В лабораторной практике при работе с микроорганизмами приходится постоянно принимать меры, чтобы посуда, питательные среды, металлические инструменты, используемые во время работы, не содержали микробов. Для этой цели применяют следующие методы стерилизации:
Стерилизацию перегретым паром под давлением;
Стерилизацию текучим паром;
Стерилизацию горячим воздухом;
Дезинфекцию.
Наилучшим способом стерилизации является обработка различных объектов перегретым паром в специальных аппаратах - автоклавах.
Автоклав и стерилизация перегретым паром под давлением
Автоклавы - это металлические (стальные, чугунные или медные) котлы с двойными стенками и массивной крышкой, герметически закрывающейся с помощью болтов и резиновой прокладки. В зависимости от системы обогрева автоклавы бывают паровые, электрические и огневые (рис. 42). Получение в автоклаве высокого давления и перегретого пара температурой 115-120°С позволяет в течение 20-30 мин уничтожить как вегетативные клетки, так и споры микробов.
В автоклаве стерилизуют все те предметы, которые не портятся при высокой температуре: различные жидкости (воду, питательные среды, не содержащие углеводных компонентов), стеклянную посуду, металлические инструменты, вату, марлю, бумагу и пр.
В тех случаях, когда некоторые вещества не выдерживают нормального режима стерилизации в автоклаве (в частности, питательные среды, содержащие сахара), их стерилизуют в автоклаве при температуре 112 °С в течение 20 мин, а также при более мягких режимах.
При высоких давлениях перегретого пара в автоклаве соответственно возрастает температура нагрева; это вызывает карамелизацию сахаров, добавляемых в некоторые питательные среды, в результате среды становятся непригодными для определения физиологических свойств микробов.
Измерение давления внутри автоклава производится с помощью манометра, вмонтированного в крышку или корпус автоклава. При чрезмерном возрастании давления автоматически срабатывает предохранительный клапан, расположенный в зависимости от конструкции либо на крышке, либо на боковой поверхности стенки автоклава. Струя пара, выходя со свистом из предохранительного клапана, предупреждает о необходимости прекращения нагрева. Если нагрев не прекратить, автоклав может взорваться.
В специальном кармашке на крышке автоклава иногда помещается термометр, с помощью которого измеряется температура стерилизации. Внутри автоклава имеется подставка, под которую наливается вода через трубку с воронкой, расположенную снаружи автоклава. Кроме того, автоклавы снабжаются краном для выпуска пара и воздуха и краном для выливания воды.
Правила обращения с автоклавом при стерилизации следующие: аппарат через воронку и трубку заполняют водой, уровень которой должен находиться ниже подставки. Предметы, подлежащие стерилизации, помещают в специальные металлические бюксы и загружают в автоклав. Крышку автоклава завинчивают.
Открыв кран для выхода пара и воздуха, начинают нагрев. Как только вода закипит, образующийся пар начинает вытеснять из автоклава воздух. Паровыпускной кран держат открытым до тех пор, пока из него сплошной струей не пойдет сухой пар. Это указывает на полное удаление воздуха из автоклава. Тогда кран закрывают. Пар, накапливающийся при дальнейшем нагревании все в большем и большем количестве, повышает давление в автоклаве, а вместе с тем и температуру. При работе с автоклавом можно руководствоваться таблицей соотношений между давлением пара и его температурой (табл. 4).
После того как стрелка манометра достигнет нужного показателя давления (температура в автоклаве при этом будет соответствовать принятой температуре стерилизации), регулируют нагрев автоклава так, чтобы давление держалось необходимое время на одном уровне. По окончании стерилизации прекращают нагревание. Когда температура в автоклаве понизится, а стрелка манометра опустится до нуля (давление в автоклаве сравняется с атмосферным), осторожно открывают паровыпускной кран, выпускают пар и, открыв крышку автоклава, вынимают материал. Открывать паровыпускной кран преждевременно, до падения давления в автоклаве, нельзя. Резкое понижение давления в камере автоклава вызовет бурное вскипание жидкостей, нагретых до более высоких температур, чем 100 °С, т.е. выше точки кипения при нормальном атмосферном давлении. Бурно вскипевшие жидкости будут смачивать или даже вытолкнут ватные пробки из сосудов - работа будет произведена впустую. Питательные среды будут портиться, так как на мокрых пробках легко развивается попадающая из воздуха микрофлора, проникает внутрь и заражает среды. Кроме того, открывать автоклав с повышенным давлением опасно для работника.
Однако как только стрелка манометра остановится на нуле, автоклав нужно открыть тотчас же, иначе конденсат начнет стекать на пробки и также вызовет их смачивание. Чтобы избежать смачивания пробок конденсационной водой, перед стерилизацией их закрывают бумагой.
Материалы, помещенные в автоклав, будут надежно простерилизованы за 20-30 мин, если температура поддерживается 120°С, что соответствует давлению в 2 ат (19,61 * 10000 н/м2) или по манометру в 1 ат сверх нормальной. Автоклав можно с успехом применять и для стерилизации сред текучим паром; в этом случае крышку автоклава не завинчивают.
Кипятильник Коха и стерилизация текучим паром
Кипятильник Коха представляет собой цилиндр из оцинкованной жести или меди с двойными стенками и конической крышкой в виде шлема (рис. 43). В крышке посредине имеется отверстие для термометра. Снаружи кипятильник Коха покрывают слоем теплоизолирующего материала: асбеста, линолеума и пр.
Внутри кипятильника помещена перегородка (подстава), разделяющая внутреннее пространство кипятильника на две секции: верхнюю и нижнюю. Нижняя секция заполняется водой, уровень которой устанавливается по водомерному стеклу: вода не должна покрывать верхней части подставы. В верхнюю секцию кипятильника в решетчатых ведерках, устанавливаемых одно на другое, помещают стерилизуемые предметы. Закрыв кипятильник крышкой, начинают нагревать в нем воду. Началом стерилизации считается момент, когда термометр покажет 98-100°С. При отсутствии термометра началом стерилизации считается момент, когда из отверстия в крышке кипятильника начнет энергично выходить пар. Таким образом, стерилизуемые предметы во время работы кипятильника будут все время находиться в струе текучего пара.
Метод стерилизации текучим паром благодаря его простоте и доступности широко распространен в лабораторной практике. Текучим паром стерилизуют главным образом питательные среды, у которых изменяются свойства при нагревании их выше 100°С: белковые, углеводные и желатиновые. Для этих сред метод стерилизации текучим паром наиболее приемлем.
Недостатком метода стерилизации текучим паром является его продолжительность, так как для полной стерилизации среды необходимо проводить многократное нагревание в кипятильнике в течение определенного времени - от 20 мин до 1,5 ч (в среднем 30-45 мин) в зависимости от объема жидкости с промежутками в 24 ч. Весь промежуток времени между нагреваниями среды рекомендуется выдерживать в термостате при 25-30 °С.
Однократное нагревание в кипятильнике Коха вызывает гибель лишь вегетативных микробных клеток, но споры при этом могут сохраниться. При выдерживании стерилизуемой питательной среды в благоприятных условиях (при комнатной температуре, а еще лучше в термостате) часть оставшихся спор прорастет и до следующего дня превратится в вегетативные клетки. Повторное нагревание вызовет гибель и этих вновь развившихся клеток. Наконец, третье нагревание через сутки выдерживания среды в термостате обеспечит полную стерильность. Такой метод получил название дробной стерилизации. В практической работе вместо стерилизации текучим паром в кипятильнике Коха часто применяют обычную стерилизацию в автоклавах при 112 °С с противодавлением 0,5 ат в течение 15-20 мин.
Сушильный шкаф и стерилизация горячим воздухом
В лабораторной практике для стерилизации микробиологической посуды необходимо иметь сушильный шкаф или так называемую печь Пастера. Принцип устройства сушильного шкафа и печи Пастера одинаков. Печи делаются только прямоугольной формы, а сушильные шкафы могут иметь не только прямоугольную, но и цилиндрическую форму (рис. 44 и 45). В этих аппаратах стерилизация осуществляется горячим воздухом (сухим жаром) при температуре 160 °С в течение 1 ч или при температуре 150 °С в течение 2 ч.
Как печи Пастера, так и сушильные шкафы - это полые внутри аппараты с двойными стенками, с двойными и плотно прикрывающимися дверцами. Снаружи для термоизоляции они покрываются слоем асбеста. Между стенками циркулирует горячий воздух, нагревание которого осуществляется либо электрическими спиралями, либо газовыми горелками. Внутри шкафа имеется несколько (обычно две или три) дырчатых полочек. В верхней части шкафа имеется два отверстия: одно предназначено для термометра, а второе служит для вентиляции. Наиболее удобны электрические сушильные шкафы.
В сушильных шкафах последней конструкции предусмотрены четыре ступени обогрева, которые могут быть включены в действие специальным регулятором, помещаемым на боковой стенке шкафа. Нужная степень обогрева достигается включением одной, двух, трех или всех четырех электрических спиралей, причем последовательность включения спиралей может быть любой.
В сушильных шкафах можно, кроме стеклянной посуды, стерилизовать марлю, вату, хотя все же лучше обрабатывать их в автоклаве, так как при температуре 160 °С они желтеют. Нельзя стерилизовать в сушильном шкафу резиновые изделия, так как они не выносят высокой температуры - становятся ломкими и портятся. Жидкости при 150-160 °С вскипают и меняют свой химический состав.
Чтобы избежать последующего заражения простерилизованных предметов микробами из воздуха, перед стерилизацией их заворачивают в бумагу. Чашки Петри завертываются в бумагу по 2 штуки таким образом, чтобы в обертке не было щелей. Стеклянные трубки и пипетки также заворачивают в бумагу, сначала каждую отдельно, а затем в пачки по 10-20 штук. Заворачивание трубок и пипеток должно быть исключительно аккуратным, полностью предохраняющим их внешнюю поверхность от сообщения с воздухом. Колбы, пробирки, бутылки перед стерилизацией горячим воздухом закрывают ватными пробками и бумажными колпачками.
Нельзя допускать в сушильном шкафу повышения температуры выше 170 °С, так как при такой температуре ватные пробки буреют, а бумажные обертки становятся ломкими и даже обугливаются. Началом стерилизации считается момент, когда термометр покажет 150-160 °С. По прошествии требуемого для стерилизации времени нагревание прекращают. Чтобы предохранить посуду от растрескивания, стерилизовать нужно только сухую посуду и шкаф открывать после стерилизации лишь тогда, когда температура в нем упадет до 50-70 °С. Мелкие лабораторные предметы, например платиновые петли, иглы, пинцеты, ножницы и пр., можно стерилизовать простым прокаливанием на пламени газовой горелки (или спиртовки).
Дезинфекция
К дезинфекции в микробиологической лаборатории приходится прибегать очень часто. Наиболее употребительные дезинфицирующие вещества следующие: 3-5%-ный раствор карболовой кислоты и растворы других высших фенолов, 50-70%-ный раствор этилового спирта, такой же концентрации бутиловый спирт, 4%-ный раствор формалина, 1-2%-ные растворы хлороформа и толуола, 0,5%-ный раствор хлорамина и др.
В микробиологических лабораториях консервных заводов дезинфицируют поверхности столов, посуду, полы, стены помещений. Для дезинфекции поверхности столов можно использовать не только растворы этилового спирта, но и растворы карболовой кислоты.
Дезинфекция канализационных устройств на консервных заводах и других пищевых предприятиях производится 5-10%-ным раствором хлорной извести. Для обеззараживания оборотной стеклянной тары на консервных заводах применяют хлорную воду, содержащую в 1 л не менее 100 мг активного хлора. Для приготовления такого раствора берут хлорную известь, смешивают ее с небольшим количеством воды до получения густой массы молочного цвета. Эту смесь добавляют к воде, тщательно размешивают и оставляют на сутки. Хлорная известь реагирует с образованием гидрата окиси кальция - Ca(OH)2 - и активного хлора. Ca(OH)2 оседает на дно, раствор над осадком после осветления получается прозрачным, зеленоватого цвета. Замачивание тары в таком растворе длится 10 мин. После хлорирования тара должна быть тщательно промыта в проточной воде.
Стерилизация
Стерилизация — это обеспложивание, т. е. полное освобождение объектов окружающей среды от микроорганизмов и их спор.
Стерилизацию производят различными способами:
1) физическими (воздействие высокой температуры, УФ-лучей, использование бактериальных фильтров);
2) химическими (использование различных дезинфектантов, антисептиков);
3) биологическим (применение антибиотиков).
В лабораторной практике обычно применяют физические способы стерилизации.
Возможность и целесообразность использования того или иного способа стерилизации обусловлена особенностями материала, подлежащего стерилизации, его физическими и химическими свойствами.
Физические способы
Прокаливание в пламени горелки или фламбирование — способ стерилизации, при котором происходит полное обеспложивание объекта, так как погибают и вегетативные клетки, и споры микроорганизмов. Обычно прокаливают бактериологические петли, шпатели, пипетки, предметные и покровные стекла, мелкие инструменты. Не следует стерилизовать прокаливанием ножницы, скальпели, так как под действием огня режущая поверхность становится тупой.
