Обеззараживание для обеспечения биобезопасности в лаборатории
1. Химикаты
- Жидкие химикаты
Жидкие дезинфицирующие средства широко используются для обеззараживания лабораторий. Эффективность жидких дезинфицирующих средств зависит от ряда факторов, таких как химическая природа дезинфицирующего средства, концентрация и количество дезинфицирующего средства, время контакта и температура. Помните, что никакие жидкие дезинфицирующие средства не применимы во всех ситуациях. Убедитесь, что вы выбрали подходящие дезинфицирующие средства в соответствии с обнаруженными микроорганизмами, используя следующие критерии:
a. Тип загрязняющего микроорганизма: Разные микроорганизмы имеют разную устойчивость к дезинфицирующим средствам. Например, бактериальные споры гораздо более химически устойчивы, чем липофильные вирусы.
b. Количество присутствующего белкового материала: Например, материалы с высоким содержанием белка поглощают и нейтрализуют некоторые химические дезинфицирующие средства, такие как формальдегид и четвертичные аммониевые соединения.
c. Количество присутствующего органического материала: Например, четвертичные аммониевые соединения менее эффективны в присутствии мыла и моющих средств.
d. К другим важным факторам относятся химическая природа, концентрация, количество, pH, температура применения и токсичность используемых дезинфицирующих средств.
ПРИМЕЧАНИЕ: При работе с химическими дезинфицирующими средствами убедитесь, что на вас надеты подходящие СИЗ.- Дезинфицирующие средства низкого уровня
A. Четвертичные соединения аммония (QA): (такие как хлорид бензалкония, хлорид аммония)
• Эффективен против бактерий Gram+, Gram-бактерий и оболочечных вирусов.
• НЕ эффективен против вирусов, грибков и бактериальных спор.
• Содержат NH4+ и обеспечивают хороший контакт с отрицательно заряженными поверхностями, делая их хорошими чистящими средствами.
• Низкая токсичность, но может вызывать раздражение при длительном воздействии.
• Обычно используется на некритических поверхностях, таких как полы, мебель и стены.
B. Фенольные соединения: (соединения на основе O-фенофеноата)
• Эффективен против бактерий, особенно бактерий Gram+ и оболочечных вирусов.
• НЕ эффективен против вирусов и спор без оболочки.
• Совместим с органическими материалами.
• Низкая токсичность, но может вызывать раздражение при длительном воздействии.
• Обычно используется в больничных условиях и на лабораторных поверхностях. - Промежуточные дезинфицирующие средства
А. Спирты (такие как этиловый спирт и изопропиловый спирт)
• Эффективен против Gram+, Gram-бактерий и оболочечных вирусов.
• НЕ эффективен против спор и ограниченно эффективен против вирусов без оболочки.
• Оптимальная концентрация находится в пределах 60-90%. Активность быстро снижается при разбавлении ниже 50%.
• Обычно используется в медицинских учреждениях.
• Спирты легко воспламеняются и быстро испаряются.
B. Биоциды на основе галогенов: (соединения на основе хлора и йодофоры)
Соединения хлора.
• Гипохлориты являются наиболее широко используемыми дезинфицирующими средствами хлора.
• Эффективен как против оболочечных, так и против безоболочечных вирусов, грибков, бактерий и водорослей.
• НЕ эффективен против спор.
• Быстро инактивируется органическими веществами.
• Быстро разлагается благодаря высокой окислительной способности.
C. Iodophores: Йодофор представляет собой комбинацию йода и солюбилизирующего агента или носителя; Полученный комплекс обеспечивает резервуар йода с пролонгированным высвобождением и высвобождает небольшое количество свободного йода в водном растворе.
• Эффективен против бактерий, спор и грибков.
• Требует длительного времени контакта.
• НЕ эффективен в присутствии органических веществ.
• Обычно используется в качестве антисептиков, для бутылок с посевом крови и медицинского оборудования. - Высокоуровневые дезинфицирующие средства
А. Окислители и кислоты: (перекись водорода, надуксусная кислота)
Эффект зависит не только от pH. Например, слабые органические кислоты более эффективны, чем неорганические, несмотря на низкую константу диссоциации.
