асептика. Антисептика. Лабораторная работа Физические способы обеспечения асептических условий Задания Составьте глоссарий для следующих терминов
 Скачать 173.37 Kb.
|
Тема: Асептика промышленных биотехнологических процессов. Лабораторная работа № 6. Физические способы обеспечения асептических условий Задания: Составьте глоссарий для следующих терминов: Антисептика – совокупность мер, направленных на уничтожение и подавление роста микроорганизмов, находящихся в контакте с макроорганизмом (человеком). Антисептика осуществляется механическими, физическими, химическими и биологическими способами. Пример: использование галогенов, соли тяжёлых металлов, спирты и антибиотики для борьбы с МО. Асептика – это комплекс мероприятий, направленных на предотвращение попадания посторонних микроорганизмов и механических частиц в среду (объект), чистоту которой требуется сохранить, на всех этапах технологического процесса. Методы создания асептических условий включают дезинфекцию, антисептику и стерилизацию. Пример: использование стерильных приборов, обработка антисептиками. Дезинфекция (деконтаминация) – комплекс мероприятий, предусматривающих обработку загрязненного микроорганизмами объекта с целью их инактивации до такой степени, чтобы они не смогли вызвать инфицирование при использовании обработанного объекта. При дезинфекции погибает большая часть микроорганизмов, однако споровые формы и резистентные вирусы могут остаться жизнеспособными. Пример: использование химических веществ назначенной концентрации: хлорная известь (0,1-10%), хлорамин (0,5-5%), фенол или карболовая кислота (3-5%), лизол (3-5 %) и т.д. (например, обработка предметов: полов, стен и т.д., включение бактерицидной лампы). Деконтаминация – представляет собой собирательное понятие, которое означает очищение поверхности от загрязнителей - контаминантов. Как правило, речь идет об удалении болезнетворных микроорганизмов Пример: стерилизация формальдегидом, хлороформом, текучим и сухим жаром. Стерилизация – обработка объекта с целью полной инактивации в объекте или удаления из него всех жизнеспособных форм микроорганизмов. Пример: простейшим способом стерилизации является обжигание металлических и стеклянных предметов в пламени горелки. Дайте определения и приведите примеры. Ответьте на вопросы: Обоснуйте необходимость обеспечения асептических условий в биотехнологических процессах. Под асептическими условиями культивирования понимается возможность проведения этого процесса без посторонней микрофлоры, а так как биотехнологические процессы в основном проводят в асептических условиях. Особенно важное значение имеет асептика для производств тонкого микробиологического синтеза. Использование асептики в биотехнологии предполагает использование биообъекта (может быть и микробы) и полное исключение попадания других микроорганизмов. Каждый из материальных потоков в биотехнологических процессах - потенциальный источник микробов - контаминантов. Асептика включает в себя: -влажную уборку помещений; -обработку антисептическими веществами, -ультрафиолетовое облучение, -использование стерильных инструментов; - подача стерильного воздуха в ферментаторы и др; Следовательно, комплекс мер, обеспечивающих асептику биотехнологических процессов, включает: механическую, физическую и химическую защиту биообъекта и среды его обитания, а при необходимости - и конечный продукт. Назовите и дайте краткую характеристику методов, основанных на задержке попадания микроорганизмов в рабочее пространство. Основными источниками попадания микроорганизмов в сферу производства являются персонал, сырье, вода, воздух, вспомогательные вещества, упаковочные материалы, производственные помещения, оборудование, питательная среда, посевной материал, пеногаситель. Методы, применяемые для исключения возможности попадания в культуру посторонней микрофлоры, основаны либо на задержке, либо на уничтожении микроорганизмов. К методам, основанным на первом принципе, можно отнести стерилизующую фильтрацию воздуха и жидкостей (растворов питательных веществ), а также герметизацию технологического оборудования и коммуникаций. СТЕРИЛИЗУЮЩАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ Используют для получения стерильных растворов термолабильных веществ: антибиотики, витамины, иммунобиопрепараты и термолабильные компоненты парентерального питания (аминокислоты), термолабильные компоненты питательных сред и добавки для ферментации (40 % раствор глюкозы, раствор аммиака) и др., а также воздуха. Для фильтрации применяют: - глубинные фильтры – это фильтры, в которых задержание частиц происходит по всей глубине механическим путем в местах пересечения волокон или в результате адсорбции. К достоинствам