Biosäkerhet

Centrifugering handlar om mer än att bara snurra. Särskilt när du arbetar med farliga ämnen måste du ta hänsyn till fler faktorer än bara tid, hastighet och temperatur. Du kan lära dig mer om dessa faktorer här.

042-300 91 30

Har du några frågor eller funderingar? Ring kundtjänst

Centrifugering är mer än att bara snurra: Särskilt när man arbetar med farliga ämnen finns det fler faktorer att ta hänsyn till än bara tid, hastighet och temperatur. Läs mer om dessa faktorer i de följande kapitlen.

Vad är aerosoler?

Tänk dig att du fick höra av någon att du var omgiven av miljontals mikroorganismer. Hemma, på jobbet, på gymmet, till och med i naturen: Varje dag finns de där. Låter skrämmande, eller hur? Dessa mikroorganismer som omger oss kallas luftburna biologiska partiklar eller kort och gott bioaerosoler och kategoriseras under den allmänna termen aerosoler. Du har hört det ordet förut, eller hur? Som en uppfräschning definieras aerosoler generellt som “kolloidala system av (flytande eller fasta) partiklar som svävar i en gas (vanligtvis luft)”.

Men vad betyder det egentligen?

Ja, du kommer i kontakt med aerosoler varje dag: deodoranter, cigarettrök, damm och avgaser. Allt detta är aerosoler som vi ständigt stöter på när vi bor i stadsmiljö. Vi kallar dem aerosoler av antropogent ursprung. Det finns knappast någon plats i världen som är fri från antropogena aerosoler, och vi andas in dem hela tiden. Men aerosoler har också sitt ursprung i naturen: dimma, sand, skogsexudat och havsspray är bara några exempel. I naturen består luftburet damm av upp till ca 25 % biologiska partiklar; i städer och jordbruksdominerade områden är denna andel vanligtvis högre.

I den här texten kommer vi att fokusera på bioaerosoler eftersom de är den mest intressanta typen av aerosoler för dem som arbetar i laboratorier.

Bioaerosoler

En bioaerosol är en aerosol som består av partiklar av varierande biologiskt ursprung. Det kan röra sig om svampsporer, pollenkorn, endotoxiner eller partiklar av djurmjäll. Bioaerosoler är komplexa blandningar som består av flera komponenter som kan härröra från enkla organiska molekyler (dimensioner i nanometerområdet), virus, bakterier och bakteriesporer, mögelsporer och hyfer, pollen (med diametrar så små som 100 mikrometer) samt djur- och växtrester (i olika storlekar). Det är lätt att föreställa sig vilken kritisk roll dessa bioaerosoler kan spela i ditt dagliga laboratoriearbete! Aerosolisering sker inte bara genom vind och spray och genom att andas, tala, hosta och nysa; det sker också genom laboratorieaktiviteter som pipettering, centrifugering, öppning av ampuller och skakning – bara för att nämna några.

Labteam_Illustration_BakterierVirus_RZ

Vi skiljer mellan olika storlekar av aerosoler

Droppar (aerosoler som är större än 100 mikrometer) tenderar att landa på marken innan de avdunstar. Dessa droppar kan täcka ytor (som bord, instrument etc.) och kontaminera dem. De utgör därför en källa till att personalen utsätts för infektioner.
Damm (10-100 mikrometer) och droppkärnor (mindre än 10 mikrometer) är mycket små aerosoler. Droppkärnor består av bakterier (eller annat biologiskt agens) i en droppe. När droppvätskan avdunstar blir bakterierna kvar i torkat tillstånd. Detta är en form av bioaerosol.
De är så små och lätta att de kan sväva i luften i flera timmar. Dessutom kan luftströmmar sprida luftburna droppkärnor i stor utsträckning.

