اهمیت استریلیزاسیون و ضدعفونی در آزمایشگاهروش های استریلیزاسیون در آزمایشگاه

روش های استریلیزاسیون در آزمایشگاه یکی از نکات ضروری برای بهداشت و ایمنی محیط و کارکنان می باشد.

آزمایشگاه های تشخیص طبی به دلیل ارتباط با انواع نمونه های بالینی از قبیل خون، ادرار، مدفوع و… در معرض آلودگی های بسیاری قرار دارند. هر یک از این نمونه ها میتوانند حامل انواع باکتری، ویروس و قارچ های بیماری زا باشند.

مواردی مانند ریختن نمونه‌ی آلوده روی کابینت های آزمایشگاه یا زمین، شکستن ظروف آزمایشگاهی حاوی نمونه، وجود آئروسل حاوی ذرات آلوده در هوا میتواند سلامت محیط و کارشناسان آزمایشگاه را به خطر بیندازد. بنابر این شناخت انواع روش های استریلیزاسیون در آزمایشگاه از اهمیت زیادی برخوردار است.

روش های استریلیزاسیون و کاربرد آن ها

در پروسه استریلیزاسیون باید به یک سری اصول کلی توجه نمود.اول اینکه مقاومت ذاتی ممکن است در میکرواگانیسم پاتوژن وجود داشته باشد که این مقاومت حتی می تواند ناشی از ژنتیک میکروارگانیسم باشد. مثلا اسپورها به دلیل داشتن کورتکس، پروتئین های کوچک محلول، نمکدار بودن و تطابق گرمایی و از طرفی کم آب بودن نسبت به خیلی از عوامل استریل کننده مقاومت نشان میدهند.

بر طبق تعریفی که در ابتدا شد، استریلیزاسیون به معنی حذف کلیه میکروارگانسیم ها از جمله اسپور، ویروس و حتی پریون ها می باشد که خود با استفاده از روش فیزیکی و شیمیایی امکان پذیر است.

روش های فیزیکی استریلیزاسیون

1- استفاده از حرارت

قابل قبول ترین و پرمصرف ترین روش برای استریل کردن حرارت است. حرارت اثرات سوء و مواد آلوده کننده محیط زیست را ندارد و از طرفی نیز روشی کار آمد است.

حرارت به دو صورت حرارت خشک و حرارت مرطوب مورد استفاده قرار می گیرد. قدرت نفوذ و اثر بخشی حرارت مرطوب بالاتر از حرارت خشک است.

حرارت مرطوب:استریل کردن با اتوکلاو

توسط دستگاه اتوکلاو تولید می شود و قدرت کشندگی آن سریعتر از حرارت خشک می باشد. این عمل را می توان به چند روش جوشاندن، بخار آب و بخار آب همراه با فشار انجام داد.

اتوکلاو، بخار آب همراه با فشار را تولید می کند. از آنجایی که اسپورها نسبت به حرارت مقاومند نیاز به دمایی بالاتر از نقطه جوش آب دارند که این دما را اتوکلاو برای آنها فراهم می کند.

مکانیسم حرارت مرطوب در واقع دناتوره کردن پروتئینهای میکروب، فعال کردن نوکلئازها و تخریب RNA و DNA سلول و از دست دادن نفوذپذیری غشاء در میکروارگانیسم است. این روش، یک روش انتخابی برای تمام مواد به جز مواد حساس به حرارت و رطوبت می باشد.

برای استریل کردن ظروف نمونه باید از دمای ۱۲۰ درجه به مدت ۲۰ دقیقه و برای استریل کردن ظروف محتوی نمونه های آلوده مثل خلط و چرک باید از دمای ۱۲۰ درجه به مدت ۳۰ دقیقه استفاده کرد. برای کنترل کار اتوکلاو از اسپور باسیلوس استئاروترموفیلوس استفاده میشود.

حرارت خشک:

حرارت خشک نسبت به حرارت مرطوب اثر کمتری دارد و از طرفی به دمای بالاتر و زمان بیشتری برای استریل کردن نیاز است.

حرارت خشک توسط دستگاه Oven یا فور ایجاد می شود که قابل تنظیم برای دما و زمان است. زیرا مواد مختلف نیاز به دماها و زمان های مختلف برای استریل شدن دارند.

