УФ-деконтаминация

Сравнительный анализ использования ультрафиолетового излучения и высокотемпературной стерилизации в СО2 инкубаторах для культур клеток
В 2001 компания Panasonic представила CO2 инкубаторы для культивирования клеток, в которых использовался изолированный узкополосный УФ излучатель для уничтожения микроорганизмов, контаминирующих воздух и воду в резервуаре увлажнителя.

В 2006, по заказу компании Panasonic, независимой сертифицированной исследовательской лабораторией были проведены сравнительные испытания, которые показали, что процесс УФ стерилизации Panasonic не менее эффективен против бактерий, дрожжей и плесеней, чем высокотемпературная стерилизация температурой в диапазоне от +90°C до +140°C, которая используется в аналогичных устройствах других производителей. Кроме того, модель MCO-18AIC-UV Panasonic обеспечивает оптимальную среду для культивирования клеток с помощью процесса «Active Background Contamination Control» (активный фоновый контроль контаминации), в котором термическая стерилизация не используется.

Альтернатива термической стерилизации
Необходимость непрерывной защиты культур клеток в процессе культивирования кране важна. После многих лет исследований и проверок, компания Panasonic представила систему стерилизации SafeCell UV. SafeCell является уникальной технологией стерилизации, которую можно описать как активный фоновый контроль контаминации. Этот процесс задерживает и уничтожает микроорганизмы внутри камеры инкубатора и при этом выгодно отличается от высокотемпературной стерилизации при 90-140°C, которую предлагают основные конкуренты в данной отрасли.

Эффективность УФ стерилизации
В основе УФ системы Panasonic лежит использование экранированной узкополосной (253.7 нм) безозоновой УФ-лампы сопряженной с дверью инкубатора. Все внутренние поверхности и элементы камеры (полки, упоры, воздушная камера, резервуар увлажнителя) выполнены из нержавеющей стали, обогащенной медью. Проходящий поток воздуха, внутренняя часть воздушной камеры и резервуар увлажнителя подвергаются воздействию УФ-излучения.

Такой всесторонний подход к вопросам контроля контаминации позволяет в равной степени  уничтожать и те микроорганизмы, которые попали в камеру вместе с окружающим воздухом и те, которые обычно развиваются в резервуарах с водой.  Таким образом, благодаря сочетанию в инкубаторах Panasonic активной и пассивной защиты, микроорганизмы, попавшие в инкубатор через дверь или другим способом, задерживаются и уничтожаются, не прерывая культивирования клеток.

Ночная УФ стерилизация или стерилизация по необходимости.
Когда появляется необходимость в стерилизации камеры инкубатора Panasonic, все внутренние компоненты камеры демонтируются для автоклавирования, а все внутренние поверхности подвергаются обработке УФ излучением.  УФ излучение повреждает ДНК, вызывая образование тиминовых димеров. Такие димеры нарушают процессы репликации и транскрипции ДНК. Независимое тестирование подтвердило, что метод УФ стерилизации инкубаторов созданный компанией Panasonic не уступает по эффективности традиционной высокотемпературной стерилизации при температуре от +90°C до +140°C.

Модель MCO-18AIC-UV, СО2 инкубатора Panasonic, 170 литров с интегрированной системой УФ деконтаминации и поверхностями из нержавеющей стали, обогащенной медью.

CO2 инкубаторы остаются незаменимым инструментом при проведении исследовательских и клинических лабораторных работ. Инкубатор создает динамичную среду, в которой культуры клеток и питательные среды  подвергаются прямому воздействию обогащенной и потенциально контаминированной атмосферы внутри камеры. Не обладая защитой, присущей шкафам биологической безопасности, инкубатор не может предотвратить миграцию загрязненных частиц из окружающего воздуха в камеру, возникающую при открывании двери в процессе обычного использования.  

Таким образом, генерируя влажную среду для культивирования клеток, CO2 инкубатор находится в состоянии постоянного риска контаминации, которая может привести к потере клеточных культур или других продуктов, экономическим потерям из-за простоя лаборатории, нанесению ущерба воспроизводимости результатов и необходимости повторения ckj;ys[ hf,jn работ по культивированию клеток.