глубинных фильтров относят возможность использования для тонкой очистки и стерильной фильтрации. Среди недостатков известны в большинстве случаев непостоянный размер пор, возможность прохождения частиц через фильтры при изменении режима фильтрования, прорастание колоний микроорганизмов в глубине фильтра при длительной эксплуатации и возможность загрязнения фильтрата частицами фильтра. - мембранные фильтры представляют собой тонкие (100–150 мкм) пластины с постоянным размером пор, они работают по принципу сита (волоконные, порошковые, пленочные и ядерные (трековые)). Достоинства используемых сейчас мембранных фильтров заключаются в том, что они задерживают все частицы крупнее своих пор, не загрязняют фильтрат волокнами, не поглощают фильтруемую жидкость и не требуют промывания и выщелачивания. Любой фильтр, используемый для стерилизующей фильтрации, не должен качественно и количественно изменять конечный продукт. Особенность процесса стерилизующей фильтрации в биотехнологических производствах состоит в том, что здесь требуется полное задержание бактерий, представляющих собой очень мелкие частицы (самые мелкие бактерии имеют размер 0,3 мкм). Это обусловливает необходимость использования многостадийных систем очистки с применением разных типов фильтров на различных стадиях. К методам, основанным на уничтожении микроорганизмов, относятся термическая, химическая и радиационная стерилизации (ионизирующее излучение). Химическую стерилизацию применяют обычно для тех элементов оборудования, которые не выдерживают нагревания до температуры 110-130 °С, необходимой для тепловой стерилизации (некоторые датчики и другие средства КИПиА, фильтры для воздуха и жидкостей). В качестве агентов химической стерилизации используют формальдегид, оксид этилена, Р-пропиолактон и др. Радиационная стерилизация основана на губительном воздействии ионизирующего излучения на клетки микроорганизмов. Она пока не нашла широкого применения в микробиологической промышленности. Воздействие лучистой энергии. К гибели клеток может приводить облучение ультрафиолетовыми, рентгеновскими и γ-лучами. Механизм действия ультрафиолетового излучения состоит в том, что нуклеиновые кислоты поглощают световые волны в диапазоне 240–290 нм. При воздействии излучения происходит разрыв двойных связей между пятым и шестым атомами в молекулах близкорасположенных пиримидиновых оснований, что в конечном итоге приводит к образованию димеров и сбоям в репликации ДНК. Гибель клеток при воздействии ионизирующих видов излучения обусловлена протеканием химических реакций, в которых участвуют продукты радиолиза воды (свободный радикал кислорода, перекись водорода), образовавшиеся в клетке и субстрате. Для лучевой стерилизации применяют ионизирующее излучение γ-лучами и поток ускоренных электронов. Его применяют для стерилизации изделий из полимерных материалов. Обычно клетки грамотрицательных бактерий более чувствительны по сравнению с грамположительными, наименее устойчивы вегетативные клетки. Более резистентны, чем клетки бактерий, мицелиальные и дрожжеподобные грибы, далее – эндоспоры бактерий и вирусы. Опишите способы стерилизации воздуха. Воздух производственных помещений делят на: Атмосферный воздух поступает в непроизводственные помещения предприятия из окружающей среды без предварительной очистки. Вентиляционный воздух (прошедший через специальные системы воздухоподготовки атмосферный воздух) подается для вентиляции производственных помещений. Технологический воздух (очищенный от механических частиц и стерилизованный атмосферный воздух) используется в технологических процессах: для аэрирования при культивировании клеток-продуцентов, для передвижения технологических жидкостей и сыпучих материалов, для сухожаровой стерилизации материалов первичной упаковки. Существует несколько способов очистки и стерилизации воздуха, основанных на двух принципах: умерщвление микроорганизмов и их механическое отделение. Первый принцип лежит в основе методов воздействия высоких температур, ультрафиолетового или ионизирующего излучения, фенол- и ртутьсодержащих агентов, пропускания воздуха через 10%-ный раствор щелочи или 15—20%-ный раствор кислоты в специальных башнях. Наибольшее распространение в ферментной промышленности получила стерилизация воздуха методом фильтрования через волокнистые или зернистые фильтрующие материалы. Выбор и расчет системы очистки воздуха ведутся по максимальной засоренности для данной местности с учетом того, что размеры частиц в воздухе, на которых адсорбируются микроорганизмы, колеблются от 0,5-2,0 мкм по ширине до 2-15 мкм по длине. Воздух подают обычно под давлением 0,2 МПа (2 кгс/см2). Для сжатия воздуха чаще всего используют