Skip to main content
Global

13.3: Kutumia Kemikali kudhibiti microorganisms

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    174443

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Malengo ya kujifunza

    • Kuelewa na kulinganisha kemikali mbalimbali zinazotumiwa kudhibiti ukuaji wa microbial, ikiwa ni pamoja na matumizi yao, faida na hasara, muundo wa kemikali, na hali ya hatua

    Mbali na mbinu za kimwili za udhibiti wa microbial, kemikali pia hutumiwa kudhibiti ukuaji wa microbial. Aina mbalimbali za kemikali zinaweza kutumika kama disinfectants au antiseptics. Wakati wa kuchagua cha kutumia, ni muhimu kuzingatia aina ya microbe inayolengwa; jinsi safi kipengee kinahitaji kuwa; athari ya disinfectant juu ya uadilifu wa kipengee; usalama wake kwa wanyama, wanadamu, na mazingira; gharama zake; na urahisi wake wa matumizi. Sehemu hii inaelezea aina mbalimbali za kemikali zinazotumiwa kama disinfectants na antiseptics, ikiwa ni pamoja na utaratibu wao wa utekelezaji na matumizi ya kawaida.

    Phenolics

    Katika miaka ya 1800, wanasayansi walianza kujaribu na aina mbalimbali za kemikali kwa ajili ya kuzuia disinfection. Katika miaka ya 1860, daktari wa upasuaji wa Uingereza Joseph Lister (1827—1912) alianza kutumia asidi carbolic, inayojulikana kama fenoli, kama disinfectant kwa ajili ya kutibu majeraha ya upasuaji (tazama Misingi ya Nadharia ya Kisasa ya Kiini). Mwaka 1879, kazi ya Lister iliongoza mwanakemia wa Marekani Joseph Lawrence (1836—1909) kuendeleza Listerine, mchanganyiko wa pombe wa misombo kadhaa yanayohusiana ambayo bado inatumika leo kama antiseptic ya mdomo. Leo, asidi ya carbolic haitumiwi tena kama disinfectant ya upasuaji kwa sababu ni inakera ngozi, lakini misombo ya kemikali inayopatikana katika mouthwashes ya antiseptic na lozenges ya koo huitwa phenolics.

    Kikemia, fenoli ina pete ya benzini yenye kundi -OH, na fenoli ni misombo ambayo ina kundi hili kama sehemu ya muundo wao wa kemikali (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Fenoli kama vile thymol na eucalyptol hutokea kiasili katika mimea. Fenoli nyingine zinaweza kutokana na creosote, sehemu ya lami ya makaa ya mawe. Phenolics huwa imara, inayoendelea juu ya nyuso, na chini ya sumu kuliko phenol. Wao huzuia ukuaji wa microbial kwa denaturing protini na kuharibu membrane.

    A) muundo wa kemikali na pete ya kaboni ya kaboni 6 na kikundi cha OH kwa moja. B) Muundo wa kemikali na pete 2 za kaboni (kaboni 6 kila mmoja) zilizounganishwa na dhamana ya covalent; kaboni moja ina OH. C) Pete mbili za kaboni (kaboni 6) ziliunganisha kaboni. Kila pete ina OH na 3 Cls.
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Phenol na misombo ya phenolic zimetumika kudhibiti ukuaji wa microbial. (a) Kemikali muundo wa phenol, pia inajulikana kama asidi carbolic. (b) O-phenylphenol, aina ya fenoli, imetumika kama disinfectant na pia kudhibiti ukuaji wa bakteria na vimelea kwenye matunda ya machungwa yaliyovunwa. (c) Hexachlorophene, fenoli nyingine, inayojulikana kama bisphenol (pete mbili), ni kiungo cha kazi katika Phisohex.

    Tangu wakati wa Lister, misombo kadhaa ya phenolic imetumiwa kudhibiti ukuaji wa microbial. Fenoli kama cresols (methylated fenoli) na o-phenylphenol zilikuwa viungo hai katika michanganyiko mbalimbali ya Lysol tangu uvumbuzi wake mwaka 1889 O-phenylphenol pia ilitumika kwa kawaida katika kilimo kudhibiti ukuaji wa bakteria na vimelea kwenye mazao ya kuvuna, hasa matunda ya machungwa, lakini matumizi yake katika Muungano Marekani sasa ni mbali zaidi mdogo. Bisphenol hexachlorophene, disinfectant, ni kiungo kazi katika Phisohex, topical utakaso sabuni sana kutumika kwa ajili ya kuosha mikono katika mazingira ya hospitali. phisohex ni hasa ufanisi dhidi ya bakteria Gram-chanya, ikiwa ni pamoja na wale kusababisha maambukizi staphylococcal na streptococcal ngozi. zamani kutumika kwa ajili ya kuoga watoto wachanga, lakini mazoezi haya imekoma kwa sababu imekuwa umeonyesha kuwa yatokanayo na hexachlorophene inaweza kusababisha matatizo ya neva.

    Triclosan ni kiwanja kingine cha bisphenol ambacho kimeona matumizi makubwa katika bidhaa za antibacterial zaidi ya miongo kadhaa iliyopita. Awali kutumika katika toothpastes, triclosan sasa ni kawaida kutumika katika sabuni mkono na mara nyingi impregnated katika aina mbalimbali ya bidhaa nyingine, ikiwa ni pamoja na kukata bodi, visu, mapazia oga, nguo, na saruji, ili kuwafanya antimicrobial. Ni bora sana dhidi ya bakteria ya gramu-chanya kwenye ngozi, pamoja na bakteria fulani ya gramu-hasi na yeasts. 1

    Triclosan: Overkill antibacterial?

    Sabuni za mikono na bidhaa nyingine za kusafisha mara nyingi zinauzwa kama “antibacterial,” zinaonyesha kuwa hutoa kiwango cha usafi kuliko ile ya sabuni ya kawaida na watakaso. Lakini ni viungo vya antibacterial katika bidhaa hizi ni salama na ufanisi?

    Kuhusu 75% ya sabuni ya antibacterial kioevu mkono na 30% ya sabuni bar vyenye triclosan kemikali, phenolic, (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). 2 Triclosan vitalu enzyme katika bakteria fatty acid-biosynthesis njia ambayo haipatikani katika njia kulinganishwa binadamu. Ingawa matumizi ya triclosan nyumbani yaliongezeka kwa kasi wakati wa miaka ya 1990, zaidi ya miaka 40 ya utafiti uliofanywa na FDA yamebadilika hakuna ushahidi wa kuhitimisha kwamba kuosha kwa bidhaa zenye triclosan kunatoa faida za kiafya zilizoongezeka ikilinganishwa na kuosha kwa sabuni ya jadi. Ingawa baadhi ya tafiti zinaonyesha kuwa bakteria wachache wanaweza kubaki mikononi mwa mtu baada ya kuosha na sabuni yenye makao ya triclosan, ikilinganishwa na sabuni ya jadi, hakuna ushahidi unaoashiria kupunguza yoyote kwa maambukizi ya bakteria yanayosababisha ugonjwa wa kupumua na utumbo. Kwa kifupi, sabuni na triclosan zinaweza kuondoa au kuua wadudu wachache zaidi lakini haitoshi kupunguza uenezi wa magonjwa.

    Labda zaidi ya kusumbua, baadhi ya hatari zilizo wazi zinazohusiana na sabuni za triclosan zimefika. Matumizi yaliyoenea ya triclosan yamesababisha kuongezeka kwa matatizo ya bakteria ya sugu ya triclosan, ikiwa ni pamoja na yale ya umuhimu wa kliniki, kama vile Salmonella enterica; upinzani huu unaweza kutoa triclosan haina maana kama antibacterial kwa muda mrefu. 3 4 Bakteria urahisi kupata upinzani dhidi ya triclosan kupitia mabadiliko ya jeni moja encoding enzyme walengwa katika bakteria fatty acid-awali njia. Disinfectants nyingine na mode chini maalum ya hatua ni kiasi kidogo kukabiliwa na engendering upinzani kwa sababu itachukua zaidi ya mabadiliko moja ya maumbile.

