Số điện thoại: 024 6683 9670
Đăng ký
Đăng nhập
![[Vietnamese]](/html/style/images/lang-vie.jpg){kind=small}
![[English]](/html/style/images/lang-eng.jpg){kind=small}
Những điểm chính:
• Lấy mẫu khí chủ động mang lại một kết quả định lượng
• Các thiết bị lấy mẫu hiện đại thuận tiện và dễ sử dụng
• Quá trình vận hành có thể bán tự động
• Khả năng tích hợp với phần mềm giám sát môi trường
Giới thiệu về lấy mẫu khí vi sinh vật
Khi yêu cầu một nhà vi sinh vật học liệt kê các yếu tố hàng đầu bị ô nhiễm quan trọng nhất, trong bất kỳ hoạt động sản xuất đặc thù nào, có thể kể đến ba yếu tố hàng đầu là cơ thể con người, nguyên liệu thô và nước. Nhưng có một yếu tố khác luôn luôn hiện hữu đó là không khí. Vi sinh vật có thể tồn tại và phát triển độc lập trong bầu không khí được tìm thấy ở bất cứ nơi nào - vi khuẩn bào tử có thể được phân lập từ luồng khí quyển phủ vài dặm trên bề mặt của Trái đất – tuy nhiên các vi sinh vật trong không khí đôi khi bị bỏ qua.
Tế bào, bào tử của vi khuẩn và nấm trong không khí có thể tồn tại dưới dạng các giọt như bioaerosols (vi sinh vật), dưới dạng từng hạt rất nhỏ tồn tại trong một thời gian dài, hoặc dưới dạng khối lớn kết tập khu trú nhanh chóng trên các bề mặt. Chúng có thể là nguồn gốc gây nhiễm khuẩn chủ yếu trong các cơ sở y tế và có thể làm ô nhiễm các hoạt động sản xuất nhạy cảm, nhưng việc giám sát thường xuyên các vi sinh vật trong không khí đôi khi lại bị bỏ quên.
Việc thiết lập giám sát vi sinh vật có trong bầu không khí tại các cơ sở sản xuất dược phẩm và thiết bị y tế là vô cùng cần thiết. Tại hầu hết các quốc gia, đây là một yêu cầu đã được quy định, và các tiêu chuẩn quốc tế về kiểm soát sự ô nhiễm trong các phòng vô trùng cũng như các môi trường kiểm soát khác cũng đã được công bố (ISO 14.698-1 / 2). Tuy nhiên việc giám sát vi khuẩn và nấm trong không khí tại các bệnh viện, các nhà máy thực phẩm, thậm chí cả trong các tòa nhà văn phòng và các môi trường làm việc khác cũng quan trọng không kém. Ví dụ, mức độ bào tử nấm trong không khí cao tại các tiệm bánh có thể ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ sản phẩm, đồng thời các vi sinh vật trong không khí cũng có thể là một yếu tố góp phần vào các giai đoạn của "hội chứng bệnh cao ốc”. Việc giám sát vi sinh vật trong không khí là phần quan trọng khi giám sát môi trường trong nhiều lĩnh vực, hàng loạt các giải pháp công nghệ đã được phát triển nhằm hỗ trợ các nhà chuyên môn có được một chương trình giám sát hiệu quả, không chỉ trong lĩnh vực dược phẩm, mà còn tại các bệnh viện, nhà máy thực phẩm và trong các môi trường đa dạng khác.
Công nghệ
Có hai phương pháp giám sát theo nguyên tắc quần thể vi sinh trong không khí, đó là lấy mẫu giám sát thụ động và chủ động. Cả hai phương pháp này đều đóng một vai trò nhất định, tuy nhiên các phương pháp lấy mẫu chủ động đã trở thành công cụ giám sát môi trường thiết yếu, đặc biệt là trong các lĩnh vực dược phẩm và thiết bị y tế.
