细胞培养污染 - 第3部分

我们的三部分系列关于二氧化碳孵化的第三个条目讨论如何防止细菌(包括支原体),病毒和真菌污染细胞培养物,或甚**其他细胞系的交叉污染。

这是我们三部分系列关于CO 2孵育的第三部分。

细菌(包括支原体),病毒和真菌对细胞培养物的污染,或甚**其它细胞系的交叉污染,可导致任何研究或制药实验室的资源的显着损失。减少生物污染风险的**有效方法是在使用细胞和试剂时正确使用无菌技术。基本的良好实验室操作也很重要,包括对设备,介质和试剂进行有效灭菌; 使用每个小区类型的专用介质; 戴手套和实验室外套; 并保持实验室无灰尘和杂物。CO2培养箱用于为细胞培养物繁殖提供理想的环境,也为微生物的生长提供了良好的环境,所以它必须被认为特别值得注意。存在用于预防和消除CO2培养箱中的污染的不同方法。实验室的**佳选择取决于您增长的细胞数量和类型,实验室中的人员数量,以及该方法的优缺点如何适合您的工作流程。

防污染方法

几乎不可能防止微生物每次打开门时进入二氧化碳培养箱,除非实验室本身是洁净室设施。微生物,主要是细菌,是我们不变的伴侣。它们在空气中循环,覆盖我们身体的每一部分。事实上,**近使用人体皮肤拭子的取样回收了10,000个微生物/ cm 2。1我们不得不从我们的皮肤,头发和呼吸中脱落细菌,并且它们落在培养皿上和培养箱中。

因此,近年来,二氧化碳培养箱制造商已经引入了许多不同的选择,以帮助防止不需要的微生物在培养箱内的生长 - 甚**在它们进入后。了解可用的方法将确保您选择**适合您实验室的要求和工作环境的技术。

纯铜触摸表面

用于防止培养箱中的微生物生长的一种方法不需要实际操作时间或维护,并且几千年前:纯固体铜。古代社会成功地使用铜作为皮肤疾病和伤口的局部治疗。今天,铜在临床科学领域得到了广泛的重用,并且在2008年,美国EPA证明纯铜“在两小时内杀死99.9%的细菌”。2铜甚**已被证明对细菌孢子有效。3

为了认识到铜的有效抗菌活性,具有100%纯固体铜内室的孵化器已经在细胞培养研究社区中发展了强烈??的追随。在二氧化碳培养箱中使用铜甚**更有意义,理解为较高的温度和较高的相对湿度增加了铜的抗微生物效力。4反映了对铜的兴趣的增加,更多的制造商现在提供铜溶液的变化,包括镀铜和与少量铜合金化的不锈钢。然而,电镀具有刮擦和剥离的倾向,留下未保护的表面,并且很清楚,合金必须含有非常高比例的铜 - 大于60% - 以有效。5,6

什么机制铜杀死?详情尚不清楚; 然而,我们知道铜离子破坏和损害微生物细胞膜,并进入细胞或导致细胞质内容物泄漏出来。活性氧造成进一步的损伤,DNA被降解。4这是否意味着铜表面对于在二氧化碳培养箱中生长的培养细胞存在风险?没有!铜离子不会成为空气传播,因此它们不会对培养的细胞造成危险。铜只在接触。

除了偶尔清洗外,固体铜孵化器室不需要维护,就像不锈钢一样。随着时间的推移,铜将由于氧化而变色,这是好的。晦暗实际上提高了抗微生物功效。事实上,在对大肠杆菌的测试中,失去光泽的99%的铜在60分钟内杀死超过100,000个细菌。然后除去晦暗,再次测试铜。在这个60分钟的测试中,未经抛光的99%的铜,少于50个细菌被杀死。5不褪色的合金具有非常低的抗微生物功效(如果有的话)。

HEPA过滤器

高效微粒空气(HEPA)过滤器通常用于许多应用,包括保健和安全。它们捕获空气污染物,包括灰尘,过敏原和微生物,有些可以捕获挥发性有机化学物质。

HEPA过滤器由无规排列的硼硅酸盐纤维制成。该过滤器通过三种不同的机制捕获污染物:拦截和冲击(其捕获大于0.4μm的颗粒)和扩散(其捕获微小颗粒,特别是小于0.1μm的微小颗粒)。微小颗粒与布朗运动中的空气分子碰撞。碰撞减慢了颗粒的速度,并且它们变得卡在过滤器中。7因此,0.1和0.4微米之间的颗粒是**难捕捉。这就是为什么HEPA过滤器根据0.3μm的**大穿透粒径评定,它们以**少99.97%的效率去除。8大于和小于0.3μm的颗粒实际上被更有效地捕获。

众所周知用于生物安全柜,HEPA过滤是理想的用于二氧化碳培养箱内,以保护培养细胞免受通过培养箱门进入的空气污染物。HEPA过滤器通常便宜且易于更换,并且持续六个月**一年。一些孵化器提供方便的报警,以提醒您更换过滤器。污染的过滤器可以在处理前简单地用其他实验室废物进行高压灭菌。当评估具有HEPA选项的孵化器时,确保HEPA过滤器满足捕获99.99%的颗粒的要求。过滤器越快地循环通过腔室中的整个空气体积,并且在门打开之后恢复条件,其保护值越大。

消除污染的方法

定期地,细胞培养箱应该被清洁和净化以完全消除所有微生物生命。这需要去除所有的培养物,通常每周**每两个月进行一次。一些CO2培养箱提供自动化方法来执行该任务。这些自动化系统的巨大优点是它们通过消除对单独高压灭菌的可移除部件或使用杀菌清洁器的需要来简化清洁单元。

