Khử trùng là gì? Những công nghệ diệt khuẩn hiệu quả cao
Nguồn: www.mesidas.com.
Khử trùng là gì? Tiệt trùng là gì? và nó khác gì khử khuẩn, tiệt khuẩn, diệt trùng, diệt khuẩn. Và có những công nghệ khử trùng hiệu quả nào? Trong bài chia sẻ dưới đây, chúng tôi sẽ cố gắng giúp bạn hiểu rõ được những khái niệm trên. Hãy cùng tìm hiểu nha!
Khử trùng là gì?
Đầu tiên chúng ta nên hiểu "trùng" với "khuẩn" là giống nhau. Thuật ngữ khử trùng (disinfection) thường dùng cho các tác nhân vật lý, và thường sử dụng những đặc tính hóa học có khả năng giết chết vi sinh vật sống; các tác nhân gây truyền nhiễm như nấm, vi khuẩn, virus, các dạng bào tử,... trên các đồ dùng, dụng cụ thí nghiệm, phòng thí nghiệm, phòng bệnh ... Tác nhân vật lý như tia cực tím được dùng để khử trùng phòng mổ, phòng nuôi cấy vi khuẩn, phòng vô trùng, phòng thí nghiệm... Nhiều hóa chất đặc biệt được dùng cho mục đích khử trùng phòng làm việc, phòng thí nghiệm, khử trùng các đồ dùng, dụng cụ thí nghiệm như xà phòng, phenol , các hợp chất halogen, các muối kim loại, cồn... Thuật ngữ sát khuẩn (antiseptic) được sử dụng cho các hóa chất dùng để giết chết vi sinh vật trên bề mặt của cơ thể con người hoặc động vật mà không làm tổn thương tổ chức của cơ thể. Các hóa chất này ít độc với cơ thể và thường ở nồng độ thấp. Như vậy một hóa chất có thể sử dụng làm dung dịch khử khuẩn hoặc sử dụng để sát khuẩn phụ thuộc vào mục đích sử dụng và nồng độ chất sử dụng ví dụ phenol khi ở nồng độ 2 - 5% được dùng như chất khử trùng, còn khi ở nồng độ thấp hơn 100 đến 1000 lần được dùng làm chất sát khuẩn.
Tiệt trùng là gì?
Tiệt trùng hay tiệt khuẩn (sterilization) là sự lọai bỏ tất cả vi sinh vật sống (gồm thể dinh dưỡng và nha bào của chúng) bằng nhiệt độ, bằng tia bức xạ, bằng các hóa chất hoặc bằng các biện pháp cơ học. Tiệt trùng là công việc cần thiết trong y học nhằm giết chết các vi sinh vật sinh bệnh khỏi dụng cụ y tế, sinh vật phẩm, dược phẩm... Trong phòng thí nghiệm vi sinh vật, tiệt trùng là biện pháp không thể thiếu được cho việc phân lập, nuôi cấy và lưu giữ các vi khuẩn thuần khiết. Người ta dùng nhiều phương pháp tiệt trùng khác nhau trong phòng thí nghiệm vi sinh học. Các phương pháp tiệt trùng dùng nhiệt như đốt nóng trên ngọn lửa ,dùng thiết bị sấy khô 160 - 170 độ C, dùng nhiệt ẩm trong nồi áp suất, hoặc chưng cách thủy ngắt quãng kiểu Tyndal. Tiệt trùng bằng các tia bức xạ: các tia bức xạ cực tím, tia gamma, tia beta có tác dụng giết chết vi sinh vật, được dùng để tiệt trùng dụng cụ, chế phẩm sinh học... Tiệt trùng bằng cơ học dùng các máy lọc, vi khuẩn sẽ bị giữ lại phía trên máy lọc. Phương pháp này dùng để tiệt trùng các môi trường nuôi cấy vi khuẩn.