Giám sát thụ động
Giám sát thụ động thường được thực hiện bằng cách sử dụng “các tấm khu trú” – các đĩa Petri tiêu chuẩn chứa cụm khuẩn nuôi cấy (thường không chọn lọc) thích hợp trong một thời gian nhất định đủ để nhìn thấy và thống kê được các cụm khuẩn phát triển. Ứng dụng các tấm khu trú có một giới hạn là chúng chỉ thực sự có khả năng giám sát các hạt sinh học tồn tại dưới dạng cặn lắng tách khỏi không khí và khu trú trên một bề mặt trong suốt thời gian thực hiện. Các đĩa này sẽ không phát hiện các hạt nhỏ hơn hoặc các giọt tích tụ đồng thời chúng cũng không thể lấy mẫu khối lượng cụ thể trong không khí, vì vậy kết quả không mang tính định lượng. Các tấm khu trú cũng dễ bị ảnh hưởng và bị ô nhiễm từ các nguồn trong không khí, môi trường nuôi cấy trong đĩa cũng có thể bị biến tính nếu chúng bị để quá lâu.
Các tấm khu trú có thể dễ dàng biến đổi quá mức trong điều kiện ô nhiễm nặng và có thể gặp khó khăn trong việc giải trình các dữ liệu.
Mặt khác, việc sử dụng các tấm khu trú lại dễ dàng và ít tốn kém, không đòi hỏi thiết bị đặc biệt. Chúng rất có ích cho việc phân tích định tính của vi sinh vật trong không khí và dựa trên các dữ liệu chúng tạo ra có thể phát hiện các xu hướng cơ bản trong ô nhiễm không khí và đưa ra sự cảnh báo sớm các sự cố. Tấm khu trú cũng rất hữu ích trong việc giám sát trực tiếp ô nhiễm không khí trên các bề mặt cụ thể. Trong những môi trường như nhà máy sản xuất thực phẩm có sự rủi ro thấp, các tấm khu trú có thể đưa ra phương thức giám sát đầy đủ về mặt chất lượng sinh học không khí.
Giám sát chủ động
Giám sát chủ động đòi hỏi phải sử dụng một thiết bị lấy mẫu khí vi sinh, lấy tự nhiên một khối lượng nhất định của không khí, hoặc thông qua một thiết bị thu hạt, gồm có hai loại chính:
1) Các ống thu mẫu khí
Các ống thu mẫu khí sử dụng mẫu ở trạng thái lỏng cho việc thu thập hạt. Thông thường, mẫu khí được lấy bởi một máy bơm hút thông qua một ống hút nhỏ vào trong một bình nhỏ. Điều này làm tăng tốc độ không khí về phía bề mặt của vùng thu và tốc độ dòng chảy được xác định bởi đường kính của ống hút. Khi không khí chạm vào bề mặt của chất lỏng, nó thay đổi hướng đột ngột và các hạt lơ lửng bất kỳ được đưa vào ống hấp thụ chất lỏng. Sau khi lấy mẫu hoàn tất, các chất lỏng có thể được nuôi cấy để liệt kê các vi sinh vật hiện hữu. Vì khối lượng mẫu có thể được tính thông qua dòng lưu lượng và thời gian lấy mẫu, nên kết quả sẽ mang tính định lượng.
Các ống thu mẫu khí gây bất lợi cho việc giám sát vi sinh thường xuyên trong không khí. Theo thiết kế truyền thống thì chúng thường được làm bằng thủy tinh, loại chất liệu không được ưa chuộng trong khu vực sản xuất thực phẩm và dược phẩm. Sự va chạm vào chất lỏng cũng có thể làm hỏng một số tế bào vi khuẩn, ảnh hưởng đến khả năng tồn tại của chúng, việc lấy mẫu trong thời gian quá dài cũng có thể làm một số tế bào nhân lên trong mẫu lỏng thu được. Tuy nhiên, các biện pháp thu thập mẫu lỏng hay việc lấy mẫu có thể được phân tích bằng cách sử dụng một loạt các phương pháp, bao gồm các kỹ thuật hạt như PCR, vì vậy có thể đạt được kết quả nhanh hơn.
Dụng cụ đã được phát triển bằng cách sử dụng các biến thể theo thiết kế ống thu mẫu khí, chẳng hạn như dụng cụ lấy mẫu Coriolis®μ được Technologies Bertin thiết kế và dụng cụ lấy mẫu SAS-PCR từ VWR-PBI, không được làm từ thủy tinh và có thể được sử dụng để lấy mẫu không khí trong các phòng tiệt trùng cũng như các môi trường kiểm soát khác. Dụng cụ lấy mẫu Coriolis bằng cách sử dụng một hiệu ứng lốc xoáy để đẩy nhanh các mẫu không khí vào mẫu lỏng. Hạt bất kỳ lơ lửng trong không khí được tách ra bởi lực ly tâm, được thu lại trên thành ống theo hình nón và tập trung trong mẫu lỏng. Các thiết bị SAS-PCR được thiết kế đặc biệt để thu thập các tác nhân gây bệnh được phát hiện sau này, bằng phương pháp hạt và lưu thông chất lỏng để kéo dài thời gian tiếp xúc với khối không khí được lấy mẫu.
2) Các dụng cụ lấy mẫu
Các dụng cụ lấy mẫu khí, sử dụng một mảng rắn hoặc chất kết dính, chẳng hạn như thạch để lấy mẫu, thông thường được sử dụng nhiều hơn các ống thu mẫu khí trong các ứng dụng thương mại, phần lớn vì sự tiện lợi của chúng. Trong một dụng cụ lấy mẫu khí thông thường, khí được tách đưa vào một đầu lấy mẫu bằng bơm hoặc quạt và được tăng tốc, thường là thông qua một tấm đục lỗ (dụng cụ lấy mẫu sàng), hoặc thông qua một khe hẹp (dụng cụ lấy mẫu khe). Dụng cụ này tạo ra một luồng gió thổi từng lớp trên bề mặt lấy mẫu, thường là một đĩa thạch tiêu chuẩn hoặc tấm tiếp xúc với một môi trường thích hợp. Vận tốc của không khí được xác định bởi đường kính của các lỗ hổng trong dụng cụ lấy mẫu sàng và độ rộng của khe trong dụng cụ lấy mẫu khe. Khi không khí chạm vào bề mặt lấy mẫu gây ra sự thay đổi tiếp tuyến của hướng và các hạt lơ lửng được tách ra bởi quán tính, tác động lên bề mặt lấy mẫu. Khi một khối lượng không khí chính xác đã được lấy thông qua các đầu lấy mẫu, các tấm thạch có thể được gỡ bỏ và nuôi cấy trực tiếp mà không cần xử lý thêm. Sau khi nuôi cấy, đếm số vi khuẩn có thể nhìn thấy để ước tính trực tiếp định lượng của số đơn vị hình thành cụm không khí được lấy mẫu.
Dụng cụ lấy mẫu bằng va chạm mang lại các lợi ích về mặt thuận tiện, tấm tiếp xúc gamma-chiếu xạ trước khi rót vào đĩa petri tiêu chuẩn từ các nhà cung cấp chuyên nghiệp có thể được sử dụng để giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm và biến đổi. Chúng cũng có thể xử lý tốc độ dòng chảy cao hơn và lấy được đủ số lượng mẫu cần thiết để giám sát chất lượng không khí trong phòng tiệt trùng, nơi số lượng vi khuẩn tồn tại dường như rất thấp. Tuy nhiên, bạn phải cẩn thận đừng để các tấm thạch nuôi cấy trong các đầu dụng cụ lấy mẫu quá lâu, môi trường có thể bị khô và biến tính. Tế bào vi sinh vật cũng có thể bị hư hỏng và khó tồn tại do va chạm trong quá trình lấy mẫu.
Hầu hết các dụng cụ lấy mẫu bằng va chạm cũng không thể sử dụng trong các phương pháp liệt kê và mô tả nhanh các vi sinh vật, phải dựa vào việc cấy vi khuẩn trong vài ngày để có được kết quả. Vấn đề này có thể được khắc phục ở một mức độ nhất định bằng việc sử dụng một loại gel polymer tan trong nước thay vì thạch nuôi cấy. Phương pháp này cho phép các mẫu có thể phân tích được bằng các kỹ thuật nhanh chóng như PCR hoặc đếm tế bào.