高温去污

许多直接热培养箱现在提供了一个运行一夜的高热净化循环。这些过程旨在消除移除,单独的高压灭菌,以及重新组装货架和其他培养箱部件的需要。

然而,重要的是要准确地询问准备所提供的去污循环所需要的。不是所有的孵化器都使用与这些高温兼容的CO 2,湿度和氧传感器,因此这些传感器必须在程序之前移除并且之后更换,这需要时间,并且还存在重新引入污染的风险。

比较不同制造商的方法可能令人困惑,因为温度范围从90℃的湿热到180℃的干热,并且没有空腔灭菌的ISO指南。因此,评估不同孵化器的**佳方法是寻找由独立测试实验室产生的显示测试生物体消除的数据。

紫外光

紫外线(UV)光是用于细胞培养实验室中使用的生物安全柜的消毒的公知程序。在一些二氧化碳培养箱中偶尔提供紫外光作为去污机制。然而,美国CDC,NIH和NSF不再推荐UV作为**的消毒方法。8有几个方面的原因。通常认为灯泡的清洁度,温度和尺寸将影响UV光输出,因此特定灯泡可能不提供所公布的杀菌活性的量。这与在高湿度水平下操作的二氧化碳培养箱特别相关,因为UV光的杀菌效果随着相对湿度高于70%而急剧下降。9另外,杀菌灯的任何UV灯发出的光量与灯泡的年龄降低,所以很难以确定它是否已经真正有效。8

一篇文章显示在空的孵化器中的24小时UV去污,其在消除细菌和真菌中与高热去污一样有效; 然而,根据制造商的说明,UV循环必须立即用70%异丙醇完全清洁室,其本身将消除这些生物体。因此,难以确定微生物生命的消除是由于UV还是由于酒精消毒。使用UV的另一个问题是任何阻挡光(包括灰尘颗粒,架子和空气管道)的东西都阻碍了有效的消毒。这意味着为了UV光对CO 2培养箱净化,必须去除所有内部组分并单独高压灭菌以进行去污。10

有毒化学品

各种类型的抗微生物化合物可用于清洁二氧化碳培养箱的内部,并且已经使用不同的化学品作为消毒剂。一些实例包括氯蒸气,过氧化氢蒸气,甲醛和臭氧。在细胞培养箱中使用化学品的问题是难以确定所有痕量的化学品已被消除,并且可能需要在实验室中难以实施的额外的安全预防措施。实验证据表明,甚**非常少量的挥发性有机化合物在培养基中高度可溶,并导致细胞毒性和应激蛋白的表达。11只有在由受过培训的专业服务提供者管理时,才应考虑使用这些方法,

结论

当评估控制和消除CO2培养箱中的污染的选项时,将易于使用和经证实的有效性(具有独立数据)视为您的主要关注点之一。**好的方法是需要很少的动手时间才能有效的方法。连续污染预防策略与周期性去污方法和良好的无菌技术的结合将确保您宝贵的细胞继续安全地生长,有助于您的研究或生产目标。

参考文献

  1. Grice,EA,等人,“A Diversity Profile of the Human Skin Microbiota,”Genome Research 18(2008)。
  2. 美国环境保护局,“EPA注册含铜合金产品”,农药:局部和化学情况表(2008年5月)。http://www.epa.gov/pesticides/factsheets/copper-alloyproducts.htm。
  3. Wheeldon,LJ等人,“Antimicrobial Efficacy of Copper Surfaces Against Spores and Vegetative Cells of Clostridium Difficile:The Germination Theory,”Journal of Antimicrobial Chemotherapy 62(2008)。
  4. Grass,G.,Rensing,C.,and Solioz,M。,“Metallic Copper as an Antimicrobial Surface,”Applied and Environmental Microbiology(2011年3月)。
  5. Michels,HT等人,“Copper Alloys for Human Infectious Disease Control”,Materials Science and Technology Conference(2005)。
  6. 铜开发协会,“降低医疗相关感染的风险:铜触摸表面的作用”(Hemel Hempstead,UK:CDA publication 196,2011)。
  7. 首先,MW,“Removing of Airborne Particles from Radioactive Aerosols”,in:“Treatment of Gaseous Effluents in Nuclear Facilities”,Radioactive Waste Management Handbook 2,eds。Goossens,WRA,Eichholz,GG和Tedder,DW(Cooper Station,NY:Harwood Academic Publishers,1991)。
  8. Chosewood,LC和Wilson,DE编辑,“Primary Containment for Biohazards:Selection,Installation and Use of Biological Safety Cabinets”(Bethesda,MD:National Institutes of Health,Division of Occupational Health and Safety,2007)。
  9. Burgener,J.,“Position Paper on the Use of Ultraviolet Lights in Biological Safety Cabinets,”Applied Biosafety 11,no。4(2006)。
  10. Meechan,PJ和Wilson,C.,“Use of Ultraviolet Lights in Biosafety Cabinets:A Contrarian View”,Applied Biosafety 11,no。4(2006)。
  11. Busujima,H.,and Mistry,D.,“A Comparative Analysis of Ultraviolet Light Decontamination Vs. 在细胞培养CO2培养箱中的高热灭菌,使用富铜不锈钢结构实现主动背景污染控制“(Bensenville,IL:Sanyo E&E America Company,2007)。
  12. Croute,F。,等人,“Volatile Organic Compounds Cytotoxicity and Expression of HSP72,HSP90 and GRP78 Stress Proteins in Cultured Human Cells,”Biochimica et Biophysica Acta,1591(2002)。

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