درباره تجهیزات استریل خانگی و صنعتی بیشتر بدانیم

تجهیزات استریلیزاسیون چگونه کار می کنند؟

عملکرد اصلی تجهیزات آزمایشگاهی ضد عفونی کننده، از بین بردن میکروارگانیسم ها می باشد. میکرو ارگانیسم ها شامل تمام عوامل بیماری زا از جمله باکتری، میکروب، ویروس و قارچ ها هستند. روزانه با تمام این عوامل در محیط های مختلف خانه، محل کار و وسایل حمل و نقل عمومی مواجه هستیم. برای در امان ماندن از این عوامل روش های مختلفی وجود دارد.

امروزه با وجود ویروس کرونا یکی از این روش های ساده و کارآمد برای از بین بردن ویروس ها را برگزیده ایم. اگر شما هم مشتاق برای دانستن این روش ها و آگاهی بیشتر هستید، تا انتهای مقاله ما را همراهی کنید.

سه روش برای از بین بردن ویروس و میکروارگانیسم

روش اول برای از بین بردن آنها گرما است. گرما برای تخریب دیواره پروتوئینی ویروس است، معمولا حرارت با بخار منتقل می شود چراکه انرژی بخار برای انتقال گرما ۷ برابر انرژی آب برای این انتقال است، در حین این تبادل حرارت، میکروارگانیسم ها تخریب می شوند.

روش دوم برای از بین بردن میکروارگانیسم ها فیلترینگ می باشد. در روش فیلترینگ، ویروس ها در میان الیاف بافت فیلتر به دام می افتند و دیگر نمی توانند به مناطق ایمن ما نفوذ کنند.

روش سوم نیز تاباندن اشعه می باشد تا به صورت کامل میکروارگانیسم ها را تخریب شوند.

در ادامه مقاله به شرح سه روش از بین بردن میکروارگانیسم ها می پردازیم.

اتوکلاو (AUTOCLAVE) چیست؟

اتوکلاو (Autoclave) یا دستگاه استریل با بخار، وسیله ای است که استریل سازی را با استفاده از حرارت به همراه بخار و فشار انجام می دهد. این وسیله توسط میکروبیولوژیست معروف فرانسوی به نام چارلز چمبرلن در سال ۱۸۷۹ اختراع شد.

واژه اتوکلاو از ترکیب دو واژه اتو (از زبان یونانی) به معنای خودکار و کلاویس (از زبان لاتین) به معنای کلید تشکیل شده است. اتوکلاو و علوم آزمایشگاهی دو جز جدا نشدنی از یکدیگر هستند.

اتوکلاو به عنوان دستگاه های ضدعفونی کننده بخار داغ نیز شناخته می شوند، و به طور معمول برای مراقبت های بهداشتی یا کاربردهای صنعتی استفاده می شوند. اتوکلاو دستگاهی است که با استفاده از بخار تحت فشار، باکتری های مضر، ویروس ها، قارچ ها و هاگ ها و تمام میکروارگانیسم ها که بر روی وسایل قرار می گیرند را از بین می برد.

مواد برای مدت زمان مشخصی در دمای مناسب گرم می شوند. رطوبت موجود در بخار به طور موثر گرما را به اقلام منتقل می کند تا ساختار پروتئینی باکتری ها و هاگ ها از بین برود. در مراقبت های بهداشتی، اصطلاح “اتوکلاو” به طور معمول به عنوان نامگذاری برای توصیف دستگاه ضدعفونی کننده بخار استفاده می شود.

دستگاه اتوکلاو یکی از پرکاربردترین دستگاه ها در بسیاری از زمینه ها مانند: میکروبشناسی، پزشکی، دامپزشکی، قارچ شناسی، دندان پزشکی بشمار می رود. ظروف شیشه ای، زباله های پزشکی، ظروف آزمایشگاهی، محیط های کشت موادی هستند که توسط اتوکلاو استریل می شوند.

اتوکلاو (AUTOCLAVE) چگونه کار می کند؟

اتوکلاو معمولاً در محیط های بهداشتی برای استریل سازی تجهیزات و وسایل پزشکی استفاده می شود. مواردی که باید استریل شوند درون یک مخزن تحت فشار قرار می گیرند. در این حال سه عامل برای اطمینان از استریل سازی موفق بخار در اتوکلاو حیاتی هستند: زمان، دما و کیفیت بخار.

چرا بخار در اتوکلاو اهمیت دارد؟

برای از بین بردن سلول با گرما، درجه حرارت آن باید تا حدی افزایش یابد که پروتئین های دیواره سلول شکسته و لخته شوند. بخار یک محیط بسیار کارآمد برای انتقال گرما است، که آن را به یک روش عالی برای از بین بردن میکروب ها تبدیل می کند.