Источники контаминации
Типичные загрязнители, присутствующие в инкубаторах, включают бактерии, дрожжи и плесени. Несмотря на то, что большая часть работ с культурами клеток выполняется в шкафах биологической безопасности (ламинарах) с соблюдением всех принципов безопасного выполнения лабораторных работ, невозможно полностью предотвратить контаминацию образцов микроорганизмами во время их перемещения или полностью подавить развитие микроорганизмов добавками дорогостоящих антибиотиков в питательную среду или внесением химических альгицидов и фунгицидов в резервуар увлажнителя и на поверхности камеры инкубатора.

Таким образом, если работы не выполняются в среде безопасности III класса, то исследователи должны принять тот факт, что не удастся избежать попадания определенного количества загрязнителей из воздуха помещения в камеру инкубатора, когда дверь инкубатора открывается, полки выдвигаются, на них устанавливаются чашки со средой, а атмосфера камеры взаимодействует с комнатной. 

Термическая стерилизация
Производители лабораторных инкубаторов подходят к решению проблем контаминации путем внесения различных изменений в конструкцию инкубатора. Некоторые из таких методов обработки  являются относительно успешными, но ограничены в плане долговременной эффективности и удобства. Большинство из них требуют временного прекращения эксплуатации устройства, во время которого культуры необходимо перемещать в другие инкубаторы для поддержания влажности, температуры и соответствующего уровня СО2. Некоторые производители закладывают в конструкцию инкубатора возможность высокотемпературной деконтаминации поверхностей. Термическая деконтаминация является эффективной против вегетативных форм микроорганизмов и спор грибов.

- Высокотемпературная деконтаминация инкубаторов требует высокоэффективной термоизоляции и прокладок, выдерживающих такую периодическую обработку.

- Перед началом процесса деконтаминации все культуры клеток должны быть удалены, что существенно снижает продуктивность использования инкубатора. Проведение термической деконтаминации требует предварительного административного планирования мест временной инкубации культур на время простоя обрабатываемого устройства.

- Датчик CO2, HEPA фильтры и другие компоненты также необходимо демонтировать перед началом процесса и также тщательно деконтаминировать или заменить перед повторной установкой.

- Полное время одного цикла обработки включающее нагрев и охлаждение устройства может превышать 24 часа, хотя реальное время нагрева, экспозиции и охлаждения варьирует у разных производителей.

- Термическая стерилизация является активным процессом не совместимым (по своим параметрам) с условиями, создаваемыми для культивирования клеток. Поэтому, будучи эффективной в процессе выполнения самого цикла, термическая стерилизация не способна защитить культуры клеток во время их инкубации и загрязненный воздух снова попадает в камеру инкубатора при первом же открывании двери после завершения цикла стерилизации.

Дополнительное преимущество:
УФ защита эффективна и во время использования инкубатора
Поскольку УФ излучатель полностью закрыт крышкой воздушной камеры, он не оказывает влияния на культуры клеток, что позволяет проводить процесс УФ стерилизации воздуха и резервуара увлажнителя и во время культивирования клеток. Согласно заводским установкам,  цикл УФ стерилизации осуществляется в течение 5 минут после каждого открывания двери инкубатора,  что достаточно для уничтожения попавших патогенов при обычных условиях работы. Время работы излучателя программируется по желанию пользователя в диапазоне от 0 до 30 минут. Расположение УФ излучателя, а также его взаимосвязь с другими элементами инкубатора (камерой, воздушным потоком и резервуаром увлажнителя) представляют собой элементы единой системы, интегрированной в инкубаторы Panasonic.

Активный фоновый контроль контаминации Panasonic
Инкубаторы Panasonic с функцией УФ стерилизации обладают уникальной системой активного фонового контроля контаминации, которая сочетает пассивную резистентность нержавеющей стали, обогащенной медью, с активным уничтожением патогенов УФ излучением.  Так как культивирование клеток в камере инкубатора не прерывается, защита от контаминации также продолжается непрерывно, без необходимости дорогостоящих периодов простоя. УФ защита также эффективна и против термофильных микроорганизмов.