اهمیت استریلیزاسیون و ضدعفونی در آزمایشگاه

روش های استریلیزاسیون در آزمایشگاه یکی از نکات لازم برای بهداشت و ایمنی محیط می باشد که تمام کارکنان آزمایشگاه باید با آن کاملا آشنا باشند.

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 های آلوده می توانند حامل انواع باکتری، ویروس و قارچ های بیماری زا باشند.

مواردی مانند ریختن نمونه‌ی آلوده روی کابینت های آزمایشگاه یا زمین، شکستن شیشه آلات آزمایشگاهی آلوده به نمونه، وجود آئروسل حاوی ذرات آلوده در هوا می تواند 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 در آزمایشگاه باید به یک سری اصول کلی توجه نمود. اول اینکه ممکن است مقاومت ذاتی در میکرواگانیسم پاتوژن وجود داشته باشد. این مقاومت حتی می تواند ناشی از ژنتیک میکروارگانیسم باشد. مثلا اسپورها به دلیل داشتن کورتکس (Cortex)، 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.

• درباره ی نکات لازم هنگام کار با نمونه های آلوده ی آزمایشگاهی بیشتر بخوانید.

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 استریل کردن وسایل آزمایشگاهی

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:

این نوع حرارت توسط دستگاه اتوکلاو تولید می شود و قدرت کشندگی آن سریع تر 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 پروتئین های 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 شیشه آلات آزمایشگاهی 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. برای جلوگیری از رسیدن رطوبت و آب به لوازم و مواد حساس آن را در کیسه های مخصوص اتوکلاو قرار می دهند.

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 پروتئین ها و آسیب سلولی ناشی از تجمع الکترولیت هاست. از این مکانیسم برای استریل نمودن ظروف شیشه ای، وسایل فلزی مانند فیلدوپلاتین، 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 دیگر روش های استریلیزاسیون در آزمایشگاه مربوط به استفاده از حرارت روش تندالیزاسیون است. این روش 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 باکتری ها و ویروس هاست که برای این کار از ليوفلیزاسیون یا انجماد خشک استفاده می شود. سوش های استاندارد باکتری نیز با روش لیوفلیزه کردن نگهداری و ذخیره میشوند.

۲–  استفاده از اشعه UV یا ماوراء بنفش

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

در بین روش های استریلیزاسیون در آزمایشگاه، 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، آزمایشگاه ها، اتاق های 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 مقاوم ترین فرم به این اشعه هستند و بعد از آن ها 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 دوز ۵ /۲ مگاراد اشاره کرد.

جدول ۱-۱ استفاده از فیلترها با قطر منافذ مختلف

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

4 – فیلتراسیون 

از فیلتراسیون برای آماده سازی محصولات و محیط های مایع حساس به حرارت استفاده می شود. فیلتراسیون باعث جلوگیری از ورود باکتری ها به درون محیط می شود ولی بر روی ویروس ها به دلیل اندازه فوق العاده کوچکشان اثری ندارد. در آزمایش های حساس مولکولی از سرسمپلر فیلتر دار برای جلوگیری از آلودگی نمونه استفاده میشود.

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 آزمایشگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد و اثربخشی حدود ۹۹/۹۷٪ دارد. از فیلتر هپا برای محلول های حاوی سرم، پلاسما و تریپسین که احتمال حضور باکتری در آن هاست استفاده می شود.

اصطلاحات مربوط به میکروب زدایی

• استریلیزاسیون (Sterilization)

در این روش با استفاده از روش های فیزیکی و شیمیایی تمام اشکال میکرو ارگانیسم مانند اسپور باکتری ها از بین میرود.

• ضد عفونی (Disinfection)

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. 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 بافت های زنده می باشد. 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 باکتری ها میشود.

• باکتریواستاتیک ( Bacterio static)

عاملی که مانع از رشد باکتری ها میشود.

• اسپور کش (Sporocide)

عواملی که قادر به کشتن اسپور باکتری ها باشند.

• اقدامات بهداشتی (Sanitation)

اقداماتی که به واسطه ی آن ها آلودگی میکروبی در سطوح بیجان تا یک حد ایمن کاهش داده 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 كل 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 اشياء حذف می شود.