برای رساندن یک لیتر آب به نقطه جوش (۱۰۰ درجه سلسیوس) به ۸۰ کیلو کالری انرژی گرمایی نیاز داریم. برای تبدیل همان لیتر آب به بخار به ۵۴۰ کیلو کالری نیاز است، این بدان معنی است که بخار در دمای ۱۰۰ درجه سلسیوس دارای هفت برابر انرژی در دمای ۱۰۰ درجه سلسیوس است.

این انرژی همان چیزی است که بخار را در تخریب میکروارگانیسم ها بسیار کارآمدتر می کند. وقتی بخار با جسم خنک تری روبرو می شود، در حالت مایع متراکم می شود. سپس، تمام انرژی را که برای جوشاندن آب به طور مستقیم در آب استفاده شده است، منتقل می کند. این فرایند سلول ها را بسیار کارآمدتر از هوا در دمای مشابه گرم می کند. به همین دلیل است که برای رسیدن به استریل سازی از بخار استفاده می کنیم.

دامنه دمای اتوکلاو چیست؟

درجه حرارت معمول برای استریل سازی بخار ۲۵۰ درجه فارنهایت (۱۲۱ درجه سلسیوس)، ۲۷۰ درجه فارنهایت (۱۳۲ درجه سلسیوس) یا ۲۷۵ درجه فارنهایت (۱۳۵ درجه سلسیوس) است. برای از بین بردن میکروارگانیسم های موجود، مواردی که باید استریل شوند باید حداقل در مدت زمان توصیه شده توسط سازنده دستگاه، در معرض این دما قرار بگیرند.

اجزای اتوکلاو

اجزای دستگاه اتوکلاو شامل بدنه اصلی استیل ضد زنگ ۳۰۴ یا ۳۱۶ به همراه هیتر حرارتی برای بخار کردن آب و سیستم کنترل دما و فشار برای تنظیم مسیر سیکل های استریل سازی می باشد. در کنار آن شیر های تخلیه آب و بخار و شیر های اطمینان فشار برای ایمنی کاربر مورد استفاده قرار میگیرد.

روش دوم به صورت فیلتراسیون ذرات و میکروارگانیسم ها

برخی از مواد را برای استریل کردن نمی توان گرم کرد، لذا از فرآیند فیلتراسیون استفاده می شود. فیلتراسیون به روش های زیر صورت می پذیرد:

برخورد مستقیم: ذرات بزرگی مانند انواع خاصی از گرد و غبار، کپک و گرده در مسیری مستقیم حرکت می کنند، با فیبر برخورد می کنند و به آن می چسبند.

الک کردن: جریان هوا ذره ای را بین دو فیبر حمل می کند، اما ذره بزرگتر از شکاف است، بنابراین به دام می افتد.

حائل شدن: جریان هوا برای مسیریابی بین فیبرها به اندازه کافی سریع است، اما به لطف اینرسی، ذرات به مسیر خود ادامه می دهند و نمی توانند به سرعت تغییر مسیر بدهند و به کناره های الیاف می چسبند.

نفوذ: ذرات کوچک و ریز نسبت به بزرگترها بی نظم حرکت می کنند، بنابراین احتمال برخورد و چسبیدن آنها به الیاف بیشتر است.

در فرآیند بالا ذرات به صورت های مختلفی به الیاف برخورد می کنند و نمی توانند از آنها عبور کنند.

یکی از انواع فیلتر برای حذف میکروارگانیسم ها، فیلتر هپا هستند که در ادامه به صورت مفصل برای شما توصیف می کنیم.

فیلتر هپا چیست

این نوع فیلتر داخل هود­های لامینار قرار می­ گیرد. ورقه­ های داخل این فیلتر که از جنس مواد پلیمری و الیاف به صورت تا شده و منظم هستند، دلیل تا خوردگی این ورقه ­ها این است که سطح تماس با هوا بیشتر شود تا عمل جذب و فیلتراسیون به صورت گسترده­ تر انجام شود.

در لا به­ لای ورقه­ های فیلتر یک سری ورقه از جنس آلومینیوم نیز وجود دارد که توسط آن­ ها فیلتر الکتریکی صورت می­ گیرد. در آزمایشگاه میکروب شناسی در صورتی که با میکروارگانیسم های خطرناک کار شود، بایستی یک هود آزمایشگاهی دارای فیلتر هپا مخصوص تخلیه هوا برای جلوگیری از انتشار هوای آلوده در حین آماده سازی نمونه های قارچی، ویروسی و باکتریایی در قسمت بالای فضای آماده سازی در نظر گرفته شود.