Những thiết bị vô trùng bắt đầu xuất hiện
Trong không khí có nhiều vi sinh vật và các bào tử của chúng, đây là nguồn nhiễm khi nuôi cấy vi sinh vật, tế bào động, thực vật. Muốn cấy ít nhiễm khuẩn, công việc được tiến hành trong các phòng đặc biệt gọi là phòng vô trùng hay phòng cấy và tủ cấy vô trùng. Một vật được coi là vô trùng khi không còn mang bất kì một sinh vật nào. Có nhiều phương pháp hay công nghệ khử trùng đem lại hiệu quả cao, tuy nhiên thường dùng là nhiệt độ cao,lọc, bức xạ và hoá học. Nguyên tắc chung là làm thế nào để khi nuôi cấy thì bầu không khí trong sạch, ít có vi sinh vật trong không khí. Ngày nay có máy lọc không khí khỏi các vi sinh vật và bào tử nên có thể tiến hành thao tác cấy trong tủ trước luồng không khí vô trùng. Những thí nghiệm cần điều kiện vô trùng tuyệt đối thì phòng được thổi không khí vô trùng tạo áp xuất cao bên trong phòng để khí từ ngoài không xâm nhập vào, trước khi vào phòng môi người phải qua phòng riêng tắm và mặc quần áo phủ kín toàn thân.
Các phương pháp, công nghệ khử trùng hiệu quả
1. Công nghệ khử trùng bằng bức xạ
Có thể nói đây là một công nghệ khử trùng đem lại hiệu quả toàn diện nhất ở phạm vi không gian nhỏ và vừa. Sử dụng tia tử ngoại (UV - tia cực tím), tia X và các tia phóng xạ ion hoá như tia alpha, beta, gamma,… đều có khả năng tiệt trùng. Tia tử ngoại thường dùng nhất trong diệt trùng không khí ở các bệnh viện hoặc các phòng cấy vi sinh vật. Tia tử ngoại chủ yếu chỉ diệt trùng bề mặt, không thấm sâu vào phẩm vật.
2. Xử lý bằng nhiệt độ cao
Xử lý bằng nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tối đa của vi sinh vật làm biến tính các phân tử (cấu trúc, chức năng) của tế bào vi sinh vật. Ngoài ra vẫn có thể xử lý bằng nhiệt độ thấp để làm giảm tốc độ sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Lựa chọn nhiệt độ và thời gian xử lý phù hợp tuỳ thuộc vào các yếu tố:
Tùy từng thiết bị, hệ thống đáp ứng mức nhiệt cho phép.
Xử lý bằng nhiệt ẩm có khả năng xuyên thấm và làm giảm nhanh số lượng vi sinh vật hơn nhiệt khô.
Tiệt trùng bằng nhiệt độ cao nhằm mục đích tiêu diệt vi sinh vật ở nhiệt độ cao: hấp khử trùng/ hấp tiệt trùng bằng autoclave, đun sôi, khí nóng…
Thời gian xử lý phụ thuộc vào số lượng vi sinh vật, loài vi sinh vật, đặc tính ban đầu của mẫu vật (hoá chất, môi trường…) khi xử lý pH, nhiệt độ,…
Nếu mật độ vi sinh vật cao: xử lý ở nhiệt độ thấp sẽ cần thời gian dài hơn so với nhiệt độ cao.
2.1. Đốt cháy
Dùng lửa đèn cồn hoặc gas đốt cháy các dụng cụ kim loại như que cấy, kẹp, kéo dao.
Tác dụng: đốt tế bào và phá huỷ tế bào vi sinh vật.
Nhiệt khô: dùng để diệt trùng các dụng cụ kim loại hay thuỷ tinh trong lò Pasteur (180 °C trong 30 phút hay 160 °C trong 2 giời).
2.2. Đun sôi:
Trung bình được xử lý ở nhiệt độ đun sôi 100 °C trong thời gian 30 phút.
Tác dụng: giết chết đa số tế bào vi sinh vật, ngoại trừ một số loài vi sinh vật có bào tử.
Nếu cần phải diệt bào tử thì cần thực hiện đun sôi với thời gian kéo dài hoặc xử lý bằng cách đun sôi gián đoạn (shock nhiệt).
2.3. Hơi nước bão hoà dưới áp suất cao
Sẽ giữ cho nhiệt độ cao hơn 100 °C và ở mức áp suất thường (1 Atm), áp suất hơi nước tương ứng với khoảng 121 °C. Dụng cụ để khử trùng thông dụng là nồi hấp áp suất (Autoclave).
Tác dụng: Có thể tiêu diệt các nội bào tử kháng nhiệt
Autoclave là thiết bị xử lý nhiệt - hấp tiệt trùng: tiêu diệt vi sinh vật bằng áp suất hơi nước đun sôi.
Nguyên lý hoạt động chung: áp suất hơi nước ở mức 1.1 kg/cm2 thì nhiệt độ được tạo ra trong nồi hấp là 121 °C, thời gian hấp thích hợp nhất là khoảng 10-15 phút, hoặc 25 phút tuỳ mẫu vật, môi trường. Chú ý là nhiệt độ 121 °C dùng để tiêu diệt vi sinh vật, chứ không phải dựa vào áp suất hơi nước. Trong thời gian tiệt trùng phụ thuộc thể tích dịch lỏng cần xử lý. Thời gian chỉ được tính khi nhiệt độ bắt đầu ở 121 °C.
3. Phương pháp tiệt trùng Pasteur
Là phương pháp kiểm soát vi sinh vật bằng nhiệt độ "ôn hoà, nhẹ"; không giết tất cả tế bào vi sinh vật; làm chậm sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật có trong mẫu.
Nhằm mục đích: giảm số lượng vi sinh vật trong các loại thực phẩm như sữa hoặc các loại chất lỏng nhạy với nhiệt.
Louis Pasteur là người đầu tiên sử dụng nhiệt để kiểm soát vi sinh vật gây hỏng rượu. Đo đó phương pháp này được lấy theo tên của nhà khoa học này.
Hiệu quả cao khi sử dụng để thanh trùng sữa, thực phẩm, nước trái cây… chủ yếu để giết vi khuẩn gây bệnh: Vi khuẩn lao Tuberculosis, Brucellosis, sốt Q, sốt thương hàn,…
Phương pháp thanh trùng sữa thường được thực hiện ở khoảng 71 °C trong 15 giây: flash pasteurization.
Phương pháp này có thể thực hiện ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn, nhằm tiêu diệt vi sinh vật đạt hiệu quả cao.
Nếu ứng dụng cho các thể tích lớn thì khoảng 63-66 °C 30 phút: bulk pasteurization, tuy nhiên không hiệu quả vì sữa nóng lên và làm nguội chậm và cần phải duy trì ở nhiệt độ cao trong thời gian dài.
4. Sử dụng phương pháp lọc
Dùng cho vật lỏng, trong và có độ nhạy tương đối yếu nhưng không chịu được nhiệt độ cao trên 60 °C. Vật đem lọc qua một màng lọc xốp có những lỗ với đường kính nhỏ hơn đường kính của tế bào vi sinh vật nhỏ nhất. Vi trùng sẽ bị giữ lại trên màng lọc còn dung dịch đi qua sẽ vô trùng. Màng xốp có thể bằng sứ, amiante, cellulose…Trong các phòng vô trùng hiện đại thường dùng màng bông thuỷ tinh lọc khí để hạn chế nhiễm trùng.
5. Sử dụng các phương pháp hoá học
Nhiều hoá chất có khả năng diệt trùng: rượu cồn(trên 70 °C) thường được dùng để sát trùng ngoài da. Oxyde ethylene thường dùng để khử trùng các dụng cụ làm bằng plastic.
5.1. Sử dụng Sterilant – sterilizer – Sporicide
Là các hoá chất phá huỷ tát cả các cấu trúc sống của vi sinh vật: tế bào, nội bào tử.
Sử dụng ở trong những trường hợp không sử dụng được bằng phương pháp xử lý nhiệt hoặc tia phóng xạ hoặc phương pháp tiệt trùng để loại bỏ sự nhiễm khuẩn.
Sử dụng phổ biến tại bệnh viện, phòng thí nghiệm, khu vực tiệt trùng lạnh…
Các hoá chất thường sử dụng: Ethylen oxide,fomaldehyde…
5.2. Sử dụng chất sát trùng
Là sử dụng chất hoá học để giết tế bào vi sinh vật nhưng không tác dụng đến bào tử, an toàn cho các mô sinh vật sống với một liều lượng nhất định.
Có thể sử dụng cho khu nhà bơi, nhà cửa, xử lý nước tinh khiết,..
Hóa chất hay sử dụng như chlorine, dung dịch kiềm,…
Ngoài ra, có nhiều chất hoá học khác cũng là những chất sát trùng có thể dùng khử trong phòng cấy, cần lưu ý một số chất sát trùng có tác hại đối với con người.
Có nhiều công nghệ khử trùng đem lại hiệu quả khác nhau. Tuỳ đối tượng, tuỳ tính chất công việc mà sử dụng phương pháp này hay phương pháp khác. Và cuối cùng dựa trên nhu cầu mình cần để lựa chọn được công nghệ khử trùng thích hợp.