Overview
רוברט ריו וז'יפנג צ'ן, אוניברסיטת פנסילבניה, פארק האוניברסיטה, הרשות הפלסטינית
טיהור חיוני עבור בטיחות ביולוגית במעבדה, כמו הצטברות של זיהום מיקרוביאלי במעבדה יכול להוביל להעברת מחלות. מידת הטיהור יכולה להיות מסווגת כחיטוי או עיקור. חיטוי נועד לחסל את כל מיקרואורגניזמים פתוגניים, למעט נבגים חיידקיים על משטחי מעבדה או ציוד. עיקור, לעומת זאת, נועד לחסל את כל החיים המיקרוביים. קיימות שיטות שונות הכוללות כימיקלים, חום וקרינה, ושוב תלויות במידת הטיהור, כמו גם בריכוז המיקרואורגניזמים המזהמים, נוכחות של חומר אורגני וסוג הציוד או פני השטח שיש לנקות. לכל שיטה יש יתרונות ואמצעי זהירות שיש לנקוט כדי למנוע סיכונים.
Principles
להיות ברור לגבי מידת הטיהור שצריך להתבצע במעבדה ולאחר מכן לבדוק את סוג, ריכוז, ומיקום של מיקרואורגניזמים נוכח במעבדה. עם מידע זה, בחר שיטות מתאימות בהתאם לתכונות של כל שיטה ולקבוע את התוכנית המתאימה ביותר לפתרון בעיות זיהום. לדוגמה, אם נעשה שימוש בשיטת טיהור כימית, יש לקבל החלטה לגבי הטמפרטורה המתאימה וזמן המגע החלים. אמצעי זהירות נדרשים עבור כל שיטה כדי למנוע חשיפת אנשים לסכנות כימיות ופיזיות וקרינה במהלך טיהור.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Procedure
1. כימיקלים
- כימיקלים נוזליים
חיטוי נוזלים נמצאים בשימוש נרחב לטיהור המעבדה. האפקטיביות של חיטוי נוזלים תלויה במספר גורמים, כגון האופי הכימי של חומר החיטוי, הריכוז וכמות חומר החיטוי, זמן המגע והטמפרטורה. זכור, אין חיטוי נוזלי ישים בכל המצבים. הקפד לבחור חיטוי מתאים על פי המיקרואורגניזמים שזוהו, תוך שימוש בקריטריונים הבאים:
a. סוג המיקרואורגניזם המזהם: למיקרואורגניזמים שונים יש עמידות שונה כלפי חיטוי. לדוגמה, נבגים חיידקיים עמידים הרבה יותר מבחינה כימית מאשר וירוסים ליפופיליים.
b. כמות החומר החלבוני הקיימת: לדוגמה, חומרים עתירי חלבון סופגים ומנטרלים כמה חומרי חיטוי כימיים, כגון פורמלדהיד ותרכובות אמוניום רבוע.
ג. כמות החומר האורגני הקיימת: לדוגמה, תרכובות אמוניום רבועיות יעילות פחות בנוכחות סבון וחומרי ניקוי.
ד. גורמים חשובים אחרים כוללים את הטבע הכימי, ריכוז, כמות, pH, טמפרטורת היישום, ורעילות של חיטוי מנוצל.
הערה: ודא PPE מתאים הוא שחוק בעת עבודה עם חיטוי כימי.- חיטוי ברמה נמוכה
א. אמוניום רבוע (QA) תרכובות: (כגון בנזלקוניום כלוריד, אמוניום כלוריד)
• יעיל נגד חיידקי גרם+ , חיידקי גרם ווירוסים עטופים.
• לא יעיל נגד וירוסים, פטריות ונבגים חיידקיים שאינם עוטפים.
• מכילים NH4+ ומספקים מגע טוב עם משטחים טעונים שלילית, מה שהופך אותם לסוכני ניקוי טובים.
• נמוך רעילות אבל יכול להיות מעצבן כאשר נחשף במשך משכי זמן ארוכים.
• נפוץ במשטחים לא ביקורתיים כגון רצפות, רהיטים וקירות.
B. פנולים: (תרכובות מבוססות O-פנופנואט)
• יעיל נגד חיידקים, במיוחד חיידקי גרם + ווירוסים עטופים.
• לא יעיל נגד וירוסים ונבגים שאינם עטופים.