پایین ترین رده­ فیلتر هپا (Hepa10) قادر است ۸۵ درصد ذرات و بالاترین رده­ هپا (Hepa14) قادر است ۹۷/۹۹ درصد ذرات با قطر ۳/۰ میکرومتر را جذب کند، این رده ­بندی براساس قدرت فیلتر و جذب آن­ ها صورت می ­گیرد.

لامپ های ضد عفونی کننده UV

تابش اشعه فرابنفش (UV) و تاثیر بر ماده ژنتیکی میکروارگانیسم ها باعث از بین رفتن سریع آن ها و یا توقف تولید مثل آن ها خواهد شد. در نتیجه لامپ های UV به خوبی میکروارگانیسم ها را از بین می برند.

بهترین انواع لامپ ها از اشعه UVC (به خصوص طول موج حدودی ۲۵۳.۷ نانومتر) استفاده می کنند که به راحتی توسط ماده ژنتیکی میکروارگانیسم ها جذب می شود. معمولا دو طول موج ۲۵۴ و ۱۸۵ نانومتر از طیف الکترومغناطیس (محدوه فرابنفش) برای ضدعفونی سازی به کار برده می شوند.

طول موج ۲۵۴ نانومتر با تاثیر مستقیم بر ماده ژنتیکی میکروارگانیسم باعث از بین رفتن آن می شوند. طول موج ۱۸۵ نانومتر با تبدیل اکسیژن به اوزون در هوا یک اثر اکسیداسیون قوی ایجاد نموده و باعث از بین رفتن میکروارگانیسم ها می شود.

طول موج پرتو خروجی بلوک یو وی با میزان تیتانیوم موجود در شیشه کوارتز تعیین می شود، به طوری که هرچه میزان تیتانیوم بیشتر باشد، پرتو پس از عبور از آن طول موج کمتری خواهد داشت. بر این اساس لامپ های UV را به سه دسته کم اوزون، اوزون و اوزون بالا تقسیم می کنند.

روش سوم به صورت تابش موج یووی

تابش به انتقال انرژی به اشکال گوناگون از طریق فضا یا از طریق یک محیط گفته می شود. موثرترین نوع تابش برای استریل سازی یا کاهش بار میکروبی تقریباً در هر ماده ای، استفاده از اشعه ماورا بنفش است که به آن استریل سازی سرد نیز گفته می شود. این روش برای پلاستیک و پشم و پنبه ایده آل است. هنگامی که اشعه های ماورا بنفش و ذرات تابشی از ماده عبور می کنند، انرژی به نام انرژی تابشی را به الکترون های اتمهای تشکیل دهنده می دهند.

در این شرایط، دو نوع اثر دیده می شود:

۱. الکترون ها در فرآیندی به نام یونیزاسیون انرژی زیادی برای پارگی از اتمها بدست می آورند.

۲. اگر انرژی به دست آمده به اندازه کافی بالا نباشد که بتواند باعث یونیزاسیون شود، الکترونها را به حالت انرژی بیش از حد می رساند و این فرآیند پارگی را تحریک می نامند.

با این وجود هر دو اثر می تواند باعث از بین رفتن سلول میکروبی شود زیرا مولکول های حیاتی از بین می رود. پرتوهای الکترون پرسرعت حاصل از اشعه X و پرتوهای گاما از ایزوتوپ های رادیواکتیو باعث یونیزاسیون می شوند، در حالی که اشعه UV باعث تحریک (غیر یونیزاسیون) می شود.

تابش مناسب برای استریل سازی توسط لامپ های یو وی باید دارای قدرت نفوذ خوب، راندمان ضدعفونی کننده بالا باشد و باید حداقل آسیب به مواد تابش شده را وارد کند و قادر به تولید اشعه کارآمد و مداوم باشد.

سخن پایانی

در دوران کرونا روش های استریل سازی به ما کمک می کنند تا بتوانیم خود را از خطر این میکروارگانیسم ها در امان نگه داریم، بیشترین و رایج ترین روش هایی که در دسترس هستند به ترتیب فیلتر ها مانند فیلتر هپا یا دستگاه هایی مانند هود لامینار است که از این فیلترها استفاده می کنند و بعد آن لامپ های یو وی (UV) و سپس سیستم های گرمایش اتوکلاو هستند که به کمک ما آمده اند.

برگرفته از فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی رویان ایران