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실험실 생물 안전을 위한 오염 제거
 
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실험실 생물 안전을 위한 오염 제거

Overview

로버트 M. 리우와 지펑 첸, 펜실베이니아 주립대학교, 유니버시티 파크, 펜실베이니아

실험실에서 미생물 오염의 축적이 질병의 전염으로 이어질 수 있기 때문에 오염 제거는 실험실 생물 안전에 필수적입니다. 오염 제거 정도는 소독 또는 살균으로 분류될 수 있습니다. 소독은 실험실 표면 이나 장비에 세균성 포자를 제외하고 모든 병원성 미생물을 제거하는 것을 목표로합니다. 반면에 살균은 모든 미생물 수명을 제거하는 것을 목표로합니다. 화학 물질, 열 및 방사선을 포함하는 다른 방법을 사용할 수 있으며, 오염 미생물의 농도뿐만 아니라 오염 제거 정도뿐만 아니라, 유기물의 존재, 세척할 장비 또는 표면의 종류에 따라 다시 한번 의존한다. 각 방법은 위험을 피하기 위해 취해야 할 장점과 주의 조치를 가지고 있습니다.

Principles

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실험실에서 수행해야 하는 오염 제거의 정도에 대해 명확히 한 다음 실험실에 존재하는 미생물의 유형, 농도 및 위치를 검사하십시오. 이 정보를 사용하여 각 방법의 기능에 따라 적합한 방법을 선택하고 오염 문제를 해결하기 위한 가장 적절한 계획을 결정합니다. 예를 들어 화학 오염 제거 방법을 사용하는 경우 적절한 온도 및 접점 시간에 대한 결정을 내려야 합니다. 오염 제거 시 개인에게 화학적, 물리적 위험 및 방사선을 예방하지 않도록 각 방법에 대한 예방 조치가 필요합니다.

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Procedure

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1. 화학 물질

  1. 액체 화학 물질
    액체 소독제는 실험실 오염 제거에 널리 사용됩니다. 액체 소독제의 효과는 소독제의 화학적 특성, 소독제의 농도 및 양, 접촉 시간 및 온도와 같은 여러 가지 요인에 달려 있습니다. 모든 상황에서 액체 소독제가 적용되지 않는다는 것을 기억하십시오. 다음 기준을 사용하여 검출된 미생물에 따라 적합한 소독제를 선택해야 합니다.
    a. 오염 미생물의 종류: 다른 미생물은 소독제에 대한 다른 저항을 가지고. 예를 들면, 세균성 포자는 지방성 바이러스 보다는 훨씬 더 화학적으로 저항합니다.
    b. 단백질 물질의 양: 예를 들어, 고단백 물질은 포름알데히드 및 사분의 암모늄 화합물과 같은 일부 화학 소독제를 흡수하고 중화시합니다.
    c. 존재하는 유기 물질의 양 : 예를 들어, 사분의 암모늄 화합물은 비누와 세제의 존재에 덜 효과적이다.
    d. 다른 중요한 요인으로는 화학적 성질, 농도, 양, pH, 응용 온도 및 사용된 소독제의 독성이 포함됩니다.
    참고: 화학 소독제로 작업할 때 적합한 PPE를 착용해야 합니다.
    1. 낮은 수준의 소독제
      A. 쿼터니암모늄 (QA) 화합물: (예 : 염화 벤살코늄, 염화 암모늄)
      • 그램 + 박테리아, 그램 박테리아 및 둘러싸인 바이러스에 대한 효과.
      • 비 봉투 바이러스, 곰팡이 및 세균 성 포자에 대해 효과적이지 않습니다.
      • NH4+ 를 포함하고 부정적인 충전 표면과 좋은 접촉을 제공, 그들에게 좋은 청소 에이전트만들기.
      • 독성이 낮지만 장시간 노출되면 자극적일 수 있습니다.
      • 일반적으로 바닥, 가구 및 벽과 같은 중요하지 않은 표면에서 사용됩니다.
      B. 페놀: (O-페노페노아테 계 화합물)
      • 박테리아, 특히 그램 + 박테리아와 둘러싸인 바이러스에 대한 효과.
      • 비 봉투 바이러스 및 포자에 대해 효과적이지 않습니다.
      • 유기 재료와 호환됩니다.
      • 독성이 낮지만 장시간 노출되면 자극적일 수 있습니다.
      • 일반적으로 병원 환경 과 실험실 표면에서 사용됩니다.
    2. 중간 수준의 소독제
      A. 알코올 (예 : 에틸 알코올 및 이소 프로필 알코올)
      • 그램 +에 대한 효과적인, 그램 박테리아, 및 봉투 바이러스.
      • 포자에 효과적이지 않으며 비 봉투 바이러스에 대해 제한적입니다.
      • 최적 농도는 60-90 %의 범위에 있습니다. 활동이 50% 미만으로 희석되면 빠르게 감소합니다.
      • 일반적으로 의료 설정에서 사용됩니다.
      • 알코올은 인화성이며 빠르게 증발합니다.
      B. 할로겐 기반 바이오시데스: (염소 계 화합물 및 이오도포레스)
      염소 화합물.
      • 고염소산염은 가장 널리 사용되는 염소 소독제입니다.
      • 봉투및 비봉투 바이러스, 곰팡이, 박테리아 및 조류 모두에 효과적입니다.
      • 포자에 효과적이지 않습니다.
      • 유기물질에 의해 신속하게 비활성화됩니다.
      • 높은 산화 력으로 인해 빠르게 저하.
      C. 요오도포어: 요오드 및 용윤제 또는 담체의 조합; 그 결과 복합체는 요오드의 지속적인 방출 저장소를 제공하고 수성 용액에 소량의 무료 요오드를 방출합니다.
      • 박테리아, 포자 및 곰팡이에 효과적입니다.
      • 장기간 연락 시간이 필요합니다.
      • 유기물의 존재에 효과적이지 않습니다.
      • 일반적으로 혈액 배양 병 및 의료 장비에 대한 방부제로 사용됩니다.
    3. 높은 수준의 소독제
      A. 산화제 및 산: (과산화수소, 과아산)
      효과는 pH에만 의존하지 않습니다. 예를 들어, 약한 유기산은 낮은 해리상수에도 불구하고 무기산보다 더 강력합니다.
      과산화수소:
      • 봉투 및 비 봉투 바이러스에 대한 효과, 식물 성 박테리아, 곰팡이, 세균 성 포자.
      • 종종 상처를 청소하고 환경 표면을 소독하기 위해 살균제로 사용됩니다.
      • 고농도는 조직에 유해합니다.
      과자산:
      • 빠른 행동으로 모든 미생물에 대한 효과.
      • 유기물 및 저온의 존재에 효과적입니다.
      • 유해한 분해 제품없이 안전합니다.
      • 부식으로 인한 금속에 적합하지 않습니다.
      • 일반적으로 의료, 수술 및 치과 기기를 살균하기 위해 자동화 된 기계에 사용됩니다.
      B. 알데히드 (포름알데히드, 글루타랄데히드)
      포름알데히드:
      • 가스 및 액체 상태에서 소독제 및 살균제로 사용됩니다.
      • 종종 포르말린으로 알려진 물 용액의 37 %에 사용됩니다.
      • 박테리아, 곰팡이, 바이러스 및 포자에 효과적입니다.
      • 8시간 가중치 노출 한도0.75 ppm으로 위험합니다.
      • 중합 고체 형태 -파라 포름알데히드 - 또한 강한 소독제입니다.
      글루타랄데히드:
      • 포름알데히드보다 10배 더 효과적입니다.
      • 식물성 박테리아, 포자 및 바이러스에 효과적입니다.
      • 장비를 살균하는 데 사용됩니다.
      • 유기 재료의 현재에 효과적.
      • 천장 임계값으로 위험 0.2 ppm 제한및 피부 접촉을 피하십시오.
  2. 가스 또는 증기
    소독제의 증기 및 가스는 이산화 염소, 에틸렌 옥사이드, 과산화수소, 과산화수소,과산화산을 포함한다. 이러한 증기와 가스는 생물 안전 캐비닛 및 동물실 시설과 같은 폐쇄 된 시스템에서 우수한 소독 특성을 보여줍니다. 그러나 온도, 습도 및 불활성 가스의 잘 제어된 조건은 안전을 위해 유지되어야 합니다. 이러한 가스 또는 증기는 온도, 습도 및 콘서트를 엄격하게 제어하는 폐쇄 시스템이 필요한 병원 및 상업 시설에서 사용됩니다.