турбокомпрессоры или поршневые компрессоры. Перед подачей в компрессор воздух очищается от грубых частиц на масляных фильтрах. Фильтры выполняют функцию холодной стерилизации воздуха, отделяя клетки микроорганизмов. Как общие, так и индивидуальные фильтры заполняют гранулированным зернистым и волокнистым фильтровальным материалом, используя гранулированный уголь и стеклянную вату, диаметр которой равен 18 мкм. В последнее время начали использовать специальные бактерицидные волокна. Толщина фильтрующего слоя обычно 0,4-0,75 м. Индивидуальные фильтры часто заполняют стеклянной, хлопчатобумажной ватой или активным углем. Для стерилизации воздуха в микробиологической промышленности используют стеклянную и простую вату, ткань Петриянова, базальтовое волокно или фильтры из активного угля. Иногда для стерилизации воздуха применяют комбинирование термической обработки, фильтрации и ультрафиолетового облучения. Для очистки воздуха от микрофлоры можно использовать аппараты типа скрубберов, в которых сверху разбрызгивается дезинфицирующее вещество -10%-ная гидроокись натрия или 15-20%-ный раствор серной кислоты. В этих аппаратах нельзя применять такие дезинфицирующие вещества, которые, попадая с потоком воздуха в ферментатор, помешали бы процессу биосинтеза. Заполните таблицу: Физические способы стерилизации
4. В этом году методы асептики и антисептики используются не только в промышленности, но и в обычной жизни. В связи с этим особую ценность имеют разработки новых способов и приемов уничтожения или предотвращения контакта с микробами и вирусами. В контексте этой лабораторной привлекательными являются специальные устройства, которые можно применить для обеззараживания различных гаджетов, которые широко используются потребителями: телефонов, планшетов, наушников и т.п. Найдите примеры таких разработок и расскажите о них. Уф санитайзеры Большинство санитайзеров борются с микробами с помощью ультрафиолета. УФ очиститель для телефона включается автоматически или нажатием кнопки, после чего запускается процесс дезинфекции. Маленькая ультрафиолетовая лампа внутри гаджета воздействует на ДНК бактерий и разрушает их. Спустя 5-6 минут лампочка выключается, и телефон можно вынимать. Некоторые модели совмещают УФ-обработку с функцией зарядки телефона. Но важно использовать прибор строго по назначению. У санитайзеров особое излучение (длина волны 253 нм), поэтому его нельзя применять для сушки ногтей или загара. Это вызовет ожог! Озонаторы Как и в настоящих уф санитайзерах, обработка длится около 5 минут, пока горит лампа. Однако очистка производится за счет озона, а не с помощью ультрафиолета. Но есть и свои минусы и почему это плохо? Дело в том, что в большой концентрации озон чрезвычайно ядовит, а в малой - бессилен против бактерий и вирусов. Токсичный газ вреден для глаз, кожи и органов дыхания. Администрация по контролю за продуктами и лекарствами требует, чтобы выход озона для внутренних медицинских устройств составлял не более 0,05 ppm. Неизвестно, каждый ли производитель выдерживает это требование. Примеры устройств: Портативный закрытый стерилизатор Закрытый УФ-санитайзер Процесс дезинфекции длится 6 минут, что кажется более надежным, чем 2-3 секундная обработка у других моделей. Впрочем, и здесь есть нюансы. Некоторые пользователи пишут, что свет УФ-лампы не попадает на всю площадь телефона. Излучатели установлены только с двух сторон прямоугольного отсека, поэтому свет достигает лишь верха и низа вашего айфона. Зато внутри коробочки, кроме УФ-лампы, есть диффузор для ароматического масла. Это делает санитайзер каким-то более праздничным, чем другие модели.  Стоимость закрытого стерилизатора $33. 2. Озоновый Стерилизатор для телефона | LEDMEI Данный телефонный санитайзер является не ультрафиолетовым излучателем, а генератором озона. Конструкция гаджета может ввести в заблуждение, ведь прибор работает ровно так, как любой уф санитайзер: для запуска нужно подключить аппарат к сети и нажать на кнопку. Через 6 минут лампа автоматически выключится - это значит, что дезинфекция окончена.  .В описании товара производитель заявляет, что прибор уничтожает 99% бактерий, но не раскрывает, как именно происходит очистка. Выяснять это приходится специально. Цена озонового стерилизатора $23. Рассмотренные выше устройства не способны очистить на все 100% наши гаджеты, поэтому самый дешевый способ очистить телефон, это лучше протереть его спиртовой салфеткой, а не покупать озонатор или уф-санитайзеры. Кварцевание (так называют процесс обработки УФ‑излучением) не гарантирует, что будут уничтожены абсолютно все болезнетворные микроорганизмы. Оно лишь снижает их концентрацию в воздухе и на поверхностях. | |||||||||||||||||||||