Сухожаровая стерилизация
Стерилизацию сухим жаром или горячим воздухом осуществляют в печах Пастера (сушильных сухожаровых шкафах). Печь Пастера — шкаф с двойными стенками, изготовленный из термостойких материалов — металла и асбеста. Нагревают шкаф с помощью газовых горелок или электронагревательных приборов. Шкафы с электрическим нагревом снабжены регуляторами, обеспечивающими необходимую температуру. Для контроля температуры имеется термометр, вставленный в отверстие верхней стенки шкафа.
Жидкости (питательные среды, изотонический раствор хлорида натрия и др.), предметы из резины и синтетических материалов стерилизовать сухим жаром нельзя, так как жидкости вскипают и выливаются, а резина и синтетические материалы плавятся.
Стерилизация кипячением
Кипячение — способ стерилизации, гарантирующий обеспложивание при условии отсутствия в стерилизуемом материале спор. Применяют для обработки шприцев инструментов, стеклянной и металлической посуды резиновых трубок и т. п. Стерилизацию паром под давлением производят в автоклаве. Этот способ стерилизации основан на воздействии на стерилизуемые материалы насыщенного водяного пара при давлении выше атмосферного. В результате такой стерилизации при однократной обработке погибают как вегетативные, так и споровые формы микроорганизмов. Автоклав (рис. 12) — массивный котел, снаружи покрытый металлическим кожухом, герметически закрыт крышкой, которая плотно привинчивается к котлу откидывающимися болтами.
Температура и длительность автоклавирования питательных сред определяется их составом, указанным в рецепте приготовления питательной среды. Например, простые среды (мясопептонный агар, мясопептонный бульон) стерилизуют 20 мин при 120° С (1 атм). Однако при этой температуре нельзя стерилизовать среды, содержащие нативные белки, углеводы и другие легко изменяющиеся от нагревания вещества. Среды с углеводами стерилизуют дробно при 100° С или в автоклаве при 112° С (0,5 атм) 10-15 мин. Различные жидкости, приборы, имеющие резиновые шланги, пробки, бактериальные свечи и фильтры стерилизуют 20 мин при 120° С (1 атм).
Стерилизацию текучим паром производят в аппарате Коха. Этот способ применяют в тех случаях, когда стерилизуемый объект изменяется при температуре выше 100° С. Текучим паром стерилизуют питательные среды, содержащие мочевину, углеводы, молоко, картофель, желатин и др.
Аппарат (кипятильник) Коха представляет собой металлический цилиндр, обшитый снаружи (для уменьшения теплоотдачи) войлоком или асбестом. Цилиндр закрывают конической крышкой с отверстием для выхода пара. Внутри цилиндра находится подставка, до уровня которой наливают воду. На подставку ставят ведро с отверстием, в которое помещают стерилизуемый материал. Нагревают аппарат Коха при помощи газа или электричества. Отсчет времени стерилизации ведут с момента энергичного выделения пара у краев крышки и из отверстия для выхода пара. Стерилизуют в течение 30-60 мин. По окончании стерилизации нагрев прекращают. Вынимают из аппарата ведро с материалом и оставляют при комнатной температуре до следующего дня. Прогревание проводят 3 дня подряд при температуре 100° С по 30-60 мин. Такой метод носит название дробной стерилизации. При первом прогревании гибнут вегетативные формы микробов, а споровые сохраняются. За сутки споры успевают прорасти и превратиться в вегетативные формы, которые погибают на второй день стерилизации. Так как возможно, что некоторая часть спор не успела прорасти, материал выдерживают еще 24 ч, а затем проводят третью стерилизацию. Стерилизация текучим паром в аппарате Коха не требует специального контроля, так как показателем правильной работы прибора служит стерильность приготовленных питательных сред. Стерилизовать текучим паром можно также в автоклаве при незавинченной крышке и открытом выпускном кране.
Стерилизация ультрафиолетовым облучением
Стерилизацию УФ-лучами производят при помощи специальных установок — бактерицидных ламп. УФ-лучи обладают высокой антимикробной активностью и могут вызвать гибель не только вегетативных клеток, но и спор. УФ-облучение применяют для стерилизации воздуха в больницах, операционных, детских учреждениях и т. д. В микробиологической лаборатории УФ-лучами обрабатывают бокс перед работой.
Химические способы
Этот вид стерилизации применяют ограниченно, и он служит в основном для предупреждения бактериального загрязнения питательных сред и иммунобиологических препаратов (вакцин и сывороток).
К питательным средам чаще всего прибавляют такие вещества, как хлороформ, толуол, эфир. При необходимости освободить среду от этих консервантов ее нагревают на водяной бане при 56° С (консерванты испаряются).
Для консервирования вакцин, сывороток пользуются мертиолатом, борной кислотой, формалином и т. д.
Биологическая стерилизация
Биологическая стерилизация основана на применении антибиотиков. Этот метод используют при культивировании вирусов.
Б. Подробная технология изготовления сыворотки крупного рогатого скота на бойнах г. Лиона
Уже произвели забор крови у 1000 животных, сыворотку разлили в бутылки и бесплатно раздали почти 20000 детей.
Таким образом показано, что промышленное изготовление сыворотки на бойне с соблюдением правил асептики и санитарных предписаний возможно.
Серотерапевтическое предприятие не дает дополнительных гарантий — оно не обладает правом производить вскрытие животного-донора.
Технология, применяемая в нашем производстве, может показаться менее строгой с точки зрения асептики, чем классический метод. Но у нее большое преимущество в скорости, так как сыворотка полностью изготавливается в день забора крови.
Если нынешние обстоятельства побудили нас производить сыворотку на бойне, ясно, что это временная мера, так как гематоген и лечебные сыворотки могут быть изготовлены только в условиях специализированного института.
Отбор животных . В Лионе доктор Гье, главный ветеринар бойни, и доктор Фонтенай, ветеринар-инспектор, сами отбирают доноров среди скота, предназначенного для обеспечения нашего города мясом. Отобранному животному ставят клеймо на правом плече, чтобы облегчить дальнейший контроль.
После забоя тщательно проверяются органы животных. Известно, что вскрытие является самым верным методом обнаружения туберкулеза.
Последующие операции покажут, что сыворотка больного животного никогда не потреблялась.
Забор крови у животных . В помещении для забора крови бык-донор надежно удерживается автоматическим ярмом.
Ветеринар дезинфицирует кожу йодом на уровне шеи животного и делает скальпелем надрез в области яремной вены. Венозная пункция производится троакаром, стерилизованным длительным кипячением. Как только появляется кровь, к троакару присоединяется стерилизованный в автоклаве резиновый шланг, чтобы связать его напрямую и асептично с дефибринатором.
Ниже описаны технология дефибринирования и способ стерилизации дефибринатора.
От каждого животного получают 8-10 литров крови, которую взвешивают на весах, находящихся под аппаратом.
Способы стерилизации
Для облегчения операции санитарного контроля на каждом дефибринаторе имеется ярлык с данными животного-донора.
Надо отметить, что забор крови производится асептично благодаря замкнутой цепи всех составных частей: троакар, резиновый шланг и дефибринатор, которые предварительно стерилизуются.
Ярлык с датой забора крови сопровождает полученную кровь с момента венозной пункции до ее превращения в сыворотку и хранения в холодильниках.
Дефибринирование крови . В большинстве серотерапевтических заведений кровь, разлитая в стеклянные сосуды, отделяет сыворотку под давлением груза. В этих условиях кровь, впервые полученная от крупного рогатого скота, содержит мало сыворотки (примерно 10%).
Поэтому серотерапевтический центр в Лионе использует специальную технологию, дающую 50% сыворотки, и к тому же в более короткий срок.
Доктор Мерье смог разработать этот метод отчасти после выводов, сделанных им в Королевском институте в Роттердаме и в Серотерапевтическом институте в Милане.
Как только в этих институтах получают кровь, ее дефибринируют в стерильных аппаратах, напоминающих маслобойки.
В течение 5 минут кровь сбивается в сосуде, защищенном от воздуха. Надо точно соблюдать время дефибринирования: при его недостатке может произойти свертывание, а при избытке — гемолиз (из-за разрыва эритроцитов). Надо пользоваться лабораторными часами, позволяющими отметить точно 15 минут дефибринирования.
В верхней части рис. 4 видно, что количество заборов крови достигло 1000, что записывается на эмблеме Центра.
Центрифугирование .
Сразу после дефибринирования аппараты переносятся в лабораторию, находящуюся в нескольких метрах от помещения для забора крови. Содержимое каждого дефибринатора обрабатывается отдельно, чтобы можно было изъять сыворотку животного, оказавшегося больным.
Несвертываемая после дефибринирования кровь пропускается через сепаратор «Альфа-Лаваль» (молочный сепаратор, приспособленный нами для изготовления сыворотки).
Под действием центробежной силы кровь делится на равные части: красная содержит красные шарики, а прозрачная составляет сыворотку (фибрин остается на лопастях дефибринатора).
От одного животного получают 8-10 литров крови или примерно 4-5 литров сыворотки, которую сливают во флакон Пирекса, простерилизованный при 180°С.
К флакону прилагается ярлык дефибринатора, и под тем же номером заполняется карточка для обеспечения санитарного контроля.
В сыворотку добавляют специальный антисептик, рассчитанный так, чтобы он был достаточно активным, не нарушая прозрачности и вкуса сыворотки. На 1 литр сыворотки добавляют также 100 мл раствора, содержащего 1:1000 формалина и 1:5000 сюнуксола.
(Между приготовлениями центрифуга тщательно дезинфицируется антисептиком.)
В принципе красную фракцию крови следовало бы возвращать мясникам для изготовления кровяной колбасы, но чаще всего она остается неиспользованной, поэтому из нее можно готовить сироп по нижеописанной технологии.
Особые случаи приготовления сиропа из крови . Сироп отличается двумя преимуществами: дает возможность использовать красную часть крови, остающуюся после получения сыворотки, и обладает приятным вкусом, который нравится детям.
Из-за нехватки глицерина трудно приготовить сироп для длительного хранения, но можно сделать очень активный продукт на воде и давать его детям по 2-3 столовых ложки в день. К красной части крови добавляют 20% питьевой воды и хранят сироп в ледниках, пока осуществляется санитарный контроль.
Затем добавляют равную часть 100-процентного сахарного сиропа (сахар можно получить по карточкам коллективов, которым сироп предназначен).
В сироп добавляют лимонный или апельсиновый экстракт, чтобы нейтрализовать вкус крови, и разливают в бутылки по 250 мл.
Тиндаллизация сыворотки .
Сразу после центрифугирования, то есть менее чем через час после забора крови, сыворотку типдаллизируют при температуре 56°С в течение часа.
Для этого ее опускают в водяную баню с автоматически поддерживаемой температурой. Тиндаллизация при такой температуре (при более высокой сыворотка свертывается) необходима для частичной стерилизации сыворотки, хотя быстрота ее приготовления сама по себе является гарантией асептики.
Следует отметить, что каждый пятилитровый сосуд снабжен первоначальным ярлыком дефибринатора, таким образом, нумерация сыворотки соответствует нумерации животных-доноров.
Контрольная картотека . Карточка позволяет в любое время проверить происхождение животного-донора, этапы приготовления сыворотки, дату розлива, а также распределение сыворотки.
Санитарный контроль . Пока сосуды складированы в холодильное камере, ветеринары-инспекторы занимаются санитарным контролем животных-доноров. После их забоя проводится тщательное вскрытие, позволяющее выявить малейшие симптомы туберкулеза.
В случае обнаружения болезни можно легко изъять соответствующую сыворотку. Известно, что кровь каждого животного перерабатывается отдельно и сыворотка содержится в отдельных, пронумерованных флаконах.
Серотерапевтический центр Общественного комитета гигиены детства на Лионскнх бойнях
Контрольный номер …
Бычья сыворотка в литрах
Карточка и ярлык
Приведенная выше карточка и ярлык предотвращают любую путаницу.
В Лионе санитарные меры особенно строги, так как один и теже ветеринары отбирают животных, проводят забор крови и проверяют мясо.
Стерилизация оборудования . Животные сыворотки являются прекрасной средой для размножения микробов, и их можно стерилизовать лишь частично. При температуре выше 56° они свертываются и мутнеют, если добавить сильный антисептик. Поэтому при всех операциях изготовления сыворотки необходима максимальная стерильность, оборудование перед употреблением должно быть обеспложено.
Индивидуальные дефибринаторы стерилизуются следующим образам: на ночь, предшествующую забору крови, их заполняют антисептическим раствором, а за несколько часов до забора крови освобождают от антисептика при помощи крана, находящегося в нижней масти аппарата. Центрифуги, применяемые для изготовления сыворотки, также обрабатывают антисептиком, в том числе между переработкой содержимого каждого дефибринатора.
В электропечи при температуре 180°С стерилизуется вся стеклянная посуда, включая пятилитровые сосуды для хранения сыворотки.
Флаконы емкостью в 250 мл для сыворотки также стерилизуются при температуре 180°С. Для упрощения операции посуда находится в ящиках, которые используются при розливе и при раздаче населению.
доставка цветов в воскресенск
Стерилизация представлена физическим, химическим, механическим и биологическим методами и различными способами.
Целесообразность применения того или иного метода стерилизации и его способов зависит от особенности материала, подлежащего стерилизации, его физических и химических свойств.
Продолжительность стерилизации зависит от стерилизуемого объекта, стерилизующего агента и его дозы, температуры и влажности окружающей среды.
Физический метод стерилизации
К способам физического метода стерилизации относятся высушивание, сжигание и прокаливание, кипячение, пастеризация и тиндализация, горячий воздух (сухой жар), ультразвук, ультрафиолетовое и радиоактивное излучение, ток высокой частоты, солнечный свет.
Наиболее распространенным способом стерилизации предметов, допускающих применение высокой температуры, является стерилизация огнем, горячим воздухом и насыщенным водяным паром под давлением.
Огонь используют для сжигания инфицированных предметов, не представляющих какой – либо ценности (ненужные бумаги, старые обои, тряпки, мусор), для обеззараживания мокроты больных туберкулезом, трупов людей и животных, погибших от особо опасных инфекций, а также для обжигания и прокаливания разных предметов.
Обжигание и прокаливание широко применяется в микробиологической практике для обеззараживания инструментов, лабораторной и аптечной посуды.
Прокаливание в пламени горелки или фламбирование – способ стерилизации, при котором происходит полное обеспложивание объекта, так как погибают и вегетативные клетки, цисты и споры микроорганизмов.
Обычно прокаливанием стерилизуют петли, шпатели, пипетки, предметные и покровные стекла, мелкие инструменты и другие зараженные предметы, если их нельзя кипятить. Не рекомендуется стерилизовать прокаливанием ножницы и скальпели, так как под воздействием огня режущая поверхность становится тупой.
Одним из наиболее простых и распространенных способов физического метода стерилизации, применяемых в медицинской практике, является стерилизация горячим воздухом (сухим жаром). Сухожаровая стерилизация осуществляется в сушильных шкафах (печах Пастера). Сухой горячий воздух оказывает бактерицидное, вирусоцидное, спороцидное действие и используется в основном для стерилизации изделий из стекла (лабораторная посуда- чашки Петри, колбы, пипетки, пробирки и др.), а также изделий из металла, которые могут быть простерилизованы паром под давлением.
Кроме того, сухой жар используется для стерилизации предметов из фарфора и термостойких веществ (тальк, белая глина), а также минеральных и растительных масел, жиров, вазелина, ланолина, воска. Наиболее эффективным режимом для этого способа стерилизации, обеспечивающего гибель вегетативных форм и спор, является температура 160 – 180 градусов в течение 15 минут.
Нельзя стерилизовать сухим жаром питательные среди, изотонический раствор, предметы из резины и синтетических материалов, так как жидкости вскипают и выливаются, а резина и синтетические материалы плавятся.
Стерилизация насыщенным паром под давлением – это наиболее надежный и чаще всего примеряемый способ стерилизации перевязочного материала, воды, некоторых лекарственных средств, питательных сред, мягкого инвентаря, инструментов, а также для обеззараживания отработанного зараженного материала.
В хирургической практике перевязочный материал, халаты хирургов, белье для оперируемого обеззараживают при помощи пара в автоклавах. Стерилизация паром под давлением осуществляется в специальных аппаратах – автоклавах.
При автоклавировании происходит полное уничтожение всех микроорганизмов и спор. Метод стерилизации паром под давлением основан на нагревании материала насыщенным водяным паром под давлением выше атмосферного. Совместное действие высокой температуры и пара обеспечивают особую эффективность данного способа. При этом погибают и вегетативные клетки, и споры микроорганизмов.
Споры микробов под действием насыщенного водяного пара погибают в течение 10 минут, а вегетативные формы – от 1 до 4 минут.
Высокая бактерицидная сила насыщенного пара обусловлена тем, что под воздействием водяного пара под давлением белки микробной клетки набухают и свертываются, в результате чего микробные клетки гибнут.
Бактерицидное действие насыщенного водяного пара усиливается при избыточном давлении.
Стерилизацию в автоклаве проводят при разных режимах.
Так, простые питательные среды (мясо – пептонный агар и мясо – пептонный бульон) стерилизуют 20 минут при 120 градусах (1 атм.). Но при этом режиме нельзя стерилизовать среды, содержащие белки, углеводы и другие легко изменяющиеся от нагревания вещества.
Среды с углеводами стерилизуют в автоклаве при 0,5 атм. 10 – 15 минут или дробно текучим паром.
С помощью высокой температуры можно уничтожить самые стойкие формы патогенных микроорганизмов (включая и спорообразующие) не только на поверхности обеззараживаемых объектов, но и глубине их.
В этом и заключается большое преимущество высокой температуры, как надежного средства стерилизации. Однако, некоторые предметы портятся под действием высокой температуры и в этих случаях приходится прибегать к другим способам и средствам обеззараживания.
Полное обеспложивание материалов и предметов, не допускающих применения стерилизации высокой температурой, достигается путем повторно проводимой стерилизации водяным паром в аппарате Коха при температуре не выше 100 градусов. Этот способ носит название дробной стерилизации. Он сводится к тому, что остающиеся неубитыми споровые формы микробов, через сутки в термостате при 37 градусах прорастают в вегетативные клетки, гибель которых наступает при последующей стерилизации данного объекта текучим паром.
Обработку текучим паром проводят три раза по 30 – 40 минут. Однократный прогрев материала при температуре ниже 100 градусов известен под названием пастеризации. Пастеризация предложена Пастером и предназначена в основном для уничтожения в основном безспоровых микроорганизмов. Пастеризацию проводят при 60 – 70 градусах от 15 до 30 минут, при 80 градусах от 10 до 15 минут.
В микробиологической практике пастеризацией посевного материала часто пользуются для выделения чистых культур спорообразующих микроорганизмов и для выявления способности микроорганизмов к образованию спор.
Для жидкостей, теряющих вкусовые и другие ценные качества при воздействии высокой температуры (молоко, ягодные и фруктовые соки, пиво, питательные среды, содержащие углеводы или мочевину и др.) стерилизацию текучим паром проводят при 50 – 60 градусах в течение 15 – 33333330 минут или при 70 – 80 градусах в течение 5 – 10 минут. При этом погибают микробы средней резистентности, а более стойкие и споры сохраняются.
Дробная 5 – 6 кратная стерилизация при 60 градусах в течение 1 часа носит название тиндализации.
Многие изделия медицинского назначения, изготовленные из полимерных материалов, не выдерживают стерилизации паровым способом по общепринятым режимам. Для многих изделий из – за особенностей, содержащихся в них жидкостей (консервант, лекарственные и другие средства) невозможно стерилизовать общепринятыми способами и методами. Для таких изделий разрабатываются индивидуальные режимы стерилизации, обеспечивающие надежное обеспложивание объектов.
Так, стерилизация ротора для разделения крови на фракции проводится водяным паром при температуре 120 градусов в течение 45 минут.
Стерильность контейнеров для консервантов достигается при 110 градусах в течение 60 минут.
Кипячение – способ стерилизации, применяемый для обеспложивания шприцев многоразового пользования, хирургических инструментов, резиновых трубок, стеклянной и металлической посуды.
Стерилизацию кипячением проводят в стерилизаторах. Споровые формы в кипящей воде погибают через 20 – 30 минут. Кипячение в течение 45 минут широко используют для обеззараживания выделений и других заразных материалов, белья, посуды, игрушек, предметов ухода за больными.
Горячую воду (60 – 100 градусов) с моющими средствами используют при стирке и уборке для механического удаления загрязнений и микроорганизмов.
Большинство вегетативных клеток погибают при 70 градусах через 30 минут.
Стерилизация фильтрованием применяется в тех случаях, когда субстраты не выдерживают нагревания, в частности, для сред, содержащих белки, для сывороток, некоторых антибиотиков, витаминов, летучих веществ. Этот прием довольно широко применяется для стерилизации культуральной жидкости, когда необходимо освободить ее от клеток микроорганизмов, но сохранить все содержащиеся в ней продукты обмена в неизмененном виде.
Способ заключается в фильтровании жидкостей через специальные фильтры, имеющие мелкопористые перегородки и поэтому задерживающие клетки микроорганизмов.
Наиболее широко используются два типа фильтров: мембранные фильтры и фильтры Зейтца.
Мембранные фильтры готовят из коллодия, ацетата, целлюлозы и других материалов.
Фильтры Зейтца изготовлены из смеси асбеста с целлюлозой.
Кроме того, для стерилизации применяются фильтры, изготовленные из каолина с примесью кварцевого песка, из инфузорной земли и из других материалов («свечи» Шамберлана, Беркфельда).
Мембранные и асбестовые фильтры рассчитаны а одноразовое использование.
При ультрафиолетовом облучении бактерицидный эффект обеспечивают лучи длиной 200 – 450 нм., источником которых являются бактерицидные лампы.
При помощи бактерицидных ламп производят стерилизацию ультрафиолетовыми лучами воздуха в лечебно – профилактических учреждениях, боксах микробиологических лабораторий, на предприятиях пищевой промышленности, в боксах по производству вакцин и сывороток, в операционных, манипуляционных, детских учреждениях и др.
Ультрафиолетовые лучи обладают высокой антимикробной активностью и могут вызывать гибель не только вегетативных клеток, но и их спор.
Солнечный свет вызывает гибель микроорганизмов в результате действия ультрафиолетового облучения и высушивания.
Высушивание при помощи солнечного света губительно действует на многие виды микроорганизмов, но действие его поверхностное и поэтому в стерилизационной практике солнечный свет играет вспомогательную роль.
В последнее время при лечении ран и ожогов используют в виде гелей покрытия из синтетических и природных полимеров.
Для местного лечения ран и ожогов широко применяют полимерные антисептические пленки. В состав их входят такие антимикробные средства широкого спектра действия, как катапол, диоксидин, синий йод, а также сорбит, содержащий глутаровый альдегид. Для стерилизации этих пленок применяется ионизирующее излучение в дозе 20,0 кГр. При промышленном выпуске полимерных антисептических пленок и сорбента стерильность их при таком режиме стерилизации обеспечивается полностью.
Радиоактивное излучении убивает все виды микроорганизмов как как в вегетативной, так и в споровой форме. Оно широко применяется для стерилизации на предприятиях, выпускающих стерильную продукцию и стерильные изделия медицинского назначения одноразового пользования, для дезинфекции сточных вод и сырья животного происхождения.
Механический метод стерилизации
Механические способы стерилизации позволяют удалить микробы с поверхности предметов. К ним относятся обмывание, вытряхивание, подметание, влажное протирание, проветривание, вентиляция, обработка пылесосом, стирка.
Химический метод стерилизации
В медицинской практике в настоящее время все более широкое применение находят пластмассы.
Они используются в стоматологии, в челюстно – лицевой хирургии, в травматологии, ортопедии, хирургии. Большинство пластмасс не выдерживают тепловых способов стерилизации паром под давлением и сухим жаром (сухим нагретым воздухом). Применяемые для стерилизации таких объектов растворы спирта, диоцида, тройного раствора не обеспечивают стерильности обрабатываемых изделий.
Поэтому для стерилизации изделий из пластмасс используют газовый и радиационный методы, а также растворы химических препаратов.
Внедрение в практику лечебных учреждений большого числа изделий из термолабильных материалов способствует внедрению радиационного, газового способов обеззараживания и стерилизации растворами дезинфицирующих средств.
При химической стерилизации используют газы и средства из различных химических групп (перекисные, фенольные, галоидосодержащие, альдегиды, щелочи и кислоты, поверхностно – активные вещества и др.). Для использования в быту выпускаются моющие, чистящие, отбеливающие и другие препараты, оказывающие антимикробное действие за счет введения В их состав различных химических веществ.
Эти препараты используются для очистки и обеззараживания санитарно – технического оборудования, посуды, белья и пр.
Пар формальдегида (пароформ) может применяться в лечебных учреждениях для стерилизации металлических изделий медицинского назначения (скальпели, иглы, пинцеты, зонды, зажимы, крючки, кусачки и др.).
Перед стерилизацией парами формальдегида изделия необходимо подвергнуть предстерилизационной очистке и тщательно просушить.
При стерилизации каким – либо химическим способом регламент обработки того или иного объекта зависит от особенностей обеззараживаемого объекта, резистентности микробов, особенностей свойств химического препарата, температуры окружающей среды, влажности и других факторов.
Так, стерильность металлических инструментов достигается за пять часов выдерживания в герметичной камере с парофомом при температуре не ниже 20 градусов и относительной влажности 95 – 98%, при температуре 15 градусов полная стерильность этих объектов достигается только через 16 часов.
Спороцидная активность глутарового альдегида зависит от температуры. Оптимум его действия наступает при температуре 15 – 25 градусов. При повышении температуры активность спороцидного действия этого препарата снижается.
Стерилизацию химическим методом применяют несколько ограничено. Чаще всего этот метод используют для предупреждения бактериального загрязнения питательных сред и иммунобиологических препаратов (вакцин и сывороток). К питательным средам чаще всего добавляют такие вещества, как хлороформ, толуол, эфир. При необходимости освободить среду от этих консервантов ее нагревают на водяной бане при 56 градусах и консерванты испаряются.
Для консервации вакцин или сывороток используют мертиолат, борную кислоту, формалин.
Биологический метод стерилизации
Биологическая стерилизация основывается на применении антибиотиков.
Этот метод широко используется при культивировании вирусов.
Стерилизация (от лат. sterilis - бесплодный) предполагает полную инактивацию микробов на предметах, подвергающихся обработке.
Печь Пастера — стерилизация сухим жаром.
Существуют три основных метода стерилизации: тепловая, лучевая, химическая.
Йод.
Тепловая стерилизация основана на чувствительности микробов к высокой температуре.
При 60 °С и наличии воды происходит денатурация белков, в том числе ферментов, вследствие чего вегетативные формы микробов погибают. Споры, содержащие очень небольшое количество воды в связанном состоянии и обладающие плотными оболочками, инактивируются при 160- 170 °С. Для тепловой стерилизации применяют в основном сухой жар и пар под давлением.
Стерилизацию сухим жаром производят в сухожаровых шкафах, или печах Пастера. Печь Пастера представляет собой металлический плотно закрывающийся шкаф, нагревающийся с помощью электричества и снабженный термометром.
Обеззараживание материала в нем происходит при 160-170 °С в течение 60-120 мин. Недостатком этого метода является то, что столь высокую температуру выдерживают только некоторые стерилизуемые предметы, например лабораторное стекло.
Наиболее универсальным методом стерилизации является обработка паром под давлением в автоклавах, в которых стерилизуют перевязочный материал, белье, многие инструменты, питательные среды, растворы, инфекционный материал и др.
Автоклав - металлический цилиндр с прочными стенками, герметически закрывающийся, состоящий из водопаровой и стерилизующей камер. Аппарат снабжен манометром, термометром и другими контролирующими приборами. В автоклаве создается повышенное давление, что приводит к увеличению температуры кипения воды. Так, при 0,5 атм температура кипения равна 80 °С, при 1 атм - 100 °С, при 2 атм - 121 °С и при 3 атм - 136 °С.
Вследствие того что, кроме высокой температуры, на микроорганизмы действует пар, споры погибают уже при 120 °С. Наиболее распространенный режим работы автоклава - 2 атм, 121 °С, 15-20 мин. Время стерилизации уменьшается при повышении атмосферного давления, а следовательно, и температуры кипения. Микроорганизмы погибают за несколько секунд, но материал обрабатывают в течение большего времени, так как, во-первых, высокая температура должна быть и внутри стерилизуемого материала, и, во-вторых, существует так называемое поле безопасности, рассчитанное на возможное отклонение от заданных параметров при работе автоклава.
Теги: организм, рост, стерилизация, фермент
Жизнь микроорганизмов находится в тесной зависимости от условий окружающей среды. Все факторы окружающей среды, оказывающие влияние на микроорганизмы, можно разделить на три группы: физические, химические и биологические, благоприятное или губительное действие которых зависит как от природы самого фактора, так и от свойств микроорганизма.
Физические факторы
Из физических факторов наибольшее влияние на развитие микроорганизмов оказывают температура, высушивание, лучистая энергия, ультразвук.
Температура . Жизнедеятельность каждого микроорганизма ограничена определенными температурными границами. Эту температурную зависимость обычно выражают тремя основными точками: минимум - температура, ниже которой размножение микробных клеток прекращается; оптимум - наилучшая температура для роста и развития микроорганизмов; максимум - температура, выше которой жизнедеятельность клеток ослабляется или прекращается. Оптимальная температура обычно соответствует температурным условиям естественной среды обитания.
Все микроорганизмы по отношению к температуре подразделяются на психрофилы, мезофилы и термофилы.
Психрофилы (от греч. psychros - холодный, phileo - люблю), или холодолюбивые микроорганизмы, растут при относительно низких температурах: минимальная температура - 0° С, оптимальная - 10-20° С, максимальная - 30° С. Эта группа включает микроорганизмы, обитающие в северных морях и океанах, почве, сточных водах. Сюда же относятся светящиеся и железобактерии, а также микробы, вызывающие порчу продуктов на холоду (ниже 0° С).
Мезофилы (от греч. mesos - средний) - наиболее обширная группа, включающая большинство сапрофитов и все патогенные микроорганизмы. Оптимальная температура для них 28-37° С, минимальная - 10° С, максимальная - 45° С.
Термофилы (от греч. termos - тепло, жар), или теплолюбивые микроорганизмы, развиваются при температуре выше 55° С, температурный минимум для них 30° С, оптимум - 50-60° С, а максимум - 70-75° С. Они встречаются в горячих минеральных источниках, поверхностном слое почвы, самонагревающихся субстратах (навозе, сене, зерне), кишечнике человека и животных. Среди термофилов много споровых форм.
Высокие и низкие температуры оказывают различное влияние на микроорганизмы. Одни более чувствительны к высоким температурам. Причем, чем выше температура за пределами максимума, тем быстрее наступает гибель микробных клеток, что обусловлено денатурацией (свертыванием) белков клетки.
Вегетативные формы бактерий мезофилов погибают при температуре 60° С в течение 30-60 мин, а при 80-100° С - через 1-2 мин. Споры бактерий гораздо устойчивее к высоким температурам. Например, споры бацилл сибирской язвы выдерживают кипячение в течение 10-20 мин, а споры клостридий ботулизма - 6 ч. Все микроорганизмы, включая споры, погибают при температуре 165-170° С в течение часа (в сухожаровом шкафу) или при действии пара под давлением 1 атм (в автоклаве) в течение 30 мин.
Действие высоких температур на микроорганизмы положено в основу стерилизации - полного освобождения разнообразных объектов от микроорганизмов и их спор (см. ниже).
К действию низких температур многие микроорганизмы чрезвычайно устойчивы. Сальмонеллы тифа и холерный вибрион длительно выживают во льду. Некоторые микроорганизмы остаются жизнеспособными при температуре жидкого воздуха (-190° С), а споры бактерий выдерживают температуру до -250° С.
Только отдельные виды патогенных бактерий чувствительны к низким температурам (например, бордетеллы коклюша и паракоклюша, нейссерии менингококка и др.). Эти свойства микроорганизмов учитывают в лабораторной диагностике и при транспортировке исследуемого материала - его доставляют в лабораторию защищенным от охлаждения.
Действие низких температур приостанавливает гнилостные и бродильные процессы, Что широко применяется для сохранения пищевых продуктов в холодильных установках, погребах, ледниках. При температуре ниже 0° С микробы впадают в состояние анабиоза - наступает замедление процессов обмена веществ и прекращается размножение. Однако при наличии соответствующих температурных условий и питательной среды жизненные функции микробных клеток восстанавливаются. Это свойство микроорганизмов используется в лабораторной практике для сохранения культур микробов при низких температурах. Губительное действие на микроорганизмы оказывает также быстрая смена высоких и низких температур (замораживание и оттаивание) - это приводит к разрыву клеточных оболочек.
Высушивание . Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов необходима вода. Высушивание приводит к обезвоживанию цитоплазмы, нарушению целостности цитоплазматической мембраны, вследствие чего нарушается питание микробных клеток и наступает их гибель.
Сроки отмирания разных видов микроорганизмов под влиянием высушивания значительно отличаются. Так, например, патогенные нейссерии (менингококки, гонококки), лептоспиры, бледная трепонема и другие погибают при высушивании через несколько минут. Холерный вибрион выдерживает высушивание 2 сут, сальмонеллы тифа - 70 сут, а микобактерии туберкулеза - 90 сут. Но высохшая мокрота больных туберкулезом, в которой возбудители защищены сухим белковым чехлом, остается заразной 10 мес.
Особой устойчивостью к высушиванию, как и к другим воздействиям окружающей среды, обладают споры. Споры бацилл сибирской язвы сохраняют способность к прорастанию в течение 10 лет, а споры плесневых грибов - до 20 лет.
Неблагоприятное действие высушивания на микроорганизмы издавна используется для консервирования овощей, фруктов, мяса, рыбы и лекарственных трав. В то же время, попав в условия повышенной влажности, такие продукты быстро портятся из-за восстановления жизнедеятельности микробов.
Для хранения культур микроорганизмов, вакцин и других биологических препаратов широко применяют метод лиофильной сушки. Сущность метода состоит в том, что предварительно микроорганизмы или препараты подвергают замораживанию, а затем их высушивают в условиях вакуума. При этом микробные клетки переходят в состояние анабиоза и сохраняют свои биологические свойства в течение нескольких месяцев или лет.
Лучистая энергия . В природе микроорганизмы постоянно подвергаются воздействию солнечной радиации. Прямые солнечные лучи вызывают гибель многих микроорганизмов в течение нескольких часов, за исключением фотосинтезирующих бактерий (зеленых и пурпурных серобактерий). Губительное действие солнечного света обусловлено активностью ультрафиолетовых лучей (УФ-лучи). Они инактивируют ферменты клетки и повреждают ДНК. Патогенные бактерии более чувствительны к действию УФ-лучей, чем сапрофиты. Поэтому хранить микробные культуры в лаборатории лучше в темноте. В этом отношении демонстративен опыт Бухнера.
В чашку Петри с тонким слоем агара производят обильный посев какой-либо культуры бактерий. На наружную поверхность засеянной чашки наклеивают вырезанные из черной бумаги буквы, образующие, например, слово "typhus". Чашку, обращенную дном вверх, подвергают облучению прямыми солнечными лучами в течение 1 ч. Затем бумажки снимают, и чашку ставят на сутки в термостат при 37° С. Рост бактерий наблюдается лишь в тех местах агара, которые были защищены от действия УФ-лучей наклеенными буквами. Остальная часть агара остается прозрачной, т. е. рост микроорганизмов отсутствует (рис. 11).
Велико значение солнечного света как естественного фактора оздоровления внешней среды. Он освобождает от патогенных бактерий воздух, воду "естественных водоемов, верхние слои почвы.
Бактерицидное (уничтожающее бактерий) действие УФ-лучей используется для стерилизации воздуха закрытых помещений (операционных, перевязочных, боксов и т. д.), а также воды и молока. Источником этих лучей являются лампы ультрафиолетового излучения, бактерицидные лампы.
Другие виды лучистой энергии - рентгеновские лучи, α-, β-, γ-лучи оказывают губительное действие на микроорганизмы только в больших дозах, порядка 440-280 Дж/кг. Гибель микробов обусловлена разрушением ядерных структур и клеточной ДНК. Малые дозы излучений стимулируют рост микробных клеток. Микроорганизмы значительно устойчивее к радиоактивным излучениям, чем высшие организмы. Известны тионовые бактерии, обитающие в залежах урановых руд. Бактерии обнаруживали в воде атомных реакторов при концентрации ионизирующей радиации 20-30 кДж/кг.
Бактерицидное действие ионизирующего излучения используется для консервирования некоторых пищевых продуктов, стерилизации биологических препаратов (сывороток, вакцин и др.), при этом свойства стерилизуемого материала не изменяются.
В последние годы радиационным методом стерилизуют изделия для одноразового использования - полистироловые пипетки, чашки Петри, лунки для серологических реакций, шприцы, а также шовный материал - кетгут и др.
Ультразвук вызывает значительное поражение микробной клетки. Под действием ультразвука газы, находящиеся в жидкой среде цитоплазмы, активируются, и внутри клетки возникает высокое давление (до 10000. атм). Это приводит к разрыву клеточной оболочки и гибели клетки. Ультразвук используют для стерилизации пищевых продуктов (молока, фруктовых соков), питьевой воды.
Высокое давление . К механическому давлению бактерии и особенно их споры устойчивы. В природе встречаются бактерии, живущие в морях и океанах на глубине 1000-10000 м под давлением от 100 до 900 атм. Некоторые виды бактерий выдерживают давление до 3000-5000 атм, а бактериальные споры - даже 20000 атм.
Химические факторы
Влияние химических веществ на микроорганизмы различно в зависимости от природы химического соединения, его концентрации, продолжительности воздействия на микробные клетки. В зависимости от концентрации химическое вещество может быть источником питания или оказывать угнетающее действие на жизнедеятельность микроорганизмов. Например, 0,5-2% раствор глюкозы стимулирует рост микробов, а 20-40% растворы глюкозы задерживают размножение микробных клеток.
Многие химические соединения, оказывающие губительное действие на микроорганизмы, используются в медицинской практике в качестве дезинфицирующих веществ и антисептиков.
Химические вещества, используемые для дезинфекции, называют дезинфицирующими. Под дезинфекцией понимают мероприятия, направленные на уничтожение патогенных микроорганизмов в различных объектах окружающей среды. К дезинфицирующим веществам относят галлоидные соединения, фенолы и их производные, соли тяжелых металлов, некоторые кислоты, щелочи, спирты и др. Они вызывают гибель микробных клеток, действуя в оптимальных концентрациях, в течение определенного времени. Многие дезинфицирующие вещества оказывают вредное воздействие на ткани макроорганизма.
Антисептиками называют химические вещества, которые могут вызывать гибель микроорганизмов или задерживать их рост и размножение. Их используют с лечебной целью (химиотерапия), а также для обеззараживания ран, кожи, слизистых оболочек человека. Антисептическими свойствами обладают перекись водорода, спиртовые растворы йода, бриллиантового зеленого, растворы перманганата калия и др. Некоторые антисептические вещества (уксусная, сернистая, бензойная кислоты и др.) в дозах, безвредных для человека, применяют для консервирования пищевых продуктов.
По механизму действия химические вещества, обладающие противомикробной активностью, можно подразделить на несколько групп.
1. Поверхностно-активные вещества (жирные кислоты, мыла и прочие детергенты) вызывают снижение поверхностного натяжения, что приводит к нарушению функционирования клеточной стенки и цитоплазматической мембраны микроорганизмов.
2. Фенол, крезол и их производные вызывают коагуляцию микробных белков. Они используются для дезинфекции заразного материала в микробиологической практике и инфекционных больницах.
3. Окислители, взаимодействуя с микробными белками, нарушают деятельность ферментов, вызывают денатурацию белков. Активными окислителями являются хлор, озон, которые используют для обеззараживания питьевой воды. Хлорпроизводные вещества (хлорная известь, хлорамин) широко употребляют в целях дезинфекции. Окисляющими свойствами обладают перекись водорода, перманганат калия, йод и др.
4. Формальдегид применяют в виде 40% раствора (формалин) для дезинфекции. Он убивает вегетативные и споровые формы микроорганизмов. Формалин блокирует аминогруппы белков микробной клетки и вызывает их денатурацию.
5. Соли тяжелых металлов (ртуть, свинец, цинк, золото и др.) коагулируют белки микробной клетки, вызывая этим их гибель. Ряд металлов (серебро, золото, ртуть и др.) оказывают бактерицидное действие на микроорганизмы в ничтожно малых концентрациях. Это свойство получило название олигодинамического действия (от лат. oligos - малый, dinamys - сила). Доказано, что вода, находящаяся в сосудах из серебра, не загнивает, благодаря бактерицидному действию ионов серебра. Для профилактики бленнореи * новорожденных долгое время применяли 1% раствор нитрата серебра. Коллоидные растворы органических соединений серебра (протаргол, колларгол) используют также в виде местных антисептических средств.
* (Бленнорея - воспаление конъюнктивы глаза, вызванное гонококками. )
Сильным антимикробным действием обладают препараты ртути. Издавна для дезинфекции применяли бихлорид ртути, или сулему (в разведении 1:1000). Однако она оказывает токсическое действие на ткани макроорганизма и использование ее ограничено.
6. Красители (бриллиантовый зеленый, риванол и др.) обладают свойством задерживать рост бактерий. Растворы ряда красителей применяют в качестве антисептических средств, а также вводят в состав некоторых питательных сред для угнетения роста сопутствующей микрофлоры.
Губительное действие ряда физических и химических факторов на микроорганизмы составляет основу асептического и антисептического методов, широко используемых в медицинской и санитарной практике.
Асептика - система профилактических мероприятий, препятствующих микробному загрязнению объекта (раны, операционного поля, культур микроорганизмов и т. д.), основанная на физических методах.
Антисептика - комплекс мер, направленных на уничтожение микроорганизмов в ране, целом организме или на объектах внешней среды, с применением различных обеззараживающих химических веществ.
Биологические факторы
В естественных условиях обитания микроорганизмы существуют не изолированно, а находятся в сложных взаимоотношениях, которые сводятся в основном к симбиозу, метабиозу и антагонизму.
Симбиоз - это сожительство организмов различных видов, приносящих им взаимную пользу. При этом совместно они развиваются лучше, чем каждый из них в отдельности.
Симбиотические взаимоотношения существуют между клубеньковыми бактериями и бобовыми растениями, между мицелиальными грибами и сине-зелеными водорослями (лишайниками): Симбиоз молочно-кислых бактерий и спиртовых дрожжей используют для приготовления некоторых молочно-кислых продуктов (кефир, кумыс).
Метабиоз - такой вид взаимоотношений, при котором продукты обмена одного вида микроорганизмов создают необходимые условия для развития других. Например, гнилостные микроорганизмы, расщепляющие белковые вещества, способствуют накоплению в среде аммонийных соединений и создают благоприятные условия для роста и развития нитрифицирующих бактерий. А развитие анаэробов в хорошо аэрируемой почве было бы невозможно без аэробов, поглощающих свободный кислород.
Метабиотические взаимоотношения широко распространены среди почвенных микроорганизмов и лежат в основе круговорота веществ в природе.
Антагонизм - форма взаимоотношений, при которой один микроорганизм угнетает развитие другого или может вызвать его полную гибель. Антагонистические взаимоотношения выработались у микроорганизмов в борьбе за существование. Повсюду, где они обитают, между ними идет непрерывная борьба за источники питания, кислород воздуха, среду обитания. Так, большинство патогенных бактерий, попав с выделениями больных во внешнюю среду (почву, воду), не выдерживают здесь длительной конкуренции с многочисленными сапрофитами и сравнительно быстро погибают.
Антагонизм может быть обусловлен прямым воздействием микроорганизмов друг на друга или действием продуктов их обмена. Например, простейшие пожирают бактерий, а фаги лизируют их. Кишечник новорожденных заселяют молочно-кислые бактерии Bifidobacterium bifidum. Выделяя молочную кислоту, они подавляют рост гнилостных бактерий и этим защищают от кишечных Расстройств еще малоустойчивый организм грудных детей. Некоторые микроорганизмы в процессе жизнедеятельности вырабатывают различные вещества, оказывающие губительное действие на бактерии и другие микробы. К таким веществам относят антибиотики (см. "Антибиотики").
Контрольные вопросы
1. Какие физические факторы оказывают влияние на жизнедеятельность микроорганизмов?
2. Какие вещества относит к дезинфицирующим и как они различаются по механизму воздействия на микроорганизмы?
3. Перечислите, какие взаимоотношения существуют между микроорганизмами?
Стерилизация
Стерилизация - это обеспложивание, т. е. полное освобождение объектов окружающей среды от микроорганизмов и их спор.
Стерилизацию производят различными способами:
1) физическими (воздействие высокой температуры, УФ-лучей, использование бактериальных фильтров);
2) химическими (использование различных дезинфектантов, антисептиков);
3) биологическим (применение антибиотиков).
В лабораторной практике обычно применяют физические способы стерилизации.
Возможность и целесообразность использования того или иного способа стерилизации обусловлена особенностями материала, подлежащего стерилизации, его физическими и химическими свойствами.
Физические способы
Прокаливание в пламени горелки или фламбирование - способ стерилизации, при котором происходит полное обеспложивание объекта, так как погибают и вегетативные клетки, и споры микроорганизмов. Обычно прокаливают бактериологические петли, шпатели, пипетки, предметные и покровные стекла, мелкие инструменты. Не следует стерилизовать прокаливанием ножницы, скальпели, так как под действием огня режущая поверхность становится тупой.
Сухожаровая стерилизация
Стерилизацию сухим жаром или горячим воздухом осуществляют в печах Пастера (сушильных сухожаровых шкафах). Печь Пастера - шкаф с двойными стенками, изготовленный из термостойких материалов - металла и асбеста. Нагревают шкаф с помощью газовых горелок или электронагревательных приборов. Шкафы с электрическим нагревом снабжены регуляторами, обеспечивающими необходимую температуру. Для контроля температуры имеется термометр, вставленный в отверстие верхней стенки шкафа.
Сухим жаром стерилизуют в основном лабораторную Посуду. Подготовленную для стерилизации посуду неплотно загружают в печь, чтобы обеспечить равномерный и надежный прогрев стерилизуемого материала. Дверь шкафа плотно закрывают, включают обогревательный прибор, доводят температуру до 160-165° С и при этой температуре стерилизуют 1 ч. По окончании стерилизации выключают обогрев, но дверцу шкафа не открывают до тех пор, пока печь не остынет; в противном случае холодный воздух, поступающий внутрь шкафа, может вызвать образование трещин на горячей посуде.
Стерилизацию в печи Пастера можно проводить при различном температурном режиме и экспозиции (время стерилизации) (табл. 1).
Жидкости (питательные среды, изотонический раствор хлорида натрия и др.), предметы из резины и синтетических материалов стерилизовать сухим жаром нельзя, так как жидкости вскипают и выливаются, а резина и синтетические материалы плавятся.
Для контроля стерилизации в печи Пастера шелковые нити смачивают в культуре спорообразующих бактерий, подсушивают, помещают в стерильную чашку Петри и ставят в печь Пастера. Стерилизацию проводят при температуре 165° С 1 ч (для контроля часть нитей оставляют при комнатной температуре). Затем простерилизованные и контрольные нити кладут на поверхность агара в чашку Петри или помещают в пробирки с бульоном и инкубируют в термостате при температуре 37° С в течение 2 сут. При правильной работе печи Пастера в пробирках или чашках с питательными средами, куда были помещены простерилизованные нити, роста не будет, так как споры бактерий погибнут, в то время как споры бактерий на нитях, не подвергавшихся стерилизации (контрольные), прорастут и на питательных средах будет отмечен рост.
Для определения температуры внутри печи Пастера можно использовать сахарозу или пищевой сахарный песок, карамелизующиеся при температуре 165-170° С.
Подготовка лабораторной посуды к стерилизации в печи Пастера . Лабораторную посуду (чашки Петри, пипетки градуированные и пастеровские, флаконы, колбы, пробирки) перед стерилизацией необходимо тщательно вымыть, высушить и завернуть в бумагу, иначе после стерилизации она может снова загрязниться бактериями воздуха.
Чашки Петри завертывают в бумагу по одной или несколько штук либо укладывают в специальные металлические пеналы.
В верхние концы пипеток вставляют ватные тампоны, предупреждающие попадание исследуемого материала в рот. Градуированные пипетки заворачивают в длинные полоски бумаги шириной 4-5 см. На бумаге отмечают объем завернутой пипетки. В пеналах градуированные пипетки стерилизуют без дополнительного завертывания в бумагу.
Примечание . Если градуировка на пипетках плохо заметна, ее восстанавливают перед стерилизацией. На пипетку наносят масляную краску и, не дав краске высохнуть, в нее втирают с помощью тряпочки порошок бария сульфата. После этого тряпкой снимают избыток краски, которая остается только в насечках градуировки. Обработанные таким образом пипетки следует сполоснуть.
Острые концы пастеровских пипеток запаивают в пламени горелки и заворачивают в бумагу по 3-5 штук. Заворачивать пастеровские пипетки нужно осторожно, чтобы не обломать запаянные концы капилляров.
Флаконы, колбы, пробирки закрывают ватно-марлевыми пробками. Пробка должна входить в горлышко сосуда на 2 / 3 своей длины, не слишком туго, но и не свободно. Поверх пробок на каждый сосуд (кроме пробирок) надевают бумажный колпачок. Пробирки связывают по 5-50 штук и обертывают поверх бумагой.
Примечание . При высоких температурах бумага, в которую завертывают чашки и пипетки, и вата желтеют и даже могут обугливаться, поэтому каждый новый сорт бумаги, получаемый лабораторией, следует испытывать при принятом температурном режиме.
Контрольные вопросы
1. Что понимают под термином стерилизация?
2. Какими способами проводят стерилизацию?
3. Что стерилизуют прокаливанием на огне?
4. Опишите устройство и режим работы печи Пастера.
5. Что стерилизуют в печи Пастера?
6. Как подготавливают стеклянную посуду к стерилизации?
7. Почему в печи Пастера нельзя стерилизовать питательные среды и предметы из резины?
Задание
Подготовьте к стерилизации чашки Петри, градуированные пипетки, пастеровские пипетки, пробирки, колбы и флаконы.
Стерилизация кипячением
Кипячение - способ стерилизации, гарантирующий обеспложивание при условии отсутствия в стерилизуемом материале спор. Применяют для обработки шприцев инструментов, стеклянной и металлической посуды резиновых трубок и т. п.
Стерилизацию кипячением обычно проводят в стерилизаторе - металлической коробке прямоугольной формы с плотно закрывающейся крышкой. Стерилизуемый материал помещают на имеющуюся в стерилизаторе сетку и заливают водой. Для повышения точки кипения и устранения жесткости воды добавляют 1-2% гидрокарбонат натрия (лучше пользоваться дистиллированной водой). Стерилизатор закрывают крышкой и подогревают Началом стерилизации считают момент закипания воды, время кипячения 15-30 мин. По окончании стерилизации сетку с инструментами извлекают за боковые ручки специальными крючками, а находящиеся в ней инструменты берут стерильным пинцетом или корнцангом, который кипятят вместе с остальными инструментами.
Стерилизацию паром производят двумя способами: 1) паром под давлением; 2) текучим паром.
Стерилизацию паром под давлением производят в автоклаве. Этот способ стерилизации основан на воздействии на стерилизуемые материалы насыщенного водяного пара при давлении выше атмосферного. В результате такой стерилизации при однократной обработке погибают как вегетативные, так и споровые формы микроорганизмов.
Автоклав (рис. 12) - массивный котел, снаружи покрытый металлическим кожухом, герметически закрыт крышкой, которая плотно привинчивается к котлу откидывающимися болтами. В наружный котел вставлен другой, меньшего диаметра, который называют стерилизационной камерой. В эту камеру помещают предметы, подлежащие стерилизации. Между обоими котлами имеется свободное пространство, называемое водопаровой камерой. В эту камеру через воронку, укрепленную снаружи, наливают воду до определенного уровня, отмеченного на специальной водомерной трубке. При кипячении воды в водопаровой камере образуется пар. Стерилизационная камера снабжена выпускным краном с предохранительным клапаном для выхода пара при повышении давления сверх необходимого. Для определения давления, создающегося в стерилизационной камере, служит манометр.
Рис. 12. Схема автоклава. М - манометр; ПК - предохранительный клапан; В - воронка для воды; К 2 - кран для выпуска воды; К 3 - кран для выпуска пара
Нормальное атмосферное давление (760 мм рт. ст.) принимают за нуль. Между показаниями манометра и температурой имеется определенная зависимость (табл. 2).
В настоящее время имеются автоклавы с автоматическим регулированием режима работы. Кроме обычного манометра, они снабжены электроконтактным манометром, который препятствует увеличению давления выше заданной величины и тем самым обеспечивает постоянство нужной температуры в автоклаве.
Паром под давлением стерилизуют различные питательные среды (кроме содержащих нативные белки), жидкости (изотонический раствор хлорида натрия, воду и т. д.); приборы, особенно имеющие резиновые части.
Температура и длительность автоклавирования питательных сред определяется их составом, указанным в рецепте приготовления питательной среды. Например, простые среды (мясопептонный агар, мясопептонный бульон) стерилизуют 20 мин при 120° С (1 атм). Однако при этой температуре нельзя стерилизовать среды, содержащие нативные белки, углеводы и другие легко изменяющиеся от нагревания вещества. Среды с углеводами стерилизуют дробно при 100° С или в автоклаве при 112° С (0,5 атм) 10-15 мин. Различные жидкости, приборы, имеющие резиновые шланги, пробки, бактериальные свечи и фильтры стерилизуют 20 мин при 120° С (1 атм).
Внимание! В автоклавах производят также обезвреживание инфицированного материала. Чашки и пробирки, содержащие культуры микроорганизмов, помещают в специальные металлические ведра или баки с отверстиями в крышке для проникновения пара и стерилизуют в автоклаве при 126° С (1,5 атм) в течение 1 ч. Таким же образом стерилизуют инструменты после работы с бактериями, образующими споры.
К работе с автоклавом допускаются только специально подготовленные лица, которые должны строго и точно выполнять правила, указанные в инструкции, прилагаемой к аппарату.
Техника автоклавирования . 1. Перед работой проверяют исправность всех частей и притертость кранов.
2. Через воронку, укрепленную снаружи котла, до верхней метки водомерного стекла заливают воду (дистиллированную или кипяченую, чтобы не образовалась накипь). Кран под воронкой закрывают.
3. В стерилизационную камеру на специальную сетку помещают стерилизуемый материал. Предметы следует загружать не слишком плотно, так как пар должен свободно проходить между ними, иначе они не нагреваются до нужной температуры и могут остаться нестерильными.
4. Резиновую прокладку на крышке натирают мелом для лучшей герметизации.
5. Крышку закрывают и болтами привинчивают к корпусу автоклава, причем болты закручивают попарно крест-накрест.
6. Открывают до отказа выпускной кран, соединяющий стерилизационную камеру с наружным воздухом, и начинают нагревать автоклав. Нагревание автоклава обычно производят с помощью газа или электричества.
При нагревании автоклава вода закипает, образующийся пар поднимается между стенками котлов и сквозь специальные отверстия, имеющиеся в стенке внутреннего котла (см. рис. 12), попадает в стерилизационную камеру и выходит через открытый выпускной кран. Сначала пар выходит вместе с воздухом, находившимся в автоклаве. Необходимо, чтобы весь воздух был вытеснен из автоклава, так как в противном случае показания манометра не будут соответствовать температуре в автоклаве.
Появление непрерывной сильной струи пара указывает на полное удаление воздуха из автоклава; после этого выпускной кран закрывают и давление, внутри автоклава начинает постепенно повышаться.
7. Началом стерилизации считают момент, когда показания манометра достигают заданной величины. Нагрев регулируют так, чтобы давление в автоклаве в течение определенного времени не изменялось.
8. По истечении времени стерилизации нагрев автоклава прекращают, пар выпускают через выпускной кран. Когда стрелка манометра опускается до нуля, открывают крышку. Чтобы избежать ожогов паром, оставшимся в автоклаве, крышку следует открывать на себя.
Уровень температуры в автоклаве, т. е. правильность показаний манометра, можно проверить. Для этого используют различные вещества, имеющие определенную точку плавления: антипирин (113° С), резорцин и серу (119° С), бензойную кислоту (120° С). Одно из этих веществ смешивают с ничтожно малым количеством красителя (фуксина или метиленового синего) и насыпают в стеклянную трубочку, которую запаивают и помещают в вертикальном положении между стерилизуемым материалом. Если температура достаточна, вещество расплавится и окрасится в цвет соответствующего красителя.
Для проверки эффективности стерилизации в автоклав помещают пробирку с заведомо споровой культурой. После автоклавирования пробирку переносят в термостат на 24-48 ч, отмечают отсутствие или наличие роста. Отсутствие роста свидетельствует о правильной работе прибора.
Стерилизацию текучим паром производят в аппарате Коха. Этот способ применяют в тех случаях, когда стерилизуемый объект изменяется при температуре выше 100° С. Текучим паром стерилизуют питательные среды, содержащие мочевину, углеводы, молоко, картофель, желатин и др.
Аппарат (кипятильник) Коха представляет собой металлический цилиндр, обшитый снаружи (для уменьшения теплоотдачи) войлоком или асбестом. Цилиндр закрывают конической крышкой с отверстием для выхода пара. Внутри цилиндра находится подставка, до уровня которой наливают воду. На подставку ставят ведро с отверстием, в которое помещают стерилизуемый материал. Нагревают аппарат Коха при помощи газа или электричества. Отсчет времени стерилизации ведут с момента энергичного выделения пара у краев крышки и из отверстия для выхода пара. Стерилизуют в течение 30-60 мин. По окончании стерилизации нагрев прекращают. Вынимают из аппарата ведро с материалом и оставляют при комнатной температуре до следующего дня. Прогревание проводят 3 дня подряд при температуре 100° С по 30-60 мин. Такой метод носит название дробной стерилизации. При первом прогревании гибнут вегетативные формы микробов, а споровые сохраняются. За сутки споры успевают прорасти и превратиться в вегетативные формы, которые погибают на второй день стерилизации. Так как возможно, что некоторая часть спор не успела прорасти, материал выдерживают еще 24 ч, а затем проводят третью стерилизацию. Стерилизация текучим паром в аппарате Коха не требует специального контроля, так как показателем правильной работы прибора служит стерильность приготовленных питательных сред. Стерилизовать текучим паром можно также в автоклаве при незавинченной крышке и открытом выпускном кране.
Контрольные вопросы
1. Какие питательные среды стерилизуют паром?
2. Что такое стерилизатор и как он устроен?
3. Почему при стерилизации кипячением следует применять дистиллированную воду?
4. Опишите устройство и режим работы автоклава.
5. Что стерилизуют в автоклаве?
6. Что служит контролем правильной стерилизации при автоклавировании?
7. Что такое стерилизация текучим паром?
8. Опишите устройство аппарата Коха.
9. С какой целью проводят дробную стерилизацию?
Задание
Заполните форму.
Дробную стерилизацию можно проводить также в свертывателе Коха.
Свертыватель Коха используют для свертывания сывороточных и яичных питательных сред, причем одновременно с уплотнением среды происходит ее стерилизация.
Свертыватель Коха представляет собой плоский металлический ящик с двойными стенками, покрытый снаружи теплоизоляционным материалом. В пространство между стенками через специальное отверстие, находящееся в верхней части наружной стенки, наливают воду. Отверстие закрывают пробкой, в которую вставлен термометр. Закрывают аппарат двумя крышками: стеклянной и металлической. Через стеклянную крышку можно наблюдать за процессом свертывания. Пробирки со средами укладывают на дно свертывателя в наклонном положении.
Нагревание свертывателя осуществляют с помощью газа или электричества. Среды стерилизуют однократно при температуре 90° С в течение 1 ч или дробно - 3 дня подряд при 80° С в течение 1 ч.
Тиндализацию * - дробную стерилизацию при низких температурах - применяют для веществ, которые легко разрушаются и денатурируются при температуре 60° С (например, белковые жидкости). Прогревание стерилизуемого материала производят на водяной бане или в специальных приборах с терморегуляторами при температуре 56-58° С в течение часа 5 дней подряд.
* (Способ стерилизации, назван по имени Тиндаля, предложившего его. )
Пастеризация - стерилизация при 65-70° С в течение 1 ч, предложена Пастером для уничтожения бесспоровых форм микробов. Пастеризуют молоко, вино, пиво, плодовые соки и другие продукты. Молоко пастеризуют с целью освобождения от молочно-кислых и патогенных бактерий (бруцеллы, микобактерии туберкулеза, шигеллы, сальмонеллы, стафилококки и др.). При пастеризации пива, плодовых соков, вина погибают микроорганизмы, вызывающие различные виды брожения. Пастеризованные продукты лучше сохранять на холоду.
Контрольные вопросы
1. Каково назначение и устройство свертывателя Коха?
2. Какие существуют способы стерилизации в свертывателе?
3. Что такое тиндализация?
4. Что такое пастеризация?
Стерилизация ультрафиолетовым облучением
Стерилизацию УФ-лучами производят при помощи специальных установок - бактерицидных ламп. УФ-лучи обладают высокой антимикробной активностью и могут вызвать гибель не только вегетативных клеток, но и спор. УФ-облучение применяют для стерилизации воздуха в больницах, операционных, детских учреждениях и т. д. В микробиологической лаборатории УФ-лучами обрабатывают бокс перед работой.
Контрольные вопросы
1. Какими свойствами обладают ультрафиолетовые лучи?
2. В каких случаях прибегают к стерилизации методом ультрафиолетового излучения?
Механическая стерилизация при помощи бактериальных фильтров
Стерилизацию фильтрованием применяют в тех случаях, когда стерилизуемые предметы изменяются при нагревании. Фильтрование проводят с помощью бактериальных фильтров, изготовленных из различных мелкопористых материалов. Поры фильтров должны быть достаточно мелкими (до 1 мкм), чтобы обеспечить механическую задержку бактерий, поэтому некоторые авторы относят фильтрование к механическим способам стерилизации.
Методом фильтрования стерилизуют питательные среды, содержащие белок, сыворотки, некоторые антибиотики, а также отделяют бактерии от вирусов, фагов и экзотоксинов.
В микробиологической практике используют асбестовые фильтры Зейтца, мембранные фильтры и фильтры (свечи) Шамберлана и Беркефельда.
Фильтры Зейтца представляют собой диски, изготовленные из смеси асбеста с целлюлозой. Толщина их 3-5 мм, диаметр 35-140 мм. Отечественная промышленность изготовляет фильтры двух марок: "Ф" (фильтрующие)- задерживающие взвешенные частицы, но пропускающие бактерии; "СФ" (стерилизующие) - с меньшими порами, задерживающие бактерии, но пропускающие вирусы. Мятые асбестовые пластинки, а также пластинки с надломами и трещинами для работы непригодны.
Мембранные фильтры готовят из нитроцеллюлозы. Они представляют собой диски белого цвета толщиной 0,1 мм и диаметром 35 мм. В зависимости от размера пор их обозначают № 1, 2, 3, 4 и 5 (табл. 3).
Для стерилизации наиболее пригоден фильтр № 1. Кроме перечисленных, выпускают еще так называемый предварительный фильтр, предназначенный для освобождения фильтруемой жидкости от содержащихся в ней крупных частиц.
Фильтры (свечи) Шамберлана и Беркефельда представляют собой полые цилиндры, закрытые с одного конца. Свечи Шамберлана изготовляют из каолина с примесью песка и кварца. Стандартизуют их по размерам пор и обозначают L 1 , L 2 , L 3 ... L 13 . Фильтры (свечи) Беркефельда готовят из инфузорной земли, по величине пор их обозначают V, N, W, что соответствует диаметру пор 3-4, 4-7, 8-12 мк.
Работу с бактериальными фильтрами осуществляют следующим образом. Фильтр должен быть закреплен в специальном держателе, который вставляют в приемник фильтра. Приемником обычно является колба Бунзена. Держатели, в большинстве случаев сделанные из нержавеющей стали, состоят из двух частей: верхней, имеющей форму цилиндра без дна, и нижней - опорной части, заканчивающейся трубкой. Фильтры Зейтца шероховатой поверхностью вверх помещают на металлическую сетку и крепко зажимают винтами между верхней и нижней частью держателя. Смонтированный фильтр укрепляют в резиновой пробке, вставленной в горлышко колбы Бунзена. В отводную трубку колбы, которую присоединяют к вакуумному насосу, вставляют ватный тампон. Подготовленную установку обертывают бумагой и стерилизуют в автоклаве под давлением 1 атм в течение 20-30 мин. Весь прибор в собранном виде называют также фильтром Зейтца (рис. 13).
