Biosikkerhet

Sentrifugering handler om mer enn bare sentrifugering. Spesielt når du arbeider med farlige stoffer, må du ta hensyn til flere faktorer enn bare tid, hastighet og temperatur. Du kan lære mer om disse faktorene her.

042-300 91 30

Har du noen spørsmål? Ring kundeservice

Sentrifugering er mer enn bare sentrifugering: Spesielt når man arbeider med farlige stoffer, er det flere faktorer å ta hensyn til enn bare tid, hastighet og temperatur. Lær mer om disse faktorene i de følgende kapitlene.

Hva er aerosoler?

Tenk deg at du fikk høre av noen at du var omgitt av millioner av mikroorganismer. Hjemme, på jobben, på treningssenteret, til og med i naturen: Hver dag er de der. Det høres skremmende ut, ikke sant? Disse mikroorganismene som omgir oss, kalles luftbårne biologiske partikler eller bare bioaerosoler, og kategoriseres under den generelle betegnelsen aerosoler. Du har hørt det ordet før, ikke sant? Bare for å friske det opp: Aerosoler defineres vanligvis som “kolloidale systemer av (flytende eller faste) partikler som er suspendert i en gass (vanligvis luft)”.

Men hva betyr det egentlig?

Du kommer i kontakt med aerosoler hver eneste dag: deodoranter, sigarettrøyk, støv og eksosutslipp. Alt dette er aerosoler vi stadig kommer i kontakt med når vi bor i et urbant miljø. Vi kaller dem aerosoler av antropogen opprinnelse. Det finnes knapt noe sted i verden som er fritt for menneskeskapte aerosoler, og vi inhalerer dem kontinuerlig. Men aerosoler oppstår også i naturen: tåke, sand, skogstøv og sjøsprøyt er bare noen få eksempler. I naturen består luftbårent støv av opptil 25 % biologiske partikler, og i urbane og jordbruksdominerte områder er denne andelen vanligvis høyere.

I denne teksten vil vi fokusere på bioaerosoler fordi de er den mest interessante typen aerosoler for dem som jobber i laboratorier.

Bioaerosoler

En bioaerosol er en aerosol som består av partikler av varierende biologisk opprinnelse. Dette kan være soppsporer, pollenkorn, endotoksiner eller partikler fra dyrehår. Bioaerosoler er komplekse blandinger som består av flere komponenter som kan stamme fra enkle organiske molekyler (dimensjoner i nanometerområdet), virus, bakterier og bakteriesporer, muggsoppsporer og -hyfer, pollen (med diametre helt ned til 100 mikrometer) og dyre- og planterester (i ulike størrelser). Det er lett å forestille seg hvilken kritisk rolle disse bioaerosolene kan spille i det daglige laboratoriearbeidet! Aerosolisering skjer ikke bare gjennom vind og spray og gjennom pusting, snakk, hosting og nysing; det skjer også gjennom laboratorieaktiviteter som pipettering, sentrifugering, åpning av ampuller og risting – bare for å nevne noen få.

Labteam_Illustrasjon_Bakterievirus_RZ

Vi skiller mellom ulike størrelser av aerosoler

Dråper (aerosoler som er større enn 100 mikrometer) har en tendens til å lande på bakken før de fordamper. Disse dråpene kan dekke overflater (som bord, instrumenter osv.) og kontaminere dem. De utgjør derfor en kilde til at personalet utsettes for infeksjoner.
Støv (10 til 100 mikrometer) og dråpekjerner (mindre enn 10 mikrometer) er svært små aerosoler. Dråpekjerner består av bakterier (eller et annet biologisk agens) i en dråpe. Når dråpevæsken fordamper, forblir bakteriene i tørket tilstand. Dette er en form for bioaerosol.
De er så små og lette at de kan holde seg svevende i luften i flere timer. Dessuten kan luftstrømmer spre luftbårne dråpekjerner i stor grad.

