Лекция 9. Стерилизация и дезинфекция

Вопросы:

• 1. Виды стерилизации и ее применение.
• 2. Методы дезинфекции.
• 3. Классификация дезинфицирующих средств.
• 4. Методы обеззараживания воды.
• 1. Стерилизация. Стерилизация является одним из важнейших и необходимых приемов в микробиологической практике. Слово «стерилизация» в переводе с латинского означает обеспложивание. В практической работе под стерилизацией понимают методы, применяемые для уничтожения всех форм жизни, как на поверхности, так и внутри стерилизуемых объектов, микробиологи стерилизуют питательные среды, посуду, различные инструменты и другие необходимые предметы с целью не допустить развития посторонних микроорганизмов в исследуемых культурах. Термин «стерильность» имеет абсолютное значение.

Различают термическую и холодную стерилизацию. В микробиологии находят применение следующие способы термической стерилизации: прокаливание в пламени и обжигание, сухожаровая стерилизация (горячим воздухом), стерилизация насыщенным паром под давлением (автоклавирование), дробная стерилизация (тиндализация), кипячение, из методов холодной стерилизации микробиологи используют стерилизацию фильтрованием, ультрафиолетовыми лучами и газообразными средствами. Возможность и целесообразность применения того или иного способа определяются в первую очередь физико — химическими свойствами материала, подлежащего стерилизации, а иногда и целью исследования.

СТЕРИЛИЗАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД:

· Стерилизация насыщенным паром под давлением (автоклавирование) Это наиболее надежный и чаще всего применяемый способ стерилизации питательных сред. Он основан на нагревании материала насыщенным водяным паром при давлении выше атмосферного. Известно, что температура пара возрастает при повышении его давления.

Совместное действие высокой температуры и пара обеспечивает особую эффективность данного способа. При этом погибают и вегетативные клетки, и споры микроорганизмов. Установлено, что споры большинства микроорганизмов не выдерживают и 5-минутную экспозицию в насыщенном паре при 121°. Лишь споры некоторых почвенных микробов погибают при 1 атм только через 20 мин. Стерилизацию паром под давлением осуществляют в специальных герметически закрывающихся толстостенных аппаратах — автоклавах.

· Дробная стерилизация (тиндализация) Дробная стерилизация применяется для обеззараживания сред, разрушающихся под действием температур выше 100 °C. Этот прием был введен английским ученым Тиндалем. Принцип тиндализации заключается в том, что прогревают среду или ее компоненты без избыточного давления несколько раз, и в период между прогреваниями дают прорасти жизнеспособным спорам. Предполагается, что развивающиеся из спор клетки погибают при последующем прогревании, не успев образовать новые споры. Прогревание можно осуществлять в парах кипящей воды, т. е. при 100 °C или, как говорят, текучим паром. Обработку текучим паром проводят 3−4 раза по 20−40 мин в aвтоклаве с незакрытой крышкой, в кипятильнике Коха или на водяной бане с хорошо пригнанной крышкой. Время прогревания отмечается с момента энергичного выделения пара.

· Стерилизация фильтрованием Стерилизация фильтрованием широко используется в микробиологической практике. Она применяется для субстратов, не выдерживающих нагревания, например, для жидких сред и растворов, содержащих термолабильные белки, витамины, сахара, некоторые антибиотики, а также для сывороток, летучих веществ, например некоторых углеводородов и других. Этим способом освобождают культуральную жидкость от клеток микроорганизмов, когда необходимо сохранить содержащиеся в ней продукты обмена в неизменном виде.

2. Дезинфекция — средство уничтожения и подавления жизнедеятельности вредных и посторонних микроорганизмов, попадающих в сырье, воду, полуфабрикаты и на оборудование предприятий. Дезинфекцию применяют для уничтожения вегетативных клеток микроорганизмов, для уничтожения же всех спор обычно применяют стерилизацию.

Химические вещества, вызывающие прекращение размножение и гибель микроорганизмов, называются антисептиками. Различают антисептики и дезинфекторы, ими могут быть часто одни и те же вещества, применяемые в разных концентрациях.

Различия антисептиков и дезинфекторов.

Методы дезинфекции.

По виду действия агента методы делят на физические, химические и биологические.

Физические методы: нагревание (пропаривание, кипячение), обеспложивающая фильтрация, действие ультразвука и изотопов.