Generellt sett kan sedimenteringshastigheten (antalet mikroorganismer som sedimenterar på en petriskål under en viss tid) för aerosoler variera kraftigt och beror på partikeltypen. Ju högre sedimenteringshastighet, desto lägre risk för exponering av operatören. Detta beror på att ju större partikeln är, desto större är sedimenteringshastigheten och vice versa.
Detta innebär att bioaerosoler potentiellt kan exponera personal på två olika sätt. För att förstå detta kan man tänka sig följande: Människans andningsvägar är lika stora som en tennisbana. Vid varje andetag kommer miljontals partiklar i kontakt med våra luftvägar.
En del av partiklarna, särskilt de som är mindre än fyra mikrometer, kommer in i lungvävnaden. Och vissa kan till och med nå vårt blodomlopp. Förtäring och hudkontakt är också möjlig med större droppar som förorenar ytan på laboratorieutrustning och andra ytor i laboratoriet.

Mycket vanliga laboratorieaktiviteter producerar aerosoler, och vi nämner bara några få av dem i den här texten. Ofta utförs laboratorieaktiviteter utan att man ens tänker på aerosoler, men runt om i världen finns det många dokumenterade fall av laboratorieförvärvade infektioner till följd av produktion och inandning av infektiösa aerosoler. I ditt dagliga laboratoriearbete är centrifugering bara en källa till aerosoler, och du måste vidta lämpliga försiktighetsåtgärder när du arbetar med smittsamma eller skadliga ämnen.
Under centrifugering kan aerosoler läcka ut under centrifugeringsprocessen med hög hastighet, till exempel om mikroorganismer inte är tillräckligt inneslutna i centrifugen. Detta kan inträffa om du centrifugerar prover utan lock eller om ett rör läcker eller går sönder. I det följande ger vi några råd om hur man minimerar aerosolproduktionen vid centrifugering.
Som ett första steg bör du välja rätt centrifugkärl och överväga vilka försiktighetsåtgärder som bör vidtas. Rotorn spelar en viktig roll när det gäller att förhindra att aerosoler bildas utanför centrifugen. Därför bör du veta hur du rengör och desinficerar centrifugen och dess tillbehör efter en körning och om det skulle uppstå ett läckage.

Läs mer om aerosoler och hur du arbetar säkert med farliga prover i vårt Stay Informed Clip “Aerosols in the Lab”.

Biosäkerhetsnivåer och deras innebörd

Att arbeta med biologiskt material kan ibland utgöra en fara för laboratoriepersonalen och miljön. Av denna anledning måste personalen hantera materialet korrekt enligt fastställda standarder. Dessa standarder omfattar fyra biosäkerhetsnivåer (BSL) som vanligtvis gäller för biologiska material. Beroende på nivå måste laboratoriepersonalen ha en viss uppsättning färdigheter för att hantera potentiellt farligt material. formning under standardprocedurer i laboratoriet som pipettering, blandning och centrifugering utgör den största potentiella risken för infektion. För att minimera infektionsrisken från bioaerosoler används primära och sekundära barriärer. En primär barriär kan t.ex. vara ett biosäkerhetsskåp (BSC). En sekundär barriär kan vara en autoklav (BSL-2) eller, i en situation på högre nivå, en installation i en anläggning, t.ex. ett särskilt förrum eller ventilationssystem, som kan fungera som barriär. Smittsamt material kan omfatta bakterier, virus, cellkulturer, parasiter eller vissa typer av svampar. Beroende på vilken säkerhetsstandard som gäller kan det krävas särskild utbildning för att hantera dessa smittsamma material. Laboratoriechefen ansvarar för att laboratoriepersonalen får rätt utbildning.

Labteam_Illustration_BioSäkerhet_Nivå_1_RZ

Biosäkerhetsnivå 1 (BSL-1)

BSL-1 är den lägsta säkerhetsnivån för hantering av biologiskt material. Denna typ av material utgör ingen eller endast en låg risk för friska vuxna människor och utgör en minimal potentiell fara för laboratoriepersonal och miljö. BSL-1-laboratorier behöver inte vara avskilda från resten av byggnaden. Laboratoriearbetarna kan utföra sitt arbete på öppna bänkskivor och det finns inget behov av att använda specialutrustning. Standardrutiner för mikrobiologi är vanligtvis tillräckliga för att skydda laboratoriepersonal och andra anställda i byggnaden. Det innebär t.ex. att pipettering med munstycke inte är tillåten och att stänk och aerosolbildning bör undvikas. Spill måste städas upp omedelbart och alla arbetsytor ska dekontamineras varje gång arbetet är avslutat. Det är inte tillåtet att äta, dricka eller röka i laboratoriet. För att skydda sig bär arbetarna i allmänhet ögonskydd, handskar och labbrock. Det rekommenderas att tillträdet till laboratoriet begränsas. I allmänhet krävs en autoklav endast när man arbetar med genetiskt modifierade organismer eller modifierade genetiska element (t.ex. plasmidvektorer). Biohazard-skyltar sätts upp när infektiösa ämnen finns närvarande.

Exempel på typiskt biologiskt material i BSL-1

Bakterier: Agrobacterium tumefaciens, Escherichia coli K-12, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis
Virus: hundens adenovirus typ 1 och 2, bovint enterovirus
Svampar: Saccharomyces cerevisiae
Vissa cellkulturer> Endoparasiter hos djur och människor (t.ex. vissa nematoder)

Labteam_Illustration_BioSäkerhet_Nivå_2_RZ

Biosäkerhetsnivå 2 (BSL-2)

Alla aktiviteter i ett BSL-2-laboratorium kräver högre säkerhetsstandarder än i ett BSL-1-laboratorium. Det biologiska material som används i ett BSL-2-laboratorium består av bakterier, virus och organismer som är associerade med mänskliga sjukdomar. De potentiellt patogena eller infektiösa organismer som omfattas av BSL-2-standarder utgör en måttlig fara för friska vuxna människor. På grund av deras potential att orsaka sjukdomar hos människor måste dock stor försiktighet iakttas för att förhindra perkutana skador, och anställda måste vid behov genomgå regelbunden medicinsk övervakning. Den största skillnaden mellan arbetsrutinerna i ett BSL-1-laboratorium och ett BSL-2-laboratorium är att personalen i ett BSL-2-laboratorium använder en BSC som primär barriär för potentiellt farliga aerosoler. Dessa aerosoler bildas i allmänhet under standardiserade arbetsförfaranden som blandning, pipettering och centrifugering, så dessa aktiviteter bör utföras under en BSC. Som ett minimum måste det finnas en autoklav i laboratoriet som en andra barriär. Fönster som är öppna mot utsidan rekommenderas inte. Ett handfat för handtvätt måste placeras i direkt anslutning till utgångsdörren. Laboratoriet ska vara lätt att rengöra och dekontaminera. Inne i laboratoriet ska särskilda labbrockar, handskar samt ansikts- och ögonskydd bäras. Särskild försiktighet måste iakttas med vassa föremål som kan orsaka skador. Tillträde till BSL-2-laboratorier måste vara begränsat.

Exempel på typiskt biologiskt material i BSL-2

Bakterier: Chlamydia pneumoniae, Enterobacter spp, Mycoplasma pneumonia, Yersinia pseudotuberculosis
Virus: Herpes simplex-virus, HIV (när du utför rutinmässiga diagnostiska procedurer eller arbetar med kliniska prover)

Labteamet_Illustration_BioSäkerhet_Nivå_3_RZ

Biosäkerhetsnivå 3 (BSL-3)

BSL-3 innebär hantering av inhemska eller exotiska agens som kan orsaka allvarliga eller potentiellt dödliga sjukdomar genom inandning och/eller utgöra ett allvarligt hot mot miljön. Jämfört med BSL-2-laboratorier kräver BSL-3-laboratorier ytterligare säkerhetsåtgärder: Endast begränsad tillgång till laboratoriet är tillåten. Dessutom måste laboratoriepersonalen stå under medicinsk övervakning och erbjudas lämpliga immuniseringar för de agens som hanteras eller kan förekomma i laboratoriet. Allt laboratorieavfall måste desinficeras och kläder som bärs i laboratoriet måste dekontamineras innan de tvättas. Väggar, tak och fönster måste vara täta och golven måste vara halkfria och beständiga mot kemikalier. Utformningen, driftsparametrarna och rutinerna för en BSL-3-anläggning måste verifieras och dokumenteras innan verksamheten inleds. Anläggningarna måste dokumenteras och verifieras igen minst en gång om året. När det gäller den primära barriären måste alla öppna manipulationer av biologiskt material ske under en BSC (helst klass II eller klass III) eller i ett slutet inneslutningssystem, och särskilda skyddskläder måste bäras. BSL-3-laboratorier måste ha separata utgångar med självstängande dörrar som den andra barriären. Dessutom krävs ett luftventilationssystem som ger negativt luftflöde och som inte återcirkulerar avgaserna.

Exempel på typiskt biologiskt material i BSL-3

Bakterier: Yersinia pestis, Brucella abortus, Chlamydia psittaci, Pseudomonas mallei
Virus: West Nile-feber, herpes B, hepatit A

Labteamet_Illustration_BioSäkerhet_Nivå_4_RZ

Biosäkerhetsnivå 4 (BSL-4)

BSL-4 innebär hantering av mycket farligt och exotiskt biologiskt material som kan orsaka infektion inne i laboratoriet till följd av aerosoler. Andra agens kan ha ett mycket liknande antigeniskt förhållande till befintligt BSL-4-material, men det finns inte tillräckligt med data för att ange nivån för dessa agens. Biologiskt material som också hanteras på denna nivå avser befintligt infektiöst material där sjukdomsöverföringen är okänd. Utöver de försiktighetsåtgärder som vidtas på BSL-3-nivån kräver BSL-4 ytterligare skydd: Alla kläder måste bytas innan de går in i laboratoriet och medarbetarna måste duscha innan de lämnar det. När det gäller primära barriärer måste allt arbete utföras i en klass III BSC eller i en klass I eller II BSC i kombination med att laboratoriearbetaren bär en helkroppsdräkt med lufttillförsel och positivt tryck. Ett BSL-4-laboratorium är vanligtvis beläget i en separat byggnad eller i ett särskilt isolerat område i en byggnad; denna isolering fungerar som en andra barriär. Denna nivå kräver också särskild utrustning för till- och frånluftsventilation med vakuum- och dekontamineringssystem. Beroende på material och krav kan även specialinstallationer vara nödvändiga.

Exempel på typiskt biologiskt material i BSL-4

Ebola-virus, Lassa-virus, Marburg-virus

Krav på standard laboratorieutrustning i BSL-laboratorier

Centrifugering

Centrifugkärl (aerosoltäta kärl krävs): dekontaminering efter användning krävs; som alternativ kan sterila engångskärl användas
Aerosol-täta rotorer
Aerosol-täta lock som kan tas bort från centrifugen för säker transport
Användning av kärl med hög termisk, centrifugeringsmässig och kemisk stabilitet
Sensorer för obalans och nödstoppsfunktion
Detaljerad information i bruksanvisningen om korrekt lastning av rotorn
Lämpliga rengörings- och desinfektionsprotokoll för rotorer och rotorkammare som tillhandahålls av tillverkaren
Tydliga instruktioner från tillverkaren om hur centrifuglocket ska öppnas vid strömavbrott

Blandning

Lämplig blandningsteknik som används av blandaren för att undvika stänk
Användning av robusta, tättslutande engångskärl som kan autoklaveras
Användning av kärl med hög termisk och kemisk stabilitet

Inkubation

Regelbundna filterkontroller
Ingen fläkt inuti för att undvika kontaminering
Lättrengjord kammare
Kopparkammare för att undvika kontaminering

Pipettering

Rengörings- och desinfektionsprocedurer som tillhandahålls av tillverkaren
Icke-reaktiva pipetter som kan autoklaveras
Hanteringsinformation från tillverkaren för att undvika kontaminering (luftkuddepipetter)
Använd filterspetsar för att undvika kontaminering av pipettens insida
Användning av positiva deplacementspetsar för att undvika kontaminering

Influenser på aerosolens täthet

Ett stort antal aktiviteter – inklusive fyllning av centrifugrör, avlägsnande av korkar eller lock från rören efter centrifugering och avlägsnande av supernatantvätska och sedan återsuspendering av pellets – kan leda till att aerosoler släpps ut i laboratoriemiljön.

