Sterilizace (mikrobiologie)

Z Multimediaexpo.cz

Sterilizace je soubor činností směrujících k odstranění nebo usmrcení buněk v daném prostředí. Metody používané pro sterilizaci mají dlouhou historii[1]. Louis Pasteur poprvé použil tepla pro uchování vína (1864) a již předtím bez plného chápání procesu bylo tepla používáno v konzervačním průmyslu (cca 1700). Další sterilizační techniky jako filtrace byly užity v 19. století.

Obsah

Rozdělení

Autokláv s horním plněním

Buňky se usmrcují buďto suchým teplem (vzduchem), nebo vlhkým teplem za použití Kochova hrnce či autoklávu. Zvláštním případem použití vlhkého tepla je frakcionovaná sterilace. Usmrcování buněk mikroorganizmů může též probíhat při použítí záření (např. UV, ionizující) či mikrobicidními plyny. Jiné rozdělení spočívá v fyzikálních (horký vzduch, přehřátá pára, ionizační záření) a chemických metodách (chemické roztoky, mikrobicidní plyny). Speciálním druhem sterilace je kontinuální sterilace, která probíhá nepřetržitě. Var není plně účinná metoda sterilizace.

Sterilizace vlhkým vzduchem

Sterilizace vlhkým vzduchem je nejčastějším a nejspolehlivějším typem sterilace nástrojů a laboratorních materiálů. V průběhu této sterilizace dochází ke karamelizaci cukrů, denaturaci bílkovin (při vyšším obsahu bílkovin v materiálu je nutno sterilizaci prodloužit), inaktivaci vitamínů, Mailardově reakci sacharidů s aminokyselinami, polymeraci a hydrolytickému poškození sloučenin. Provádí se buďto za použití Kochova hrnce (vodní pára do 100 °C) nebo autoklávu (vodní pára o teplotě 121 °C při tlaku 101,5 kPa a době okolo 23 min.). Zvláštním případem sterilizace vlhkým teplem je pak použití frakcionované sterilace.

Sterilizace suchým vzduchem

Jedná se o méně častý sterilizační postup, který je také méně účinný. Využívá se nejčastěji ke sterilaci skleněných a kovových předmětů, v plameni o 160 °C a výše. Teplota musí působit delší čas.

Sterilizace UV zářením

Používá se často v laboratořích a zdravotnických zařízeních k likvidaci buněk na objektech a nástrojích používaných k úkonům vyžadujícím aseptickém prostředí.

Sterilizace mikrobicidními plyny

Tento typ usmrcování buňěk se používá k ošetření povrchů v laboratořích. Jeho velkou nevýhodou je však možná reakce plynu s komponenty, nespolehlivé působení a nebezpečí výbuchu.

Sterilizace filtrací

Při sterilizaci tekutých materiálů (např. vakcíny, séra) v biotechnologických laboratořích a ve zdravotnictví se používá filtrace přes speciální filtr (např. nitrocelulózový) o velikosti pórů 0,1-0,2 μm.

Faktory ovlivňující průběh sterilace

Samotný proces sterilace je ovlivňován řadou činitelů. Sterilace v otevřeném prostředí je ovlivňována chemickými a fyzikálními vlastnostmi. Velkou roli hraje teplota. V případě sterilizace chemických sloučenin hraje roli pH a obsah bílkovin. Dalším významným faktorem je též počáteční kontaminace, tedy počáteční množství buněk.

Měření účinnosti sterilizace

K určení účinnosti sterilizace se používá řada matematických výpočtů. Jedním z nich je výpočet cílové kontaminace, kdy cílová kontaminace je rovna počtu kontaminačních řádů (rozdíl počáteční a koncové kontaminace, měřený v řádech) kráte čas potřebný na snížení o jeden řád; při určité teplotě. Indikátorem sterilace je pak mikrob Bacillus stearothermophylus, který vydrží 121 °C 8 -12 s. Jeho čas pro snížení úrovně kontaminace o jeden řád je pak 1,5 - 4 sekundy.

Kosmický výzkum

Cca 15 procent nákladů při přípravě kosmických sond stojí sterilizace[2]. Sondy jsou připravovány ve filtrovaném, extrémně čistém prostředí. Dekontaminaci sondy od pozemského života nelze provést z principiálních důvodů absolutně, ale lze minimalizovat pravděpodobnost biologické kontaminace cílové planety: při pravděpodobnosti 1:1000 (10-3) se předpokládá, že jen v jednom případě z tisíce by mohlo k lokální kontaminaci dojít. Horká pára při teplotě 120 až 135 °C působící desítky minut běžné užívaná v chirurgii nebo mikrobiologii (autokláv) způsobuje korozi a nedostane se pod povrch. Pro kosmické účely je zapotřebí hloubková sterilizace všech jednotlivých prvků, optimálně i kompletní sondy. Použitelné je „vypékání“ při teplotách nad 110 °C za extrémně malé vlhkosti po dobu mnoha desítek hodin, což je však na hranici maximální zátěže elektroniky. Další variantou je záření gama paprsky při dávkách kolem 2,5 Mrad (vysoce nad letálním účinkem), problém je ovšem opět trvanlivost elektroniky a optiky. V současnosti je běžná kombinace různých metod povrchové i hloubkové sterilizace v maximálně čistém až aseptickém prostředí.

Reference

  1. ↑ Basic Cell Culture, Second Edition Edited by J. M. Davis, Oxford university press, ISBN 0-19-963853-5
  2. ↑ Grün: Těžký úkol sterilizace planetárních kosmických sond

Související články

Externí odkazy

Citováno z „http://ww.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Sterilizace_(mikrobiologie)“