实验室生物安全净化

Lab Safety

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Overview

宾夕法尼亚州立大学, 宾夕法尼亚大学帕克分校, Rioux 和刘志峰先生

去污对实验室生物安全至关重要, 因为实验室微生物污染的积聚会导致疾病的传播。除污程度可分为消毒或杀菌两种。消毒的目的是消除所有致病微生物, 除了实验室表面或设备上的细菌孢子。另一方面, 绝育的目的是消除所有微生物的生命。有不同的方法, 包括化学品, 热和辐射, 并再次取决于污染程度, 以及污染物的微生物浓度, 存在的有机物, 和类型的设备或表面被清理。每种方法都有其优点和需要采取的警示措施, 以避免危害.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 实验室安全. 实验室生物安全净化. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Principles

清除实验室中需要进行的净化程度, 然后检查实验室中微生物的类型、浓度和位置。利用这些信息, 根据每个方法的特征选择合适的方法, 并确定解决污染问题的最合适的计划。例如, 如果使用化学净化方法, 则必须就适当的温度和接触时间作出决定。每种方法都需要采取预防措施, 以避免在净化过程中使个人受到化学和物理的危害和辐射.

Procedure

1. 化学药品

  1. 液体化学品
    液体消毒剂广泛用于实验室净化。液体消毒剂的功效取决于多种因素, 如消毒剂的化学性质、消毒剂的浓度和数量、接触时间和温度等。请记住, 没有液体消毒剂适用于所有情况。确保根据检测到的微生物选择合适的消毒剂, 采用以下标准:
    a. 污染微生物类型: 不同的微生物对消毒剂有不同的耐药性。例如, 细菌孢子比亲油性病毒的化学抗性要强得多.
    蛋白质材料的数量: 例如, 高蛋白物质吸收并中和某些化学消毒剂, 如甲醛和季铵盐化合物.
    c. 目前的有机材料数量: 例如, 在肥皂和洗涤剂的存在下, 季铵盐化合物的效率较差.
    其他重要因素包括化学性质、浓度、数量、pH 值、使用温度和消毒剂的毒性.
    注意: 在使用化学消毒剂时, 要确保佩戴合适的 PPE。
    1. 低级别消毒剂
      a. 季铵盐 (QA) 化合物: (如铵氯化铵、氯化铵)
      和 #8226; 对革兰菌、革兰菌和包封病毒有效.
      和 #8226, 对 non-enveloped 病毒、真菌和细菌孢子没有效果.
      和 #8226; 包含 NH 4 + 并提供与带负电荷的表面的良好接触, 使其成为良好的清洁剂.
      #8226; 毒性低, 但在长时间暴露时会刺激.
      和 #8226; 通常用于非关键性表面, 如地板、家具和墙壁.
      b. 酚醛: (O-phenophenoate-based 化合物)
      和 #8226; 有效的抗细菌, 特别是革兰菌和包裹病毒.
      #8226, 对 non-enveloped 病毒和孢子没有效果.
      #8226; 与有机材料相容.
      #8226; 毒性低, 但在长时间暴露时会刺激.
      和 #8226; 通常用于医院环境和实验室的表面.
    2. 中级消毒剂
      a. 醇类 (如乙醇和异丙醇)
      和 #8226; 对革兰、革兰菌和包封病毒有效.
      和 #8226, 对孢子有效, 对 non-enveloped 病毒有效.
      #8226; 最佳浓度在60-90% 的范围内。当稀释低于50% 时, 活动迅速下降.
      和 #8226; 通常用于医疗保健设置.
      和 #8226; 醇是易燃的, 并迅速蒸发.
      b. 基于卤素的杀菌剂: (氯化合物和 Iodophores)
      氯化合物.
      和 #8226; Hypochlorites 是使用最广泛的氯消毒剂.
      和 #8226; 有效对抗笼罩和 non-enveloped 的病毒、真菌、细菌和藻类.
      #8226, 对孢子没有效果.
      #8226; 有机物质快速灭活.
      #8226; 由于氧化能力高, 降解速度快.
      c. Iodophores: 碘是碘和磷剂或载体的组合;由此产生的复合物提供了一个持续释放的碘库, 并释放少量的游离碘在水溶液中.
      #8226; 对细菌、孢子和真菌有效.
      #8226, 需要长期的接触时间.
      #8226; 在有机物质存在的情况下不有效.
      #8226; 常用作防腐剂, 用于血液培养瓶和医疗设备.
    3. 高等级消毒剂
      a. 氧化剂和酸: (过氧化氢, 过氧乙酸)
      这种效应不依赖于 pH 值。例如, 弱的有机酸比无机酸更强, 尽管低离解常数.
      过氧化氢:
      和 #8226; 有效抵御包围和 non-enveloped 病毒、植物性细菌、真菌和细菌孢子.
      和 #8226; 通常用作防腐剂清洁伤口和消毒环境表面.
      #8226; 高浓度对组织有害.
      过氧乙酸:
      和 #8226; 对所有微生物采取快速行动有效.
      #8226; 在有机物质和低温条件下有效.
      #8226, 安全无有害分解产品.
      #8226, 因腐蚀而不适合金属.
      和 #8226; 通常用于自动机器, 用于医疗、外科和牙科器械的消毒.
      乙醛 (甲醛, 戊二醛)
      甲醛:
      和 #8226; 用作消毒剂和剂在气体和液体状态.
      和 #8226, 通常用于 37%% 的水溶液, 称为福尔马林.
      #8226; 对细菌、真菌、病毒和孢子有效.
      和 #8226; 危险的8小时时间加权曝光限制为 0.75 ppm.
      和 #8226; 聚合固体形态-甲醛-也是一种强力消毒剂.
      戊二醛:
      #8226, 比甲醛有效10倍.
      和 #8226; 有效对抗植物细菌、孢子和病毒.
      #8226; 用于消毒设备.
      和 #8226; 有效的有机材料.
      和 #8226; 危险的上限阈值限制 0.2 ppm, 避免皮肤接触.
  2. 气体或蒸气
    消毒剂的蒸气和气体包括二氧化氯、氧化乙烯、过氧化氢、过氧乙酸、 等。这些蒸汽和气体在诸如生物安全柜和动物室设施等封闭系统中表现出优异的消毒性能。然而, 控制条件的温度, 湿度和惰性气体-如果易燃-必须保持安全。这些气体或蒸气用于医院和商业设施, 需要一个封闭的系统, 严格控制温度, 湿度和协调.