Generelt sett kan sedimenteringshastigheten (antall mikroorganismer som sedimenterer på en petriskål i løpet av en gitt tid) for aerosoler variere sterkt og avhenger av partikkeltypen. Jo større sedimenteringshastigheten er, desto lavere er risikoen for eksponering for operatøren. Dette skyldes at jo større partikkelen er, desto større er sedimenteringshastigheten og vice versa.
Dette betyr at bioaerosoler potensielt kan eksponere personell på to forskjellige måter. For å forstå dette, tenk på dette: Menneskets luftveier er like store som en tennisbane. For hvert åndedrag kommer millioner av partikler i kontakt med luftveiene våre.
Noen av partiklene, særlig de som er mindre enn fire mikrometer, vil få tilgang til lungevevet. Og noen kan til og med nå blodomløpet. Større dråper som forurenser overflaten på laboratorieutstyr og andre overflater i laboratoriet, kan også svelges og komme i kontakt med huden.

Svært vanlige laboratorieaktiviteter produserer aerosoler, og vi nevner bare noen få av dem i denne teksten. Ofte utføres laboratorieaktiviteter uten at man tenker på aerosoler, men rundt om i verden finnes det mange dokumenterte tilfeller av laboratorieinfeksjoner som skyldes produksjon og innånding av smittsomme aerosoler. I det daglige laboratoriearbeidet er sentrifugering bare én av kildene til aerosoler, og du må ta tilstrekkelige forholdsregler når du arbeider med smittsomme eller skadelige stoffer.
Under sentrifugering kan aerosoler slippe ut under sentrifugeringsprosessen med høy hastighet, for eksempel hvis mikroorganismene ikke holdes godt nok inne i sentrifugen. Dette kan skje hvis du sentrifugerer prøver uten lokk, eller hvis et rør lekker eller går i stykker. I det følgende vil vi gi noen råd om hvordan du kan minimere aerosolproduksjonen under sentrifugering.
Det første trinnet er å velge riktig sentrifugebeholder og vurdere hvilke forholdsregler du bør ta. Rotoren spiller en viktig rolle når det gjelder å forhindre dannelse av aerosoler utenfor sentrifugen. Derfor bør du vite hvordan du rengjør og desinfiserer sentrifugen og tilbehøret etter en kjøring og ved eventuelle lekkasjer.

Lær mer om aerosoler og hvordan du kan arbeide trygt med farlige prøver i Stay Informed-klippet “Aerosoler i laboratoriet”.

Biosikkerhetsnivåer og betydningen av dem

Arbeid med biologisk materiale kan noen ganger utgjøre en fare for laboratoriepersonalet og miljøet. Derfor må personalet håndtere materialet på riktig måte i henhold til etablerte standarder. Disse standardene omfatter fire biosikkerhetsnivåer (BSL) som vanligvis gjelder for biologisk materiale. Avhengig av nivå må laboratoriepersonalet ha et visst sett med ferdigheter for å kunne håndtere potensielt farlig materiale. Den største potensielle infeksjonsrisikoen oppstår under standard laboratorieprosedyrer som pipettering, blanding og sentrifugering. For å minimere risikoen for smitte fra bioaerosoler brukes primære og sekundære barrierer. En primær barriere kan for eksempel være et biosikkerhetsskap (BSC). En sekundær barriere kan være en autoklav (BSL-2), eller, i en situasjon på et høyere nivå, kan en installasjon inne i et anlegg, for eksempel et eget forrom eller ventilasjonssystem, fungere som barriere. Smittsomt materiale kan omfatte bakterier, virus, cellekulturer, parasitter eller spesielle typer sopp. Avhengig av sikkerhetsstandarden som gjelder, kan det være nødvendig med spesialopplæring for å håndtere disse smittsomme materialene. Laboratorielederen er ansvarlig for å gi laboratoriepersonalet riktig opplæring.

