Стерилизация — это процесс, в ходе которого уничтожаются все микроорганизмы и их споры в материалах, продуктах, жидкостях, а также на поверхности оборудования и посуды. Мы уже обсуждали одну из техники стерилизации, называемую автоклавированием, и упоминали другие методы. Сейчас рассмотрим наиболее распространенные из них более подробно.
- Автоклавирование: Использование высоких температур и давления для уничтожения микробов и их споров на лабораторной посуде и инструментах.
- Сухожаровая стерилизация: Нагревание до высокой температуры в сухом воздухе, эффективное для термостойких материалов.
- Химическая стерилизация: Применение химических веществ (например, перекиси водорода или этилена) для обработки инструментов и материалов.
- Фильтрация: Удаление микробов из воздушного и жидкого окружения с помощью специализированных фильтров.
- Облучение: Использование ультрафиолетового света или гамма-излучения для стерилизации воздуха и поверхностей.
Стерилизация с помощью сухого тепла
Этот метод часто используется в лабораториях. Для его реализации применяются термостаты с сухим воздухом или специальные сушильные шкафы. Высокая температура эффективнее уничтожает живые клетки микроорганизмов по сравнению с низкой. Следует отметить, что некоторые бактерии могут выжить после обработки даже при температуре жидкого кислорода (-252 °C).
Сравнительно с влажным методом, стерилизация сухим теплом имеет меньшую эффективность. Для полной дезинфекции материалов при влажном тепле требуется выдержать их в течение 30 минут при температуре +110-130 °C, тогда как в суховоздушном шкафу этот процесс занимает 45 минут при +180 °C.
В лабораториях стеклянная посуда (пипетки, пробирки, колбы, чашки Петри и прочее) стерилизуется при температуре в диапазоне от +160 до +200 °C. При этом чем ниже температура, тем больший период времени необходим для стерилизации: от 2 часов при +160 °C до 15 минут при +200 °C.
Стерилизация лабораторной посуды, инструментов и материалов является критически важной частью работы в любой научной или медицинской лаборатории. Я считаю, что основной метод стерилизации, который широко используется, — это автоклавирование. Этот процесс позволяет эффективно уничтожить все микроорганизмы, включая споры, благодаря высокому давлению и температуре. Важно помнить, что автоклавирование подходит не для всех материалов, поэтому необходимо учитывать термостойкость посуды и инструментов.
Еще одним распространенным методом является химическая стерилизация. Она применяется для тех предметов, которые не могут быть обработаны термическими методами, например, пластиковых инструментов или термолабильных реагентов. Использование антисептиков и дезинфицирующих средств, таких как перекись водорода или этиленоксид, позволяет эффективно уничтожать патогены, однако необходимо строго следовать инструкциям по применению и соблюдать меры безопасности, поскольку многие химические вещества могут быть токсичны.
Стерилизация воздуха в лабораториях также имеет огромное значение, особенно в операционных и чистых помещениях. Для этого часто используются HEPA-фильтры, которые способны задерживать микрочастицы и микроорганизмы. В комбинации с системами вентиляции и ультрафиолетовым облучением, они обеспечивают создание стерильной среды, что является особенно важным в условиях, где проводятся работы с опасными вирусами или бактериями. Поддержание стерильности воздуха требует постоянного контроля и регулярной замены фильтров для обеспечения их эффективности.
Стерилизация с использованием влажного тепла
Этот процесс осуществляется в аппаратах Коха, которые напоминают обычные пароварки. Вода в нижней камере закипает, а пар, поднимаясь в верхнюю часть, стерилизует размещенные там материалы. Обычно таким способом обрабатываются микробиологические среды, которые нельзя нагревать выше +100 °C.
Широко используется дробная стерилизация: раствор подвергается нагреванию на протяжении часа при температуре около +70 °C, после чего температура понижается до комфортной для микроорганизмов на срок в сутки, и повторно нагревается, уничтожая все проросшие клетки. Данная процедура повторяется три-четыре раза.
Кипячение
Метод кипячения используется для стерилизации металлических медицинских инструментов, шприцев, резинок, пинцетов и других предметов. Время стерилизации отсчитывается с момента начала кипения воды.