2。热

  1. 干热
    在160-170 和 #176 的条件下使用干热; C 在适当的烤箱中为2-4 小时的时间。这种方法常用于玻璃器皿或其它非渗透性导热材料。然而, 它和 #39 对绝缘材料或不耐热材料无效.
  2. 湿热
    湿热, 也称为灭菌, 通常是在至少120和 #176 的条件下; C 为 30-60 min. 灭菌是最方便、最可靠的方法, 可以有效、快速地对大多数形式的微生物生命进行灭菌。湿热比干热更有效, 因为时间较短, 温度要求较低.

3。辐射

  1. 电离辐射
    电离辐射不用于一般实验室的消毒, 因为潜在的问题与辐射安全有关。
  2. 非电离辐射 (紫外线, UV)
    紫外线辐射通常用于空气、水和表面的去污, 因为它具有很强的破坏微生物的能力。紫外线也广泛应用于生物安全柜。紫外线辐射的波长范围从250毫微米到270毫微米以265毫微米作为优选。但是, UV 灯的强度随着时间的推移而下降, 并且需要在一定时间后进行维护以保持电源。此外, 需要采取预防措施的紫外线, 因为它可以引起灼伤的眼睛或皮肤.

实验室空间的净化对于防止微生物的积累和传播是必不可少的, 这可能导致疾病的传播.

除污分为两类: 消毒和灭菌。消毒包括消除几乎所有的致病微生物, 除了实验室表面和设备上的微生物孢子。另一方面, 绝育是一个更致命的过程, 消除了所有微生物的生命.

去污是使用多种方法进行的, 如化学品、热或辐射。方法的选择取决于污染程度以及污染物的种类和浓度.

此视频将说明净化的类型和机器、表面和设备的消毒和灭菌程序.

在建立除污程序之前, 必须确定微生物的类型、浓度和位置。微生物类型包括革兰氏阳性或阴性细菌;病毒;真菌;细菌孢子;和藻类。一旦微生物的类型建立, 应选择合适的消毒剂.

在选择净化方法时, 必须考虑消毒剂的功效, 这取决于其化学成分等因素; 量、浓度、接触时间和温度.

现在我们已经讨论了如何选择去污的方法, 我们来探讨一下用于实际过程的各种类型.

液态化学品分为低、中级和高消毒剂等三级。无论您选择, 始终佩戴适当的个人防护设备时, 使用危险的材料.

