Edytujesz Kontaminacja hodowli w inkubatorach CO2 IN

Kontaminacja / zakażenia hodowli w inkubatorach CO2, sposoby zapobiegania i dekontaminacji

Jednym z największych problemów podczas trwania hodowli komórkowych w inkubatorach z atmosferą CO2 jest zakażenie hodowli obcymi czynnikami powodującymi, że nasza praca jest do wyrzucenia.

Najczęstszą przyczyną skażeń wewnątrz laboratoryjnych jest czynnik ludzki.

W dzisiejszych czasach hodowle komórkowe w inkubatorach CO2 odgrywają wielką rolę. Kontaminacja w inkubatorze CO2 powoduje, że cała praca w laboratorium jest zatrzymana. Jeśli pojawi się zakażenie należy podjąć wszystkie niezbędne kroki w celu przywrócenia czystości hodowanego materiału.


Kwestia kontaminacji hodowli w inkubatorach CO2 jest od dekad zagadnieniem, nad którym pracują producenci sprzętu laboratoryjnego. Główną trudnością w rozwiązaniu tego problemu jest fakt, że inkubator CO2 jest idealnym urządzeniem do rozwoju linii komórkowych, które zamierzamy hodować, ale jest jednocześnie tak samo dobrym środowiskiem do rozwoju tych niechcianych czynników jak bakterie, pleśń, drożdże, zarodniki, grzyby.
Dlatego inkubator CO2 musi być nie tylko idealnym środowiskiem do wzrostu komórek, ale również musi skutecznie minimalizować lub eliminować zanieczyszczenia, które mogą zagrozić i zniszczyć nasze hodowle.


Różne rodzaje sposoby(ów) na pozbycie się problemu kontaminacji.


'''Czyszczenie środkami dezynfekującymi'''

Rutynowe czyszczenie komory inkubatora środkami dezynfekującymi jak np. roztwory na bazie alkoholi lub detergenty jest podstawą dobrej praktyki laboratoryjnej. Już takie działanie może zapobiec skażeniom hodowanego materiału, stracie czasu i pieniędzy w wyniku unieruchomienia laboratorium. Rodzaj środka dezynfekującego musi być dobrany zgodnie z wytycznymi producenta urządzenia. 

'''Promieniowanie UV'''

Światło UV jest używane od wielu lat do niszczenia żywych organizmów. Promieniowanie o długości fali 253-254nm jest najbardziej efektywne przeciwko mikrobom.

Najlepszym przykładem, który zna większość osób pracujących w laboratoriach jest lampa UV umieszczona wewnątrz komory laminarnej. Rutynową praktyką jest zostawianie włączonej lampy UV na dłuższy czas (nawet całą noc) w celu osiągnięcia efektu sterylizacji. Jednak zastosowanie jedynie lampy UV daje nam poczucie fałszywego bezpieczeństwa przed zakażeniami. Jeśli nie są stosowane inne procedury – np. czyszczenie powierzchni środkami odkażającymi efekt działania UV może być nikły, a zakażenia będą się pojawiać.


Taki sam efekt występuje w inkubatorach CO2. Zastosowanie jedynie lampy UV nie rozwiązuje problemu zanieczyszczenia. Dlaczego tak się dzieje ? 
Ekspozycja na promieniowanie UV, która zabije mikroorganizmy jest zależna od czasu ekspozycji oraz intensywności promieniowania UV. UV nie zabija natychmiast ! Nawet stosując duże dawki promieniowania do zabicia mikroorganizmów niezbędny jest czas. Minimalnym czasem ekspozycji jest 5-10 minut ciągłego naświetlania z intensywnością 40 mikrowatów na cm2. Obecnie produkowane inkubatory CO2 z opcją dekontaminacji światłem UV posiadają relatywnie słabe źródła UV, które zapewniają maksymalnie 30mikrowatów na cm2. Jest to wartość zwyczajnie niewystarczająca, aby zabić wszystkie mikroorganizmy.

Większe mikroorganizmy takie jak pleśń, zarodniki i organizmy o większych rozmiarach pozostają nietknięte podczas zbyt krótkiego procesu naświetlania. Co więcej organizmy te dostają się do wnętrza inkubatora przy każdym otwarciu drzwi co tylko zwiększa problem zakażeń.
Wydajność sterylizacji lampą UV jest również zależna od wielu czynników takich jak temperatura, szybkość przepływu powietrza, kurz pokrywający lampę, czas naświetlania. Mikroorganizmy które dostaną się do inkubatora razem z dużymi cząsteczkami np. kurzem mają duże szanse, aby uniknąć bezpośredniego naświetlenia promieniowaniem UV.


'''Powierzchnia komory inkubatora z miedzi lub stali nierdzewnej domieszkowanej miedzią.'''


Miedź jest znanym od wieków metalem o właściwościach antybakteryjnych. Do zabójczego działania miedzi niezbędna jest jednak obecność wody. Właściwości antygrzybiczne i antybakteryjne ujawniają się za pomocą wyrzutu jonów miedzi do środowiska wodnego. Poprzez aplikację wody na powierzchnię miedzi do wody wydostają się jony miedzi w ilości 1 ppm. Jony miedzi są toksyczne. 1 ppm jonów miedzi jest wystarczający do zabicia wielu mikrobów, ale niestety nie wszystkich. Niektóre z mikroorganizmów potrzebują stężenia jonów miedzi na poziomie 3 do 5 ppm, aby je zabić. W związku z faktem, że do prawidłowego działania antybakteryjnego i antygrzybicznego niezbędna jest woda miedź nie jest zbyt dobrą ochroną przez kontaminacją. 

Kilku producentów inkubatorów produkuje komory hodowlane ze stali nierdzewnej z domieszką miedzi. W tych rozwiązaniach do poprawnego działania antybakteryjnego niezbędna jest kondensacja wody na powierzchniach wewnętrznych komory. Z drugiej strony w celu zapewnienia ochrony przed kontaminacją producenci dążą do ograniczenia kondensacji na ściankach komory. Obydwa elementy kłócą się więc ze sobą. W związku z tym miedź wewnątrz komory hodowlanej pełni niewielką rolę ochrony przed kontaminacją.

Oczywiście rozwiązanie to może być stosowane wraz z innymi w celu dodatkowej ochrony.


'''Dekontaminacja gorącym powietrzem'''

Dekontaminacja gorącym powietrzem jest najbardziej rozpowszechnionym sposobem walki z kontaminacją w inkubatorach CO2. Ta technologia została zaczerpnięta z urządzeń zwanych sterylizatorami lub autoklawami. Zostało również udowodnione, że jest to bardzo efektywna metoda pozbywania się prawie wszystkich form mikroorganizmów z powierzchni i elementów komory hodowlanej. 


Istnieją dwa sposoby przeprowadzania dekontaminacji gorącym powietrzem. Pierwszy z nich to sterylizacja wilgotna przy temperaturze ok. 90°C z wykorzystaniem gorącej pary. Drugi sposób to sterylizacja sucha przy temperaturze powyżej 120°C. Obydwie metody dają podobne rezultaty, jednak ciągle odbywają się dyskusje, który z trybów jest lepszy do unieszkodliwiania konkretnych typów mikroorganizmów.

Wadą dekontaminacji gorącym powietrzem jest fakt, że może on być przeprowadzony wyłącznie wtedy, kiedy w inkubatorze nie jest prowadzona hodowla. Tak szybko jak tylko otworzymy drzwi komory hodowlanej zanieczyszczenia ponownie pojawiają się wewnątrz. Tego typu dekontaminacja stosowana jest więc tylko w przerwach pomiędzy kolejnymi hodowlami i jest to ułatwienie w pozbyciu się zanieczyszczeń pozostałych po poprzednich procesach hodowlanych.


'''Ciągła filtracja HEPA'''

Kilku producentów inkubatorów CO2 stosuje w swoich produktach system filtracji za pomocą filtrów HEPA w obiegu zamkniętym. System ten zapewnia ciągły wewnętrzny obieg powietrza realizowany poprzez wbudowany filtr HEPA. Jest to ten sam rodzaj filtrów jaki stosowany jest w przypadku komór laminarnych do pracy sterylnej. Dzięki zastosowaniu filtrów HEPA system wyłapuje wszystkie zanieczyszczenia, które dostaną się do komory hodowlanej w trakcie hodowli. W zależności od prędkości powietrza wewnątrz komory hodowlanej sterylność atmosfery możemy osiągnąć już po 5 minutach od zamknięcia drzwi wewnętrznych. Oznacza to, że od zamknięcia drzwi w komorze cała zawartość atmosfery została przefiltrowana przez wbudowany filtr HEPA i osiągnęła klasę czystości taką jak w komorze laminarnej.

Bardzo częstym błędem użytkowników jest mylenie zamkniętego systemu obiegu powietrza z filtrem HEPA ze sformułowaniem „filtry HEPA na doprowadzeniach gazów”. Każdy inkubator CO2 powinien być zasilany oczyszczonymi gazami lub oczyszczonym powietrzem, co osiągamy przez zamontowanie na doprowadzeniach gazów małych kapsułkowych filtrów HEPA. Filtry HEPA na doprowadzeniach gazów nie są jednak tożsame z wbudowaną filtracją HEPA w komorze hodowlanej i nie zapewniają utrzymania sterylnej atmosfery hodowli.

Wewnętrzna filtracja z filtrem HEPA w inkubatorze CO2 to zapewnienie naszej hodowli warunków życia w sterylnej atmosferze takiej samej jak w komorze laminarnej.


'''Dekontaminacja H2O2 – nadtlenek wodoru'''

Jedną z najnowszych metod walki z kontaminacją jest sterylizacja za pomocą roztworu H2O2 o odpowiednim stężeniu (tzw. sucha mgła). Jest to bardzo skuteczna metoda walki z zakażeniami jednak ma ona tę samą wadę co sterylizacja gorącym powietrzem. Możemy ją przeprowadzić tylko podczas przerw w hodowli. Zaletą dekontaminacji H2O2 jest możliwość dotarcia czynnika zabijającego mikroby do prawie wszystkich elementów urządzenia, które mają za zadanie utrzymanie odpowiedniej atmosfery w komorze hodowlanej. Dzięki temu, że podczas dekontaminacji H2O2 inkubator cały czas pracuje wysterylizowane zostają oprócz powierzchni ścian, półek, elementy wyposażenia wewnętrznego np. rurki, przewody, doprowadzenia wody itd.
Zaletą dekontaminacji H2O2 jest również fakt, że może ona być przeprowadzana w różnego typu urządzeniach nawet tych nieposiadających żadnych innych systemów ochrony przed zakażeniami. Za pomocą jednego urządzenia do tego typu dekontaminacji można wielokrotnie sterylizować wiele urządzeń w laboratorium takich jak inkubatory CO2, komory laminarne, cieplarki, lodówki itp. Możemy również bezpiecznie dokonać sterylizacji całego pomieszczenia. Metoda dekontaminacji H2O2 jest bardzo bezpieczna, ponieważ po całym procesie pozostaje jedynie woda. Czynnikiem unieszkodliwiającym mikroby jest aktywny tlen atomowy, który jest uwalniany podczas reakcji rozpadu H2O2 -> H2O + O2.