At arbejde under pres er ikke sjovt. Deadlines, stress, hovedpine, en krævende chef. Men hvis du're en autoklave, du arbejder bedst under pres. Faktisk arbejder du kun under højtryksforhold. I dette indlæg vil vi undersøge, hvordan autoklaver arbejde under højtryks-betingelser for damp og varme til at dræbe mikroorganismer. Vi vil også se på, hvordan autoklaven's funktion svarer til en trykkoger, og hvad de grundlæggende faser af en autoklave cyklus er.
Varme dræber alle
Som vi forklarede i vores første indlæg om mikrobiologi, har mikroorganismer brug for mad, den rigtige temperatur og nok fugt til at overleve og reproducere. Så hvorfor ikke bare sulte dem eller tørre dem ud? Da mikroorganismer kan overleve på små mængder næringsstoffer og fugt, er disse metoder ikke effektive nok. Desuden kan sporen, en slags bakterier, der lever i en kvasi-dvaletilstand, overleve under ekstremt ugæstfri forhold.
Så hvis ingen af disse metoder virker, hvordan kan vi så ødelægge mikroorganismer? Svaret er varme. Varme ødelægger proteinerne inde i mikroorganismerne, en proces kaldet denaturalisering. For at forstå, hvordan dette fungerer,'s tage et kig på de to måder, vi kan tilberede et æg.
Hvis du tager et æg, knæk det åbent og slip det i en gryde med kogende vand, vil du koge ægget ved at pochere det. Den hvide del af ægget begynder at holde sammen og bliver hård, en proces kaldet koagulering, som forekommer ved 52℃. Når ægget koagulerer, bliver det denaturaliseret og dræber dermed alle proteiner inde i æggets celler.
En anden måde at tilberede et æg på er at stege det i en stegepande. I første omgang vil ægget koagulere, men hvis du forlader ægget i panden og lader det fortsætte med at stege, vil det hele til sidst blive sort. Denne brænding kaldes oxidation og forekommer ved meget højere temperaturer end koagulering. Oxidation er en kemisk proces, hvor elektroner fjernes fra atomet, og slutresultatet er døden af denne organisme.
Et eksempel på Oxidation - Sterilisation Basics - Tuttnauer
(L) Det pocherede æg får ægget til at blive hvidt og hårdt og dermed koagulere. (R) Her brændes to æg i stegepanden, et eksempel på oxidation
Dampsterilisering i form af en autoklave bruger den første metode, koagulering, til at dræbe mikroorganismer. Det betyder, at autoklavekammeret fungerer på samme måde som gryden med kogende vand, der pocherede ægget. Den vigtigste ingrediens, som de begge deler, er tilstedeværelsen af damp eller vandets gasformige tilstand. Dampen inde i autoklaven er det middel, hvormed den fugtige varme angriber mikroorganismerne og dermed får dem til at koagulere og dø.
For at forstå, hvordan autoklaver bruger dampens kraft til at dræbe mikroorganismer, vil vi undersøge, hvordan en trykkoger fungerer.
En souped-up trykkoger
Ordet"Autoklave"kommer fra det latinske"Auto"(selv) og"Clavis"(tasten), med andre ord en selvlåsende enhed. Autoklaven's grundlæggende funktionalitet er meget lig en trykkoger, en type gryde, der er i stand til at lave mad 50-70% hurtigere end almindelige madlavningsmetoder.
Udsigt over indersiden af en trykkoger - Tuttnauer - Sterilisation Basics
Udsigt over indersiden af en trykkoger
Tag nogle rå mad, for eksempel bønner, og læg den inde i trykkogeren med vand eller anden væske, og forsegl derefter beholderen med det specielle låselåg, som omfatter en rund gummipakning, der bruges til at forsegle dampen. Placer på ilden ved høj varme og vente på, at temperaturen stiger, og dampen begynder at undslippe. Inde i det forseglede kammer vil dampen udvide sig og skubbe den resterende luft ud gennem luftudstødningsventilen.
Sænk flammen og lad trykkogeren fortsætte med at lave mad uden at røre ved ventilen eller låget. Bemærk, at luftudstødningsventilen gør det muligt for noget af dampen at slippe ud, så trykket't opbygge for meget, og dermed forhindre en eksplosion.
Denne"effektiv køkkenglæde"Tvinger bogstaveligt talt varmen inde i maden ved hjælp af:
Højtryksdamp, som er en bedre leder af varme end luft.
