BÀI GIẢNG Vệ sinh sát trùng

Kiến thức về bệnh & mầm bệnhQuan trọng trong phòng chống dịch bệnh – tiêu độc sát trùng  Đường truyền lây bệnh: không khí, phương tiện vận chuyển, dụng cụ chăn nuôi  Tính chất vi sinh

Vệ sinh sát trùng

Kiến thức về bệnh & mầm bệnh

Quan trọng trong phòng chống dịch bệnh – tiêu độc sát trùng

 Đường truyền lây bệnh:

không khí, phương tiện vận chuyển, dụng cụ chăn nuôi

 Tính chất vi sinh vật gây bệnh

 Cấu tạo

Gram dương, Gram âm, bào tử, virus có chứa lipid, virus ưa nước Liên quan tới khả năng đề kháng với các tác nhân sát trùng

 Khả năng tồn tại ở môi trường ngoài

liên quan tới khả năng đề kháng liên quan tới quyết định biện pháp loại bỏ mầm bệnh:

- khoảng nghỉ giữa 2 đợt nuôi (down time)

- tăng cường tiêu độc sát trùng

Diseases of chicken & lifespan of disease away from chicken.

Disease Lifespan away from birds

Laryngotracheitis Days

Mycoplasmosis Hours to days

- Đối với những mầm bệnh có sức đề kháng kém ở môi trường ngoài,

Hemophilus paragallinarum (infectious coryza)

Mycoplasma spp

sống ~ 3 ngày ở môi trường ngoài

- khoảng nghỉ ~ 1-2 tuần giữa 2 đợt nuôi

- Ngược lại, IBDV (Gumboro), cầu trùng (coccidia), FMDV rất đề kháng

việc dùng khoảng nghỉ giữa 2 đợt nuôi bị hạn chếtăng cường hiệu quả vệ sinh, sát trùng

- Khoảng thời gian nghỉ dài: khó khăn về chuồng trại ?

Biện pháp loại bỏ mầm bệnh giữa 2 đợt nuôi

- mạnh:

cóù khả năng tiêu diệt bào tử

vd, glutaraldehydes, chlorine dioxide, H 2 O 2

- trung bình:

không cóù khả năng tiêu diệt được bào tử

- cóù thể tiêu diệt Mycobacterium tuberculosis,

nấm mốc, virus

vd, alcohols (70-90% ethanol hay isopropanol), UV

- hiệu quả thấp:

không diệt bào tử, mycobacteria &ø các virus cóù kích thước nhỏ

- cóù thể dùng để tiêu diệt các vi khuẩn không sinh bào tử,

hầu hết các nấm mốc, các virus cóù kích thước trung bình hoặc các virus cóù chứa lipid

vd, các hợp chất ammonium bậc bốn

Thế nào là 1 tác nhân sát trùng mạnh?

1 số yếu tố ảnh hưởng hiệu lực của các tác nhân sát trùng

Tác nhân sát trùng lý tưởng?

- Hoạt tính sát trùng nhanh, thậm chí trong sự hiện diện của chất hữu cơ

- Phổ sát trùng rộng (diệt được nhiều loại vi sinh vật)

- Bền

không/ít bị ảnh hưởng của ánh sáng, nhiệt, những yếu tố môi trường khác

- Dễ tìm, dễ sử dụng, rẽ tiền

- Không/ ít độc hại đối với mô

- Không làm hư hại dụng cụ

- Không có mùi khó chịu

Lưu ý: - Không có 1 tác nhân sát trùng hoàn hảo

việc lựa chọn 1 tác nhân sát trùng tùy từng mục đích sử dụng

- Nên xem kỹ “nhãn”: chỉ định & cách sử dụng

Các tác nhân sát trùng khác nhau có cơ chế tác động khác nhau:

 Ô-xy hóa các thành phần tế bào (DNA, proteins, v v )

 Phản ứng hay kết hợp với proteins hay các thành phần tế bào

làm biến tính các thành phần nàyCác tác động này dẫn đến:

- Phá hủy thành tế bào

- Thay đổi màng nguyên sinh chất

- Thay đổi tính thấm của tế bào

- Ức chế enzymes, ức chế chuyển hóa

Cơ chế sát trùng

- Inhibition : reduction of microbial growth rate

- Sterilization : killing or removal of all viable organisms

- Disinfection : reducing the number of viable microorganisms present in

a sample

- Disinfectant : killing microbes on inanimate objects

- Sanitization: cleaning of pathogenic microorganisms from public eating

utensils (in the kitchen of a restaurant)

- Pasteurization : killing or removing of all disease-producing organisms or

reduction in the number of spoilage organisms

- dose ?