Một loạt các công cụ đã được phát triển bằng cách sử dụng nguyên tắc va chạm. Một trong những dụng cụ lấy mẫu nổi tiếng nhất là dụng cụ lấy mẫu Andersen, một dụng cụ lấy mẫu sàng gồm nhiều giai đoạn, một lưới lấy mẫu “dạng dòng thác” nhiều tầng, có sử dụng tấm đục lỗ nhỏ dần ở từng giai đoạn, cho phép các hạt được tách theo kích thước. Một dụng cụ khác được gọi là dụng cụ lấy mẫu khe Casella, trong đó các khe được đặt phía trên một bàn xoay bên trên có đặt một tấm thạch. Khi không khí được hút vào qua các khe, các tấm thạch quay, sao cho các hạt được lắng đều trên bề mặt của nó.
Cả hai dụng cụ này đều đã được sử dụng trong nhiều năm, nhưng gần đây dụng cụ lấy mẫu sàng bằng phương pháp va chạm thuận tiện và có thể cầm tay đã được phát triển đặc biệt để theo dõi không khí tại các cơ sở sản xuất và các khu vực nhạy cảm khác. Hầu hết trong số này là các dụng cụ lấy mẫu sàng, chẳng hạn như các dụng cụ Surface Air System (SAS) do VWR-PBI sản xuất tại Ý, sử dụng các tấm tiếp xúc thạch hoặc tấm cấy vi khuẩn cỡ lớn như các bề mặt lấy mẫu. Tuy nhiên, một số loại, chẳng hạn như dụng cụ lấy mẫu RCS của Merck Millipore, sử dụng một cánh quạt ly tâm để đẩy nhanh tốc độ không khí vào một dải thạch nuôi cấy được bọc chuyên dụng, có thể được nuôi cấy trực tiếp. Các dụng cụ lấy mẫu này có thể cầm trên tay, hoặc gắn trên giá ba chân trong khi lấy mẫu, và có thể được lập trình để lấy mẫu một khối lượng không khí xác định, hoặc lấy mẫu liên tục trong một khoảng thời gian được cài đặt trước. Hiện cũng đã có các dụng cụ lấy mẫu được thiết kế đặc biệt để theo dõi chất lượng vi sinh của các loại khí nén.
Hiện cũng đã có các hệ thống bán tự động, thường dựa trên các dụng cụ lấy mẫu sàng theo phương pháp va chạm, để giám sát các phòng tiệt trùng và khu vực sản xuất được kiểm soát. Các hệ thống này thường sử dụng một lượng các đầu lấy mẫu được liên kết với một thiết bị điều khiển trung tâm, có thể được lập trình để thực hiện theo một chương trình lấy mẫu lập sẵn. Các đầu dụng cụ lấy mẫu có thể được gắn vĩnh viễn tại chỗ để trải qua giai đoạn khử trùng giống như những dụng cụ khác trong các phòng tiệt trùng. Cũng có thể thiết lập một mạng lưới không dây kết nối các dụng cụ lấy mẫu không khí cầm tay được điều khiển bởi một máy tính trung tâm, không cần bất kỳ đường dây điện hoặc chân không nào để kết nối. Hệ thống bán tự động thường xuyên cho phép tích hợp với giám sát môi trường và các gói phần mềm QC (kiểm soát chất lượng), như Moda-EM ™ của Lonza, cung cấp cơ sở cho một hệ thống ghi lại dữ liệu vi sinh không cần dùng đến giấy tờ.
Dụng cụ lấy mẫu thay thế thường được sử dụng nhất là lọc, không khí được rút ra bởi một dòng bơm chân không hoặc thông qua một màng lọc. Hiện đã có các dụng cụ lấy mẫu lọc cầm tay chính xác và đáng tin cậy được thiết kế cho các ngành công nghiệp dược phẩm. Tuy nhiên, quá trình lọc sẽ kém thuận lợi hơn khi lấy mẫu dựa trên sự va chạm và có thể gây ra trạng thái mất nước trong các vi sinh vật được lưu giữ.
Gần đây, các dụng cụ có khả năng phát hiện các vi sinh vật trong không khí trong thời gian thực tế đã được phát triển. Những công nghệ này sử dụng tia laser để tạo ra huỳnh quang trong các hạt bất kỳ tồn tại trong không khí, được lấy mẫu thông qua các dụng cụ, ngay lập tức được đưa vào phát hiện và đếm số vi sinh vật gây ô nhiễm. Một ví dụ là công cụ BioLaz® của Particle Measuring Systems Inc, được thiết kế đặc biệt để sử dụng trong các lĩnh vực dược phẩm và các sản phẩm y tế. Dụng cụ BioTrak® Real-Time Counter Particle TSI sử dụng công nghệ tương tự như Laser Induced Fluorescence (LSI), nhưng cũng có khả năng đồng thời vừa tổng hợp và vừa đếm hạt.
Xác định và hiệu chỉnh dụng cụ lấy mẫu khí
Lấy mẫu không khí vi sinh vật trong phòng tiệt trùng và môi trường kiểm soát khác thường đòi hỏi việc lấy khối lượng mẫu không khí lớn (ít nhất là 1m3). Một điều rất quan trọng là các mẫu lấy được phải mang tính đại diện và kết quả lấy mẫu phải chính xác, đủ để đảm bảo mẫu không khí đáp ứng được các tiêu chuẩn quy định và hướng dẫn hiện hành. Do đó, các dụng cụ lấy mẫu không khí cần phải được xác định đúng và thường xuyên được hiệu chỉnh để đảm bảo độ chính xác. Có một số điểm cần xem xét như sau:
• Hiệu quả vật lý của dụng cụ lấy mẫu - hiệu quả tương đối của dụng cụ lấy mẫu trong việc thu thập các hạt theo một loạt các khối lượng khác nhau.
• Hiệu quả sinh học - hiệu quả tương đối của dụng cụ lấy mẫu trong việc thu thập các vi sinh vật, trên bề mặt hoặc trong một chất lỏng, để có thể tính toán được.
• Xác nhận của các công cụ cho ứng dụng và môi trường dự định.
• Tỷ lệ dòng chảy của dụng cụ lấy mẫu - với một lượng mẫu lớn, tốc độ dòng chảy của khối không khí đi qua các đầu lấy mẫu là rất quan trọng để cho ra kết quả chính xác.
Phương pháp ước tính hiệu quả mang tính chất vật lý và sinh học được đưa ra trong tiêu chuẩn ISO 14.698-1. Các nhà sản xuất dụng cụ lấy mẫu thường thuê một phòng thí nghiệm thuộc bên thứ ba để xác định dụng cụ bằng cách thử nghiệm các loại dụng cụ với các hạt và vi sinh vật trong một buồng điều khiển. Hiệu quả vật lý thường được so sánh với dụng cụ lấy mẫu màng lọc, trong khi hiệu quả sinh học lại được so sánh với một dụng cụ lấy mẫu tham khảo đã có sẵn như dụng cụ lấy mẫu khe Casella.
Sự xác định các ứng dụng cụ thể thường đòi hỏi phải vận dụng một phương pháp lấy mẫu mới song song với hệ thống hiện có trong một thời gian đủ để có thể đưa ra một sự so sánh hợp lệ. Nhiều nhà cung cấp dụng cụ lấy mẫu cũng đưa ra các phương thức xác nhận và giới thiệu về các dụng cụ của họ.
Tốc độ dòng chảy của dụng cụ lấy mẫu bơm hoặc quạt được hiệu chỉnh và xác định bằng cách so sánh với một đồng hồ đo lưu lượng đã được chứng nhận, tốt nhất là bởi một bên thứ ba, ít nhất mười hai tháng một lần và cũng nên thường xuyên được người sử dụng hiệu chỉnh để đảm bảo dụng cụ lấy mẫu không hỏng hóc hoặc có bất cứ sự cố nào. Một số nhà sản xuất dụng cụ lấy mẫu cũng cung cấp dịch vụ xác định cùng với thiết bị, thông thường là một máy đo gió, để hiệu chỉnh các dụng cụ lấy mẫu tại hiện trường.
Theo www.rapidmicrobiology.com
Tin bài khác
![[VIDEO] Hội thảo “Chất lượng nước – Những kỹ thuật mới nhất trong đảm bảo và kiểm soát chất lượng”](/resize/363/thu-vien-anh/hoi-thao-chat-luong-nuoc-vinalab-jaima-2024-12x363x4.jpg)
