العمل تحت الضغط ليس ممتعًا. المواعيد النهائية ، التوتر ، الصداع ، رئيس متطلب. ولكن إذا كنت’إعادة الأوتوكلاف ، فأنت تعمل بشكل أفضل تحت الضغط. في الواقع ، أنت تعمل فقط في ظروف الضغط العالي. في هذا المنشور سوف نستكشف كيف تعمل الأوتوكلاف في ظروف الضغط العالي للبخار والحرارة لقتل الكائنات الحية الدقيقة. سننظر أيضًا في كيفية استخدام الأوتوكلاف’تشبه وظيفة قدر الضغط ، وما هي المراحل الأساسية لدورة الأوتوكلاف.
الحرارة تقتل الجميع
كما أوضحنا في مقالنا الأول عن علم الأحياء الدقيقة ، تحتاج الكائنات الحية الدقيقة إلى الغذاء ، ودرجة الحرارة المناسبة ، والرطوبة الكافية للبقاء على قيد الحياة والتكاثر. فلماذا لا تجوعهم فقط أو تجففهم؟ نظرًا لأن الكائنات الحية الدقيقة يمكن أن تعيش على كميات ضئيلة من العناصر الغذائية والرطوبة ، فإن هذه الطرق ليست فعالة بما يكفي. علاوة على ذلك ، يمكن للبكتيريا ، وهي نوع من البكتيريا تعيش في حالة شبه سبات ، أن تعيش في ظروف قاسية للغاية.
إذا لم تنجح أي من هاتين الطريقتين ، فكيف يمكننا تدمير الكائنات الحية الدقيقة؟ الجواب هو الحرارة. تدمر الحرارة البروتينات الموجودة داخل الكائنات الحية الدقيقة ، وهي عملية تسمى عدم التطبيع. من أجل فهم كيفية عمل هذا ، دعونا’نلقي نظرة على طريقتين يمكننا من خلالها طهي بيضة.
إذا كنت تأخذ بيضة ، فتفتحها وتضعها في قدر من الماء المغلي ، سوف تطبخ البيضة عن طريق سلقها. يبدأ الجزء الأبيض من البويضة في الالتصاق ببعضه البعض ويصبح صلبًا ، وهي عملية تسمى التخثر ، وتحدث عند 52℃. عندما تتخثر البويضة ، تصبح غير طبيعية ، وبالتالي تقتل جميع البروتينات داخل خلايا البويضة.
طريقة أخرى لطهي البيضة هي قليها في مقلاة. ستتخثر البيضة في البداية ، لكن إذا تركت البيضة في المقلاة واتركتها تستمر في القلي ، فسوف يتحول لونها إلى اللون الأسود في النهاية. يسمى هذا الحرق بالأكسدة ، ويحدث في درجات حرارة أعلى بكثير من التخثر. الأكسدة هي عملية كيميائية يتم فيها إزالة الإلكترونات من الذرة ، والنتيجة النهائية هي موت هذا الكائن الحي.
مثال على الأكسدة - أساسيات التعقيم - توتناور
(ل) البيض المسلوق يتسبب في بياض البيضة وصلبتها وبالتالي تخثرها. (R) هنا يتم حرق بيضتين في مقلاة ، مثال على الأكسدة
التعقيم بالبخار ، على شكل الأوتوكلاف ، يستخدم الطريقة الأولى ، التخثر ، لقتل الكائنات الحية الدقيقة. هذا يعني أن غرفة الأوتوكلاف تعمل بشكل مشابه لإناء الماء المغلي الذي سرق البيضة. المكون الرئيسي الذي يتشارك فيه كلاهما هو وجود البخار ، أو الحالة الغازية للماء. البخار الموجود داخل الأوتوكلاف هو العامل الذي بواسطته تهاجم الحرارة الرطبة الكائنات الحية الدقيقة ، مما يؤدي إلى تخثرها وموتها.
من أجل فهم كيفية استخدام الأوتوكلاف لقوة البخار لقتل الكائنات الحية الدقيقة ، سوف نستكشف كيفية عمل قدر الضغط.
قدر ضغط مسخن
الكلمة“فرن الضغط” يأتي من اللاتينية“تلقاءي” (النفس) و“كلافيس” (مفتاح) ، بمعنى آخر ، جهاز قفل ذاتي. الأوتوكلاف’تشبه الوظائف الأساسية إلى حد كبير وظيفة قدر الضغط ، وهو نوع من القدر قادر على طهي الطعام بنسبة 50-70٪ أسرع من طرق الطهي العادية.
منظر داخل قدر الضغط - Tuttnauer - أساسيات التعقيم
منظر داخل قدر الضغط
خذ بعض الأطعمة النيئة ، مثل الفاصوليا ، وضعها داخل قدر الضغط بالماء أو أي سائل آخر ، ثم أغلق الوعاء بغطاء القفل الخاص ، والذي يتضمن حشية مطاطية دائرية تستخدم لإغلاق البخار. ضعها على النار في درجة حرارة عالية وانتظر حتى ترتفع درجة الحرارة ويبدأ البخار في الهروب. داخل الحجرة المغلقة ، سيتمدد البخار ويدفع الهواء المتبقي عبر صمام عادم الهواء.
اخفض اللهب ودع قدر الضغط يستمر في الطهي دون لمس الصمام أو الغطاء. لاحظ أن صمام عادم الهواء يسمح لبعض البخار بالخروج ، بحيث لا يتم الضغط’تتراكم كثيرًا ، وبالتالي تمنع حدوث انفجار.