大多数非关键性微生物只需要低级消毒剂, 毒性低, 但在长时间接触时会引起刺激性。常见的低级消毒剂是季铵盐化合物, 如铵氯和氯化铵, 以及酚类化合物, 如 o-苯基和二.

对于更耐药性的微生物的净化, 在从医疗保健到实验室等领域使用了含酒精的化学品.

此外, 为主化合物, 如 hypochlorites 和碘, 常被用作医疗设备的防腐剂和消毒剂。然而, 这些药剂有延长接触时间, 其有效性在有机物质的存在下减少.

高级消毒剂, 可分为氧化剂, 酸和醛, 如果需要对所有微生物进行去污.

过氧化氢等氧化剂快速作用, 经常用作伤口清洁的防腐剂, 并对像 benchtops 这样的环境表面进行消毒。但要小心, 因为暴露在高浓度的过氧化氢可能对组织和呼吸道有害.

过氧乙酸通常用于对自动机器进行消毒, 并对医疗、外科和牙科器械进行消毒。过氧乙酸和其它氧化剂的优点是接触时间短;然而, 由于金属在酸中的腐蚀, 材料的使用可以受到限制, 例如.

醛在另一方面, 例如甲醛或 gluteraldehyde, 是无腐蚀性的, 但仍然是危险的。这些化学品用于消毒各种类型的设备, 但有长期接触时间。

除液态化学品外, 气态化学品也可用于净化目的。诸如二氧化氯和环氧乙烷, 以及汽化过氧化氢和过醋酸等气体经常被用来清除诸如生物安全柜、细菌、病毒和孢子等封闭设备。

除化学物质外, 热是一种常见的物理剂, 用于净化病原体.

热有两种形式。"干" 热在160至170摄氏度的条件下用于2至4小时的消毒玻璃器皿, 但不适合热不稳定的材料。另一方面, "湿" 热, 也称为灭菌, 是使用的加热样品和设备, 只有120摄氏度, 30 至60分钟在高压下.

除热外, 波长范围为250到270纳米的紫外线辐射通常用于去污。这种方法对细菌和病毒是有效的, 但不反对孢子, 用于净化空气、水和生物安全柜等表面。此外, 紫外线在这个范围内会导致皮肤和眼睛的灼伤, 因此应该佩戴适当的 PPE。

你刚才看了朱庇特介绍净化实验室的安全。你现在应该了解各种类型的微生物污染物, 如何选择合适的方法, 以及消毒和消毒的类型可用。谢谢收看!

Applications and Summary

为了避免感染传播并在实验室中保持生物安全, 在实验室中定期进行去污是很重要的。有三种方法, 包括化学、热和辐射。每种方法都有自己的长处和适合的应用。在实验室环境中对微生物类型的认识有助于选择合适的去污方法。在净化过程中应适当的安全规程。

References

  1. Center for Disease Control. A Guide to Selection and Use of Disinfectants. (2003)
  2. 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
  3. Disinfectants and Sterilization Methods, 2008, Environmental Health & Safety, University of Colorado Boulder. at https://ehs.colorado.edu/resources/disinfectants-and-sterilization-methods/