مکانیسم اثر حرارت خشک در اصل دناتوره کردن پروتئینها و آسیب سلولی ناشی از تجمع الکترولیتهاست. از این مکانیسم برای استریل نمودن ظروف شیشه ای، وسایل فلزی، روغن ها و پودرها استفاده می شود. این روش قدرت تخریب کنندگی و قدرت نفوذ بالایی دارد.

برای کنترل کار فور از اسپور باسیلوس سرئوس استفاده میشود. برای استریل کردن محیط های کشت نباید از این روش استفاده کرد زیرا باعث تبخیر آب موجود در محیط می شود.

روش تندالیزاسیون:

از روش های دیگر مربوط به استفاده از حرارت روش تندالیزاسیون است که روشی است که برای مواد حساس به حرارت بالا مانند محیط های حاوی سرم، تخم مرغ، محیط های قنددار و اوره دار، استفاده می شود.

در این روش مواد تحت تاثیر حرارت حدود  C ۱۰۰ – ۸۰ به مدت ۳ روز متوالی ۳۰ دقیقه قرار می گیرند. این حرارت تمام اشکال رویشی باکتری را حذف می کند و سپس یک روز محیط می ماند تا اگر اسپور باکتری در آن وجود داشته باشد تبدیل به فرم رویشی شود. این عمل را دوباره به مدت سه روز تکرار می کنند.

انجماد:

این روش نیز می تواند موجب مرگ باکتری شود ولی روش قابل قبولی برای استریلیزاسیون در نظر گرفته نمی شود. مهمترین کاربرد روش انجماد نگهداری

باکتریها و ویروس هاست که برای این کار از لیوفلیزاسیون یا انجماد خشک استفاده می شود.

۲ استفاده از اشعه UV یا ماوراء بنفشاشعه UV در آزمایشگاه

اشعه UV کشنده و موتاسیون زاست و در طول موج ۲۸۰-۲۴۰ نانومتر و به صورت اپتیمم ۲۶۰ نانومتر ماکزیمم جذب توسط DNA را دارد.

این اشعه با ایجاد پیوند کووالانسی در میان پیریمیدین های مجاور همان رشته از DNA و در نتیجه تشکیل دایمر تیمیدین باعث تغییر شکل DNA می شود و از طرفی مهار سنتز DNA را در پی دارد که نتیجه نهایی آن مهار رشد و مرگ باکتری است.

اشعه UV اثر یکسان را بر روی باکتری های گرم مثبت و منفی دارد و در دوزهای بالاتر می تواند باعث فتوئیدراسیون (شکسته شدن مولکول) سیتوزین و تشکیل پیوند بین دو رشته DNA شود.

لامپ های بخار جیوه این اشعه را تولید می کنند. منتها باید دقت داشت که عمر این لامپ ها محدود است و همیشه می بایست تعداد ساعت های کارکرد لامپ را مد نظر قرار داد.

بیشترین تأثیر اشعه UV برروی مایعات است و بر روی جامدات اثر ندارد و از آن برای کنترل عفونت های منتقله از طریق هوا در زیر هودها، آزمایشگاهها، اتاقهای جراحی و بخش بیمارستانی استفاده می شود.

3 – اشعه یونیزان

اشعه یونیزان در موارد معدود می تواند به طور مستقیم باعث شکست در DNA شود ولی مکانیسم اصلی آن آسیب به مولکول DNA به صورت غیر مستقیم می باشد.

بدین صورت که اشعه یونیزان با تاثیر بر مولکول های آب موجود در محیط باعث شکستن آب و تبدیل آن به رادیکال های آزاد و در نهایت ایجاد شکست در مولکول دو رشته ای DNA می شوند و مقاومت به این اشعه بستگی به قدرت ترمیم DNA دارد.

اسپور باکتری ها مقاومترین فرم به این اشعه هستند و بعد از آنها باکتری های گرم مثبت نیز مقاومت نشان می دهند از طرفی وجود پیگمان در باکتری باعث بروز مقاومت به این اشعه میشود. از مهمترین و پرکاربردترین اشعه یونیزان می توان به اشعه گاما با دوز۵ /۲ مگاراد اشاره کرد.