- Antiseptic : sufficiently nontoxic to be applied on living issues,

killing or removal of all viable organisms

- Bactericidal : killing all bacteria

- Bacteriostatic : inhibiting bacterial growth but not killing the bacteria

- Lytic (lysis) : losing cellular integrity with release of cytoplasmic contents

Định nghĩa

Tĩnh khuẩn Diệt khuẩn

Hiệu quả của các hoạt chất sát trùng

Thành phần hoá học

Áo bao ngoài (outer spore

coat)

Áo bao trong (inner spore

coat)

Phần vỏ (cortex)

Phần lõi ( spore core )

Chủ yếu là protein Chủ yếu là protein Chủ yếu là peptidoglycan Protein, DNA, RNA, DPA,

kim loại (Ca, Mg)

DPA: dipicolinic acid

Sát trùng đối với bào tử vi khuẩn (endospore)

của bào tử.

An electron micrograph of an endospore of

Bacillus subtilis (Source: Serrano, et al 1999 J

Bacteriol 181:3632-3643)

Variations in endospore morphology

Bacillus sphaericus

Chu kỳ phát triển của 1 tế bào vi khuẩn sinh bào tử

Hoạt hoá:

- bào tử sẵn sàng chuyển từ trạng thái

“ngủ” sang nẩy mầm

-vẫn giữ tính chất bào tử, &ø có thể chuyển laiï trạng thái ngủ

Nẩy mầm:

- chuyển sang giai đoạn hoạt động biến dưỡng trong một thời gian ngắn

- là giai đoạn không thể đảo ngược

Sinh trưởng:

- Đây là giai đoạn phát triển thành tế bào sinh dưỡng

- 1 số chất cĩ thể diệt bào tử vi khuẩn

cơ chế diệt bào tử chưa được hiễu rõ, do

- cấu trúc và tính chất phức tạp của bào tử,

- 1 hợp chất có thể có nhiều vị trí tác động khác nhau

Chất kiềm Inner spore coat Outer spore coat đề

kháng Hypochlorites Spore coat, cortex

peptidoglycan

 Phenols, cresols, parabens, thuỷ ngân II,

 Các chất diệt bào tử, được sử dụng ở nồng độ thấp (glutaraldehyde)

 Hầu hết các kháng sinh không có tác dụng trên sự nẩy mầm

 Hoạt tính của nhiều chất ức chế nẩy mầm có thể đảo ngược, khi:

các tác nhân này bị loại bỏ, rửa bào tử bằng nước hay các chất trung hoà.

Ức chế sự nẩy mầm của bào tử

Vẫn chưa được hiểu rõ ràng!

o Áo bao (spore coat):

oTính xuyên thấm qua các lớp áo bao bào tử rất cần cho tác động của các tác nhân sát trùng

o Can-xi ở phần lõi: đề kháng hơi nước nĩng, UV & các tác nhân ơ-xy hĩa

o Sự mất nước của tế bào chất (dehydration)

lượng nước trong bào tử 10-30% trong tế bào sinh dưỡng (0.5-1 g nước/1 g trọng lượng khơ – so với 3 - 4 g ở tế bào sinh dưỡng) Giúp bào tử đề kháng lại nhiệt

Cơ chế đề kháng của bào tử

Các phương pháp sát trùng

vật lý

Lợi ích:

- Hiệu quả cao, phổ diệt khuẩn rộng,

tiêu diệt được bào tử

Nhiệt ướt (moist heat)

Nước &ø hơi nước ở nhiệt độ cao biến đổi các thành phần tế bào

- đối với vi khuẩn không sinh bào tử:

làm hư thành tế bào, làm thoát khỏi tế bào các hợp chất cóù khối lượng thấp,

làm thay đổi hình dáng tế bào phá vở cấu trúc RNA và DNA,

gây đông vón protein,

- đối với bào tử vi khuẩn:

gây ra sự thoát các thành phần cấu trúc tế bào

- Hiệu quả của phương pháp khử nhiễm bằng nhiệt phụ thuộc:

thời gian tiếp xúc, nhiệt độ, áp suất (trong

trường hợp autoclave).

Dùng hơi nước bảo hoà ở 121 o -140 o C

- hơi nước làm nóng vật thể nhanh do E được sinh ra từ sự chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi

-hơi nước nóng cóù khả năng thấm sâu vào

các khe hở và bên trong các vật thể hơn so với nước ở dạng lỏng.

Ứng dụng: tiệt trùng

- dụng cụ ngoại khoa,

- dụng cụ hay đồ vật bằng kim loại hay bằng thuỷ tinh,

- mơi trường nuơi cấy vi sinh vật

- vật làm bằng vật liệu chịu được ẩm độ

&ø nhiệt độ cao

Diệt bào tử vi khuẩn

Phương pháp Pasteur hĩa nhiệt

Tiệt trùng sữa

diệt tất cả các vi sinh vật không sinh bào tử

62,8 - 65,6 o C trong 30 phút, hoặc 71,7 o C trong ít nhất 15 giây

Phương pháp này còn được dùng đề tiệt trùng:

dụng cụ gây tê/mê dụng cụ sử dụng trong điều trị bệnh đường hô hấp.

Nước nóng ở 82 o C/ 1 phút (không kết hợp với

tẩy rửa) làm giảm 99.999%:

 các vi khuẩn không sinh bào tử , ví dụ:

Pseudomonas aeruginosa, Staphylocccus aureus,

- hiệu quả thấp hơn so với nhiệt ướt,

- được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn &ø trong thời gian lâu hơn

- diệt vsv &ø bào tử bằng sự ơ-xy hĩa &ø gây tổn hại DNA, protein.

Những bất lợi của tiệt trùng bằng cách sấy:

làm nóng chậm tốc độ diệt khuẩn chậm, cần một thời gian khá dài

cóù thể làm hư hại vật liệu.

Sấy (dry heat)

DNA hấp thụ nhiều nhất các tia bước sóng gần

 Hiệu quả diệt bào tử kém

 Cơ chế: phá hủy DNA

 Diệt:

virus mycoplasma, vi khuẩn không bào tử

vi khuẩn lao nấm mốc

Tia tử ngoại (ultraviolet radiation)

Tia UV- Ứng dụng

- Tiệt trùng nước

 vsv trong nước đề kháng UV cao hơn trong không khí

 để tiệt trùng nước ở qui mô nhỏ, hoặêc

 trong trường hợp không thể dùng chlorine để xử lý nước

Vd, - nước hồ nuôi các động vỏ giáp,

- diệt Legionella pneumophilia trong hệ thống

nước cung cấp ở bệnh viện hoặc các hệ thống làm lạnh

Nhược điểm: tia UV không cóù khả năng xuyên

thấu cao

> 50% năng lượng bức xạ bị thất thoát ở độ sâu không quá

- 5 cm đối với nước trong,

- 1 cm đối với nước sông.

Tia UV không cóù khả năng xuyên thấu,

không dùng phương pháp tiệt trùng này đối với thức ăn hay vải sợi

Đèn UV:

phóng tia điện qua hơi Hg áp suất thấp trong ống thuỷ tinh đặc biệt

- sản xuất các bòng đèn UV

- Khoảng 95% tia UV có bước sóng khoảng 253,7 nm

Khả năng xuyên thấu tốt hơn tia UV

Cơ chế: chuyển E của 1 photon thành khả năng ion hoá các mục tiêu sinh học mà chúng tác động

đến: DNA, proteins, các thành phần khác

- phá hủy DNA, enzymes - tạo tình trạng tích điện âm hay dương - tạo ra các gốc hĩa học & các phân tử độc hại

còn được gọi là “tiệt trùng lạnh” do không sinh ra nhiệt

- vi khuẩn Gram âm : nhạy cảm nhất

Tia bức xạ ion hĩa (ionizing radiation)

Species or Function Type of Microorganism D10 a (Gy b )

Clostridium botulinum G-positive anaerobic sporulating Bacteria 3,300

Clostridium tetani Gram-positive anaerobic sporulating Bacteria 2,400

Bacillus subtilis Gram-positive aerobic sporulating Bacteria 600

Salmonella typhimurium Gram-negative Bacteria 200

Lactobacillus brevis Gram-positive Bacteria 1,200

Deinococcus radiodurans Gram-negative radiation-resistant Bacteria 2,200

Saccharomyces cerevisiae Yeast 500

Enzyme inactivation - 20,000-50,000 Insect deinfestation - 1,000-5,000

a D10: the amount of radiation necessary to reduce the initial population or activity level 10-fold (1

logarithm).

bGy = Gray = 100 rad (1 rad = 100 erg/sec)

(http://www.agen.ufl.edu/~chyn/age4660/lect/lect_27/lect_27.htm)

Bức xạ ion hoá-Ứng dụng:

Hai mục đích sử dụng chính:

1 Bảo quản thực phẩm

Lưu ý: làm giảm hay mất mùi vị thực phẩm

độc tính

2 Tiệt trùng các sản phẩm y khoa:

- tiệt trùng dược phẩm; vaccin

- mô cấy ghép (làm giảm tính sinh miễn dịch,

hạn chế sự đào thải)

- dụng cụ y khoa (plastic syringes, chỉ khâu &

Bức xạ ion hoá- bảo quản thực phẩm

- Tiệt trùng (sterilization):

- diệt toàn bộ hệ vi sinh vật trong thực phẩm

- dự trữ một thời gian dài mà không cần để lạnh

- thay đổi cấu trúc enzymes & thành phần hoá học của mô,

ảnh hưởng mùi vị thực phẩm

- Phương pháp Pasteur (pasteurization):

- liều tia bức xạ thấp

- diệt các trực khuẩn G -ve ưa lạnh, gây thối rửa thực phẩm

(iii) sản phẩm phải được đóng gói tốt;

(iv) phải hạn chế sự tái nhiễm khuẩn ở mức

thấp nhất;

(v) cần phải duy trì mùi vị tươi của thực phẩm.

 Tiệt trùng các chất lỏng không thể xử lý bằng nhiệt

vd: nước, thức uống, môi trường nuôi cấy,các dung dịch thí nghiệm

 Lọc bằng các lớp vật chất hay cellulose

không đủ để loại bỏ tất cả vi sinh vật trong chất lỏng

 Cát (lọc nước) chỉ lọc được protozoal cysts & trứng ký sinh trùng

 Microscopic filters : màng lọc được làm bằng các chất liệu có thể tạo những lỗ lọc rất nhỏ, vd: cellulose acetate, polycarbonate, etc.,

- Vi sinh vật bị giữ lại bởi các lỗ lọc nhỏ hay bám vào các cực tĩnh điện

Application Removal Pore size

(um)

Wine Yeast; e.g Saccharomyces cerevisiae 0.65-1

Water Sterilization Bacteria; e.g., Brevundimonas 0.22

Water Protozoa; e.g., Giardia,

Cryptosporidium 1

Ví dụ, 1 số kích thước lỗ lọc (Minipore)

syringe filter

Polypropylene (PP),

polyvinylidene fluoride (PVDF) Ceramic filter

Các chất sát trùng

hóa học

70% - 90% với nước

- Hổn hợp trong nước thấm vào tế bào tốt hơn cồn nguyên chất

- Thiếu sự hiện của nước, protein sẽ không bị biến tính

- cồn tuyệt đối có tác dụng làm mất nước (dehydration)

< 50%, mất hoạt tính

- Cơ chế diệt trùng: biến tính protein

- cóù tác dụng lên các vi sinh vật:

tất cả các virus, các vi khuẩn Gram âm,

vi khuẩn lao, nấm mốc

Chúng không tiêu diệt được bào tử của

vi khuẩn

- Ứng dụng: sát trùng các bề mặt, da (lợi dụng tính bay hơi)

khơng nên sát trùng vết thương vì cồn gây tổn thương mơ

- Nhược điểm:

- dễ cháy, không có tác dụng duy trì,

- khả năng diệt khuẩn bị tiêu giảm khi tiếp xúc với protein

CồN - ethyl alcohol & isopropyl alcohol

- “chlorine”: chlorine lỏng Cl 2 hay NaClO và Ca(ClO) 2 : rất phổ biến.

- “Chlorine có sẵn” (available chlorine)

- Hiệu quả diệt trùng của chlorine giảm khi pH tăng và ngược lại

- Cơ chế diệt vi khuẩn: Ơ xy hĩa

Tạo N-Chloro- với protein của màng tế bào,

- biến tính màng tế bào - gây thoát các thành phần tế bào

Tạo N-Chloro- với nguyên sinh chất

- ức chế một số enzymes thiết yếu cho hoạt động sống của tế bào

- ưÙc chế các phản ứng chuyển hoá cơ bản của tế bào.

- Bị chất hữu cơ làm giảm hoạt tính

Các hợp chất CHLORINE

không phản ứng với ammonia

- không tạo rihalomethanes &ø chlorophenol

- không ảnh hưởng sức khoẻ người,

động vật, &ø môi trường

- Chloramines (chủ yếu là monochloramines):

Ưùng dụng của các hợp chất sát trùng

có chứa chlorine

- Sát trùng nước uống

- Sát trùng nước hồ bơi: chlorine dư 0,6 - 1,0 ppm.

- Sử dụng trong các nhà máy chế biến

thực phẩm và thuỷ sản:

- nước thao tác hàng ngày: khoảng 4 -5 ppm,

- nước làm vệ sinh nhà máy (cleanup) là 10-25 ppm

- vệ sinh dụng cụ chế biến sữa &ø thực phẩm: 50 -100 ppm

- hạn chế sự hình thành nhớt & mùi hôi trên các dụng cụ, ống nước &ø

các khu vực khác trong nhà máy

- Xử lý nước thải

Các hợp chất chứa I-ỐT

Phân tử iodine thấm rất nhanh qua thành tế bào vi sinh vật

Cơ chế tiêu diệt khuẩn: ơ-xy hĩa

- Ơ xy hĩa S-H của cysteine – khơng hình thành cầu nối -S-S-.

- Tạo các dẫn xuất N-iodo với amino acid &ø các base của nucleotides (adenine, cytosine, và

guanine)

phá vở cấu trúc proteins (các vị trí quan trọng của cầu nối H

bị “khoá”)

- Tạo các dẫn xuất mono-iodo - hay di-iodo- với gốc phenol (tyrosine), ngăn hình thành các cầu nối hydrogen

- Phản ứng với cầu nối C=C của các acid béo chưa bảo hoà

thay đổi tính chất vật lý của lipids thay đổi tính cố định của màng tế bào.

Các dung dịch i-ốt sát trùng thông dụng

- Lugol : 5% I2 + 10% KI trong nước

- Cồn i-ốt : I2 trong 50% ethanol chứa:

2% iodine + 2.4% NaI; 7% iodine + 5% NaI

- Iodophors : hợp chất của I2 với 1 chất hữu cơ:

- hịa tan I2

- phĩng thích I2 từ từ, tác dụng sát trùng kéo dài Povidone-iodine: I2 + polyvinylpyrrolidone

Povidyne, betadine

Độc tính của các dung dịch sát trùng có chứa iodine

- độc tính của I2 tự do đối với mô sống ?

- tăng khả năng hấp thu I2 qua da,

kéo theo việc làm tăng nồng độ chất này trong huyết thanh

- Dùng i-ốt trên cơ thể người mẹ trong bước chuẩn bị trước khi sinh

- ảnh hưởng tạm thời chức năng tuyến giáp của trẻ sơ sinh ,

đặc biệt đối với trẻ được cho bú mẹ

có thể gây tình trạng nhược giáp bẩm sinh (congenital hypothyroidism),

khuyến cáo không nên dùng dung dịch iodophor trong sản khoa

- Diệt vi khuẩn G-dương và G-âm, vi khuẩn lao, virus, &ø nấm

- Dung dịch 6% tiêu diệt được bào tử của

vi khuẩn

I-ốt ít phản ứng với protein

- Sát trùng da: từ giữa thế kỷ 19

- Sát trùng các dụng cụ y khoa như chỉ

tiêu (catgut),

ống thông (catheters), dao mổ, các dụng cụ bằng plastic hay cao su, các loại bàn chải, nhiệt kế v v

(iodine có thể ô xy hoá các dụng cụ kim loại &ø nhuộm màu các dụng cụ bằng