• תואם לחומרים אורגניים.
• נמוך רעילות אבל יכול להיות מעצבן כאשר נחשף במשך משכי זמן ארוכים.
• נפוץ בסביבות בית חולים ומשטחי מעבדה. - חומר חיטוי ברמת הביניים
א. אלכוהול (כגון אלכוהול אתיל ואלכוהול איזופרופיל)
• יעיל נגד גרם+, חיידקי גרם ווירוסים עטופים.
• לא יעיל נגד נבגים ויעיל מוגבל נגד וירוסים שאינם עטופים.
• ריכוז אופטימלי הוא בטווח של 60-90%. הפעילות יורדת במהירות כאשר מדוללת מתחת ל-50%.
• נפוץ בהגדרות שירותי בריאות.
• אלכוהול דליק ומתאדה במהירות.
ב. ביו-ביולוגים מבוססי הלוגן: (תרכובות ויודופורים מבוססי כלור)
תרכובות כלור.
• היפוכלוריטים הם חומר החיטוי הנפוץ ביותר בכלור.
• יעיל נגד וירוסים עטופים ולא עטופים, פטריות, חיידקים ואצות.
• לא יעיל נגד נבגים.
• הומת במהירות על ידי חומר אורגני.
• מושפל במהירות בשל כוח חמצון גבוה.
ג. יודופור: יודופור הוא שילוב של יוד וסוכן או נשא סולובילזציה; המתחם המתקבל מספק מאגר שחרור מתמשך של יוד ומשחרר כמויות קטנות של יוד חינם בפתרון מימי.
• יעיל נגד חיידקים, נבגים ופטריות.
• זקוק לזמן מגע ממושך.
• לא יעיל בנוכחות חומר אורגני.
• משמש בדרך כלל כחובבי חיטוי, לבקבוקי תרבות דם וציוד רפואי. - חיטוי ברמה גבוהה
א. מחמצנים וחומצות: (מי חמצן, חומצה פראצטית)
ההשפעה אינה תלויה ב- pH בלבד. לדוגמה, חומצות אורגניות חלשות חזקות יותר מחומצות אנאורגניות למרות קבוע הדיסוציאציה הנמוך.
מי חמצן:
• יעיל נגד וירוסים עטופים ולא עטופים, חיידקים צמחיים, פטריות ונבגים חיידקיים.
• משמש לעתים קרובות כחיסת חיטוי לניקוי פצעים ולחיטוי משטחים סביבתיים.
• ריכוז גבוה מזיק לרקמות.
חומצה פרסטית:
• יעיל נגד כל המיקרואורגניזמים עם פעולה מהירה.
• יעיל בנוכחות חומר אורגני וטמפרטורות נמוכות.
• בטוח ללא מוצרי פירוק מזיקים.
• לא מתאים למתכות עקב קורוזיה.
• נפוץ במכונות אוטומטיות לחיטוי מכשירים רפואיים, כירורגיים ושיניים.
ב. אלדהיד (פורמלדהיד, גלוטרדהיד)
פורמלדהיד:
• משמש כחיטא חיטוי וחיטוי הן בגזים והן במצבים נוזליים.
• משמש לעתים קרובות 37% בתמיסת מים, המכונה פורמלין.
• יעיל נגד חיידקים, פטריות, וירוסים ונבגים.
• מסוכן עם מגבלת חשיפה משוקללת של 8 שעות של 0.75 ppm.
• צורה מוצקה פולימרית-Paraformaldehyde-הוא גם חומר חיטוי חזק.
גלוטרלדהיד:
• פי 10 יותר יעיל מאשר פורמלדהיד.
• יעיל נגד חיידקים וגטטיביים, נבגים ווירוסים.
• משמש לחיטוי ציוד.
• יעיל בהווה של חומר אורגני.
• מסוכן עם מגבלת סף תקרה 0.2 ppm ולהימנע ממגע בעור.
- חיטוי ברמה נמוכה
- גזים או אדים
אדים וגזים של חומרי חיטוי כוללים כלור דו חמצני, תחמוצת אתילן, מי חמצן, חומצה מפצחת וכו '. אדים וגזים אלה מראים תכונות חיטוי מצוינות במערכות סגורות כגון ארונות בטיחות ביולוגית ומתקני חדרים לבעלי חיים. עם זאת, תנאים מבוקרים היטב של טמפרטורה, לחות וגז אינרטי - אם דליק - חייבים להישמר לבטיחות. גזים או אדים אלה משמשים בבתי חולים ובמתקנים מסחריים עם צורך במערכת סגורה עם שליטה הדוקה בטמפרטורה, בלחות ובקונצרטים.
2. חום
- חום יבש
חום יבש משמש בתנאים של 160-170 °C (70 °F) לתקופות של 2-4 שעות בתנור מתאים. שיטה זו משמשת לעתים קרובות עבור כלי זכוכית או חומרים מוליכים אחרים חום לא נקבובי. עם זאת, זה לא יעיל עבור חומרי בידוד או חומרים labile חום. - חום רטוב
חום רטוב, הידוע גם בשם autoclaving, הוא בדרך כלל בתנאים של לפחות 120 °C (50 °F) לתקופות של 30-60 דקות. Autoclaving היא השיטה הנוחה והאמינה ביותר להשגת עיקור יעיל ומהיר של רוב צורות החיים המיקרוביים. חום רטוב יעיל יותר מחום יבש בשל הזמן הקצר יותר והטמפרטורה הנמוכה הנדרשת.
3. קרינה
- קרינה מייננת
קרינה מייננת אינה משמשת בעיקור מעבדה כללי בשל בעיות פוטנציאליות הקשורות לבטיחות הקרינה. - קרינה בלתי מייננת (אולטרה סגול, UV)
קרינה אולטרה סגולה משמשת בדרך כלל לטיהור באוויר, במים ובמשטחים בשל יכולתה החזקה להשמיד מיקרואורגניזמים. UV נמצא בשימוש נרחב גם בארונות בטיחות ביולוגיים. אורך הגל של קרינה אולטרה סגולה נע בין 250 ננומטר ל 270 ננומטר עם 265 ננומטר כמו אופטימלי. עם זאת, עוצמת מנורת UV יורדת עם הזמן, ותחזוקה צריכה להתבצע לאחר זמן מסוים כדי לשמור על הכוח. בנוסף, יש לנקוט אמצעי זהירות לאור UV, שכן הוא יכול לגרום לכוויות בעיניים או בעור.
טיהור של שטח מעבדה חיוני כדי למנוע הצטברות והתפשטות של חיידקים שיכולים להוביל להעברת מחלות.
טיהור נופל לשתי קטגוריות: חיטוי ועיקור. חיטוי כרוך בחיסול כמעט כל מיקרואורגניזמים פתוגניים, למעט נבגים מיקרוביאליים על משטחי מעבדה וציוד. עיקור, לעומת זאת, הוא תהליך קטלני יותר, המבטל את כל החיים המיקרוביים.
הטיהור מתבצע במגוון שיטות, כגון כימיקלים, חום או קרינה. בחירת השיטה תלויה במידת הזיהום, כמו גם בסוג ובריכוז המזהם.
וידאו זה ימחיש את סוגי הטיהור ואת הנהלים לחיטוי ועיקור של מכונות, משטחים וציוד.
לפני קביעת הליך טיהור, יש לקבוע את סוג, הריכוז והמיקום של המיקרואורגניזם. סוגי מיקרואורגניזמים כוללים חיידקים גראם חיוביים או שליליים; וירוסים; פטריות; נבגים חיידקיים; ואצות. לאחר הקמת סוג המיקרואורגניזם, יש לבחור חומר חיטוי מתאים.
בעת בחירת שיטת טיהור יש לקחת בחשבון את האפקטיביות של חומר חיטוי, אשר תלוי בגורמים כגון הרכב כימי שלה; הסכום, הריכוז, זמן המגע; וטמפרטורה.
כעת, לאחר שדנו כיצד לבחור שיטה לטיהור, בואו נחקור את הסוגים השונים המשמשים להליך בפועל.
כימיקלים נוזליים מסווגים בשלוש רמות, כחיזוקים בדרגה נמוכה, בינונית וגבוהה. לא משנה באיזה תבחר, תמיד ללבוש ציוד מגן אישי מתאים בעת עבודה עם חומרים מסוכנים.
רוב המיקרואורגניזמים הלא קריטיים דורשים רק חומר חיטוי ברמה נמוכה, שהם דלים ברעילות, אך גורמים לגירוי בזמני חשיפה ארוכים. חומרי חיטוי נפוצים ברמה נמוכה הם תרכובות אמוניום quaternary, כגון בנזלקוניום כלוריד אמוניום כלוריד, ותרכובות פנוליות, כגון o-פנילפנול וכלורוקסילנול.
לטיהור מיקרואורגניזמים עמידים יותר, כימיקלים מבוססי אלכוהול משמשים בתחומים החל בריאות למעבדות.
בנוסף, תרכובות מבוססות הלוגן, כגון hypochlorites ו יודופורים מוחלים לעתים קרובות כמו חיטוי וחומרי חיטוי של ציוד רפואי. עם זאת סוכנים אלה יש זמני מגע ממושכים ויעילותם יורדת בנוכחות חומר אורגני.
חומרי חיטוי ברמה גבוהה, אשר ניתן לסווג מחמצנים, חומצות, אלדהידים משמשים אם טיהור של כל מיקרואורגניזמים נדרש.
מחמצנים כגון מי חמצן פועלים במהירות ומשמשים לעתים קרובות כחיספטיים לניקוי פצעים ולחיטוי משטחים סביבתיים כמו ספסלים. אבל להיזהר, כמו חשיפה לריכוזים גבוהים של מי חמצן יכול להזיק לרקמות ודלקות הנשימה.
חומצה פרסטית משמשת בדרך כלל לחיטוי מכונות אוטומטיות ולחיטוי מכשירים רפואיים, כירורגיים ושיניים. היתרון של חומצה פרפטית מחמצנים אחרים הוא זמן מגע קצר; עם זאת, השימוש בחומר לחיטוי יכול להיות מוגבל, בשל קורוזיה של מתכות בחומצות, למשל.
אלדהידים לעומת זאת, כגון פורמלדהיד או גלוטרדהיד, אינם מאכלים, אך עדיין מסוכנים. כימיקלים אלה משמשים לחיטוי סוגים שונים של ציוד, אך סובלים מזמן מגע ממושך.
בנוסף לכימיקלים נוזליים, כימיקלים גזיים עשויים לשמש גם למטרות טיהור. גזים כגון כלור דו-חמצני ותחמוצת אתילן, כמו גם מי חמצן מתאדים וחומצה מפצחת משמשים לעתים קרובות כדי להיפטר ציוד סגור, כגון ארונות בטיחות ביולוגית, של חיידקים, וירוסים, ונבגים.
בנוסף לכימיקלים, חום הוא סוכן פיזי נפוץ לטיהור של פתוגנים.
יש שתי צורות של חום. חום "יבש" משמש בתנאים של 160 עד 170 מעלות צלזיוס במשך 2 עד 4 שעות כדי לחטא כלי זכוכית, אבל זה לא מתאים לחומרים labile חום. מצד שני, חום "רטוב", הידוע גם בשם autoclaving, משמש על ידי דגימות חימום וציוד רק 120 מעלות צלזיוס במשך 30 עד 60 דקות תחת לחץ גבוה.
מלבד חום, קרינה אולטרה סגולה בטווח אורך הגל של 250 עד 270 ננומטר משמשת לעתים קרובות לטיהור. שיטה זו יעילה נגד חיידקים ווירוסים, אך לא נגד נבגים, ומשמשת לטיהור אוויר, מים ומשטחים כגון בארונות בטיחות ביולוגיים. יתר על כן אור UV בטווח זה יכול לגרום לכוויות של העור והעיניים, ולכן PPE תקין צריך להיות משוחק.
הרגע צפית בהקדמה של ג'וב לטיהור לבטיחות במעבדה. כעת יש להבין את הסוגים השונים של מזהמים מיקרוביאליים, כיצד לבחור שיטה מתאימה, ואת סוגי החיטוי והעיקור הזמינים. תודה שצפיתם!
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Applications and Summary
כדי למנוע העברת זיהום ולשמור על בטיחות ביולוגית במעבדה, טיהור תקופתי במעבדה חשוב. קיימות שלוש שיטות, לרבות כימיקלים, חום וקרינה. לכל שיטה כוח משלה ויישומים מתאימים. מודעות לסוג המיקרואורגניזם בסביבת המעבדה שימושית לבחירת שיטת טיהור מתאימה. פרוטוקולי בטיחות מתאימים צריכים להיות במקום במהלך הליך הטיהור.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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/