جدول ۱-۱ استفاده از فیلترها با قطر منافذ مختلف

قطر منافذ فیلتر بر حسب میکرو متر (µ) هدف
0.1 فیلتر کردن میکوپلاسما
0.22

 

فیلتر کردن باکتری های معمول
0.45

 

شمارش نمونه های آب
>0.45

 

فیلتر کردن باکتری های قارچ های رشته ای و یا مخمر های خاص

 

کاربرد آن برای وسایل پلاستیکی یک بار مصرف حساس به حرارت مانند پلیت، ست تزریق، سرنگ و کاتر است.

4 فیلتراسیون

از این روش برای آماده سازی محصولات و محیط های مایع حساس به حرارت استفاده می شود. فیلتراسیون باعث جلوگیری از ورود باکتریها به درون محیط می شود ولی بر روی ویروس ها به دلیل اندازه فوق العاده کوچکشان اثری ندارد.

قطر منفذ فیلترها متفاوت است ولی فیلترهایی که به طور معمول مورد استفاده قرار می گیرند دارای قطری حدود ۰/۲۲ میکرومتر هستند. از جمله این فیلترها، فیلتر هپا است که برای اتاق های جراحی، اتاق ایزوله و آزمایشگاهها مورد استفاده قرار می گیرد و اثربخشی حدود ۹۹/ ۹۷٪  99.97دارد. از فیلتر هپا برای محلول های حاوی سرم، پلاسما و تریپسین که احتمال حضور باکتری در آنهاست استفاده می شود.

اصطلاحات میکروب زدایی

اصطلاحات مربوط به میکروب زدایی

  • استریلیزاسیون (Sterilization)

متدی است که در آن با بهره گیری از روش های فیزیکی و شیمیایی تمام اشکال میکروارگانیسم از جمله اسپور باکتری ها از بین میرود.

  • ضد عفونی (Disinfection)

مندی است که در آن از روش های مختلف برای حذف میکروارگانیسم ها استفاده می شود. با این روش بسیاری از میکروارگانیسم های مقاوم مانند مایکوباکتریوم توبرکلوزیس ممکن است از بین بروند ولی برخی ویروس ها و قارچ ها و بعضی از باکتری ها ممکن است قادرند زنده بمانند. ضدعفونی کننده ها سه سطح بالا و متوسط و پایین دارند.

  • گندزدایی ( Antisepsis)

استفاده از عوامل شیمیایی جهت از بین بردن میکروارگانیسم ها از روی پوست و سایر بافتهای زنده می باشد که در این روش اسپورها باقی می ماند.

  • میکروب کش ها (Germicide)

 به عوامل شیمیایی که قادر به کشتن میکروب ها باشند، گفته می شود. در این روش اسپورها می توانند باقی بمانند.

  • باکتریسید ( Bactericide)

عاملی که موجب کشتن باکتریها میشود.

  • باکتریواستاتیک ( Bacteriostatic)

عاملی که مانع از رشد باکتریها میشود.

  • اسپور کش (Sporcide)

عواملی که قادر به کشتن اسپور باکتریها باشند.

  • اقدامات بهداشتی (Sanitization )

به اقداماتی که به واسطه آنها آلودگی میکروبی در سطوح بیجان تا یک حد ایمن کاهش داده شود، گفته می شود.

  • پاستوریزاسیون (Pasteurization)

هدف از این کار حذف شکل رویشی میکروارگانیسم های پاتوژن می باشد. زمان و دما در پروسه پاستوریزاسیون ۶۰- ۷۰ C به مدت ۳۰  دقیقه است.

  • پاک کردن (Cleaning)

حذف کل مواد خارجی نظیر گردوغبار و مواد ارگانیک از سطح اشیاء را پاک کردن می نامند. این عمل باید قبل از پروسه استریلیزاسیون انجام شود. زیرا مواد ارگانیک باعث کاهش اثر و یا حتی خنثی نمودن عملکرد مواد شیمیایی و ضدعفونی کننده می شود.

  • آلودگی زدایی (Decontamination)

در این روش، میکروارگانیسم های پاتوژن از روی سطوح و اشیاء حذف می شود.