sanità ai laboratori.
Inoltre, i composti a base di alogeni, come gli ipocloriti e gli iodofori, vengono spesso applicati come antisettici e disinfettanti delle apparecchiature mediche. Tuttavia, questi agenti hanno tempi di contatto prolungati e la loro efficacia è diminuita in presenza di materia organica.
Disinfettanti di alto livello, che possono essere classificati come ossidanti, acidi e aldeidi, vengono utilizzati se è necessaria la decontaminazione di tutti i microrganismi.
Gli ossidanti come il perossido di idrogeno sono ad azione rapida e spesso utilizzati come antisettici per la pulizia delle ferite e per disinfettare le superfici ambientali come i piani di lavoro. Ma fai attenzione, poiché l'esposizione ad alte concentrazioni di perossido di idrogeno può essere dannosa per i tessuti e le vie aeree.
L'acido peracetico viene generalmente utilizzato per disinfettare le macchine automatizzate e per sterilizzare gli strumenti medici, chirurgici e odontoiatrici. Il vantaggio dell'acido peracetico e di altri ossidanti è un breve tempo di contatto; Tuttavia, l'uso di materiale da disinfettare può essere limitato, ad esempio a causa della corrosione dei metalli negli acidi.
Le aldeidi, d'altra parte, come la formaldeide o la gluteraldeide, non sono corrosive, ma sono comunque pericolose. Queste sostanze chimiche vengono utilizzate per sterilizzare vari tipi di apparecchiature, ma soffrono di un tempo di contatto prolungato.
Oltre ai prodotti chimici liquidi, anche i prodotti chimici gassosi possono essere utilizzati per la decontaminazione. Gas come il biossido di cloro e l'ossido di etilene, così come il perossido di idrogeno vaporizzato e l'acido peracetico, sono spesso utilizzati per liberare le apparecchiature chiuse, come le cappe di biosicurezza, da batteri, virus e spore.
Oltre ai prodotti chimici, il calore è un agente fisico comune per la decontaminazione degli agenti patogeni.
Esistono due forme di calore. Il calore "secco" viene utilizzato in condizioni comprese tra 160 e 170 gradi Celsius per 2-4 ore per disinfettare la vetreria, ma non è adatto per materiali termolabili. D'altra parte, il calore "umido", noto anche come autoclave, viene utilizzato riscaldando campioni e apparecchiature a soli 120 gradi Celsius per 30-60 minuti ad alta pressione.
Oltre al calore, per la decontaminazione viene spesso utilizzata la radiazione ultravioletta nella gamma di lunghezze d'onda da 250 a 270 nanometri. Questo metodo è efficace contro batteri e virus, ma non contro le spore, e viene utilizzato per decontaminare aria, acqua e superfici come negli armadi di sicurezza biologica. Inoltre, i raggi UV di questa gamma possono causare ustioni alla pelle e agli occhi, quindi è necessario indossare DPI adeguati.
Hai appena visto l'introduzione di JoVE alla decontaminazione per la sicurezza dei laboratori. A questo punto è necessario comprendere i vari tipi di contaminanti microbici, come scegliere un metodo adatto e i tipi di disinfezione e sterilizzazione disponibili. Grazie per l'attenzione!
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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
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