Перекись водорода:
• Эффективен против оболочечных и безоболочечных вирусов, вегетативных бактерий, грибков и бактериальных спор.
• Часто используется в качестве антисептика для очистки ран и дезинфекции поверхностей окружающей среды.
• Высокая концентрация вредна для тканей.
Надуксусная кислота:
• Эффективен против всех микроорганизмов с быстрым действием.
• Эффективен при наличии органических веществ и низких температур.
• Безопасен, не содержит вредных продуктов разложения.
• НЕ подходит для металлов из-за коррозии.
• Обычно используется в автоматизированных машинах для стерилизации медицинских, хирургических и стоматологических инструментов.
B. Альдегиды (формальдегид, глутаровый альдегид)
Формальдегид:
• Используется в качестве дезинфицирующего и стерилизатора как в газообразном, так и в жидком состоянии.
• Часто используется в 37% процентном соотношении водного раствора, известного как формалин.
• Эффективен против бактерий, грибков, вирусов и спор.
• Опасен с 8-часовым взвешенным по времени пределом воздействия 0,75 ppm.
• Полимеризованная твердая форма – параформальдегид – также является сильным дезинфицирующим средством.
Глутаральдегид:
• В 10 раз эффективнее формальдегида.
• Эффективен против вегетирующих бактерий, спор и вирусов.
• Используется для стерилизации оборудования.
• Эффективен в присутствии органического материала.
• Опасно с предельным порогом 0,2 ppm и избегайте контакта с кожей.
- Дезинфицирующие средства низкого уровня
- Газы или пар
Пары и газы дезинфицирующих средств включают диоксид хлора, окись этилена, перекись водорода, надуксусную кислоту, и т.д. . Эти пары и газы проявляют отличные дезинфицирующие свойства в закрытых системах, таких как шкафы биобезопасности и помещения для животных. Тем не менее, для безопасности необходимо поддерживать хорошо контролируемые условия температуры, влажности и инертного газа, если он легковоспламеняется. Эти газы или пары используются в больницах и коммерческих учреждениях, где требуется закрытая система с жестким контролем температуры, влажности и концентрации.
2. Нагрев
- Сухой жар
Сухой жар используется при температуре 160-170 °C в течение 2-4 часов в соответствующей печи. Этот метод часто используется для стеклянной посуды или других непористых теплопроводящих материалов. Однако он неэффективен для изоляционных материалов или термолабильных материалов. - Влажная жара
Влажное тепло, также известное как автоклавирование, обычно происходит при температуре не менее 120 °C в течение 30-60 минут. Автоклавирование является наиболее удобным и надежным методом для достижения эффективной и быстрой стерилизации большинства форм микробной жизни. Влажное тепло более эффективно, чем сухое, из-за более короткого времени и более низкой требуемой температуры.
3. Радиация
- Ионизирующее излучение
Ионизирующее излучение не используется при обычной лабораторной стерилизации из-за потенциальных проблем, связанных с радиационной безопасностью. - Неионизирующее излучение (ультрафиолетовое, ультрафиолетовое)
Ультрафиолетовое излучение обычно используется для обеззараживания воздуха, воды и поверхностей из-за его сильной способности уничтожать микроорганизмы. УФ-излучение также широко используется в шкафах биологической безопасности. Длина волны ультрафиолетового излучения колеблется от 250 нм до 270 нм, оптимальным является 265 нм. Однако интенсивность ультрафиолетовой лампы со временем падает, и для поддержания мощности необходимо проводить техническое обслуживание через определенное время. Кроме того, необходимо соблюдать меры предосторожности в отношении ультрафиолетового излучения, так как оно может вызвать ожоги глаз или кожи.