1. 化学药品

  1. 液体化学品
    液体消毒剂广泛用于实验室净化。液体消毒剂的功效取决于多种因素, 如消毒剂的化学性质、消毒剂的浓度和数量、接触时间和温度等。请记住, 没有液体消毒剂适用于所有情况。确保根据检测到的微生物选择合适的消毒剂, 采用以下标准:
    a. 污染微生物类型: 不同的微生物对消毒剂有不同的耐药性。例如, 细菌孢子比亲油性病毒的化学抗性要强得多.
    蛋白质材料的数量: 例如, 高蛋白物质吸收并中和某些化学消毒剂, 如甲醛和季铵盐化合物.
    c. 目前的有机材料数量: 例如, 在肥皂和洗涤剂的存在下, 季铵盐化合物的效率较差.
    其他重要因素包括化学性质、浓度、数量、pH 值、使用温度和消毒剂的毒性.
    注意: 在使用化学消毒剂时, 要确保佩戴合适的 PPE。
    1. 低级别消毒剂
      a. 季铵盐 (QA) 化合物: (如铵氯化铵、氯化铵)
      和 #8226; 对革兰菌、革兰菌和包封病毒有效.
      和 #8226, 对 non-enveloped 病毒、真菌和细菌孢子没有效果.
      和 #8226; 包含 NH 4 + 并提供与带负电荷的表面的良好接触, 使其成为良好的清洁剂.
      #8226; 毒性低, 但在长时间暴露时会刺激.
      和 #8226; 通常用于非关键性表面, 如地板、家具和墙壁.
      b. 酚醛: (O-phenophenoate-based 化合物)
      和 #8226; 有效的抗细菌, 特别是革兰菌和包裹病毒.
      #8226, 对 non-enveloped 病毒和孢子没有效果.
      #8226; 与有机材料相容.
      #8226; 毒性低, 但在长时间暴露时会刺激.
      和 #8226; 通常用于医院环境和实验室的表面.
    2. 中级消毒剂
      a. 醇类 (如乙醇和异丙醇)
      和 #8226; 对革兰、革兰菌和包封病毒有效.
      和 #8226, 对孢子有效, 对 non-enveloped 病毒有效.
      #8226; 最佳浓度在60-90% 的范围内。当稀释低于50% 时, 活动迅速下降.
      和 #8226; 通常用于医疗保健设置.
      和 #8226; 醇是易燃的, 并迅速蒸发.
      b. 基于卤素的杀菌剂: (氯化合物和 Iodophores)
      氯化合物.
      和 #8226; Hypochlorites 是使用最广泛的氯消毒剂.
      和 #8226; 有效对抗笼罩和 non-enveloped 的病毒、真菌、细菌和藻类.
      #8226, 对孢子没有效果.
      #8226; 有机物质快速灭活.
      #8226; 由于氧化能力高, 降解速度快.
      c. Iodophores: 碘是碘和磷剂或载体的组合;由此产生的复合物提供了一个持续释放的碘库, 并释放少量的游离碘在水溶液中.
      #8226; 对细菌、孢子和真菌有效.
      #8226, 需要长期的接触时间.
      #8226; 在有机物质存在的情况下不有效.
      #8226; 常用作防腐剂, 用于血液培养瓶和医疗设备.
    3. 高等级消毒剂
      a. 氧化剂和酸: (过氧化氢, 过氧乙酸)
      这种效应不依赖于 pH 值。例如, 弱的有机酸比无机酸更强, 尽管低离解常数.
      过氧化氢:
      和 #8226; 有效抵御包围和 non-enveloped 病毒、植物性细菌、真菌和细菌孢子.
      和 #8226; 通常用作防腐剂清洁伤口和消毒环境表面.
      #8226; 高浓度对组织有害.
      过氧乙酸:
      和 #8226; 对所有微生物采取快速行动有效.
      #8226; 在有机物质和低温条件下有效.
      #8226, 安全无有害分解产品.
      #8226, 因腐蚀而不适合金属.
      和 #8226; 通常用于自动机器, 用于医疗、外科和牙科器械的消毒.
      乙醛 (甲醛, 戊二醛)
      甲醛:
      和 #8226; 用作消毒剂和剂在气体和液体状态.
      和 #8226, 通常用于 37%% 的水溶液, 称为福尔马林.
      #8226; 对细菌、真菌、病毒和孢子有效.
      和 #8226; 危险的8小时时间加权曝光限制为 0.75 ppm.
      和 #8226; 聚合固体形态-甲醛-也是一种强力消毒剂.
      戊二醛:
      #8226, 比甲醛有效10倍.
      和 #8226; 有效对抗植物细菌、孢子和病毒.
      #8226; 用于消毒设备.
      和 #8226; 有效的有机材料.
      和 #8226; 危险的上限阈值限制 0.2 ppm, 避免皮肤接触.
  2. 气体或蒸气
    消毒剂的蒸气和气体包括二氧化氯、氧化乙烯、过氧化氢、过氧乙酸、 等。这些蒸汽和气体在诸如生物安全柜和动物室设施等封闭系统中表现出优异的消毒性能。然而, 控制条件的温度, 湿度和惰性气体-如果易燃-必须保持安全。这些气体或蒸气用于医院和商业设施, 需要一个封闭的系统, 严格控制温度, 湿度和协调.

2。热

  1. 干热
    在160-170 和 #176 的条件下使用干热; C 在适当的烤箱中为2-4 小时的时间。这种方法常用于玻璃器皿或其它非渗透性导热材料。然而, 它和 #39 对绝缘材料或不耐热材料无效.
  2. 湿热
    湿热, 也称为灭菌, 通常是在至少120和 #176 的条件下; C 为 30-60 min. 灭菌是最方便、最可靠的方法, 可以有效、快速地对大多数形式的微生物生命进行灭菌。湿热比干热更有效, 因为时间较短, 温度要求较低.

3。辐射

  1. 电离辐射
    电离辐射不用于一般实验室的消毒, 因为潜在的问题与辐射安全有关。
  2. 非电离辐射 (紫外线, UV)
    紫外线辐射通常用于空气、水和表面的去污, 因为它具有很强的破坏微生物的能力。紫外线也广泛应用于生物安全柜。紫外线辐射的波长范围从250毫微米到270毫微米以265毫微米作为优选。但是, UV 灯的强度随着时间的推移而下降, 并且需要在一定时间后进行维护以保持电源。此外, 需要采取预防措施的紫外线, 因为它可以引起灼伤的眼睛或皮肤.

实验室空间的净化对于防止微生物的积累和传播是必不可少的, 这可能导致疾病的传播.

除污分为两类: 消毒和灭菌。消毒包括消除几乎所有的致病微生物, 除了实验室表面和设备上的微生物孢子。另一方面, 绝育是一个更致命的过程, 消除了所有微生物的生命.

去污是使用多种方法进行的, 如化学品、热或辐射。方法的选择取决于污染程度以及污染物的种类和浓度.

此视频将说明净化的类型和机器、表面和设备的消毒和灭菌程序.

在建立除污程序之前, 必须确定微生物的类型、浓度和位置。微生物类型包括革兰氏阳性或阴性细菌;病毒;真菌;细菌孢子;和藻类。一旦微生物的类型建立, 应选择合适的消毒剂.

在选择净化方法时, 必须考虑消毒剂的功效, 这取决于其化学成分等因素; 量、浓度、接触时间和温度.

现在我们已经讨论了如何选择去污的方法, 我们来探讨一下用于实际过程的各种类型.

液态化学品分为低、中级和高消毒剂等三级。无论您选择, 始终佩戴适当的个人防护设备时, 使用危险的材料.

大多数非关键性微生物只需要低级消毒剂, 毒性低, 但在长时间接触时会引起刺激性。常见的低级消毒剂是季铵盐化合物, 如铵氯和氯化铵, 以及酚类化合物, 如 o-苯基和二.

对于更耐药性的微生物的净化, 在从医疗保健到实验室等领域使用了含酒精的化学品.

此外, 为主化合物, 如 hypochlorites 和碘, 常被用作医疗设备的防腐剂和消毒剂。然而, 这些药剂有延长接触时间, 其有效性在有机物质的存在下减少.

高级消毒剂, 可分为氧化剂, 酸和醛, 如果需要对所有微生物进行去污.

过氧化氢等氧化剂快速作用, 经常用作伤口清洁的防腐剂, 并对像 benchtops 这样的环境表面进行消毒。但要小心, 因为暴露在高浓度的过氧化氢可能对组织和呼吸道有害.

过氧乙酸通常用于对自动机器进行消毒, 并对医疗、外科和牙科器械进行消毒。过氧乙酸和其它氧化剂的优点是接触时间短;然而, 由于金属在酸中的腐蚀, 材料的使用可以受到限制, 例如.

醛在另一方面, 例如甲醛或 gluteraldehyde, 是无腐蚀性的, 但仍然是危险的。这些化学品用于消毒各种类型的设备, 但有长期接触时间。

除液态化学品外, 气态化学品也可用于净化目的。诸如二氧化氯和环氧乙烷, 以及汽化过氧化氢和过醋酸等气体经常被用来清除诸如生物安全柜、细菌、病毒和孢子等封闭设备。

除化学物质外, 热是一种常见的物理剂, 用于净化病原体.

热有两种形式。"干" 热在160至170摄氏度的条件下用于2至4小时的消毒玻璃器皿, 但不适合热不稳定的材料。另一方面, "湿" 热, 也称为灭菌, 是使用的加热样品和设备, 只有120摄氏度, 30 至60分钟在高压下.

除热外, 波长范围为250到270纳米的紫外线辐射通常用于去污。这种方法对细菌和病毒是有效的, 但不反对孢子, 用于净化空气、水和生物安全柜等表面。此外, 紫外线在这个范围内会导致皮肤和眼睛的灼伤, 因此应该佩戴适当的 PPE。

你刚才看了朱庇特介绍净化实验室的安全。你现在应该了解各种类型的微生物污染物, 如何选择合适的方法, 以及消毒和消毒的类型可用。谢谢收看!

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