هذه“بهجة مطبخ فعالة” يدفع حرفيًا الحرارة داخل الطعام باستخدام:
بخار عالي الضغط ، وهو موصل أفضل للحرارة من الهواء.
حرارة عالية (فوق 100℃) ، مما يؤدي إلى سرعة طهي الطعام.
هنا يأتي الأوتوكلاف
مثل قدر الضغط ، الأوتوكلاف عبارة عن آلة تستخدم مزيجًا من الضغط العالي والبخار من أجل نقل الحرارة إلى العناصر الموضوعة بالداخل. اخترع تشارلز تشامبرلاند عام 1879 ، وكان أول جهاز تعقيم بالأوتوكلاف عبارة عن قدر ضغط رائع. ومثلما خضع قدر الضغط لتحديثات لا حصر لها في التصميم في القرون القليلة الماضية ، كذلك حدث الأوتوكلاف. من الآلات الأساسية والميكانيكية إلى روائع التعقيم المحوسبة بالكامل والمتطورة ، قطعت الأوتوكلاف شوطًا طويلاً.
اليوم المستشفيات والمختبرات والأطباء’ تستخدم المكاتب الأوتوكلاف لتعقيم المعدات والإمدادات والسوائل والنفايات الصلبة والجوفاء. وفي الصناعات الكيميائية ، تعمل الأوتوكلاف على فلكنة المطاط ، وعلاج الطلاء ، وتوليف البلورات - كما هو الحال في زراعة الكوارتز والأحجار الكريمة الاصطناعية.
على الرغم من أن أجهزة الأوتوكلاف تأتي بأحجام ونماذج متنوعة ، إلا أن المبدأ الأساسي يبقى: تسخير قوة الضغط والبخار لقتل الكائنات الحية الدقيقة.
البكتيريا قبل وبعد التعقيم
(ل) قبل التعقيم ، تبدو البكتيريا صحية وقوية. (ص) بعد التعقيم ، تتشقق الأغشية وتمزق من التعرض للبخار ذي درجة الحرارة العالية ، مما يتسبب في موت البكتيريا
الأوتوكلاف ، نظرة عامة أساسية
كما ناقشنا أعلاه ، فإن قدر الضغط يفرض الحرارة الرطبة داخل الطعام من أجل طهيه. تخيل أنه بدلاً من الطعام كان لديك صينية من الإمدادات الجراحية جاهزة للتعقيم ليوم غد’الجراحة. إن وضعها داخل الأوتوكلاف وتشغيل دورة سيجبر الحرارة الرطبة في جميع الزوايا والشقوق الممكنة على أسطح الجهاز.
هنا’نظرة عامة أساسية على دورة الأوتوكلاف ، والتي تختلف ، بالطبع ، اعتمادًا على نوع المواد التي يتم تعقيمها وعددها:
أولاً نقوم بتسخين الماء إلى درجة حرارة الغليان لتوليد البخار الذي يدخل غرفة الأوتوكلاف. عندما يدخل البخار إلى الحجرة ، تتم إزالة الهواء من الغرفة ، ويستمر دفعه للخارج مع تمدد البخار. يجب إزالة الهواء من الغرفة إما عن طريق عملية التفريغ (كما هو الحال في الأوتوكلاف الكبيرة التي تستخدم مضخة أو قاذف) أو عن طريق عملية الإزاحة (كما هو الحال في بعض الأوتوكلاف الصغيرة المنضدية).
الآن بعد أن تمت إزالة الهواء ، نزيد درجة الحرارة والضغط عن طريق إغلاق صمام عادم الغرفة مع الاستمرار في إضافة البخار إلى الغرفة. سترتفع درجة الحرارة والضغط إلى المستوى المطلوب للتعقيم. عادة ما يتم ضبط درجة الحرارة المطلوبة على 121℃ أو 134℃.
تسمى هذه المرحلة بوقت التعقيم ، أو وقت الانتظار ، حيث أن الوقت الحالي هو الوقت الذي يتم فيه التعقيم الفعلي. قد يستغرق هذا حوالي 3-20 دقيقة ، حسب حجم ومحتويات الحمولة. وداعا الكائنات الدقيقة!
الآن وقد اكتمل التعقيم’حان الوقت لتقليل الضغط ، وهو ما نقوم به بفتح صمام العادم وإطلاق البخار. (تذكر كيف أن قدور الضغط لها صمام أمان لنفس السبب؟)
أخيرًا ، نقوم بتبريد الحمولة ، مما يجعل التعامل معها آمنًا عند فتح باب الأوتوكلاف.
لا تنفد Steam ... نحن&# 39 ؛ نبدأ للتو!
يترك’مراجعة: علمنا أن الحرارة ، وتحديداً الحرارة الرطبة ، هي أفضل طريقة لقتل الجراثيم. هناك طريقتان للقتل بالحرارة ، عن طريق التخثر أو الأكسدة. يستخدم التعقيم بالأوتوكلاف التخثر على شكل بخار عالي الضغط لتفسد البروتينات الموجودة داخل الكائنات الحية الدقيقة. ثم قمنا بمقارنة كيفية عمل قدر الضغط بكيفية عمل الأوتوكلاف. مثلما يستخدم قدر الضغط القوة المكثفة للبخار لإجبار الحرارة على الطعام ، يستخدم الأوتوكلاف البخار أيضًا في“فرض” في المعدات ، مما يؤدي إلى قتل جميع أشكال الحياة الميكروبيولوجية التي تعيش على المعدات المذكورة وأخيرًا نظرنا في المراحل الأساسية لدورة الأوتوكلاف ، بدءًا من تسخين المياه وضغط المبنى ، وحتى الاحتفاظ بالوقت والتبريد.