Labteam_Illustrasjon_BioSafety_Level_1_RZ

Biosikkerhetsnivå 1 (BSL-1)

BSL-1 er det laveste sikkerhetsnivået for håndtering av biologisk materiale. Denne typen materiale utgjør ingen eller bare en lav risiko for friske, voksne mennesker og utgjør en minimal potensiell fare for laboratoriepersonalet og miljøet. BSL-1-laboratorier trenger ikke å være adskilt fra resten av bygningen. Laboratoriepersonalet kan arbeide på åpne benker, og det er ikke nødvendig å bruke spesialutstyr. Standard mikrobiologisk praksis er vanligvis tilstrekkelig for å beskytte laboratoriearbeidere og andre ansatte i bygningen. Det betyr for eksempel at det ikke er tillatt å pipettere med munnen, og at sprut og aerosoldannelse bør unngås. Søl må ryddes opp umiddelbart, og alle arbeidsflater skal dekontamineres hver gang arbeidet er avsluttet. Det er ikke tillatt å spise, drikke eller røyke i laboratoriet. For å beskytte seg selv bruker arbeiderne vanligvis øyebeskyttelse, hansker og laboratoriefrakk. Det anbefales at tilgangen til laboratoriet begrenses. Generelt er autoklav bare nødvendig ved arbeid med genmodifiserte organismer eller modifiserte genetiske elementer (f.eks. plasmidvektorer). Biohazard-skilt settes opp når det er smittestoffer til stede.

Eksempler på typisk biologisk materiale i BSL-1

Bakterier: Agrobacterium tumefaciens, Escherichia coli K-12, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis
Virus: adenovirus type 1 og 2 hos hund, enterovirus hos storfe
Sopp: Saccharomyces cerevisiae
Visse cellekulturer> Endoparasitter hos dyr og mennesker (f.eks. enkelte nematoder)

Labteam_Illustrasjon_BioSafety_Level_2_RZ

Biosikkerhetsnivå 2 (BSL-2)

Alle aktiviteter i et BSL-2-laboratorium krever høyere sikkerhetsstandarder enn i et BSL-1-laboratorium. Det biologiske materialet som brukes i et BSL-2-laboratorium, består av bakterier, virus og organismer som er forbundet med sykdommer hos mennesker. De potensielt sykdomsfremkallende eller smittsomme organismene som er underlagt BSL-2-standarder, utgjør en moderat fare for friske, voksne mennesker. På grunn av deres potensial for å forårsake sykdom hos mennesker må det imidlertid utvises stor forsiktighet for å forhindre perkutane skader, og de ansatte er underlagt regelmessig medisinsk overvåking om nødvendig. Hovedforskjellen i arbeidsprosedyrene som følges i et BSL-1-laboratorium og et BSL-2-laboratorium, er at ansatte i et BSL-2-laboratorium vil bruke et BSC som en primær barriere for potensielt farlige aerosoler. Disse aerosolene dannes vanligvis under standard arbeidsprosedyrer som blanding, pipettering og sentrifugering, og disse aktivitetene bør derfor utføres under en BSC. Som et minimum må det finnes en autoklav i laboratoriet som en ekstra barriere. Vinduer som er åpne mot utsiden, anbefales ikke. En vask for håndvask må plasseres i umiddelbar nærhet til utgangsdøren. Laboratoriet skal være enkelt å rengjøre og dekontaminere. Inne i laboratoriet bør det brukes spesielle laboratoriefrakker, hansker og ansikts- og øyevern. Spesiell forsiktighet må utvises med skarpe gjenstander som kan forårsake skade. Adgangen til BSL-2-laboratorier må være begrenset.

Eksempler på typisk biologisk materiale i BSL-2

Bakterier: Chlamydia pneumoniae, Enterobacter spp, Mycoplasma pneumonia, Yersinia pseudotuberculosis
Virus: Herpes simplex-virus, HIV (ved utførelse av rutinemessige diagnostiske prosedyrer eller arbeid med kliniske prøver)

Labteamet_Illustrasjon_BioSafety_Level_3_RZ

Biosikkerhetsnivå 3 (BSL-3)