Химические методы заключаются в применении антисептиков и дезинфекторов.

Общие правила применения дезинфицирующих средств:

• 1) Перед использованием дезинфицирующих средств следует тщательно очистить оборудование и следить, чтобы на нем не осталось следов производственных жидкостей и культур микроорганизмов.
• 2) После дезинфекции обработанное оборудование тщательно промыть водой или пропаривать до полного удаления дезинфектантов.
• 3) Необходимо применять свежие дезинфицирующие растворы.
• 4) В зависимости от объекта, подлежащего дезинфекции, применяют то или иное дезинфицирующее средство.

Учитывая большую скорость размножения микроорганизмов и трудность их уничтожения при значительном обсеменении оборудование после окончания работы необходимо всегда тщательно промывать. Вначале его промывают теплой водой, но не горячей во избежание свертывания белков, которые затем плохо удаляются. Затем емкости оборудования очищаются механически, обрабатываются горячей водой и дезинфицирующим раствором и снова горячей водой.

Требования к дезинфицирующим средствам:

• 1) Энергичное действие при минимальных концентрациях;
• 2) Растворение в воде;
• 3) Эффективность действия при небольшой экспозиции;
• 4) Отсутствие запаха и вкуса;
• 5) Отсутствие токсичного действия на организм человека;
• 6) Отсутствие коррозирующего действия на материал оборудования;
• 3. Дезинфицирующие средства относят к различным классам соединений, их делят на:
• 1) Растворы кислот, солей и щелочей. Наиболее часто применяют 0,1% раствор каустической соды (NaOH), 1% раствор кальцинированной соды (Na₂CO₃) и известковое молоко (Ca).
• 2) Галогены и их производные. Из них широко применяют хлор в виде газа, гипохлориты, хлорную известь, хлорамин.
• 3) Соли тяжелых металлов. Применяют соли ртути, серебра, меди в виде органических и неорганических соединений. Эти вещества главным образом оказывают коагулирующее действие на белки микроорганизмов.
• 4) Фенол и его производные оказывают коагулирующее и частично растворяющее действие
• 5) Четвертичные аммонийные соли — соединения, вызывающие растворение бактериальных клеток (катапин).
• 6) Газообразные вещества (сернистый ангидрид, окись этилена).

Биологические методы основаны на использовании антибиотиков: продуценты актиномицеты, плесневые грибы и бактерии.

Способы определения антибиотической активности. В чашку Петри с анализируемой средой производят посев чертой продуцента антибиотика. Перпендикулярно к этому посеву высевают тест-культуры определенной группы микроорганизмов (грам-положительные, грам-отрицательные, плесени, дрожжей). Эти посевы культивируют и смотрят степень роста тест-культур и их реакцию на выделение антибиотиков.

4. Методы обеззараживания воды. Методы обеззараживания подразделяются на физические и химические. Наиболее применимы химические методы, они заключаются в обработке воды химическим веществом, обладающим бактерицидным действием. Это вещество должно быть нетоксично и в концентрации, применяемой для обеззараживания воды, не оказывать вредного действия на организм человека.

Наиболее широко распространено хлорирование — полное обеззараживание воды. Существует прямой и непрямой способ хлорирования. При непрямом способе хлор подают в воду, раствор, содержащий 3 — 5% летучего хлора, служит дезинфицирующим агентом для очистки остальной воды. При прямом способе хлорирования дозу очищенного газообразного хлора вводят непосредственно в воду через мелкопористый фильтр. Дозировка хлора зависит от реакции среды, жесткости и содержания органических веществ в воде.

Основными недостатками хлорирования являются:

• 1) необходимый контроль за дозировкой хлора;
• 2) если в воде содержатся органические соединения, то хлор образует с ними вещества, которые придают воде стойкий привкус;
• 3) контакт хлора с водой должен быть не менее 30 минут, поэтому необходимы специальные промежуточные резервуары для хлорирования;
• 4) обеззараживающее действие хлора не уничтожает споры;

Катадионовый метод: серебро растворяют на электродах при помощи постоянного тока. Бактерицидными являются растворы с содержанием серебра 10 — 15 мкг в 1 л воды.

Озонирование: в присутствии 5 — 5,5 мл озона в 1 л воды погибают многие микроорганизмы, для уничтожения спор плесневых грибов требуется концентрация 8,5 мл/л озона.