Непосредственно перед фильтрованием отводной конец колбы Бунзена соединяют резиновой трубкой с масляным или водоструйным насосом. Места соединения различных частей заливают парафином для создания герметичности. В цилиндр аппарата наливают фильтруемую жидкость и включают в действие насос, создающий вакуум в приемнике. В результате образующейся разности давлений фильтруемая жидкость проходит через поры фильтра в приемник, а микробы остаются на поверхности фильтра.
Мембранные фильтры перед употреблением стерилизуют кипячением в дистиллированной воде. Чтобы предупредить скручивание фильтров, их сначала помещают в дистиллированную воду, подогретую до температуры 50-60° С, и кипятят на слабом огне 30 мин, 2-3 раза меняя воду. Держатель и приемник фильтра стерилизуют заранее, прибор монтируют в асептических условиях. Чтобы не порвать мембранный фильтр о металлическую сетку, под него кладут кружки стерильной фильтровальной бумаги. Затем стерильным пинцетом с гладкими кончиками берут мембранный фильтр из стерилизатора и помещают на опорную сетку блестящей поверхностью вниз.
Простерилизованные в автоклаве свечи (Шамберлана) соединяют посредством резиновой трубки с приёмником и опускают в сосуд (чаще цилиндр) с фильтруемой жидкостью. Фильтрация происходит при помощи вакуумного насоса. В приемник поступает стерильный фильтрат, а бактерии задерживаются порами свечи.
Мембранные и асбестовые фильтры рассчитаны на одноразовое использование. Свечи после употребления кипятят в водопроводной воде, затем прокаливают в муфельной печи.
Перед последующим употреблением свечи проверяют на целостность. Свечу опускают в сосуд с водой и пропускают воздух. Если на поверхности свечи выступают пузырьки воздуха, значит в свече образовались трещины и она непригодна.
Контрольные вопросы
1. В чем заключается метод стерилизации фильтрованием? Что стерилизуют этим методом?
2. Какие бактериальные фильтры Вы знаете? Как монтируют прибор для фильтрования, какие условия необходимо соблюдать?
Химические способы
Этот вид стерилизации применяют ограниченно, и он служит в основном для предупреждения бактериального загрязнения питательных сред и иммунобиологических препаратов (вакцин и сывороток).
К питательным средам чаще всего прибавляют такие вещества, как хлороформ, толуол, эфир. При необходимости освободить среду от этих консервантов ее нагревают на водяной бане при 56° С (консерванты испаряются).
Для консервирования вакцин, сывороток пользуются мертиолатом, борной кислотой, формалином и т. д.
Биологическая стерилизация
Биологическая стерилизация основана на применении антибиотиков. Этот метод используют при культивировании вирусов.
Контрольные вопросы
1. Что такое химическая стерилизация и когда ее используют?
2. Что такое биологическая стерилизация?
Основные способы стерилизации представлены в табл. 4.
1 (Стерилизация неполная: в стерилизуемом материале сохраняются споры. )
2 (Стерилизация неполная: в стерилизуемом материале сохраняются вирусы. )
Дезинфекция
В микробиологической практике применяют различные дезинфицирующие вещества: 3-5% растворы фенола, 5-10% растворы лизола, 1-5% растворы хлорамина, 3-6% растворы перекиси водорода, 1-5% растворы формалина, растворы сулемы в разведении 1:1000 (0,1%), 70° спирт и др.
Дезинфекции подвергают отработанный патологический материал (гной, кал, моча, мокрота, кровь, спинномозговая жидкость) перед сливом его в канализацию. Обеззараживание проводят сухой хлорной известью или 3-5% раствором хлорамина.
Загрязненные патологическим материалом или культурами микроорганизмов пипетки (градуированные и пастеровские), стеклянные шпатели, предметные и покровные стекла опускают на сутки в стеклянные банки с 3% раствором фенола или перекиси водорода.
По окончании работы с заразным материалом лаборант должен обработать дезинфицирующим раствором рабочее место и руки. Поверхность рабочего стола протирают кусочком ваты, смоченным 3% раствором фенола. Руки дезинфицируют 1% раствором хлорамина. Для этого ватный шарик или марлевую салфетку смачивают дезинфицирующим раствором и протирают левую кисть, потом правую, а затем моют руки теплой водой с мылом.
Выбор дезинфицирующего вещества, его концентрация и длительность воздействия (экспозиция) зависят от биологических свойств микроба и от той среды, в которой будет происходить контакт дезинфицирующего вещества с патогенными микроорганизмами. Например, сулема, фенол, спирты непригодны для обеззараживания белковых субстратов (гной, кровь, мокрота), так как под их влиянием происходит свертывание белков, а свернувшийся белок предохраняет микроорганизмы от воздействия дезинфицирующих веществ.
При дезинфекции материала, инфицированного споровыми формами микроорганизмов, применяют 5% раствор хлорамина, 1-2,5% растворы активированного хлорамина, 5-10% растворы формалина и другие вещества.
Дезинфекцию, которую проводят на протяжении всего дня по ходу работы, называют текущей, а по окончании работы - заключительной.
Дезинфицирующие вещества и прописи приготовления из них рабочих растворов . Хлорная известь - белый комковатый порошок с резким запахом хлора, в воде растворяется не полностью. Бактерицидный эффект зависит от содержания активного хлора, количество которого колеблется от 28 до 36%. Хлорная известь, содержащая менее 25% активного хлора, для дезинфекции непригодна.
При неправильном хранении хлорная известь разлагается и теряет часть активного хлора. Разложению способствуют тепло, влага, солнечный свет, поэтому хранить хлорную известь следует в сухом, темном месте, в плотно закрытой таре.
Сухую хлорную известь применяют для обеззараживания выделений человека и животных (из расчета 200 г на 1 л испражнений и 10 г на 1 л мочи).
Приготовление исходного 10% осветленного раствора хлорной извести. Берут 1 кг сухой хлорной извести, помещают в эмалированное ведро и измельчают. Затем заливают холодной водой до объема 10 л, хорошо перемешивают, закрывают крышкой и оставляют на сутки в прохладном месте. После этого образовавшийся 10% осветленный раствор осторожно сливают и отфильтровывают через несколько слоев марли или процеживают через плотную ткань. Хранят в бутылях из темного стекла, закрытых деревянной пробкой, в прохладном месте, не более 10 сут. Рабочие растворы необходимой концентрации готовят из основного раствора непосредственного перед их употреблением. Количество основного раствора, необходимое для приготовления 0,2-10% осветленных растворов хлорной извести, приведено в табл. 5.
Концентрацию осветленных растворов хлорной извести от 0,2 до 10% выбирают в зависимости от характера обеззараживаемого объекта и устойчивости возбудителя.
Хлорамин - кристаллическое вещество белого или желтоватого цвета, содержит 24-28% активного хлора. Хорошо растворяется в воде при комнатной температуре, поэтому растворы его готовят непосредственно перед дезинфекцией. Пользуются 0,2-10% растворами хлорамина. Соотношение между процентной концентрацией раствора и количеством хлорамина в граммах на 1 и 10 л приведено в табл. 6.
Растворяют хлорамин в стеклянной или эмалированной посуде. При хранении растворов хлорамина в посуде из темного стекла с притертой пробкой их активность сохраняется до 15 сут.
Активированный хлорамин. Дезинфицирующие свойства хлорамина усиливаются при добавлении к нему активатора в соотношении 1:1 или 1:2. В качестве активатора используют аммонийные соединения - хлорид, сульфат, нитрат аммония. Применяется активированный хлорамин в концентрации 0,5, 1 и 2,5%. Готовят их непосредственно перед употреблением. Раздельно отвешивают хлорамин и соль аммония. Сначала растворяют в воде хлорамин, а затем прибавляют активатор.
Преимущество активированных растворов хлорамина перед обычными заключается в том, что при добавлении активатора ускоряется выделение активного хлора. Поэтому препарат губительно действует не только на вегетативные формы микроорганизмов, но и на их споры. Активированный хлорамин применяют в более низких концентрациях и при меньшей экспозиции.
Фенол (карболовая кислота) представляет собой бесцветные кристаллы игольчатой формы с резким характерным запахом. Под действием света, воздуха и влаги кристаллы приобретают малиново-красный цвет. Хранят в закрытых банках из темного стекла и в защищенном от света месте.
Фенол растворим в воде, спирте, эфире, жирных маслах. Обладая большой гигроскопичностью, поглощает из окружающей среды влагу и становится жидким. Жидкая карболовая кислота содержит 90% кристаллического фенола и 10% воды.
Применяют 3-5% водные растворы карболовой кислоты, приготовленные из кристаллического фенола и жидкой карболовой кислоты по схеме, приведенной в табл. 7. Активность фенола повышается при растворении его в горячей воде (40-50° С).
Внимание! Кристаллический фенол или жидкая карболовая кислота, попадая на кожу, могут вызвать ее раздражение, а в больших концентрациях - тяжелые ожоги. Поэтому обращаться с карболовой кислотой нужно с большой осторожностью. При изготовлении растворов следует надевать резиновые перчатки или в крайнем случае смазать руки вазелином.
В случае попадания карболовой кислоты на кожу необходимо немедленно смыть ее теплой водой с мылом или 40° этиловым спиртом.
Примечание. Для приготовления дезинфицирующих растворов фенола удобнее и безопаснее использовать жидкую карболовую кислоту.
Контрольные вопросы
1. Какие дезинфицирующие вещества применяют в микробиологической практике?
2. Опишите внешний вид и основные свойства хлорной извести, хлорамина, фенола.
3. Какие растворы дезинфицирующих веществ используют для обеззараживания материала, инфицированного споровыми формами микроорганизмов?
Задание
Приготовьте 2 л 5% рабочего раствора осветленной хлорной извести; 500 мл 3% раствора хлорамина, 300 мл 1% раствора активированного хлорамина.
Внимание! Прежде чем приступить к приготовлению растворов, сделайте расчеты.
Действие температуры на микроорганизмы.
Температура – важный фактор, влияющий на жизнедеятельность микроорганизмов. Для микроорганизмов различают минимальную, оптимальную и максимальную температуру. Оптимальная – температура, при которой происходит наиболее интенсивное размножение микробов. Минимальная – температура, ниже которой микроорганизмы не проявляют жизнедеятельности. Максимальная – температура, выше которой наступает гибель микроорганизмов.
По отношению к температуре различают 3 группы микроорганизмов:
2. Мезофилы. Оптимум – 30-37°С . Минимум – 15-20°С. Максимум – 43-45°С. Обитают в организме теплокровных животных. К ним относятся большинство патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
3. Термофилы. Оптимум – 50-60°С. Минимум - 45°С. Максимум - 75°С . Обитают в горячих источниках, участвуют в процессах самонагревания навоза, зерна. Они не способны размножаться в организме теплокровных животных, поэтому не имеют медицинского значения.
Благоприятное действие оптимальной температуры используется при выращивании микроорганизмов с целью лабораторной диагностики, приготовления вакцин и других препаратов.
Тормозящее действие низких температур используется при хранении продуктов и культур микроорганизмов в условиях холодильника. Низкая температура приостанавливает гнилостные и бродильные процессы. Механизм действия низких температур – затормаживание в клетке процессов метаболизма и переход в состояние анабиоза.
Губительное действие высокой температуры (выше максимальной) используетсяпри стерилизации . Механизм действия – денатурация белка (ферментов), повреждение рибосом, нарушение осмотического барьера. Наиболее чувствительны к действию высокой температуры психрофилы и мезофилы. Особую устойчивость проявляют споры бактерий.
Действие лучистой энергии и ультразвука на микроорганизмы.
Различают неионизирующее (ультрафиолетовые и инфракрасные лучи солнечного света) и ионизирующее излучение (g-лучи и электроны высоких энергий).
Ионизирующее излучение обладает мощным проникающим действием и повреждает клеточный геном. Механизм повреждающего действия: ионизация макромолекул, что сопровождается развитием мутаций или гибелью клетки. При этом летальные дозы для микроорганизмов выше, чем для животных и растений.
Механизм повреждающего действия УФ-лучей : образование димеров тимина в молекуле ДНК , что прекращает деление клеток и служит основной причиной их гибели. Повреждающее действие УФ-лучей в большей мере выражено для микроорганизмов, чем для животных и растений.
Ультразвук (звуковые волны 20 тыс. гц)обладает бактерицидным действием. Механизм: образование в цитоплазме клетки кавитационных полостей , которые заполняются парами жидкости и в них возникает давление до 10 тыс. атм. Это приводит к образованию высокореактивных гидроксильных радикалов, к разрушению клеточных структур и деполимеризации органелл, денатурации молекул.
Ионизирующее излучение, УФ-лучи и ультразвук используются для стерилизации.
Действие высушивания на микроорганизмы.
Вода необходима для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов. Снижение влажности среды приводит к переходу клеток в состояние покоя, а затем и к гибели. Механизм губительного действия высушивания: обезвоживание цитоплазмы и денатурация белков.
Более чувствительны к высушиванию патогенные микроорганизмы: возбудители гонореи, менингита, брюшного тифа, дизентерии, сифилиса и др. Более устойчивы споры бактерий, цисты простейших, бактерии, защищенные слизью мокроты (туберкулезные палочки).
В практике высушивание используется для консервирования мяса, рыбы, овощей, фруктов, при заготовке лекарственных трав .
Высушивание из замороженного состояния под вакуумом – лиофилизация или лиофильная сушка. Ее используют для сохранения культур микроорганизмов, которые в таком состоянии годами (10-20 лет) не теряют жизнеспособности и не меняют свойств. Микроорганизмы находятся при этом в состоянии анабиоза. Лиофилизация используется в производстве препаратов из живых микроорганизмов: эубиотиков, фагов, живых вакцин против туберкулеза, чумы, туляремии, бруцеллеза, гриппа и др.
Действие химических факторов на микроорганизмы.
Химические вещества по-разному влияют на микроорганизмы. Это зависит от природы, концентрации и времени действия химических веществ. Они могут стимулировать рост (используются как источники энергии), оказывать микробицидное, микробостатическое , мутагенное действие или могут быть безразличными для процессов жизнедеятельности
Например: 0,5-2% раствор глюкозы – источник питания для микробов, а 20-40% раствор оказывает угнетающее действие.
Для микроорганизмов необходимо оптимальное значение рН среды . Для большинства симбионтов и возбудителей заболеваний человека – нейтральная, слабощелочная или слабокислая среда. При росте рН сдвигается чаще в кислую сторону, рост микроорганизмов при этом приостанавливается. А затем наступает гибель. Механизм: денатурация ферментов гидроксильными ионами, нарушение осмотического барьера клеточной мембраны.
Химические вещества, которые обладают противомикробным действием, используются для дезинфекции, стерилизации и консервации.
Действие биологических факторов на микроорганизмы.
Биологические факторы – это различные формы влияния микробов друг на друга, а также действие на микроорганизмы факторов иммунитета (лизоцим, антитела, ингибиторы, фагоцитоз) во время их пребывания в макроорганизме. Совместное существование различных организмов – симбиоз . Выделяют следующие формы симбиоза.
Мутуализм – такая форма сожительства, когда оба партнера получают взаимную выгоду (например, клубеньковые бактерии и бобовые растения).
Антагонизм – форма взаимоотношений, когда один организм наносит вред (вплоть до гибели) другому организму своими продуктами метаболизма (кислоты, антибиотики, бактериоцины), благодаря лучшей приспособленности к условиям среды, путем непосредственного уничтожения (например, нормальная микрофлора кишечника и возбудители кишечных инфекций).
Метабиоз – форма сожительства, когда один организм продолжает процесс, вызванный другим (использует его продукты жизнедеятельности), и освобождает среду от этих продуктов. Поэтому создаются условия для дальнейшего развития (нитрифицирующие и аммонифицирующие бактерии).
Сателлизм – один из сожителей стимулирует рост другого (например, дрожжи и сарцины вырабатывают вещества, способствующие росту других, более требовательных к питательным средам, бактерий).
Комменсализм – один организм живет за счет другого (извлекает выгоду), не причиняя ему вреда (например, кишечная палочка и организм человека).
Хищничество – антагонистические взаимоотношения между организмами, когда один захватывает, поглощает и переваривает другой (например, кишечная амеба питается кишечными бактериями).
Стерилизация.
Стерилизация – это процесс полного уничтожения в объекте всех жизнеспособных форм микробов, в том числе спор.
Различают 3 группы методов стерилизации: физические, химические и физико-химические. Физические методы: стерилизация высокой температурой, Уф облучением, ионизирующим облучением, ультразвуком, фильтрованием через стерильные фильтры. Химические методы – использование химических веществ, а также газовая стерилизация. Физико-химические методы – совместное использование физических и химических методов. Например, высокая температура и антисептики.
Стерилизация высокой температурой.
К этому методу относятся: 1) стерилизация сухим жаром ; 2) стерилизация паром под давлением ; 3) стерилизация текучим паром ; 4) тиндализация и пастеризация ; 5) прокаливание ; 6) кипячение .
Стерилизация сухим жаром.
Метод основан на бактерицидном действии нагретого до 165-170°С воздуха в течение 45 мин.
Аппаратура: сухожаровой шкаф (печь Пастера) . Печь Пастера – металлический шкаф с двойными стенками, обшитый снаружи материалом, плохо проводящим тепло (асбест). Нагретый воздух циркулирует в пространстве между стенками и выходит наружу через специальные отверстия. При работе необходимо строго следить за нужной температурой и временем стерилизации. Если температура будет более высокой, то произойдет обугливание ватных пробок, бумаги, в которую завернута посуда, а при более низкой температуре требуется более длительная стерилизации. По окончании стерилизации шкаф открывают только после его остывания, иначе стеклянная посуда может потрескаться из-за резкой смены температуры.
а) стеклянные, металлические, фарфоровые предметы, посуда, завернутые в бумагу и закрытые ватно-марлевыми пробками для сохранения стерильности (165-170°С, 45 мин);
б) термостойкие порошкообразные лекарственные средства - тальк, белая глина, окись цинка (180-200°С, 30-60 мин);
в) минеральные и растительные масла, жиры, ланолин, вазелин, воск (180-200°С, 20-40 мин).
Стерилизация паром под давлением.
Наиболее эффективный и широко применяемый в микробиологической и клинической практике метод.
Метод основан на гидролизующем действии пара под давлением на белки микробной клетки. Совместное действие высокой температуры и пара обеспечивает высокую эффективность этой стерилизации, при которой погибают самые стойкие споровые бактерии.
Аппаратура – автоклав. Автоклав состоит из 2-х металлических цилиндров, вставленных друг в друга с герметически закрывающейся крышкой, завинчивающейся винтами. Наружный котел – водопаровая камера, внутренний – стерилизационная камера. Имеется манометр, паровыпускной кран, предохранительный клапан, водомерное стекло. В верхней части стерилизационной камеры – отверстие, через которое пар проходит из водопаровой камеры. Манометр служит для определения давления в стерилизационной камере. Между давлением и температурой существует определенная зависимость: 0,5 атм - 112°С, 1-01,1 атм – 119-121°С, 2 атм - 134°С. Предохранительный клапан – для защиты от чрезмерного давления. При повышении давления выше заданного, клапан открывается и выпускает лишний пар. Порядок работы. В автоклав наливают воду, уровень которой контролируют по водомерному стеклу. В стерилизационную камеру помещают материал и плотно завинчивают крышку. Паровыпускной кран открыт. Включают нагрев. После закипания воды кран закрывают лишь тогда, когда будет вытеснен весь воздух (пар идет непрерывной сильной сухой струей). Если кран закрыть раньше, показания манометра не будут соответствовать нужной температуре. После закрытия крана, в котле постепенно повышается давление. Начало стерилизации – тот момент, когда стрелка манометра показывает заданное давление. По истечении срока стерилизации прекращают нагрев и охлаждают автоклав до возвращения стрелки манометра к 0. Если выпустить пар раньше, жидкость может вскипеть из-за быстрой смены давления и вытолкнуть пробки (стерильность нарушается). Когда стрелка манометра вернется к 0, осторожно открывают паровыпускной кран, спускают пар и затем вынимают стерилизуемые объекты. Если не выпустить пар после возвращения стрелки к 0, вода может конденсироваться и смочить пробки и стерилизуемый материал (стерильность нарушится).
Материал и режим стерилизации:
а) стеклянная, металлическая, фарфоровая посуда, белье, резиновые и корковые пробки, изделия из резины, целлюлозы, древесины, перевязочный материал (вата, марля) (119 - 121°С, 20-40 мин));
б) физиологический раствор, растворы для инъекций, глазные капли, дистиллированная вода, простые питательные среды - МПБ, МПА(119-121°С, 20-40 мин);
в) минеральные, растительные масла в герметически закрытых сосудах (119-121°С, 120 мин);
Стерилизация текучим паром.
Метод основан на бактерицидном действии пара (100°С) в отношении только вегетативных клеток.
Аппаратура – автоклав с незавинченной крышкой или аппарат Коха .
Аппарат Коха - это металлический цилиндр с двойным дном, пространство в котором на 2/3 заполнено водой. В крышке – отверстия для термометра и для выхода пара. Наружная стенка облицована материалом, плохо проводящим тепло (линолеум, асбест). Начало стерилизации – время от закипания воды и поступления пара в стерилизационную камеру.
Материал и режим стерилизации. Этим методом стерилизуют материал, который не выдерживает температуру выше 100°С : питательные среды с витаминами, углеводами (среды Гисса, Эндо, Плоскирева, Левина), желатином, молоко.
При 100°С споры не погибают, поэтому стерилизацию проводят несколько раз - дробная стерилизация - 20-30 мин ежедневно в течение 3-х дней.
В промежутках между стерилизациями материал выдерживают при комнатной температуре для того, чтобы проросли споры в вегетативные формы. Они будут погибать при последующем нагревании при 100°С.
Тиндализация и пастеризация.
Тиндализация - метод дробной стерилизации при температуре ниже 100°С. Она используются для стерилизации объектов, которые не выдерживают 100°С: сыворотка, асцитическая жидкость, витамины . Тиндализация проводится в водяной бане при 56°С по 1 часу 5-6 дней.
Пастеризация - частичная стерилизация (споры не погибают), которая проводится при относительно низкой температуре однократно. Пастеризацию проводят при 70-80°С, 5-10 мин или при 50-60°С, 15-30 мин. Пастеризация используется для объектов, теряющих свои качества при высокой температуре.Пастеризацию, например, используют для некоторых пищевых продуктов: молока, вина, пива . При этом не повреждается их товарная ценность, но споры остаются жизнеспособными, поэтому эти продукты нужно хранить на холоде.
Прокаливание на огне. Это надежный метод стерилизации, но он имеет ограниченное применение из-за порчи предметов. Таким способом стерилизуются бактериологические петли.
Стерилизация сухим жаром. Проводится в печи Пастера (сухожа------
ровый шкаф) при температуре 160-170°С в течение 1-го часа. Этим способом стерилизуют лабораторную стеклянную посуду, пипетки, завернутые в бумагу, пробирки, закрытые ватными пробками. При температуре выше 170°С начинается обугливание бумаги, ваты, марли.
Стерилизация паром под давлением (автоклавирование). Наиболее универсальный метод стерилизации. Проводится в автоклаве - водо-паровом стерилизаторе. Принцип действия автоклава основан на зависимости температуры кипения воды от давления.
Автоклав представляет собой двустенный металлический котел с герметически закрывающейся крышкой. На дно автоклава наливают воду, в рабочую камеру помещают стерилизуемые предметы, закрывают крышку, сначала не завинчивая ее герметически. Включают нагревание и доводят воду до кипения. Образующийся при этом пар вытесняет из рабочей камеры воздух, который выходит наружу через открытый выпускной кран. Когда весь воздух будет вытеснен, и из крана пойдет непрерывной струей пар, кран закрывают, крышку закрывают герметически. Доводят пар до нужного давления под контролем манометра. Температура пара зависит от давления: при нормальном атмосферном давлении стрелка манометра стоит на 0 атм. - температура пара 100°С, при 0,5 атм. - 112°С, при 1 атм. -121°С, при 1,5 атм. - 127°С, при 2 атм. - 134°С. По окончании стерилизации автоклав отключают, ждут, пока давление не снизится, выпускают постепенно пар и открывают крышку. Обычно при давлении 1 атм. в течение 20-40 минут стерилизуют простые питательные среды и растворы, не содержащие белков и углеводов, перевязочный материал, белье. Стерилизуемые материалы должны быть проницаемы для пара. При стерилизации материалов в больших объемах (хирургические материалы) время увеличивают до 2 часов. При давлении 2 атм. производят обеззараживание патологического материала и отработанных культур микробов.
Питательные среды, содержащие сахара, нельзя стерилизовать при 1 атм., так как они карамелизуются, поэтому их подвергают дробной стерилизации текучим паром, или автоклавированнию при 0,5 атм.
Для контроля режима стерилизации применяются биологический и физический методы. Биологичесжй метод основан на том, что одновременно со стерилизуемым материалом помещают споры Bacillus stearothermophilus, которые погибают при 121°С за 15 минут. После проведения стерилизации споры не должны дать рост на питательной среде. Физический метод основан на применении веществ, имеющих определенную точку плавления, например, серу (119°С), бензойную кислоту (120°С). Запаянные трубки, содержащие вещество в смеси с сухим красителем (фуксин) помещают в автоклав вместе со стерилизуемым материалом. Если температура в автоклаве достаточна, вещество расплавится и окрасится в цвет красителя.
Стерилизация текучим паром_проводится в аппарате Коха или в автоклаве при незавинченной крышке и открытом выпускном кране. Воду в аппарате нагревают до 100°С. Образующийся пар проходит через заложенный материал и стерилизует его. Однократная обработка при 100°С не убивает споры. Поэтому применяют дробный метод стерилизации - 3 дня подряд по 30 минут, в промежутках оставляя на сутки при комнатной температуре. Прогревание при 100°С вызывает тепловую активацию спор, вследствие чего они прорастают до следующего дня в вегетативные формы и погибают при втором и третьем прогревании. Вследствие этого стерилизация текучим паром могут подвергаться только питательные среды, т.к. для прорастания спор необходимо наличие питательных веществ.