Металлические инструменты обрабатываются в слабом (2%) растворе гидрокарбоната натрия, который не влияет на коррозию металла.
Облучение
Метод облучения включает в себя использование рентгеновских, альфа-, бета- и гамма-лучей, а также нейтронного и ультрафиолетового излучения. Как правило, данный подход применяется в производственных условиях. В лабораториях и медицинских учреждениях часто используют бактерицидные лампы и системы, подобные «Амбилайф», для дезинфекции воздуха и поверхностей.
Пастеризация
Данный метод применяется для обработки продуктов питания и некоторых образцов в лабораториях. Он предполагает уничтожение множества живых микроорганизмов и спор грибов при температуре не превышающей 80 °C за 10 минут или менее. В процессе пастеризации вкусовые свойства продуктов остаются неизменными, и при этом сохраняются некоторые полезные бактерии.
Прожигание в пламени
Метод заключается в стерилизации микробиологических петель, игл, концов пинцетов, сверл для пробок и иногда стеклянной посуды. Процесс прожигания происходит в пламени газовой горелки. Более современный подход — это прожигание в электрических стерилизаторах при температуре до +850 °C, что позволяет избежать загрязнения инструментов продуктами горения.
Фильтрация
Для стерилизации питательных сред или жидкостей, которые не переносят нагрев, применяется вакуумная фильтрация с использованием специальных фильтров. Эти фильтры имеют диаметр отверстий, меньший размера бактерий. Используют фарфоровые, стеклянные, асбестовые, мембранные фильтры и другие типы. Для оптимизации процесса существуют специальные устройства с встроенными вакуумными насосами, такие как система вакуумной фильтрации Lafil 400-LF 30.
Химическая стерилизация
Для химической дезинфекции используют различные вещества, такие как:
- этиловый и изопропиловый спирты;
- соединения хлора (гипохлорит натрия, хлорамины) и йода;
- соединения тяжелых металлов, например, ртуть, серебро;
- производные фенола;
- микробоцидные газы, такие как пары формальдегида, пропиолактона, оксид этилена.
Химическая стерилизация применяется в лабораториях для быстрой обработки, а В случаях, когда нельзя использовать другие методы.
Вопросы по теме
Каковы преимущества и недостатки паровой стерилизации по сравнению с аппаратом горячего воздуха?
Паровая стерилизация, или автоклавирование, обладает рядом преимуществ, таких как высокая эффективность уничтожения микроорганизмов за короткое время благодаря использованию насыщенного пара и повышенного давления. Она особенно эффективна для термолабильных материалов и может стерилизовать сложные инструменты. Однако, в отличие от процедуры горячего воздуха, паровая стерилизация требует специального оборудования и может повредить некоторые термочувствительные вещества. С другой стороны, горячий воздух более подходит для стерилизации материалов, которые не теряют свои свойства при высоких температурах, таких как стекло и металлические инструменты, но процесс занимает больше времени и температура должна быть существенно выше.
Можно ли использовать ультрафиолетовое излучение для стерилизации в учебных лабораториях, и какие существуют ограничения?
Ультрафиолетовое излучение действительно может быть использовано для стерилизации в учебных лабораториях, так как оно эффективно уничтожает многие виды бактерий, вирусов и грибков. Однако это метод имеет значительные ограничения: он требует прямого попадания света на поверхность, так как затененные области останутся зараженными. Кроме того, работа с УФ-оборудованием требует соблюдения строгих мер безопасности для защиты глаз и кожи от вредного воздействия излучения.
Как хорошо организовать процессы стерилизации воздушного потока в лаборатории для снижения риска контаминации?
Для эффективного контроля стерилизации воздушного потока в лаборатории можно использовать системы HEPA-фильтрации, которые задерживают до 99,97% частиц в воздухе размером 0,3 микрона. Дополнительно, важно поддерживать регулярное обслуживание и замену фильтров. Также целесообразно предусмотреть зоны с положительным или отрицательным давлением для контроля потока воздуха и минимизации риска контаминации. Использование поточных ламинарных шкафов, позволяющих создать чистую зону, дополнительно способствует снижению рисков загрязнения при работе с деликатными образцами.