BSL-3 innebærer håndtering av stedegne eller eksotiske agenser som kan forårsake alvorlige eller potensielt dødelige sykdommer ved innånding og/eller utgjøre en alvorlig trussel mot miljøet. Sammenlignet med BSL-2-laboratorier krever BSL-3-laboratorier ekstra sikkerhetstiltak: Kun begrenset tilgang til laboratoriet er tillatt. I tillegg må laboratoriepersonalet være under medisinsk overvåkning og tilbys passende immunisering mot agens som håndteres eller potensielt kan forekomme i laboratoriet. Alt laboratorieavfall må desinfiseres, og klærne som brukes i laboratoriet, må dekontamineres før de vaskes. Vegger, tak og vinduer må være tette, og gulvene må være sklisikre og motstandsdyktige mot kjemikalier. Utformingen, driftsparametrene og prosedyrene for et BSL-3-anlegg må verifiseres og dokumenteres før driften starter. Anleggene må dokumenteres og verifiseres på nytt minst én gang i året. Når det gjelder primærbarriere, må all åpen manipulering av biologisk materiale foregå under BSC (fortrinnsvis klasse II eller III) eller i et lukket inneslutningssystem, og det må brukes spesielle verneklær. BSL-3-laboratorier må ha separate utganger med selvlukkende dører som den andre barrieren. I tillegg kreves det et luftventilasjonssystem med negativ luftstrøm som ikke resirkulerer eksos.

Eksempler på typisk biologisk materiale i BSL-3

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

Labteamet_Illustrasjon_BioSafety_Level_4_RZ

Biosikkerhetsnivå 4 (BSL-4)

BSL-4 innebærer håndtering av svært farlig og eksotisk biologisk materiale som kan forårsake infeksjon inne i laboratoriet som følge av aerosoler. Andre agens kan ha en svært lik antigenisk relasjon til eksisterende BSL-4-materiale, men det er ikke tilstrekkelig data tilgjengelig til å angi nivået for disse agensene. Biologisk materiale som også håndteres på dette nivået, er relatert til eksisterende smittsomt materiale der sykdomsoverføringen er ukjent. I tillegg til de forholdsreglene som er tatt på BSL-3-nivå, krever BSL-4 ytterligere beskyttelse: Alle ansatte må skifte klær før de går inn i laboratoriet, og de må dusje før de forlater det. Når det gjelder primære barrierer, må alt arbeid utføres i et klasse III BSC eller i et klasse I- eller II BSC i kombinasjon med at laboratoriearbeideren bærer en helkroppsdrakt med lufttilførsel og overtrykk. Et BSL-4-laboratorium er vanligvis plassert i en separat bygning eller i et spesielt isolert område av en bygning; denne isolasjonen fungerer som en ekstra barriere. Dette nivået krever også dedikert tilførsels- og avtrekksventilasjonsutstyr med vakuum- og dekontamineringssystemer. Avhengig av materiale og krav kan det også være nødvendig med spesialinstallasjoner.

Eksempler på typisk biologisk materiale i BSL-4

Ebolavirus, Lassa-virus, Marburg-virus

Krav til standard laboratorieutstyr i BSL-laboratorier

Sentrifugering

Sentrifugebeholdere (aerosoltette beholdere kreves): dekontaminering etter bruk er påkrevd; som et alternativ kan sterile engangsbeholdere brukes
Aerosol-tette rotorer
Aerosol-tette lokk som kan tas av sentrifugen for sikker transport
Bruk av beholdere med høy termisk, sentrifugeringsmessig og kjemisk stabilitet
Ubalansesensorer og nødstoppfunksjon
Detaljert informasjon i bruksanvisningen om korrekt belastning av rotoren
Egnede rengjørings- og desinfeksjonsprotokoller for rotorer og rotorkamre levert av produsenten
Tydelige instruksjoner fra produsenten om hvordan du åpner sentrifugens lokk ved strømbrudd

Blanding

Passende blandeteknologi som brukes av mikseren for å unngå sprut
Bruk av robuste, tettsluttende engangsbeholdere som kan autoklaveres
Bruk av beholdere med høy termisk og kjemisk stabilitet

Inkubasjon

Regelmessige filterkontroller
Ingen vifte på innsiden for å unngå forurensning
Kammer som er lett å rengjøre
Kobberkammer for å unngå forurensning

Pipettering

Rengjørings- og desinfeksjonsprosedyrer fra produsenten
Ikke-reaktive pipetter som kan autoklaveres
Håndteringsinformasjon fra produsenten for å unngå kontaminering (luftputepipetter)
Bruk av filterspisser for å unngå forurensning av pipettens indre
Bruk av positive fortrengningsspisser for å unngå kontaminering

Påvirkning på aerosolens tetthet

En lang rekke aktiviteter – inkludert fylling av sentrifugerør, fjerning av hetter eller lokk fra rør etter sentrifugering og fjerning av supernatantvæske for deretter å resuspendere pellets – kan føre til utslipp av aerosoler i laboratoriemiljøet.

Det anbefales på det sterkeste at du bruker aerosoltette rotorer og bøtter for å unngå kontaminering, spesielt når du håndterer stoffer som utgjør en helsefare, samt giftige væsker eller sykdomsfremkallende mikroorganismer.

Det er imidlertid ikke alltid like lett å se hvor aerosoltett en rotor er, ettersom det er flere faktorer som spiller inn:

Mekanisk belastning

Rotorer er høykvalitets komponenter som utsettes for ekstreme mekaniske påkjenninger. Enhver rotorkonstruksjon vil til slutt bli utmattet når den utsettes for et visst antall belastningsendringer eller sykluser. Når en sentrifugerotor gjentatte ganger akselereres opp til driftshastighet og deretter bremses ned til null hastighet, vil materialet gjentatte ganger strekke seg og slappe av. På lang sikt fører dette til endringer i materialets metalliske mikrostruktur. Jo mer vekt du sentrifugerer ved en høyere hastighet, desto mer belastes rotormaterialet.

vesentlig

Den direkte sammenhengen mellom at et materiale er nærmere sin elastiske grense (ved bruk av maksimal vekt i kombinasjon med full hastighet) og et stort antall belastningsendringer betyr at endringer i materialets mikrostruktur kan føre til mikroskopiske sprekker. I løpet av driftstiden vil disse “mikrosprekkene” vokse. I verste fall kan hele rotoren sprekke under en kjøring, noe som kan føre til at sentrifugen krasjer. Rotorer og lokk av plast kan ha høyere risiko for å få mikrosprekker. Rotorer og lokk av metall, for eksempel av aluminium, er mer stabile.
Plastrotorer er derimot svært motstandsdyktige mot kjemikalier, men tåler bare et begrenset antall autoklaveringssykluser før rotorens aerosoltetthet blir betydelig redusert. Etter et visst antall sykluser kan ikke plastrotorer brukes lenger, og de må skiftes ut.
Rotorer og lokk laget av metaller som aluminium er mer anvendelige i dette tilfellet.
Med disse rotorene og lokkene trenger du bare å skifte ut tetningsringen etter et visst antall autoklaveringssykluser.

Labteamet_guide_151_klein_1

Aggressive kjemikalier

En annen faktor som påvirker rotorenes aerosoltetthet, er aggressive kjemikalier som konsentrerte og milde baser, konsentrerte syrer, løsninger som inneholder kvikksølvioner, kobberioner og andre tungmetallioner, klorerte hydrokarboner og konsentrerte saltvannsløsninger. Tetningsringene på aerosoltette rotorer er spesielt utsatt for disse aggressive kjemikaliene.
Generelt er plastrotorer motstandsdyktige mot ulike typer aggressive kjemikalier fordi de ikke er like følsomme for korrosjon. Noen metallrotorer har derimot spesialbelegg som PTFE, som også er svært motstandsdyktige mot aggressive kjemikalier.

Rengjøring og desinfeksjon av rotorer

Hvis du har tenkt å rengjøre eller dekontaminere en rotor ved hjelp av en metode som ikke er anbefalt av produsenten, bør du rådføre deg med produsenten på forhånd for å sikre at du ikke skader rotoren.
Bruk kun nøytrale midler (f.eks. fortynnede alkoholbaserte desinfeksjonsmidler eller en 70 % isopropanolblanding) til å rengjøre og desinfisere utstyret. Aggressive kjemikalier kan skade rotoren, skuffene og kammeret (se ovenfor). Du bør alltid kontrollere rotoren regelmessig for skader forårsaket av korrosjon. For å forhindre korrosjon bør du f.eks. fjerne saltkrystaller umiddelbart.

Sentrifugebeholdere

Rotorens sentrifugebeholdere har også en indirekte innflytelse på aerosoltettheten, siden et eventuelt væskesøl i rotoren selvsagt kan skyldes en ødelagt beholder.
Brudd på beholdere kan ha ulike årsaker: