Biosikkerhed

Centrifugering handler om mere end bare at spinde. Især når man arbejder med farlige stoffer, er man nødt til at overveje flere faktorer end bare tid, hastighed og temperatur. Du kan lære mere om disse faktorer her.

042-300 91 30

Har du nogle spørgsmål? Ring til kundeservice

Centrifugering er mere end bare centrifugering: Især når man arbejder med farlige stoffer, er der flere faktorer at tage hensyn til end bare tid, hastighed og temperatur. Lær mere om disse faktorer i de følgende kapitler.

Hvad er aerosoler?

Forestil dig, at du hørte fra nogen, at du var omgivet af millioner af mikroorganismer. Hjemme, på arbejdet, i fitnesscentret, ja, selv i naturen: Hver dag er de der. Det lyder skræmmende, gør det ikke? Disse mikroorganismer, der omgiver os, kaldes luftbårne biologiske partikler eller bare bioaerosoler og kategoriseres under den generelle betegnelse aerosoler. Du har hørt det ord før, ikke? Bare for at genopfriske det, så defineres aerosoler generelt som “kolloide systemer af (flydende eller faste) partikler suspenderet i en gas (normalt luft).”

Men hvad betyder det egentlig?

Du kommer i kontakt med aerosoler hver dag: deodoranter, cigaretrøg, støv og udstødningsgasser. Det er alle aerosoler, som vi konstant møder, når vi bor i et bymiljø. Vi kalder dem aerosoler af menneskeskabt oprindelse. Næsten ingen steder i verden er fri for menneskeskabte aerosoler, og vi indånder dem hele tiden. Men aerosoler stammer også fra naturen: Tåge, sand, skovstøv og havgus er blot nogle få eksempler. I naturen består luftbåret støv af op til ca. 25 % biologiske partikler; i by- og landbrugsdominerede områder er denne procentdel normalt højere.

I denne tekst vil vi fokusere på bioaerosoler, fordi de er den mest interessante type aerosoler for dem, der arbejder i laboratorier.

Bioaerosoler

En bioaerosol er en aerosol, der består af partikler af forskellig biologisk oprindelse. Det kan være svampesporer, pollenkorn, endotoksiner eller partikler fra dyreskæl. Bioaerosoler er komplekse blandinger, der består af flere komponenter, som kan stamme fra simple organiske molekyler (dimensioner i nanometerområdet), vira, bakterier og bakteriesporer, skimmelsvampesporer og hyfer, pollen (med diametre helt ned til 100 mikrometer) og dyre- og planteaffald (i forskellige størrelser). Det er nemt at forestille sig, hvilken kritisk rolle disse bioaerosoler kan spille i dit daglige laboratoriearbejde! Aerosolisering finder ikke kun sted gennem vind og spray og gennem vejrtrækning, tale, hoste og nys; det sker også gennem laboratorieaktiviteter som pipettering, centrifugering, åbning af ampuller og omrystning – bare for at nævne nogle få.

Labteam_Illustration_BacteriaVirus_RZ

Vi skelner mellem forskellige størrelser af aerosoler

Dråber (aerosoler, der er større end 100 mikrometer) har en tendens til at lande på jorden, før de fordamper. Disse dråber kan dække overflader (som borde, instrumenter osv.) og forurene dem. De udgør derfor en kilde til personalets eksponering for infektioner.
Støv (10 til 100 mikrometer) og dråbekerner (mindre end 10 mikrometer) er meget små aerosoler. Dråbekerne består af bakterier (eller et andet biologisk stof) i en dråbe. Når dråbevæsken fordamper, forbliver bakterierne i tørret tilstand. Dette er en form for bioaerosol.
De er så små og lette, at de kan forblive svævende i luften i flere timer. Luftstrømme kan også sprede luftbårne dråbekerner.