Vi rekommenderar starkt att du använder aerosoltäta rotorer och hinkar för att undvika kontaminering, särskilt när du hanterar ämnen som utgör en hälsorisk, liksom giftiga vätskor eller patogena mikroorganismer.

Att en rotor är aerosoltät är dock inte alltid så lätt att se eftersom olika faktorer spelar in:

Mekanisk påfrestning

Rotorer är högkvalitativa komponenter som utsätts för extrema mekaniska påfrestningar. Varje rotorstruktur kommer så småningom att drabbas av utmattning när den utsätts för ett visst antal belastningsförändringar eller cykler. När en centrifugrotor upprepade gånger accelereras upp till driftsvarvtal och sedan bromsas till nollvarvtal, sträcks och relaxeras materialet upprepade gånger. På lång sikt leder detta till förändringar i materialets metalliska mikrostruktur. Ju mer vikt som centrifugeras vid högre varvtal, desto mer belastas rotormaterialet.

material

Det direkta sambandet mellan att ett material närmar sig sin elasticitetsgräns (vid användning av maximal vikt i kombination med full hastighet) och ett stort antal belastningsändringar innebär att förändringar i materialets mikrostruktur kan resultera i mikroskopiska sprickor. Under drifttiden kommer dessa “mikrosprickor” att växa. I värsta fall kan hela rotorn spricka under en körning, vilket leder till en centrifugkrasch. Rotorer och lock av plast kan ha en högre risk att drabbas av mikrosprickor. Rotorer och lock av metall, t.ex. aluminium, är mer stabila.
Plastrotorer är å andra sidan mycket resistenta mot kemikalier, men klarar bara ett begränsat antal autoklaveringscykler innan rotorns aerosoltäthet försämras avsevärt. Efter ett visst antal cykler kan plastrotorer inte längre användas och de måste bytas ut.
Rotorer och lock av metaller som aluminium är mer lämpliga i detta fall.
Med dessa rotorer och lock behöver du bara byta ut tätningsringen efter ett visst antal autoklaveringscykler.

Labteamet_guide_151_klein_1

Aggressiva kemikalier

En annan faktor som påverkar rotorns aerosoltäthet är aggressiva kemikalier, t.ex. koncentrerade och milda alkalier, koncentrerade syror, lösningar som innehåller kvicksilverjoner, kopparjoner och andra tungmetalljoner, klorerade kolväten och koncentrerade saltlösningar. Tätningsringarna på aerosoltäta rotorer påverkas särskilt mycket av dessa aggressiva kemikalier.
Generellt sett är plastrotorer motståndskraftiga mot olika typer av aggressiva kemikalier eftersom de inte är lika känsliga för korrosion. Vissa metallrotorer har å andra sidan speciella beläggningar som PTFE, som också är mycket motståndskraftiga mot aggressiva kemikalier.

Rengöring och desinfektion av rotorer

Om du tänker rengöra eller dekontaminera en rotor med en metod som inte rekommenderas av tillverkaren bör du rådgöra med tillverkaren i förväg för att säkerställa att rotorn inte skadas.
Använd endast neutrala medel (t.ex. utspädda alkoholbaserade desinfektionsmedel eller en 70 % isopropanolblandning) för att rengöra och desinficera utrustningen. Aggressiva kemikalier kan skada rotorn, skoporna och kammaren (se ovan). Du bör alltid regelbundet kontrollera rotorn med avseende på skador orsakade av korrosion. För att förhindra korrosion bör du t.ex. omedelbart avlägsna saltkristaller.

Centrifugkärl

Rotorns centrifugkärl har också ett indirekt inflytande på aerosolernas täthet eftersom vätska som spills i rotorn naturligtvis kan bero på att kärlet gått sönder.
Kärlbrott kan uppstå av olika skäl: