Способы стерилизации, применяемые в биотехнологических производствах

Введение
Стерилизация (от лат. sterilis - бесплодный) - полное уничтожение живых микроорганизмов и их покоящихся форм (спор) в питательных средах, посуде, сухих материалах, инструментах и других предметах лабораторного оборудования.
По характеру действия методы стерилизации в биотехнологии делятся на физические, механические и химические.

Физические
К физическим методам стерилизации относят:
прокаливания в пламени;
стерилизация сухим жаром (горячим воздухом в сушильном шкафу)
стерилизация кипячением;
стерилизация насыщенным паром под давлением (автоклавирование);
дробная стерилизация (тиндализация).
стерилизация ультрафиолетовым облучением.

Физические
Небольшие стеклянные и металлические предметы (игла, петля, пинцет, скальпель, палочки, шпатель) стерилизуют прокаливанием в пламени непосредственно перед использованием.

Физические
Стерилизация сухим жаром производится в сушильных шкафах при 160-165 °С в течение двух часов. Таким методом стерилизуют лабораторную посуду, металлические предметы, некоторые порошкообразные, не портящиеся при нагревании вещества.

Физические
Стерилизацию металлических инструментов, предметных стекол, резиновых трубок и др. проводят кипячением. Рекомендуется стерилизацию кипячением проводить в 2%-ым растворе карбоната натрия (для смягчения воды и увеличения температуры кипения) не менее 30 мин.

Физические
Стерилизация насыщенным паром под давлением выше атмосферного проводится для обеззараживания питательных сред и материалов.

Физические
Питательные среды с углеводами и витаминами, молоко, солод, желатина и другие объекты, которые портятся от воздействия сухого жара, подвергают стерилизации текучим паром. Стерилизации текучим паром производят кипятильнике Коха или в автоклаве с открытым вентилем.

Физические
Дробная стерилизация при 56-58°С в течение 1 часа 5-6 суток подряд. Применяется для веществ, легко разрушаются - сыворотка крови, растворы витаминов и т.п.

Физические
В основе пастеризации лежит нагревание жидкостей до температуры менее 100°С. Цель ее - уничтожение безспоровых бактерий в жидкостях, теряют питательные свойства при кипячении (молоко, пиво, вино и др.).. Осуществляется пастеризация нагреванием жидкостей при 50-65°С в течение 15-30 минут, или при 70-80°С в течение 5-15 минут с последующим быстрым охлаждением.

Физические
Предметы, изготовлены из термолабильных пластмасс, например, центрифужные пробирки, стерилизуют ультрафиолетовыми лучами (длина волны 260-300 мкм) в специальных боксах. Время облучения устанавливают экспериментально. Оно зависит от мощности бактерицидной лампы и расстояния между лампой и объектом.

Физические
Ультразвуком (УЗ) называются механические колебания с частотой, превышающей 18 кГц (18 000 колебаний в секунду).
При частоте колебания 1 ,0-1,3 мГц в течение 10 мин оказывает бактерицидный эффект на клетки микроорганизмов.

Физические
Радиационный метод может быть рекомендован для:
- Изделий из полимерных материалов (полимерные пакеты или контейнеры для растворов);
Чашек Петри.
Широкое распространение метода сдерживают:
- прямое влияние на объект
- косвенное влияние (появление после разрушения молекул нехарактерных для препарата)

Химические
Антисептика - средства по уничтожению микроорганизмов, которые способны вызвать заражение кожных и слизистых покровов. Для этого используются химические вещества - антисептики, оказывающие антимикробное действие: 70% этиловый спирт, спиртовой 5% раствор йода, растворы хлорамина (0,5-2%), формалина (0,5-1%), перманганата калия (0, 1%), 1-2% растворы метиленового синего или бриллиантового зеленого и т.п. (например, местная обработка йодом в хирургической терапии).

Химические
Дезинфекция - обеззараживание объектов окружающей среды с помощью химических веществ: хлорная известь (0,1-10%), хлорамин (0,5-5%), фенол или карболовая кислота (3-5%), лизол (3-5 %) и т.д.

Механические
Широкое применение нашли мембранные фильтры. Их изготавливают из специально обработанной нитроцеллюлозы.
Фильтры, которые задерживают микроорганизмы, называются бактериальными фильтрами. Широко применяются асбестовые и мембранные фильтры с различным диаметром пор. Применяются также фарфоровые (из кварцевого песка и каолина), стеклянные и фильтры с инфузорной земли (с диатомита или кизельгура).

Механические
Промышленная схема очистки воздуха: 1 - фильтр; 2 - компрессор; 3 - теплообменник; 4 - влагоотделитель; 5 - ресивер; 6 - теплообменник; 7 - головной фильтр (схема Н.А. Войнова)

Заключение
Возможность и целесообразность применения того или иного способа определяется особенностями материала, подлежащего стерилизации, его физическими и химическими свойствами, целью исследования.