Høj temperaturvarme (over 100℃), hvilket får maden til at lave mad hurtigere.
Her kommer autoklaven
Ligesom trykkogeren er en autoklave en maskine, der bruger kombinationen af højt tryk og damp for at overføre varme til de placerede genstande indeni. Opfundet i 1879 af Charles Chamberland, den første autoklave var hovedsagelig en glorificeret trykkoger. Og ligesom trykkogeren har gennemgået utallige designopgraderinger i de sidste par århundreder, så har autoklaven også. Fra grundlæggende, mekaniske maskiner til fuldt edb, sofistikerede mesterværker af sterilisering, autoklaver er kommet langt.
I dag er hospitaler, laboratorier og læger'kontorer bruger autoklaver til at sterilisere fast og hult udstyr, forsyninger, væsker og affald. Og i den kemiske industri vulkaniserer autoklaver gummi, hærder belægninger og syntetiserer krystaller - som i dyrkningen af syntetisk kvarts og ædelstene.
Selvom autoklaver kommer i forskellige størrelser og modeller, er det grundlæggende princip stadig: at udnytte kraften i tryk og damp til at dræbe mikroorganismer.
Bakterier før og efter sterilisering
(L) Før sterilisering ser bakterierne sunde og stærke ud. (R) Efter sterilisering knækkes membranerne og rives fra udsættelse for højtemperaturdamp, hvilket får bakterierne til at dø
Autoklaven, en grundlæggende oversigt
Som vi diskuterede ovenfor, tvinger trykkogeren den fugtige varme inde i maden for at koge den. Forestil dig, at i stedet for mad, du havde en bakke med kirurgiske forsyninger klar til at blive steriliseret til i morgen's kirurgi. At placere dem inde i autoklaven og køre en cyklus ville tvinge den fugtige varme ind i alle de mulige kroge og kroge på overfladerne af udstyret.
Her's den grundlæggende oversigt over en autoklave cyklus, som varierer, selvfølgelig, afhængigt af hvad og hvor mange materialer bliver autoklaveret:
Først opvarmer vi vand til kogetemperaturen for at generere damp, der kommer ind i autoklavekammeret. Når dampen kommer ind i kammeret, fjernes luften fra kammeret og skubbes fortsat ud, når dampen udvides. Luften skal fjernes fra kammeret enten ved en vakuumproces (som i store autoklaver, der bruger en pumpe eller en ejektor) eller ved en forskydningsproces (som i nogle mindre bordplade autoklaver).
Nu, hvor luften er fjernet, øger vi temperaturen og trykket ved at lukke kammerudstødningsventilen, mens vi fortsætter med at tilføje damp til kammeret. Temperaturen og trykket vil stige til det niveau, der kræves til sterilisering. Den ønskede temperatur er normalt indstillet til 121℃eller 134℃.
Denne fase kaldes steriliseringstid eller holdetid, da det nu er det tidspunkt, hvor den faktiske sterilisering finder sted. Dette kan tage omkring 3-20 minutter, afhængigt af størrelsen og indholdet af belastningen. Farvel mikroorganismer!
Nu, sterilisering er færdig, det's tid til at reducere trykket, hvilket vi gør ved at åbne udstødningsventilen og frigive damp. (Husk, hvordan trykkogere har en sikkerhedsventil af samme grund?)
Endelig køler vi belastningen ned, hvilket gør det sikkert at håndtere, når vi åbner autoklavedøren.
Må ikke løbe tør for Steam ... Vi er kun lige begyndt!
Lad's anmeldelse: vi lærte, at varme, og specifikt fugtig varme, er den bedste måde at dræbe bakterier. Der er to måder at dræbe ved hjælp af varme, ved koagulering eller ved oxidation. Autoklavesterilisering bruger koagulering i form af stærkt trykdamp til at denaturere proteinerne inde i mikroorganismerne. Derefter sammenlignede vi, hvordan en trykkoger fungerer, med, hvordan en autoklave fungerer. Ligesom trykkogeren bruger dampens intense kraft til at tvinge varmen til mad, bruger autoklaven også damp til at"Kraft"damp ind i udstyret, dræbe alle former for mikrobiologisk liv, der lever på nævnte udstyr. Og endelig kiggede vi på de grundlæggende faser i en autoklavecyklus, fra opvarmning af vand og bygningstryk til at holde tid og køle ned.