Роберт М. Риу и Чжифэн Чен, Университет штата Пенсильвания, Юниверсити-Парк, Пенсильвания
Обеззараживание имеет важное значение для биобезопасности ла…
1. Химикаты
- Жидкие химикаты
Жидкие дезинфицирующие средства широко используются для обеззараживания лабораторий. Эффективность жидких дезинфицирующих средств зависит от ряда факторов, таких как химическая природа дезинфицирующего средства, концентрация и количество дезинфицирующего средства, время контакта и температура. Помните, что никакие жидкие дезинфицирующие средства не применимы во всех ситуациях. Убедитесь, что вы выбрали подходящие дезинфицирующие средства в соответствии с обнаруженными микроорганизмами, используя следующие критерии:
a. Тип загрязняющего микроорганизма: Разные микроорганизмы имеют разную устойчивость к дезинфицирующим средствам. Например, бактериальные споры гораздо более химически устойчивы, чем липофильные вирусы.
b. Количество присутствующего белкового материала: Например, материалы с высоким содержанием белка поглощают и нейтрализуют некоторые химические дезинфицирующие средства, такие как формальдегид и четвертичные аммониевые соединения.
c. Количество присутствующего органического материала: Например, четвертичные аммониевые соединения менее эффективны в присутствии мыла и моющих средств.
d. К другим важным факторам относятся химическая природа, концентрация, количество, pH, температура применения и токсичность используемых дезинфицирующих средств.
ПРИМЕЧАНИЕ: При работе с химическими дезинфицирующими средствами убедитесь, что на вас надеты подходящие СИЗ.- Дезинфицирующие средства низкого уровня
A. Четвертичные соединения аммония (QA): (такие как хлорид бензалкония, хлорид аммония)
• Эффективен против бактерий Gram+, Gram-бактерий и оболочечных вирусов.
• НЕ эффективен против вирусов, грибков и бактериальных спор.
• Содержат NH4+ и обеспечивают хороший контакт с отрицательно заряженными поверхностями, делая их хорошими чистящими средствами.
• Низкая токсичность, но может вызывать раздражение при длительном воздействии.
• Обычно используется на некритических поверхностях, таких как полы, мебель и стены.
B. Фенольные соединения: (соединения на основе O-фенофеноата)
• Эффективен против бактерий, особенно бактерий Gram+ и оболочечных вирусов.
• НЕ эффективен против вирусов и спор без оболочки.
• Совместим с органическими материалами.
• Низкая токсичность, но может вызывать раздражение при длительном воздействии.
• Обычно используется в больничных условиях и на лабораторных поверхностях. - Промежуточные дезинфицирующие средства
А. Спирты (такие как этиловый спирт и изопропиловый спирт)
• Эффективен против Gram+, Gram-бактерий и оболочечных вирусов.
• НЕ эффективен против спор и ограниченно эффективен против вирусов без оболочки.
• Оптимальная концентрация находится в пределах 60-90%. Активность быстро снижается при разбавлении ниже 50%.
• Обычно используется в медицинских учреждениях.
• Спирты легко воспламеняются и быстро испаряются.
B. Биоциды на основе галогенов: (соединения на основе хлора и йодофоры)
Соединения хлора.
• Гипохлориты являются наиболее широко используемыми дезинфицирующими средствами хлора.
• Эффективен как против оболочечных, так и против безоболочечных вирусов, грибков, бактерий и водорослей.
• НЕ эффективен против спор.
• Быстро инактивируется органическими веществами.
• Быстро разлагается благодаря высокой окислительной способности.
C. Iodophores: Йодофор представляет собой комбинацию йода и солюбилизирующего агента или носителя; Полученный комплекс обеспечивает резервуар йода с пролонгированным высвобождением и высвобождает небольшое количество свободного йода в водном растворе.
• Эффективен против бактерий, спор и грибков.
• Требует длительного времени контакта.
• НЕ эффективен в присутствии органических веществ.
• Обычно используется в качестве антисептиков, для бутылок с посевом крови и медицинского оборудования. - Высокоуровневые дезинфицирующие средства
А. Окислители и кислоты: (перекись водорода, надуксусная кислота)
Эффект зависит не только от pH. Например, слабые органические кислоты более эффективны, чем неорганические, несмотря на низкую константу диссоциации.
Перекись водорода:
• Эффективен против оболочечных и безоболочечных вирусов, вегетативных бактерий, грибков и бактериальных спор.
• Часто используется в качестве антисептика для очистки ран и дезинфекции поверхностей окружающей среды.
• Высокая концентрация вредна для тканей.
Надуксусная кислота:
• Эффективен против всех микроорганизмов с быстрым действием.
• Эффективен при наличии органических веществ и низких температур.
• Безопасен, не содержит вредных продуктов разложения.
• НЕ подходит для металлов из-за коррозии.
• Обычно используется в автоматизированных машинах для стерилизации медицинских, хирургических и стоматологических инструментов.
B. Альдегиды (формальдегид, глутаровый альдегид)
Формальдегид:
• Используется в качестве дезинфицирующего и стерилизатора как в газообразном, так и в жидком состоянии.
• Часто используется в 37% процентном соотношении водного раствора, известного как формалин.
• Эффективен против бактерий, грибков, вирусов и спор.
• Опасен с 8-часовым взвешенным по времени пределом воздействия 0,75 ppm.
• Полимеризованная твердая форма – параформальдегид – также является сильным дезинфицирующим средством.
Глутаральдегид:
• В 10 раз эффективнее формальдегида.
• Эффективен против вегетирующих бактерий, спор и вирусов.
• Используется для стерилизации оборудования.
• Эффективен в присутствии органического материала.
• Опасно с предельным порогом 0,2 ppm и избегайте контакта с кожей.
- Дезинфицирующие средства низкого уровня
- Газы или пар
Пары и газы дезинфицирующих средств включают диоксид хлора, окись этилена, перекись водорода, надуксусную кислоту, и т.д. . Эти пары и газы проявляют отличные дезинфицирующие свойства в закрытых системах, таких как шкафы биобезопасности и помещения для животных. Тем не менее, для безопасности необходимо поддерживать хорошо контролируемые условия температуры, влажности и инертного газа, если он легковоспламеняется. Эти газы или пары используются в больницах и коммерческих учреждениях, где требуется закрытая система с жестким контролем температуры, влажности и концентрации.
2. Нагрев
- Сухой жар
Сухой жар используется при температуре 160-170 °C в течение 2-4 часов в соответствующей печи. Этот метод часто используется для стеклянной посуды или других непористых теплопроводящих материалов. Однако он неэффективен для изоляционных материалов или термолабильных материалов. - Влажная жара
Влажное тепло, также известное как автоклавирование, обычно происходит при температуре не менее 120 °C в течение 30-60 минут. Автоклавирование является наиболее удобным и надежным методом для достижения эффективной и быстрой стерилизации большинства форм микробной жизни. Влажное тепло более эффективно, чем сухое, из-за более короткого времени и более низкой требуемой температуры.
3. Радиация
- Ионизирующее излучение
Ионизирующее излучение не используется при обычной лабораторной стерилизации из-за потенциальных проблем, связанных с радиационной безопасностью. - Неионизирующее излучение (ультрафиолетовое, ультрафиолетовое)
Ультрафиолетовое излучение обычно используется для обеззараживания воздуха, воды и поверхностей из-за его сильной способности уничтожать микроорганизмы. УФ-излучение также широко используется в шкафах биологической безопасности. Длина волны ультрафиолетового излучения колеблется от 250 нм до 270 нм, оптимальным является 265 нм. Однако интенсивность ультрафиолетовой лампы со временем падает, и для поддержания мощности необходимо проводить техническое обслуживание через определенное время. Кроме того, необходимо соблюдать меры предосторожности в отношении ультрафиолетового излучения, так как оно может вызвать ожоги глаз или кожи.
Обеззараживание лабораторных помещений имеет важное значение для предотвращения накопления и распространения микробов, которые могут привести к передаче заболеваний.
Обеззараживание делится на две категории: дезинфекция и стерилизация. Дезинфекция включает в себя уничтожение практически всех патогенных микроорганизмов, за исключением микробных спор на лабораторных поверхностях и оборудовании. Стерилизация, с другой стороны, является более смертоносным процессом, уничтожающим всю микробную жизнь.
Обеззараживание проводится с помощью различных методов, таких как химические вещества, тепло или радиация. Выбор метода зависит от степени загрязнения, а также от типа и концентрации загрязнения.
В этом видео будут показаны виды обеззараживания и процедуры дезинфекции и стерилизации машин, поверхностей и оборудования.
Прежде чем установить процедуру обеззараживания, необходимо определить тип, концентрацию и местонахождение микроорганизма. К видам микроорганизмов относятся грамположительные или -отрицательные бактерии; Вирусов; Грибов; бактериальные споры; и водоросли. После того, как тип микроорганизма установлен, следует выбрать подходящее дезинфицирующее средство.
При выборе метода обеззараживания необходимо учитывать эффективность дезинфицирующего средства, которая зависит от таких факторов, как его химический состав; количество, концентрация, время контакта; и температура.
Теперь, когда мы обсудили, как выбрать метод обеззараживания, давайте рассмотрим различные типы, используемые для реальной процедуры.
Жидкие химикаты подразделяются на три уровня: дезинфицирующие средства низкой, промежуточной и высокой степени. Независимо от того, что вы выберете, всегда надевайте соответствующие средства индивидуальной защиты при работе с опасными материалами.
Большинству некритических микроорганизмов требуются только дезинфицирующие средства низкого уровня, которые имеют низкую токсичность, но вызывают раздражение при длительном воздействии. Распространенными низкоактивными дезинфицирующими средствами являются четвертичные аммониевые соединения, такие как бензалкония хлорид и хлорид аммония, и фенольные соединения, такие как о-фенилфенол и хлороксиленол.
Для обеззараживания более устойчивых микроорганизмов химические вещества на основе спирта используются в самых разных областях, от здравоохранения до лабораторий.
Кроме того, соединения на основе галогенов, такие как гипохлориты и йодофоры, часто применяются в качестве антисептиков и дезинфицирующих средств медицинского оборудования. Однако эти агенты имеют более длительное время контакта, и их эффективность снижается в присутствии органических веществ.
Дезинфицирующие средства высокого уровня, которые можно классифицировать как окислители, кислоты и альдегиды, используются, если требуется обеззараживание всех микроорганизмов.
Окислители, такие как перекись водорода, действуют быстро и часто используются в качестве антисептиков для очистки ран и для дезинфекции поверхностей окружающей среды, таких как столешницы. Но будьте осторожны, так как воздействие высоких концентраций перекиси водорода может быть вредным для тканей и дыхательных путей.
Надуксусная кислота обычно используется для дезинфекции автоматизированных машин и стерилизации медицинских, хирургических и стоматологических инструментов. Преимуществом надуксусной кислоты и других окислителей является короткое время контакта; Однако использование дезинфицируемого материала может быть ограничено, например, из-за коррозии металлов в кислотах.
С другой стороны, альдегиды, такие как формальдегид или глутеральдегид, не вызывают коррозии, но все же опасны. Эти химикаты используются для стерилизации различных видов оборудования, но страдают от длительного времени контакта.
В дополнение к жидким химикатам, газообразные химикаты также могут использоваться для целей обеззараживания. Такие газы, как диоксид хлора и окись этилена, а также испаренная перекись водорода и надуксусная кислота, часто используются для избавления закрытого оборудования, такого как шкафы биобезопасности, от бактерий, вирусов и спор.
В дополнение к химическим веществам, тепло является распространенным физическим средством для обеззараживания патогенных микроорганизмов.
Существует две формы тепла. «Сухое» тепло используется при температуре от 160 до 170 градусов Цельсия в течение 2-4 часов для дезинфекции стеклянной посуды, но оно не подходит для термолабилизированных материалов. С другой стороны, «влажное» тепло, также известное как автоклавирование, используется для нагрева образцов и оборудования до температуры всего 120 градусов Цельсия в течение 30-60 минут под высоким давлением.
Помимо тепла, для дезактивации часто используется ультрафиолетовое излучение в диапазоне длин волн от 250 до 270 нанометров. Этот метод эффективен против бактерий и вирусов, но не против спор, и используется для обеззараживания воздуха, воды и поверхностей, например, в шкафах биологической безопасности. Кроме того, ультрафиолетовое излучение в этом диапазоне может вызвать ожоги кожи и глаз, поэтому следует носить надлежащие СИЗ.
Вы только что посмотрели введение JoVE в курс «Обеззараживание для безопасности лабораторий». Теперь вы должны разобраться в различных типах микробных загрязнителей, о том, как выбрать подходящий метод, а также о доступных типах дезинфекции и стерилизации. Спасибо за просмотр!
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.
Главы в этом видео
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