Generelt kan bundfældningshastigheden (antallet af mikroorganismer, der bundfældes på en petriskål i løbet af en given tid) for aerosoler variere meget og afhænger af partikeltypen. Jo større bundfældningshastigheden er, desto lavere er risikoen for eksponering af brugeren. Det skyldes, at jo større partiklen er, jo større er bundfældningshastigheden og omvendt.
Det betyder, at bioaerosoler potentielt kan eksponere personalet på to forskellige måder. For at forstå dette skal du overveje dette: Menneskets luftveje er lige så store som en tennisbane. Ved hvert åndedrag kommer millioner af partikler i kontakt med vores luftveje.
Nogle af partiklerne, især dem, der er mindre end fire mikrometer, vil få adgang til lungevævet. Og nogle kan endda nå vores blodbane. Indtagelse og hudkontakt er også mulig med større dråber, der forurener overfladen på laboratorieudstyr og andre overflader i laboratoriet.

Meget almindelige laboratorieaktiviteter producerer aerosoler, og vi nævner kun nogle få af dem i denne tekst. Ofte udføres laboratorieaktiviteter uden overhovedet at tænke på aerosoler, men rundt om i verden er der mange dokumenterede tilfælde af laboratorieerhvervede infektioner som følge af produktion og indånding af infektiøse aerosoler. I dit daglige laboratoriearbejde er centrifugering blot én kilde til aerosoler, og du skal tage passende forholdsregler, når du arbejder med smitsomme eller skadelige stoffer.
Under centrifugering kan aerosoler slippe ud under centrifugeringsprocessen med høj hastighed, for eksempel hvis mikroorganismerne ikke er tilstrækkeligt indesluttet i centrifugen. Det kan ske, hvis du centrifugerer prøver uden låg, eller hvis et rør lækker eller går i stykker. I det følgende vil vi give nogle råd om, hvordan man minimerer aerosolproduktionen under centrifugering.
Som et første skridt skal du sørge for at vælge den rigtige centrifugebeholder og overveje, hvilke forholdsregler du skal tage. Rotoren spiller en vigtig rolle i at forhindre dannelse af aerosoler uden for centrifugen. Derfor bør du vide, hvordan du rengør og desinficerer centrifugen og dens tilbehør efter en kørsel, og hvis der opstår lækage.

Få mere at vide om aerosoler, og hvordan du arbejder sikkert med farlige prøver i vores Stay Informed-klip “Aerosoler i laboratoriet”.

Biosikkerhedsniveauer og deres betydning

Arbejdet med biologisk materiale kan undertiden udgøre en fare for laboratoriepersonalet og miljøet. Derfor skal personalet håndtere materialet korrekt i henhold til etablerede standarder. Disse standarder omfatter fire biosikkerhedsniveauer (BSL’er), som typisk gælder for biologisk materiale. Afhængigt af niveauet skal laboratoriepersonalet besidde et bestemt sæt færdigheder til håndtering af potentielt farligt materiale. dannelse under standardlaboratorieprocedurer som pipettering, blanding og centrifugering udgør den største potentielle risiko for infektion. For at minimere risikoen for infektion fra bioaerosoler anvendes primære og sekundære barrierer. En primær barriere kan f.eks. være et biosikkerhedsskab (BSC). En sekundær barriere kan være en autoklave (BSL-2), eller i en situation på et højere niveau kan en installation inde i en facilitet som et dedikeret forrum eller ventilationssystem fungere som barriere. Smittefarligt materiale kan omfatte bakterier, vira, cellekulturer, parasitter eller særlige typer af svampe. Afhængigt af den gældende sikkerhedsstandard kan det være nødvendigt med særlig træning for at håndtere disse smitsomme materialer. Laboratorielederen er ansvarlig for at uddanne laboratoriepersonalet korrekt.

Labteam_Illustration_BioSafety_Level_1_RZ

Biosikkerhedsniveau 1 (BSL-1)

BSL-1 er det laveste sikkerhedsniveau for håndtering af biologisk materiale. Denne type materiale udgør ingen eller kun en lav risiko for raske voksne mennesker og udgør en minimal potentiel fare for laboratoriepersonalet og miljøet. BSL-1-laboratorier behøver ikke at være adskilt fra resten af bygningen. Laboratoriemedarbejdere kan udføre deres arbejde på åbne bordplader, og der er ikke behov for at bruge specialudstyr. Standard mikrobiologisk praksis er normalt tilstrækkelig til at beskytte laboratoriearbejdere og andre ansatte i bygningen. Det betyder f.eks., at det ikke er tilladt at pipettere med munden, og at stænk og aerosoldannelse skal undgås. Spild skal ryddes op med det samme, og alle arbejdsflader skal dekontamineres, hver gang arbejdet er færdigt. Det er ikke tilladt at spise, drikke og ryge i laboratoriet. For at beskytte sig selv bærer medarbejderne generelt øjenbeskyttelse, handsker og en laboratoriekittel. Det anbefales, at adgangen til laboratoriet begrænses. Generelt kræves der kun en autoklave, når der arbejdes med genetisk modificerede organismer eller modificerede genetiske elementer (f.eks. plasmidvektorer). Biohazard-skilte hænges op, når der er smitsomme stoffer til stede.

Eksempler på typisk biologisk BSL-1-materiale

Bakterier: Agrobacterium tumefaciens, Escherichia coli K-12, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis
Virus: hundeadenovirus type 1 og 2, bovin enterovirus
Svampe: Saccharomyces cerevisiae
Visse cellekulturer> Endoparasitter hos dyr og mennesker (f.eks. nogle nematoder)

Labteam_Illustration_BioSafety_Level_2_RZ

Biosikkerhedsniveau 2 (BSL-2)

Alle aktiviteter i et BSL-2-laboratorium kræver højere sikkerhedsstandarder end i et BSL-1-laboratorium. Det biologiske materiale, der anvendes i et BSL-2-laboratorium, består af bakterier, vira og organismer, der er forbundet med menneskelige sygdomme. De potentielle patogene eller infektiøse organismer, der er underlagt BSL-2-standarder, udgør en moderat fare for raske voksne mennesker. Men på grund af deres potentiale til at forårsage sygdomme hos mennesker skal der udvises stor forsigtighed for at forhindre perkutane skader, og medarbejderne er underlagt regelmæssig medicinsk overvågning, hvis det er nødvendigt. Den største forskel på de arbejdsprocedurer, der følges i et BSL-1-laboratorium og et BSL-2-laboratorium, er, at medarbejderne i et BSL-2-laboratorium vil bruge en BSC som en primær barriere for potentielt farlige aerosoler. Disse aerosoler dannes generelt under standard arbejdsprocedurer som blanding, pipettering og centrifugering, så disse aktiviteter skal udføres under en BSC. Der skal som minimum være en autoklave til stede i laboratoriet som en anden barriere. Vinduer, der er åbne udadtil, anbefales ikke. En vask til håndvask skal placeres i umiddelbar nærhed af udgangsdøren. Laboratoriet skal være let at rengøre og dekontaminere. Inde i laboratoriet skal der bæres særlige kitler, handsker og ansigts- og øjenbeskyttelse. Der skal udvises særlig forsigtighed med skarpe genstande, der kan forårsage skader. Adgangen til BSL-2-laboratorier skal være begrænset.

Eksempler på typisk biologisk BSL-2-materiale

Bakterier: Chlamydia pneumoniae, Enterobacter spp, Mycoplasma pneumonia, Yersinia pseudotuberculosis
Virus: Herpes simplex-virus, HIV (ved udførelse af rutinemæssige diagnostiske procedurer eller arbejde med kliniske prøver)

Labteamet_Illustration_BioSafety_Level_3_RZ

Biosikkerhedsniveau 3 (BSL-3)

BSL-3 involverer håndtering af indfødte eller eksotiske stoffer, der kan forårsage alvorlige eller potentielt dødelige sygdomme ved indånding og/eller udgøre en alvorlig trussel mod miljøet. Sammenlignet med BSL-2-laboratorier kræver BSL-3-laboratorier yderligere sikkerhedsforanstaltninger: Der er kun begrænset adgang til laboratoriet. Desuden skal laboratoriepersonalet være under lægelig overvågning og tilbydes passende immuniseringer mod de agenser, der håndteres eller potentielt findes i laboratoriet. Alt laboratorieaffald skal desinficeres, og det tøj, der bæres i laboratoriet, skal dekontamineres, før det vaskes. Vægge, lofter og vinduer skal være forseglede, og gulve skal være skridsikre og modstandsdygtige over for kemikalier. Design, driftsparametre og procedurer for en BSL-3-facilitet skal verificeres og dokumenteres, før driften påbegyndes. Faciliteterne skal dokumenteres og verificeres igen mindst en gang om året. Med hensyn til en primær barriere skal alle åbne manipulationer af biologisk materiale udføres under en BSC (helst klasse II eller klasse III) eller i et lukket indeslutningssystem, og der skal bæres særligt beskyttelsestøj. BSL-3-laboratorier skal have separate udgange med selvlukkende døre som den anden barriere. Desuden kræves der et luftventilationssystem med negativ luftstrøm, som ikke recirkulerer udstødningsgassen.

Eksempler på typisk biologisk materiale i BSL-3

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

Labteamet_Illustration_BioSafety_Level_4_RZ

Biosikkerhedsniveau 4 (BSL-4)

BSL-4 indebærer håndtering af meget farligt og eksotisk biologisk materiale, der kan forårsage infektion inde i laboratoriet som følge af aerosoler. Andre agenser kan have et meget lignende antigenisk forhold til eksisterende BSL-4-materiale, men der er ikke tilstrækkelige data til rådighed til at angive niveauet for disse agenser. Biologisk materiale, der også håndteres på dette niveau, vedrører eksisterende smitsomt materiale, hvor sygdomsoverførslen er ukendt. Ud over de forholdsregler, der tages på BSL-3-niveau, kræver BSL-4 yderligere beskyttelse: Alt tøj skal skiftes, før man går ind i laboratoriet, og medarbejderne skal tage et bad, før de forlader det. Med hensyn til primære barrierer skal alt arbejde udføres i en klasse III BSC eller i en klasse I eller II BSC i kombination med, at laboratoriemedarbejderen bærer en luftforsynet overtryksdragt i hele kroppen. Et BSL-4-laboratorium er normalt placeret i en separat bygning eller i et specifikt isoleret område af en bygning; denne isolering fungerer som en anden barriere. Dette niveau kræver også dedikeret forsynings- og udstødningsventilationsudstyr med vakuum- og dekontamineringssystemer. Afhængigt af materiale og krav kan det også være nødvendigt med særlig installation.

Eksempler på typisk BSL-4 biologisk materiale

Ebola-virus, Lassa-virus, Marburg-virus

Krav til standard laboratorieudstyr i BSL-laboratorier

Centrifugering

Centrifugebeholdere (aerosoltætte beholdere påkrævet): dekontaminering efter brug påkrævet; som et alternativ kan der anvendes sterile beholdere til engangsbrug.
Aerosol-tætte rotorer
Aerosol-tætte hætter, der kan tages af centrifugen for sikker transport
Brug af beholdere med høj termisk, centrifugeringsmæssig og kemisk stabilitet
Ubalancesensorer og nødstopfunktion
Detaljerede oplysninger i betjeningsvejledningen om korrekt belastning af rotoren
Passende rengørings- og desinfektionsprotokoller for rotorer og rotorkamre leveret af producenten
Tydelige producentinstruktioner til åbning af centrifugens låg i tilfælde af strømsvigt

Blanding

Passende blandeteknologi anvendt af blanderen for at undgå stænk
Brug af robuste, tætsluttende engangsbeholdere, der kan autoklaveres
Brug af beholdere med høj termisk og kemisk stabilitet

Inkubation

Regelmæssige filtertjek
Ingen ventilator indeni for at undgå forurening
Kammer, der er nemt at rengøre
Kobberkammer for at undgå forurening

Pipettering

Rengørings- og desinfektionsprocedurer leveret af producenten
Ikke-reaktive pipetter, der kan autoklaveres
Håndteringsinformation fra producenten for at undgå kontaminering (luftpudepipetter)
Brug af filterspidser for at undgå forurening af pipettens indre
Brug af positive fortrængningsspidser for at undgå kontaminering

Indflydelse på aerosol-tæthed

En lang række aktiviteter – herunder fyldning af centrifugerør, fjernelse af hætter eller låg fra rør efter centrifugering og fjernelse af supernatantvæske og derefter resuspendering af pellets – kan føre til frigivelse af aerosoler i laboratoriemiljøet.

Det anbefales, at du bruger aerosoltætte rotorer og spande for at undgå kontaminering, især når du håndterer stoffer, der udgør en sundhedsfare, samt giftige væsker eller patogene mikroorganismer.

En rotors aerosoltæthed er dog ikke altid lige tydelig, da forskellige faktorer spiller en rolle:

Mekanisk belastning

Rotorer er komponenter af høj kvalitet, der udsættes for ekstrem mekanisk belastning. Enhver rotorkonstruktion vil i sidste ende blive udmattet, når den udsættes for et vist antal belastningsændringer eller cyklusser. Når en centrifugerotor gentagne gange accelereres op til driftshastighed og derefter decelereres til nul hastighed, strækkes og afslappes materialet gentagne gange. På lang sigt resulterer det i ændringer i materialets metalliske mikrostruktur. Jo mere vægt du centrifugerer ved en højere hastighed, jo mere stresser du rotormaterialet.

materiale

Det direkte forhold mellem et materiale, der er tættere på sin elastiske grænse (når man bruger maksimal vægt i kombination med fuld hastighed), og et stort antal belastningsændringer betyder, at ændringer i et materiales mikrostruktur kan resultere i mikroskopiske revner. I løbet af driften vil disse “mikrorevner” vokse. I værste fald kan hele rotoren revne under en kørsel, hvilket resulterer i, at centrifugen går ned. Rotorer og låg af plast kan have en højere risiko for at opleve mikrorevner. Metalrotorer og -låg, f.eks. af aluminium, er mere stabile.
Plastrotorer er på den anden side meget modstandsdygtige over for kemikalier, men kan kun klare et begrænset antal autoklaveringscyklusser, før rotorens aerosoltæthed reduceres betydeligt. Efter et vist antal cyklusser kan plastrotorer ikke længere bruges, og de skal udskiftes.
Rotorer og låg af metaller som aluminium er mere anvendelige i dette tilfælde.
Med disse rotorer og låg skal du kun udskifte tætningsringen efter et vist antal autoklaveringscyklusser.

Labteamet_guide_151_klein_1

Aggressive kemikalier

En anden indflydelse på rotorernes aerosoltæthed stammer fra aggressive kemikalier, herunder koncentrerede og milde alkalier, koncentrerede syrer, opløsninger, der indeholder kviksølvioner, kobberioner og andre tungmetalioner, klorerede kulbrinter og koncentrerede saltopløsninger. Forseglingsringene på aerosoltætte rotorer påvirkes især af disse aggressive kemikalier.
Generelt er plastrotorer modstandsdygtige over for forskellige former for aggressive kemikalier, fordi de ikke er så følsomme over for korrosion. Nogle metalrotorer har derimod særlige belægninger som PTFE, som også er meget modstandsdygtige over for aggressive kemikalier.

Rengøring og desinfektion af rotorer

Hvis du vil rengøre eller dekontaminere en rotor ved hjælp af en metode, der ikke er anbefalet af producenten, skal du kontakte producenten på forhånd for at sikre, at du ikke beskadiger rotoren.
Brug kun neutrale midler (f.eks. fortyndede alkoholbaserede desinfektionsmidler eller en 70 % isopropanolblanding) til at rengøre og desinficere udstyr. Aggressive kemikalier kan beskadige rotoren, spandene og kammeret (se ovenfor). Du bør altid regelmæssigt kontrollere rotoren for skader forårsaget af korrosion. For at forhindre korrosion bør du f.eks. straks fjerne saltkrystaller.

Centrifugebeholdere

Rotorens centrifugebeholdere har også en indirekte indflydelse på aerosoltætheden, da enhver væske, der spildes i rotoren, naturligvis kan skyldes en ødelagt beholder.
Brud på beholdere opstår af forskellige årsager:

Centrifugebeholderens maksimum blev overskredet.
Beholderens materiale var ikke modstandsdygtigt over for den væske, der blev centrifugeret.
Fartøjet var tidligere blevet beskadiget.
Beholderen passer ikke ind i rotorboringerne.