2. 열

  1. 드라이 히트
    건조 열은 적절한 오븐에서 2-4 h의 기간 동안 160-170 °C의 조건하에서 사용됩니다. 이 방법은 종종 유리 제품 또는 기타 비 다공성 열 전도성 재료에 사용됩니다. 그러나 절연 재료 또는 열 음순 재료에는 효과가 없습니다.
  2. 젖은 열
    오토클레이빙이라고도 하는 습식 열은 일반적으로 30-60분 동안 최소 120°C의 조건하에서 수행된다. Autoclaving은 대부분의 형태의 미생물 수명을 효과적이고 빠르게 살균하는 가장 편리하고 신뢰할 수있는 방법입니다. 젖은 열은 필요한 짧은 시간과 낮은 온도로 인해 건조한 열보다 더 효율적입니다.

3. 방사선

  1. 이온화 방사선
    이온화 방사선은 방사선 안전과 관련된 잠재적 인 문제로 인해 일반적인 실험실 살균에 사용되지 않습니다.
  2. 비이온화 방사선 (자외선, 자외선)
    자외선은 일반적으로 미생물을 파괴하는 강한 능력으로 인해 공기, 물 및 표면의 오염 제거에 사용됩니다. UV는 또한 생물학적 안전 캐비닛에도 널리 사용됩니다. 자외선의 파장범위는 250nm에서 270nm, 265nm를 최적으로 한다. 그러나, UV 램프 강도는 시간이 지남에 따라 떨어지고, 전력을 유지하기 위해 일정 시간 후에 유지 보수를 수행해야 합니다. 또한 눈이나 피부에 화상을 입을 수 있으므로 자외선예방 조치를 취해야 합니다.

실험실 공간의 오염 제거는 질병의 전염으로 이어질 수있는 미생물의 축적과 확산을 방지하기 위해 필수적입니다.

오염 제거는 소독 및 살균이라는 두 가지 범주로 나뉩니다. 소독은 실험실 표면 및 장비에 미생물 포자를 제외하고 거의 모든 병원성 미생물을 제거하는 것을 포함합니다. 반면에 살균은 모든 미생물 수명을 제거하는 더 치명적인 과정입니다.

오염 제거는 화학 물질, 열 또는 방사선과 같은 다양한 방법을 사용하여 수행됩니다. 방법의 선택은 오염의 정도뿐만 아니라 오염물질의 유형과 농도에 따라 달라집니다.

이 비디오는 오염 제거 의 유형과 기계, 표면 및 장비의 소독 및 살균 절차를 설명합니다.

오염 제거 절차를 수립하기 전에 미생물의 유형, 농도 및 위치를 결정해야 합니다. 미생물의 종류는 그람 양성 또는 음성 박테리아를 포함; 바이러스; 곰팡이; 세균성 포자; 조류. 미생물의 종류가 확립되면 적절한 소독제를 선택해야 합니다.

오염 제거 방법을 선택할 때 소독제의 효과를 고려해야하며, 이는 화학 적 조성과 같은 요인에 따라 달라집니다. 양, 농도, 접촉 시간; 및 온도.

이제 오염 제거 방법을 선택하는 방법에 대해 논의되었으므로 실제 절차에 사용되는 다양한 유형을 살펴보겠습니다.

액체 화학 물질은 저수준, 중간 및 고도 소독제로 분류됩니다. 어떤 것을 선택하든, 유해 물질로 작업할 때 항상 적절한 개인 보호 장비를 착용하십시오.

대부분의 비임계 미생물은 독성이 낮지만 긴 노출 시간에 자극을 일으키는 낮은 수준의 소독제만 필요합니다. 일반적인 저수준 소독제는 염화암산염 벤잘코늄과 염화암모늄과 같은 사분의 암모늄 화합물과 o-페닐페놀 및 클로록시레놀과 같은 페놀 화합물입니다.

더 저항하는 미생물의 오염 제거를 위해, 알콜 기지를 둔 화학 제품은 헬스케어에서 실험실에 구역 에서 구역에서 이용됩니다.

또한, hypochlorites 및 iodophors와 같은 할로겐 기지를 둔 화합물은 수시로 의료 장비의 살균제 및 소독제로 적용됩니다. 그러나 이러한 제제는 접촉 시간을 연장하고 유기물이 있는 상황에서 그 효과가 감소합니다.

산화제, 산 및 알데히드로 분류될 수 있는 높은 수준의 소독제는 모든 미생물의 오염 제거가 필요한 경우 사용된다.

과산화수소와 같은 산화제는 빠르게 작용하며 종종 상처 세척을 위한 방부제로 사용되고 벤치탑과 같은 환경 표면을 소독합니다. 그러나 과산화수소의 고농도에 노출이 조직과 기도에 해로울 수 있기 때문에주의하십시오.

Peracetic acid는 일반적으로 자동화 된 기계를 소독 하 고 의료, 수술 및 치과 기기를 살균 하는 데 사용 됩니다. 멸체산 및 기타 산화제의 장점은 짧은 접촉 시간; 그러나, 열화되는 물질의 사용은 예를 들어 산내 금속의 부식으로 인해 제한될 수 있다.

반면에 알데히드는 포름알데히드 나 글루테알데히드와 같이 부식되지 않지만 여전히 위험합니다. 이러한 화학 물질은 다양한 유형의 장비를 살균하는 데 사용되지만 긴 접촉 시간을 겪습니다.

액체 화학 물질 이외에, 기체 화학 물질은 또한 오염 제거 목적을 위해 사용될 수 있습니다. 이산화염소와 에틸렌 산화물, 기화수소 와 과아산과 같은 가스는 종종 박테리아, 바이러스 및 포자의 생물 안전 캐비닛과 같은 폐쇄 장비를 제거하는 데 사용됩니다.

화학 물질 이외에, 열은 병원체의 오염 제거를 위한 일반적인 물리적 에이전트입니다.

열의 두 가지 형태가 있습니다. "건조"열은 유리 제품을 소독하기 위해 섭씨 160 ~ 170도의 조건에서 사용되지만 열 음순 재료에는 적합하지 않습니다. 한편, 오토클레이빙이라고도 하는 "습식" 열은 고압하에서 30~60분 동안 만 120°C에 불과한 시료 및 장비를 가열하는 데 사용됩니다.

열 외에도 250~270나노미터의 파장 범위의 자외선은 오염 제거에 자주 사용된다. 이 방법은 박테리아와 바이러스에 효과적이지만 포자에 대해는 것이 아니며 생물학적 안전 캐비닛과 같은 공기, 물 및 표면을 오염제거하는 데 사용됩니다. 이 범위의 자외선은 피부와 눈의 화상을 일으킬 수 있으므로 적절한 PPE를 착용해야합니다.

실험실 안전을 위한 오염 제거에 대한 JoVE의 소개를 방금 시청했습니다. 당신은 지금 미생물 오염 물질의 다양한 유형을 이해해야한다, 적절한 방법을 선택하는 방법, 사용 가능한 소독 및 살균의 유형. 시청해 주셔서 감사합니다!

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Applications and Summary

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감염 전염을 방지하고 실험실에서 생물 안전을 유지하기 위해 실험실에서 주기적인 오염 제거가 중요합니다. 화학, 열 및 방사선을 포함한 세 가지 방법을 사용할 수 있습니다. 각 방법은 자신의 강도와 적절한 응용 프로그램을 가지고있다. 실험실 환경에서 미생물의 종류에 대한 인식은 적절한 오염 제거 방법의 선택에 유용하다. 오염 제거 절차 중에 적절한 안전 프로토콜이 있어야 합니다.

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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/

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