    Matumizi ya triclosan katika miongo kadhaa iliyopita pia imesababisha kujengwa kwa kemikali katika mazingira. Triclosan katika sabuni ya mkono huletwa moja kwa moja katika mifumo ya maji machafu na maji taka kama matokeo ya mchakato wa kuosha mikono. Huko, mali zake za antibacterial zinaweza kuzuia au kuua bakteria zinazohusika na kuharibika kwa maji taka, na kusababisha mifumo ya septic kuziba na kurudi nyuma. Hatimaye, triclosan katika maji machafu hupata njia yake ndani ya maji ya uso, mito, maziwa, sediments, na udongo, kuharibu wakazi wa asili wa bakteria ambao hufanya kazi muhimu za mazingira, kama vile kuzuia mwani. Triclosan pia hupata njia yake ndani ya miili ya amfibia na samaki, ambapo inaweza kutenda kama usumbufu wa endocrine. Viwango vinavyotambulika vya triclosan vimepatikana pia katika maji mbalimbali ya mwili wa binadamu, ikiwa ni pamoja na maziwa ya matiti, plasma, na mkojo. 5 Kwa kweli, utafiti uliofanywa na CDC uligundua viwango vya detectable ya triclosan katika mkojo wa 75% ya watu 2,517 waliopimwa katika 2003—2004. 6 Utafutaji huu unasumbua zaidi kutokana na ushahidi kwamba triclosan inaweza kuathiri kazi ya kinga kwa binadamu. 7

    Mnamo Desemba 2013, FDA iliwapa wazalishaji wa sabuni hadi 2016 kuthibitisha kwamba sabuni za antibacterial hutoa faida kubwa juu ya sabuni za jadi; kama hawawezi kufanya hivyo, wazalishaji watalazimika kuondoa bidhaa hizi kutoka sokoni.

    Muundo wa kemikali wa triclosan. Pete mbili za kaboni (kaboni 6) zilizounganishwa na oksijeni; kila pete ina oksijeni 2 zaidi zilizofungwa nayo. Picha ya mtu anayeosha mikono yake.
    Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Triclosan ni kiungo cha kawaida katika sabuni za antibacterial licha ya ushahidi kwamba inaleta hatari za mazingira na afya na haitoi faida kubwa ya afya ikilinganishwa na sabuni ya kawaida. (mikopo b, c: mabadiliko ya kazi na FDA)

    Zoezi\(\PageIndex{1}\)

    Kwa nini triclosan ni kama antibiotic kuliko disinfectant ya jadi?

    Metali nzito

    Baadhi ya viini vya kwanza vya kemikali na antiseptiki kutumiwa vilikuwa metali nzito. Metali nzito huua microbes kwa kumfunga protini, hivyo kuzuia shughuli za enzymatic (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Metali nzito ni oligodynamic, maana yake ni kwamba viwango vidogo sana vinaonyesha shughuli muhimu za antimicrobial. Ions ya metali nzito hufunga kwa asidi amino zenye sulfuri kwa nguvu na biokujilimbikiza ndani ya seli, kuruhusu metali hizi kufikia viwango vya juu vya kienyeji. Hii inasababisha protini kuwa na meno.

    Metali nzito sio sumu kwa seli za microbial. Wanaweza kujilimbikiza katika seli za binadamu au wanyama, pia, na viwango vingi vinaweza kuwa na athari za sumu kwa wanadamu. Ikiwa fedha nyingi hujilimbikiza katika mwili, kwa mfano, inaweza kusababisha hali inayoitwa argyria, ambayo ngozi hugeuka bluu-kijivu. Njia moja ya kupunguza sumu ya uwezo wa metali nzito ni kwa kudhibiti kwa makini muda wa mfiduo na ukolezi wa chuma nzito.

    a) picha ya kushughulikia mlango wa shaba. B) Picha ya uma za fedha. C) Picha ya incubator d) picha ya mouthwash ya Listerine. E) Picha ya mtu mwenye ngozi ya kijivu.
    Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Metali nzito za protini za denature, kuharibu kazi ya seli na, kwa hiyo, kuwapa mali kali za antimicrobial. (a) Copper katika mechi kama hii kushughulikia mlango unaua microbes kwamba vinginevyo inaweza kujilimbikiza juu ya nyuso mara nyingi kuguswa. (b) Kula vyombo vyenye kiasi kidogo cha fedha ili kuzuia ukuaji wa microbial. (c) Copper kawaida mistari incubators kupunguza uchafuzi wa tamaduni kiini kuhifadhiwa ndani. (d) Mouthwashes antiseptic huwa na kloridi ya zinki. (e) Mgonjwa huyu anakabiliwa na argyria, hali isiyoweza kurekebishwa inayosababishwa na bioaccumulation ya fedha katika mwili. (mikopo b: mabadiliko ya kazi na “Shoshanah” /Flickr; mikopo e: mabadiliko ya kazi na Herbert L. Fred na Hendrik A. van Dijk)

    Mercury

    Mercury ni mfano wa metali nzito ambayo imetumika kwa miaka mingi kudhibiti ukuaji wa microbial. Ilikuwa kutumika kwa karne nyingi kutibu kaswisi. Misombo ya Mercury kama kloridi ya mercuric ni hasa bacteriostatic na ina wigo mpana sana wa shughuli. Aina mbalimbali za zebaki hufunga kwa asidi za amino zenye sulfuri ndani ya protini, kuzuia kazi zao.

    Katika miongo ya hivi karibuni, matumizi ya misombo hiyo yamepungua kwa sababu ya sumu ya zebaki. Ni sumu kwa mifumo ya neva, utumbo, na figo katika viwango vya juu, na ina madhara mabaya ya mazingira, ikiwa ni pamoja na bioaccumulation katika samaki. Antiseptics topical kama vile mercurochrome, ambayo ina zebaki katika viwango vya chini, na merthiolate, tincture (ufumbuzi wa zebaki kufutwa katika pombe) mara moja kutumika kwa kawaida. Hata hivyo, kwa sababu ya wasiwasi juu ya kutumia misombo ya zebaki, hizi antiseptics haziuzwa tena nchini Marekani.

    Fedha

    Fedha kwa muda mrefu imekuwa kutumika kama antiseptic. Katika nyakati za kale, maji ya kunywa yalihifadhiwa katika jugs za fedha. 8 Silvadene cream ni kawaida kutumika kutibu majeraha topical na ni hasa kusaidia katika kuzuia maambukizi katika majeraha kuchoma. Silver nitrate matone walikuwa mara moja mara kwa mara kutumika kwa macho ya watoto wachanga kulinda dhidi ya ophthalmia neonatorum, maambukizi jicho ambayo yanaweza kutokea kutokana na yatokanayo na vimelea katika mfereji wa kuzaliwa, lakini creams antibiotic ni zaidi sasa kawaida kutumika. Fedha mara nyingi ni pamoja na antibiotics, na kufanya antibiotics maelfu ya mara ufanisi zaidi. 9 Silver pia ni kawaida kuingizwa katika catheters na bandeji, kuwapa antimicrobial; hata hivyo, kuna ushahidi kwamba metali nzito pia kuongeza uteuzi kwa ajili ya upinzani antibiotic. 10

    Copper, Nickel, na Zinki

    Baadhi ya metali nyingine nzito pia huonyesha shughuli za antimicrobial. Sulfate ya shaba ni algicide ya kawaida inayotumiwa kudhibiti ukuaji wa algal katika mabwawa ya kuogelea na mizinga ya samaki. Matumizi ya shaba ya metali ili kupunguza ukuaji wa microbial pia yanaenea zaidi. Vipande vya shaba katika incubators husaidia kupunguza uchafuzi wa tamaduni za seli. Matumizi ya sufuria za shaba kwa ajili ya kuhifadhi maji katika nchi zisizoendelea zinachunguzwa kama njia ya kupambana na magonjwa ya kuhara. Mipako ya shaba pia inakuwa maarufu kwa vitu vinavyotumika mara kwa mara kama vile viboko vya mlango, vifaa vya baraza la mawaziri, na rasilimali nyingine katika vituo vya afya vya afya katika jaribio la kupunguza uenezi wa viumbe vidogo.

    Vipu vya nickel na zinki sasa vinatumiwa kwa namna hiyo. Aina nyingine za zinki, ikiwa ni pamoja na kloridi ya zinki na oksidi ya zinki, hutumiwa pia kibiashara Kloridi ya zinki ni salama kabisa kwa wanadamu na hupatikana kwa kawaida katika mouthwashes, kwa kiasi kikubwa kuongeza urefu wao wa ufanisi. Oxydi ya zinki hupatikana katika bidhaa mbalimbali, ikiwa ni pamoja na creams za antiseptic za juu kama vile lotion ya calamine, mafuta ya diaper, poda ya mtoto, na shampoo

    Zoezi\(\PageIndex{2}\)

    Kwa nini metali nyingi nzito zote za antimicrobial na sumu kwa wanadamu?

    Halojeni

    Kemikali nyingine zinazotumiwa kwa kawaida kwa disinfection ni halojeni iodini, klorini, na fluorini. Iodini hufanya kazi kwa kuimarisha vipengele vya seli, ikiwa ni pamoja na asidi za amino zenye sulfuri, nucleotidi, na asidi za mafuta, na kuharibu macromolecules zilizo na molekuli hizi. Mara nyingi hutumiwa kama tincture ya juu, lakini inaweza kusababisha uchafu au hasira ya ngozi. Iodophor ni kiwanja cha iodini kilicho ngumu na molekuli ya kikaboni, na hivyo kuongeza utulivu wa iodini na, kwa upande wake, ufanisi wake. Iodophor moja ya kawaida ni povidone-iodini, ambayo inajumuisha wakala wa mvua ambayo hutoa iodini kiasi polepole. Betadine ni brand ya povidone-iodini kawaida kutumika kama scrub mkono na wafanyakazi wa matibabu kabla ya upasuaji na kwa antisepsis topical ya ngozi ya mgonjwa kabla ya incision (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)).

    a) Muundo wa kemikali wa betadine. B) picha ya mtaalamu wa matibabu kuweka kuweka machungwa kwa mgonjwa.
    Kielelezo\(\PageIndex{4}\): (a) Betadine ni suluhisho la iodophor povidone-iodini. (b) Ni kawaida kutumika kama antiseptic topical juu ya ngozi ya mgonjwa kabla ya incision wakati wa upasuaji. (mikopo b: mabadiliko ya kazi na Andrew Ratto)

    Klorini ni halogen nyingine ambayo hutumiwa kwa ajili ya kupuuza. Wakati gesi ya klorini inapochanganywa na maji, inazalisha kioksidishaji chenye nguvu kinachoitwa asidi ya hypochlorous, ambacho hakitoshi na huingia seli kwa urahisi. Gesi ya klorini hutumiwa kwa kawaida katika maji ya kunywa ya manispaa na mimea ya matibabu ya maji machafu, na kusababisha asidi ya hypochlorous huzalisha athari halisi ya antimicrobial. Wale wanaofanya kazi katika vituo vya matibabu ya maji wanahitaji kuchukua uangalifu mkubwa ili kupunguza mfiduo wa kibinafsi kwa gesi ya klorini. Hypochlorite ya sodiamu ni sehemu ya kemikali ya bleach ya kawaida ya kaya, na pia hutumiwa kwa madhumuni mbalimbali ya disinfecting. Chumvi za hypochlorite, ikiwa ni pamoja na hypochlorites ya sodiamu na kalsiamu, hutumiwa kufuta mabwawa ya kuogelea. Gesi ya klorini, hypochlorite ya sodiamu, na hypokloriti ya kalsiamu pia hutumiwa kwa kawaida viini katika usindikaji wa chakula na viwanda vya mgahawa ili kupunguza uenezi wa magonjwa yanayosababishwa na chakula. Wafanyakazi katika viwanda hivi pia wanahitaji kutunza kutumia bidhaa hizi kwa usahihi ili kuhakikisha usalama wao wenyewe pamoja na usalama wa watumiaji. Taarifa ya pamoja ya hivi karibuni iliyochapishwa na Shirika la Chakula na Kilimo (FAO) la Umoja wa Mataifa na WHO lilionyesha kuwa hakuna matumizi mengi ya manufaa ya bidhaa za klorini katika usindikaji wa chakula ili kupunguza kuenea kwa magonjwa yanayosababishwa na chakula yalikuwa hatari kwa watumiaji. 11

    Darasa lingine la misombo ya klorini inayoitwa klorini hutumika sana kama viini. Chloramines ni imara, ikitoa klorini kwa muda mrefu. Chloramines ni derivatives ya amonia kwa kubadilisha moja, mbili, au atomi zote tatu za hidrojeni na atomi za klorini (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)).

    Amonia ina N na 3 Hs. Chloramine ina N, 2 Hs na 1 Cl.
    Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Monochloroamine, moja ya kloramini, inatokana na amonia kwa uingizwaji wa atomi moja ya hidrojeni na atomi ya klorini.

    Chloramines na misombo mingine ya kolorini inaweza kutumika kwa ajili ya kuzuia maji ya kunywa, na vidonge vya kloriamu hutumiwa mara kwa mara na jeshi kwa kusudi hili. Baada ya maafa ya asili au tukio lingine linaloathiri ugavi wa maji ya umma, CDC inapendekeza kuzuia maji ya bomba kwa kuongeza kiasi kidogo cha bleach ya kawaida ya kaya. Utafiti wa hivi karibuni unaonyesha kuwa dichloroisocyanurate ya sodiamu (naDCC) inaweza pia kuwa mbadala nzuri kwa ajili ya kuzuia maji ya kunywa. Hivi sasa, vidonge vya NadCC vinapatikana kwa matumizi ya jumla na kwa matumizi ya jeshi, wapiganaji, au wale walio na mahitaji ya dharura; kwa matumizi haya, NadCC inapendelea kwa vidonge vya kloriamu. Chlorini dioksidi, wakala wa gesi kutumika kwa ajili ya fumigation na sterilization ya maeneo yaliyofungwa, pia hutumiwa kwa kawaida kwa ajili ya kuzuia maji.

    Ingawa misombo ya klorini ni disinfectants yenye ufanisi, wana hasara zao. Wengine wanaweza kuwashawishi ngozi, pua, au macho ya watu fulani, na huenda wasiondoe kabisa viumbe fulani vikali kutokana na maji machafu ya kunywa. Cryptosporidium ya Kuvu, kwa mfano, ina shell ya nje ya kinga ambayo inafanya kuwa sugu kwa disinfectants ya klorini. Hivyo, kuchemsha maji ya kunywa katika hali ya dharura inapendekezwa iwezekanavyo.

    Fluorini ya halogen pia inajulikana kuwa na mali ya antimicrobial ambayo huchangia kuzuia caries ya meno (cavities). Fluoridi 12 ni kiungo kikuu cha dawa ya meno na pia huongezwa kwa maji ya bomba ili kusaidia jamii kudumisha afya ya mdomo. Kemikali, fluoride inaweza kuingizwa katika hydroxyapatite ya enamel ya jino, na kuifanya kuwa sugu zaidi kwa asidi babuzi zinazozalishwa na Fermentation ya microbes mdomo. Fluoride pia huongeza matumizi ya ions kalsiamu na phosphate katika enamel ya jino, kukuza remineralization. Mbali na kuimarisha enamel, fluoride pia inaonekana kuwa bacteriostatic. Inakusanya katika bakteria ya kutengeneza plaque, kuingilia kati na kimetaboliki yao na kupunguza uzalishaji wao wa asidi zinazochangia kuoza kwa jino.

    Zoezi\(\PageIndex{3}\)

    Je, ni faida gani ya kloriamu juu ya hypochlorite kwa ajili ya kuzuia disinfecting?

    Pombe

    Pombe hufanya kundi lingine la kemikali ambazo hutumiwa kama disinfectants na antiseptics. Wanafanya kazi kwa protini za denaturing haraka, ambazo huzuia kimetaboliki ya seli, na kwa kuharibu membrane, ambayo inaongoza kwa lysis ya seli. Mara baada ya denatured, protini inaweza uwezekano refold kama maji ya kutosha iko katika suluhisho. Pombe hutumiwa kwa viwango vya asilimia 70 ya ufumbuzi wa maji na, kwa kweli, hufanya kazi vizuri katika ufumbuzi wa maji kuliko ufumbuzi wa pombe 100%. Hii ni kwa sababu pombe huchanganya protini. Katika viwango vya juu vya pombe, mchanganyiko wa haraka wa protini za uso huzuia kupenya kwa seli kwa ufanisi. Pombe za kawaida zinazotumiwa kwa ajili ya kuzuia disinfection ni pombe ya ethyl (ethanol) na pombe ya isopropyl (isopropanol, kunywa pombe) (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)).

    Pombe huwa na baktericidal na fungicidal, lakini pia inaweza kuwa viricidal kwa virusi vilivyojaa tu. Ingawa pombe si sporicidal, wao kuzuia michakato ya sporulation na kuota. Pombe ni tete na kavu haraka, lakini pia inaweza kusababisha ngozi kuwasha kwa sababu wao dehydrate ngozi katika tovuti ya maombi. Matumizi moja ya kawaida ya kliniki ya pombe ni swabbing ngozi kwa degerming kabla ya sindano sindano. Alkoholi pia ni viungo kazi katika sanitizers papo mkono, ambayo imepata umaarufu katika miaka ya hivi karibuni. Pombe katika sanitizers hizi mkono kazi zote mbili kwa denaturing protini na kwa kuvuruga utando microbial seli, lakini si kazi kwa ufanisi mbele ya uchafu inayoonekana.

    Mwisho, pombe hutumiwa kufanya tinctures na antiseptics nyingine, kama vile tinctures ya iodini iliyojadiliwa hapo awali katika sura hii. Yote katika yote, pombe ni gharama nafuu na yenye ufanisi kabisa kwa ajili ya kupunguzwa kwa aina mbalimbali za microbes za mimea. Hata hivyo, hasara moja ya pombe ni tete yao ya juu, kupunguza ufanisi wao mara baada ya maombi.

    a) Pombe ya ethyl ina 2 C na OH. B) Pombe ya Isopropyl ina 3 C na OH.
    Kielelezo\(\PageIndex{6}\): (a) pombe ya ethyl, kiungo cha kulevya kinachopatikana katika vinywaji vya pombe, pia hutumiwa kwa kawaida kama disinfectant. (b) pombe ya Isopropyl, pia huitwa rubbing pombe, ina muundo unaohusiana na Masi na ni mwingine wa kawaida kutumika disinfectant. (mikopo picha: mabadiliko ya kazi na D Coetzee; mikopo b picha: mabadiliko ya kazi na Craig Spurrier)

    Zoezi\(\PageIndex{4}\)

    1. Jina angalau faida tatu za pombe kama disinfectants.
    2. Eleza matumizi kadhaa maalum ya pombe zinazotumiwa katika bidhaa za disinfectant.

    surfactants

    Wakala wa uso, au wasaidizi, ni kundi la misombo ya kemikali ambayo hupunguza mvutano wa uso wa maji. Wafanyabiashara ni viungo vikuu katika sabuni na sabuni. Sabuni ni chumvi za asidi za mafuta ya muda mrefu na zina mikoa ya polar na isiyo ya polar, huwawezesha kuingiliana na mikoa ya polar na isiyo ya polar katika molekuli nyingine (Kielelezo\(\PageIndex{7}\)). Wanaweza kuingiliana na mafuta yasiyo ya polar na mafuta ili kuunda emulsions katika maji, kufungua na kuondoa uchafu na microbes kutoka kwenye nyuso na ngozi. Sabuni haziua au kuzuia ukuaji wa microbial na hivyo hazizingatiwi kuwa antiseptics au disinfectants. Hata hivyo, matumizi sahihi ya sabuni hubeba microorganisms, kwa ufanisi degerming uso. Baadhi ya sabuni vyenye aliongeza mawakala bacteriostatic kama vile triclocarban au cloflucarban, misombo kimuundo kuhusiana na triclosan, ambayo kuanzisha mali antiseptic au disinfectant kwa sabuni.

    Muundo wa kemikali na mnyororo mrefu wa kaboni na oksijeni mbili kwa mwisho mmoja. Mwisho na oksijeni ni kichwa cha hydrophobic ambacho huacha vitu kama hidrokaboni lakini huvutiwa na molekuli za maji. Hii ni sehemu ya anionic ya molekuli. Minyororo ndefu ya kaboni ni mkia wa hydrophilic ambao huacha maji lakini huvutiwa na vitu vyenye mafuta ya hidrokaboni.
    Kielelezo\(\PageIndex{7}\): Sabuni ni chumvi (chumvi sodiamu katika mfano) ya asidi ya mafuta na kuwa na uwezo wa emulsify lipids, mafuta, na mafuta kwa kuingiliana na maji kupitia vichwa vyao hydrophilic na lipid katika mikia yao hydrophobic.

    Sabuni, hata hivyo, mara nyingi huunda filamu ambazo ni vigumu kuosha, hasa katika maji ngumu, ambayo ina viwango vya juu vya chumvi za kalsiamu na magnesiamu. Madawa yana synthetic surfactant molekuli na mikoa ya polar na nonpolar ambayo ina nguvu ya utakaso shughuli lakini ni mumunyifu zaidi, hata katika maji ngumu, na kwa hiyo, kuondoka nyuma hakuna amana sabuni. Sabuni za anioni, kama vile zile zinazotumiwa kwa ajili ya kufulia, zina anioni yenye kushtakiwa vibaya kwenye mwisho mmoja unaohusishwa na mnyororo mrefu wa hydrophobic, ilhali sabuni za kationiki zina cation yenye kushtakiwa vyema badala yake. Cationic sabuni ni pamoja na darasa muhimu ya disinfectants na antiseptics aitwaye quaternary amonia chumvi (quats), jina lake kwa ajili ya tabia quaternary nitrojeni atomi kwamba confers chanya malipo (Kielelezo\(\PageIndex{8}\)). Kwa ujumla, quats zina mali sawa na phospholipids, kuwa na mwisho wa hydrophilic na hydrophobic. Kwa hivyo, quats zina uwezo wa kuingiza ndani ya bakteria ya phospholipid bilayer na kuharibu uadilifu wa membrane. Malipo ya cationic ya quats inaonekana kutoa mali zao za antimicrobial, ambazo zinapungua wakati zimefutwa. Quats zina mali kadhaa muhimu. Wao ni imara, yasiyo ya sumu, gharama nafuu, isiyo na rangi, harufu, na haipatikani. Wao huwa na baktericidal kwa kuharibu membrane. Pia wanafanya kazi dhidi ya fungi, protozoans, na virusi vilivyotengenezwa, lakini endospores haziathiriwa. Katika mazingira ya kliniki, inaweza kutumika kama antiseptics au kufuta nyuso. Mchanganyiko wa quats pia hupatikana kwa kawaida katika kusafisha kaya na disinfectants, ikiwa ni pamoja na michanganyiko mengi ya sasa ya bidhaa za bidhaa za Lysol, ambazo zina kloridi za benzalkonium kama viungo vya kazi. Kloridi za Benzalkonium, pamoja na kloridi ya quat cetylpyrimidine, pia hupatikana katika bidhaa kama vile antiseptics ya ngozi, rinses ya mdomo, na mouthwashes.

    A) Mchoro wa cetylpyridinum — pete yenye kaboni 5 na nitrojeni. Nitrojeni inaunganishwa na mnyororo mrefu wa kaboni. Muundo wa kemikali wa Benzalkonium — pete sita ya kaboni. Kaboni moja inaunganishwa na kaboni inayoambatana na nitrojeni ambayo inaunganishwa na mnyororo mrefu wa kaboni. B) Picha ya molekuli ya surfactant inayoingia kwenye membrane na kuvunja membrane mbali.
    Kielelezo\(\PageIndex{8}\): (a) Quats mbili za kawaida ni kloridi ya benzylalkonium na kloridi ya cetylpyrimidine. Kumbuka mnyororo wa kaboni isiyo ya kawaida ya hydrophobic upande mmoja na sehemu ya cationic iliyo na nitrojeni kwa upande mwingine. (b) Quats zinaweza kupenya utando wa plasma ya phospholipid ya seli za bakteria na kuharibu uadilifu wao, na kusababisha kifo cha seli.

    Zoezi\(\PageIndex{5}\)

    Kwa nini sabuni hazizingatiwi kuwa disinfectants?

    Kuosha mikono kwa njia sahihi

    Kuosha mikono ni muhimu kwa afya ya umma na inapaswa kusisitizwa katika mazingira ya kliniki. Kwa umma kwa ujumla, CDC inapendekeza kuosha mikono kabla, wakati, na baada ya utunzaji wa chakula; kabla ya kula; kabla na baada ya kuingiliana na mtu aliye mgonjwa; kabla na baada ya kutibu jeraha; baada ya kutumia choo au kubadilisha diapers; baada ya kukohoa, kunyoosha, au kupiga pua; baada ya kushughulikia takataka; na baada ya kuingiliana na mnyama, malisho yake, au taka yake. Kielelezo\(\PageIndex{9}\) unaeleza hatua tano za handwashing sahihi ilipendekeza na CDC.

    Kuosha mikono ni muhimu zaidi kwa wafanyakazi wa afya, ambao wanapaswa kuosha mikono yao vizuri kati ya kila kuwasiliana na mgonjwa, baada ya kuondolewa kwa kinga, baada ya kuwasiliana na maji ya mwili na fomites zinazoweza kuambukiza, na kabla na baada ya kumsaidia upasuaji kwa taratibu za kuvuta. Hata kwa matumizi ya mavazi sahihi ya upasuaji, ikiwa ni pamoja na kinga, scrubbing kwa ajili ya upasuaji ni zaidi ya kushiriki kuliko kawaida handwashing. Lengo la scrubbing upasuaji ni kupunguza microbiota ya kawaida juu ya uso wa ngozi ili kuzuia kuanzishwa kwa microbes hizi katika majeraha ya upasuaji wa mgonjwa.

    Hakuna itifaki moja iliyokubaliwa sana ya upasuaji wa upasuaji. Protocols kwa muda mrefu uliotumika scrubbing inaweza kutegemea antimicrobial kutumika; wafanyakazi wa afya wanapaswa daima kuangalia mapendekezo ya mtengenezaji. Kwa mujibu wa Chama cha Teknolojia ya Upasuaji (AST), vichaka vya upasuaji vinaweza kufanywa na au bila matumizi ya maburusi (Kielelezo\(\PageIndex{9}\)).

    a) CDC handwashing mapendekezo kwa umma. 1 — mvua mikono yako na safi, maji ya bomba (joto au baridi). Zima bomba na kutumia sabuni. 2 — Lather mikono yako kwa rubbing yao pamoja na sabuni. Hakikisha kuunganisha migongo ya mikono yako, kati ya vidole na chini ya misumari yako. 3 — Piga mikono yako kwa sekunde angalau 20. Haja timer? Hum “Happy birthday” wimbo tangu mwanzo hadi mwisho mara mbili. 4 — Suuza mikono yako vizuri chini ya safi, maji ya bomba. 5 — Kavu mikono yako kwa kutumia kitambaa safi au hewa-kavu yao. B) Picha ya mtu anayeosha mikono yake.
    Kielelezo\(\PageIndex{9}\): (a) CDC inapendekeza hatua tano kama sehemu ya handwashing kawaida kwa umma kwa ujumla. (b) Upasuaji scrubbing ni pana zaidi, wanaohitaji scrubbing kuanzia fingertips, kupanua kwa mikono na forearms, na kisha juu ya elbows, kama inavyoonekana hapa. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na Shirika la Afya Duniani)
    Unganisha na Kujifunza

    Ili kujifunza zaidi kuhusu kusafisha mikono sahihi, tembelea tovuti ya CDC.

    Bisbiguanidi

    Bisbiguanides walikuwa kwanza synthesized katika karne ya 20 na ni cationic (chanya kushtakiwa) molekuli inayojulikana kwa mali zao antiseptic (Kielelezo\(\PageIndex{10}\)). Moja muhimu ya bisbiguanide antiseptic ni chlorhexidine. Ina shughuli za wigo mpana dhidi ya chachu, bakteria ya gram-chanya, na bakteria ya gramu-hasi, isipokuwa Pseudomonas aeruginosa, ambayo inaweza kuendeleza upinzani juu ya yatokanayo mara kwa mara. 13 Chlorhexidine huvuruga utando wa seli na ni bacteriostatic katika viwango vya chini au baktericidal katika viwango vya juu, ambapo kwa kweli husababisha yaliyomo cytoplasmic seli 'kwa congeal. Pia ina shughuli dhidi ya virusi vilivyotengenezwa. Hata hivyo, chlorhexidine haina ufanisi dhidi ya kifua kikuu cha Mycobacterium na virusi vya nonenveloped, na sio sporicidal. Chlorhexidine ni kawaida kutumika katika mazingira ya kliniki kama scrub upasuaji na kwa ajili ya mahitaji mengine handwashing kwa wafanyakazi wa matibabu, kama vile kwa ajili ya antisepsis topical kwa wagonjwa kabla ya upasuaji au sindano sindano. Inaendelea zaidi kuliko iodophors, kutoa shughuli za kudumu za antimicrobial. Ufumbuzi wa chlorhexidine pia unaweza kutumika kama rinses ya mdomo baada ya taratibu za mdomo au kutibu gingivitis. Mwingine bisbiguanide, alexidine, ni kupata umaarufu kama scrub upasuaji na suuza mdomo kwa sababu inachukua kasi zaidi kuliko chlorhexidine.

    Muundo wa kemikali wa chlorhexidine. Pete ya kaboni 6 yenye CL kwenye kaboni moja; upande wa pili wa pete ni mnyororo wa Nitrojeni na kaboni. Muundo wa kemikali wa alexidine. Mlolongo wa kaboni na nitrojeni; mwisho sana una tawi lenye minyororo 2 ya kaboni.
    Kielelezo\(\PageIndex{10}\): Bisbiguanides chlorhexadine na alexidine ni misombo ya antiseptic ya cationic ambayo hutumiwa kama vichaka vya upasuaji.

    Zoezi\(\PageIndex{6}\)

    Ni madhara gani mawili ambayo chlorhexidine ina kwenye seli za bakteria?

    Wakala wa alkylating

    Wakala wa alkylating ni kundi la kemikali kali za kuzuia disinfecting ambazo hufanya kazi kwa kuchukua nafasi ya atomi ya hidrojeni ndani ya molekuli na kikundi cha alkyl (C n H 2n+1), na hivyo kuzuia enzymes na asidi ya nucleic (Kielelezo\(\PageIndex{11}\)). Wakala wa alkylating formaldehyde (CH 2 OH) hutumiwa kwa kawaida katika suluhisho kwa mkusanyiko wa 37% (inayojulikana kama formalin) au kama disinfectant ya gesi na biocide. Ni nguvu, wigo mpana disinfectant na biocide ambayo ina uwezo wa kuua bakteria, virusi, fungi, na endospores, na kusababisha sterilization katika joto la chini, ambayo wakati mwingine ni rahisi mbadala kwa zaidi ya kazi kubwa joto sterilization mbinu. Pia huunganisha protini na imetumika sana kama fixative ya kemikali. Kwa sababu ya hili, hutumiwa kwa ajili ya uhifadhi wa vipimo vya tishu na kama maji ya embalming. Pia imetumika kuzuia mawakala wa kuambukiza katika maandalizi ya chanjo. Formaldehyde inakera sana tishu zinazoishi na pia ni kansa; kwa hiyo, haitumiwi kama antiseptic.

    Glutaraldehyde ni kimuundo sawa na formaldehyde lakini ina makundi mawili ya aldehyde ya tendaji, huku ikiruhusu kutenda haraka zaidi kuliko Ni kawaida kutumika kama 2% ufumbuzi kwa sterilization na ni kuuzwa chini ya jina brand Cidex. Inatumika kufuta nyuso mbalimbali na vifaa vya upasuaji na matibabu. Hata hivyo, sawa na formaldehyde, glutaraldehyde inakera ngozi na haitumiwi kama antiseptic.

    Aina mpya ya disinfectant kupata umaarufu kwa disinfection ya vifaa vya matibabu ni o-phthalalaldehyde (OPA), ambayo hupatikana katika michanganyiko ya karibu zaidi ya Cidex na bidhaa zinazofanana, badala ya glutaraldehyde. -Phthalaldehyde inadhaniwa kufanya kazi sawa na glutaraldehyde na formaldehyde, lakini ni kidogo sana inakera ngozi na vifungu pua, hutoa harufu ndogo, hauhitaji usindikaji kabla ya matumizi, na inafaa zaidi dhidi ya mycobacteria.

    Oxydi ya ethylene ni aina ya wakala wa alkylating ambayo hutumiwa kwa sterilization ya gesi. Inapenya sana na inaweza sterilize vitu ndani ya mifuko ya plastiki kama vile catheters, vitu vinavyoweza kutolewa katika maabara na mazingira ya kliniki (kama sahani za Petri zilizowekwa vifurushi), na vipande vingine vya vifaa. Mfiduo wa oksidi ya ethylene ni aina ya sterilization baridi, na kuifanya kuwa muhimu kwa sterilization ya vitu vyenye joto. Uangalifu mkubwa unahitaji kuchukuliwa kwa matumizi ya oksidi ya ethylene, hata hivyo; ni kansa, kama mawakala wengine wa alkylating, na pia hupuka sana. Kwa kutumia makini na aeration sahihi ya bidhaa baada ya matibabu, oksidi ya ethylene ni yenye ufanisi sana, na sterilizers ya oksidi ya ethylene hupatikana kwa kawaida katika mazingira ya matibabu kwa ajili ya vifaa vya kupakia vifurushi.

    β-propionolactone ni wakala wa alkylating mwenye muundo tofauti wa kemikali kuliko wengine waliojadiliwa tayari. Kama mawakala wengine wa alkylating, β-propionolactone hufunga kwa DNA, na hivyo kuifuta (Kielelezo\(\PageIndex{11}\)). Ni kioevu wazi na harufu kali na ina uwezo wa kuua endospores. Kwa hivyo, imekuwa kutumika katika fomu ama kioevu au kama mvuke kwa sterilization ya vyombo vya matibabu na grafts tishu, na ni sehemu ya kawaida ya chanjo, kutumika kudumisha utasa wao. Pia imetumika kwa sterilization ya mchuzi wa virutubisho, pamoja na plasma ya damu, maziwa, na maji. Ni haraka metabolized na wanyama na wanadamu kwa asidi lactic. Pia ni hasira, hata hivyo, na inaweza kusababisha uharibifu wa kudumu wa macho, figo, au ini. Zaidi ya hayo, imeonyeshwa kuwa kansa katika wanyama; hivyo, tahadhari ni muhimu ili kupunguza yatokanayo na binadamu kwa β-propionolactone. 14

    a) Guanine ina pete 2 za kaboni na nitrojeni. Ikiwa atomi za hidrojeni zinabadilishwa kuwa makundi ya alkyl, vifungo vya guanine kwa thymine. B) formeldahyde ina 1 kaboni, glutaraldehyde ina kaboni 5, o-phthalalaldehyde ina pete ya kaboni yenye kaboni 2 mbali na pete, oksidi ya ethylelene ina kaboni 2 na oksijeni inayounda pembetatu. Beta-propionolactone ina kaboni 3 na oksijeni inayounda mraba.
    Kielelezo\(\PageIndex{11}\): (a) Wakala wa alkylating hubadilisha atomi za hidrojeni na makundi ya alkyl. Hapa, guanine ni alkylated, na kusababisha uhusiano wake wa hidrojeni na thymine, badala ya cytosine. (b) Miundo ya kemikali ya mawakala kadhaa ya alkylating.

    Zoezi\(\PageIndex{7}\)

    1. Ni mmenyuko gani wa kemikali ambayo mawakala wa alkylating hushiriki?
    2. Kwa nini mawakala wa alkylating hawatumiwi kama antiseptics?

    Diehard Prions

    Prions, protini za seli, zisizoharibika zinazohusika na magonjwa yasiyotibika na mabaya kama vile ugonjwa wa kuru na Creutzfeldt-Jakob (tazama Viroids, Virusoids, na Prions), ni vigumu kuharibu. Prions ni sugu sana kwa joto, kemikali, na mionzi. Pia ni kuambukiza sana na mauti; hivyo, utunzaji na kutupa vitu vilivyoambukizwa na prion inahitaji mafunzo ya kina na tahadhari kali.

    Njia za kawaida za kuzuia disinfection zinaweza kupunguza lakini sio kuondokana na infectivity ya prions. Autoclaving haina ufanisi kabisa, wala si kemikali kama vile phenol, alkoholi, formalin, na β-propiolactone. Hata wakati uliowekwa katika formalin, ubongo walioathirika na tishu za uti wa mgongo hubakia kuambukiza.

    Wafanyakazi ambao wanashughulikia vielelezo vilivyosababishwa au vifaa au kufanya kazi na wagonjwa walioambukizwa wanapaswa kuvaa kanzu ya kinga, ulinzi wa uso, na kinga zisizo na sugu. Mawasiliano yoyote na ngozi lazima iolewe mara moja na sabuni na maji ya joto bila scrubbing. Ngozi inapaswa kuosha na 1 N NaOH au dilution 1:10 ya bleach kwa dakika 1. Taka iliyosababishwa lazima iingizwe au autoclaved katika suluhisho kali la msingi, na vyombo vinapaswa kusafishwa na kuingizwa katika suluhisho kali la msingi.

    Unganisha na Kujifunza

    Kwa habari zaidi juu ya utunzaji wa wanyama na vifaa vya prion-machafu, tembelea miongozo iliyochapishwa kwenye tovuti za CDC na WHO.

    Peroxygens

    Peroxygens ni mawakala wenye nguvu ya oksidi ambayo yanaweza kutumika kama disinfectants au antiseptics. Peroxygen inayotumiwa sana ni peroxide ya hidrojeni (H 2 O 2), ambayo mara nyingi hutumiwa katika suluhisho la kufuta nyuso na pia inaweza kutumika kama wakala wa gesi. Ufumbuzi wa peroxide ya hidrojeni ni antiseptics ya gharama nafuu ya ngozi ambayo huvunja ndani ya maji na gesi ya oksijeni, ambayo yote ni salama ya mazingira. Uharibifu huu umeharakisha mbele ya mwanga, hivyo ufumbuzi wa peroxide ya hidrojeni kawaida huuzwa katika chupa za kahawia au opaque. Hasara moja ya kutumia peroxide ya hidrojeni kama antiseptic ni kwamba pia husababisha uharibifu wa ngozi ambayo inaweza kuchelewesha uponyaji au kusababisha uharibifu. Wafanyabiashara wa lens mara nyingi hujumuisha peroxide ya hidrojeni

    Peroxide ya hidrojeni hufanya kazi kwa kuzalisha radicals bure ambayo huharibu macrom Peroxide ya hidrojeni ina shughuli za wigo mpana, hufanya kazi dhidi ya bakteria ya gram-chanya na gramu-hasi (yenye ufanisi mkubwa zaidi dhidi ya bakteria ya gramu), fungi, virusi, na endospores. Hata hivyo, bakteria zinazozalisha oksijeni-detoxifying Enzymes catalase au peroxidase inaweza kuwa na uvumilivu asili kwa viwango vya chini peroxide hidrojeni (Kielelezo\(\PageIndex{12}\)). Kuua endospores, urefu wa mfiduo au mkusanyiko wa ufumbuzi wa peroxide ya hidrojeni lazima uongezwe. Peroxide ya hidrojeni ya gesi ina ufanisi mkubwa na inaweza kutumika kama sterilant kwa vyumba au vifaa.

    Equation ya kemikali inayoonyesha peroxide ya hidrojeni ikivunjika hadi maji na oksijeni kwa katalesi. Chini ni picha ya peroxide ya hidrojeni katika chupa na mawasiliano safi.
    Kielelezo\(\PageIndex{12}\): Catalase enzymatically hubadilisha peroxide ya hidrojeni yenye nguvu (H 2 O 2) ndani ya maji na oksijeni. Peroxide ya hidrojeni inaweza kutumika kusafisha majeraha. Peroxide ya hidrojeni hutumiwa kupakia vitu kama vile lenses za mawasiliano. (picha za mikopo: mabadiliko ya kazi na Kerry Ceszyk)

    Plasma, gesi ya moto, ionized, iliyoelezwa kama hali ya nne ya suala, ni muhimu kwa vifaa vya sterilizing kwa sababu inapenya nyuso na unaua seli za mimea na endospores. Peroxide ya hidrojeni na asidi ya peracetic, peroksijeni nyingine inayotumiwa, kila mmoja anaweza kuletwa kama plasma. Asidi ya perasetiki inaweza kutumika kama kiowevu au plasma steriliant kadiri inavyoua kwa urahisi endospores, ni bora zaidi kuliko peroxide ya hidrojeni hata katika viwango vya chini, na ni kinga ya inactivation na catalases na peroxidases. Pia huvunja misombo isiyo na hatia ya mazingira; katika kesi hii, asidi asidi na oksijeni.

    Mifano nyingine ya peroxygens ni pamoja na peroxyl peroxide na peroxide ya carbamide Peroxide ya Benzoyl ni peroxygen ambayo hutumiwa katika ufumbuzi wa dawa za acne. Inaua bakteria ya Propionibacterium acnes, ambayo inahusishwa na acne. Peroxide ya Carbamidi, kiungo kinachotumiwa katika dawa ya meno, ni peroksijeni inayopambana na biofilms ya mdomo ambayo husababisha kubadilika kwa jino na halitosis (pumzi mbaya). 15 Mwisho, gesi ya ozoni ni peroxygen yenye sifa za disinfectant na hutumiwa kusafisha hewa au maji. Kwa ujumla, peroxygens ni yenye ufanisi na hutumiwa kwa kawaida, bila hatari ya mazingira yanayohusiana.

    Zoezi\(\PageIndex{8}\)

    Je, peroxides huua seli?

    Fluids supercritical

    Katika kipindi cha miaka 15 iliyopita, matumizi ya maji ya supercritical, hasa supercritical carbon dioxide (SCCO 2), imepata umaarufu kwa baadhi ya maombi sterilizing. Wakati dioksidi kaboni inaletwa kwa takriban mara 10 shinikizo la anga, hufikia hali ya supercritical ambayo ina mali ya kimwili kati ya yale ya maji na gesi. Vifaa vilivyowekwa ndani ya chumba ambacho kaboni dioksidi inakabiliwa kwa njia hii inaweza kupatiwa sterilized kwa sababu ya uwezo wa SCCO 2 kupenya nyuso.

    Supercritical kaboni dioksidi kazi kwa kupenya seli na kutengeneza asidi kaboni, na hivyo kupunguza pH kiini mno. Mbinu hii inafaa dhidi ya seli za mimea na pia hutumiwa pamoja na asidi ya peracetic kuua endospores. Ufanisi wake pia unaweza kuongezwa na joto la kuongezeka au kwa mzunguko wa haraka wa shinikizo na depressurization, ambayo zaidi ya kuzalisha lysis ya seli.

    Faida za SCCO 2 ni pamoja na mali zisizo na nguvu, zisizo na sumu, na zisizoweza kuwaka za dioksidi kaboni, na itifaki hii inafaa kwa joto la chini. Tofauti na mbinu nyingine, kama vile joto na mnururisho, ambayo inaweza kuharibu kitu kuwa sterilized, matumizi ya SCCO 2 huhifadhi uadilifu wa kitu na ni kawaida kutumika kwa ajili ya kutibu vyakula (ikiwa ni pamoja na viungo na juisi) na vifaa vya matibabu kama vile endoscopes. Pia ni kupata umaarufu kwa disinfecting tishu kama vile ngozi, mifupa, tendons, na kano kabla ya transplantation. SCCO 2 pia inaweza kutumika kwa ajili ya kudhibiti wadudu kwa sababu inaweza kuua mayai wadudu na mabuu ndani ya bidhaa.

    Zoezi\(\PageIndex{9}\)

    Kwa nini matumizi ya dioksidi kaboni supercritical kupata umaarufu kwa matumizi ya kibiashara na matibabu?

    Kemikali Chakula vihifadhi

    Vihifadhi vya kemikali hutumiwa kuzuia ukuaji wa microbial na kupunguza uharibifu katika vyakula vingine. Kawaida kutumika kemikali preservatives ni pamoja na asidi sorbic, asidi benzoiki, na asidi propionic, na chumvi yao zaidi mumunyifu sorbate potassium, sodium BENZOATE, na calcium propionate, yote ambayo hutumiwa kudhibiti ukuaji wa molds katika vyakula tindikali. Kila moja ya vihifadhi hivi ni nontoxic na kwa urahisi metabolized na binadamu. Wao pia hawana ladha, hivyo hawana maelewano ladha ya vyakula wanavyohifadhi.

    Asidi ya sorbic na benzoiki huonyesha ufanisi ulioongezeka kama pH inapungua. Asidi ya sorbic inadhaniwa kufanya kazi kwa kuzuia enzymes mbalimbali za mkononi, ikiwa ni pamoja na wale walio katika mzunguko wa asidi ya citric, pamoja na catalases na peroxidases. Inaongezwa kama kihifadhi katika vyakula mbalimbali, ikiwa ni pamoja na maziwa, mkate, matunda, na bidhaa za mboga. Asidi ya Benzoiki hupatikana kwa kawaida katika aina nyingi za matunda na berries, viungo, na bidhaa za kuvuta. Inadhaniwa kufanya kazi kwa kupunguza pH ya intracellular, kuingilia kati na taratibu kama vile fosforasi ya oksidi na utumiaji wa molekuli kama vile amino asidi ndani ya seli. Vyakula vilivyohifadhiwa na asidi ya benzoiki au benzoate ya sodiamu ni pamoja na juisi za matunda, jams, vitambaa vya barafu, vinywaji baridi, gum ya kutafuna, na pickles.

    Asidi ya Propioniki inadhaniwa kuzuia enzymes na kupungua kwa pH ya intracellular, kufanya kazi sawa na asidi benzoiki. Hata hivyo, asidi propioniki ni kihifadhi bora zaidi katika pH ya juu kuliko asidi sorbic au asidi benzoiki. Asidi ya propioniki huzalishwa kwa kawaida na baadhi ya jibini wakati wa kukomaa kwao na huongezwa kwa aina nyingine za jibini na bidhaa zilizooka ili kuzuia uchafuzi wa mold. Pia huongezwa kwa unga wa mbichi ili kuzuia uchafuzi wa bakteria Bacillus mesentericus, ambayo husababisha mkate kuwa ropy.

    Vihifadhi vingine vya kemikali vinavyotumiwa kawaida ni pamoja na dioksidi sulfuri na nitriti. Dioksidi ya sulfuri inazuia kuoza vyakula na hutumiwa kwa ajili ya kuhifadhi matunda yaliyokaushwa; imetumika katika winemaking tangu nyakati za kale. Gesi ya dioksidi ya sulfuri hupasuka kwa maji kwa urahisi, na kutengeneza sulfites. Ingawa sulfites inaweza kuwa metabolized na mwili, baadhi ya watu wana allergy sulfite, ikiwa ni pamoja na athari asthmatic. Zaidi ya hayo, sulfites kuharibu thiamine, virutubisho muhimu katika vyakula vingine. Mfumo wa utekelezaji wa sulfites si wazi kabisa, lakini wanaweza kuingilia kati na dhamana ya disulfide (angalia Mchoro 7.4.5) malezi katika protini, kuzuia shughuli za enzymatic. Vinginevyo, wanaweza kupunguza pH ya intracellular ya seli, kuingilia kati na utaratibu wa nguvu inayotokana na proton.

    Nitrites huongezwa kwa nyama zilizosindika ili kudumisha rangi na kuacha kuota kwa endospores ya Clostridium botulinum. Nitrites hupunguzwa kwa oksidi ya nitriki, ambayo hugusa na makundi ya heme na vikundi vya chuma-sulfuri. Wakati oksidi ya nitriki inakabiliwa na kikundi cha heme ndani ya myoglobin ya nyama, aina ya bidhaa nyekundu, kutoa nyama yake rangi nyekundu. Vinginevyo, ni mawazo kwamba wakati asidi nitriki humenyuka na chuma-sulfuri enzyme ferredoxin ndani ya bakteria, hii elektroni-mnyororo carrier ni kuharibiwa, kuzuia ATP awali. Nitrosamini, hata hivyo, ni kansa na inaweza kuzalishwa kupitia yatokanayo na nyama iliyohifadhiwa na nitriti (kwa mfano, mbwa moto, nyama ya chakula cha mchana, sausage ya kifungua kinywa, Bacon, nyama katika supu za makopo) kwa joto wakati wa kupikia.

    Asili kemikali chakula preservat

    Ugunduzi wa vitu vya antimicrobial vya asili vinavyotokana na microbes vingine vimeongeza kwenye arsenal ya vihifadhi vinavyotumiwa katika chakula. Nisin ni peptide ya antimicrobial inayozalishwa na bakteria Lactococcus lactis na inafaa hasa dhidi ya viumbe vya gramu-chanya. Nisin hufanya kazi kwa kuharibu uzalishaji wa ukuta wa seli, na kuacha seli zinaweza kukabiliwa na lysis. Inatumika kuhifadhi jibini, nyama, na vinywaji.

    Natamycin ni antibiotic ya macrolide ya antifungal inayozalishwa na bakteria Streptomyces natalensis. Iliidhinishwa na FDA mwaka 1982 na hutumiwa kuzuia ukuaji wa vimelea katika aina mbalimbali za bidhaa za maziwa, ikiwa ni pamoja na jibini la kottage, jibini iliyokatwa, na jibini iliyopandwa. Natamycin pia hutumika kwa ajili ya kuhifadhi nyama katika nchi nje ya Marekani.

    Zoezi\(\PageIndex{10}\)

    Je, ni faida gani na vikwazo vya kutumia sulfites na nitrites kama vihifadhi vya chakula?

    Dhana muhimu na Muhtasari

    • Metali nzito, ikiwa ni pamoja na zebaki, fedha, shaba, na zinki, kwa muda mrefu imekuwa kutumika kwa ajili ya kuzuia disinfection na kuhifadhi, ingawa baadhi yana sumu na hatari za mazingira zinazohusiana nao.
    • Halogens, ikiwa ni pamoja na klorini, fluorini, na iodini, pia hutumiwa kwa kawaida kwa ajili ya kuzuia disinfection. Misombo ya klorini, ikiwa ni pamoja na hypochlorite ya sodiamu, klorini, na dioksidi ya klorini, hutumiwa kwa kawaida kwa kuzuia maji. Iodini, katika aina zote za tincture na iodophor, ni antiseptic yenye ufanisi.
    • Pombe, ikiwa ni pamoja na pombe ya ethyl na pombe ya isopropyl, hutumiwa kwa kawaida antiseptics ambayo hufanya kwa denaturing protini na kuvuruga membrane.
    • Phenolics ni imara, disinfectants ya muda mrefu ambayo hutengeneza protini na kuharibu membrane. Wao hupatikana kwa kawaida katika kusafisha kaya, mouthwashes, na disinfectants hospitali, na pia hutumiwa kuhifadhi mazao ya kuvuna.
    • Phenolic kiwanja triclosan, kupatikana katika sabuni antibacterial, plastiki, na nguo ni kitaalam antibiotic kwa sababu ya hali yake maalum ya hatua ya kuzuia bakteria fatty-asidi awali..
    • Wafanyabiashara, ikiwa ni pamoja na sabuni na sabuni, kupunguza mvutano wa uso wa maji ili kuunda emulsions ambazo zinachukua viumbe vidogo. Sabuni ni asidi ya mafuta ya muda mrefu, wakati sabuni ni synthetic surfactants.
    • Misombo ya amonia ya quaternary (quats) ni sabuni za cationic zinazoharibu membrane. Wao hutumiwa katika kusafisha kaya, vidonda vya ngozi, rinses ya mdomo, na mouthwashes.
    • Bisbiguanides huharibu utando wa seli, na kusababisha yaliyomo ya seli kwa gel. Chlorhexidine na alexidine hutumiwa kwa kawaida kwa vichaka vya upasuaji, kwa ajili ya kuosha mikono katika mazingira ya kliniki, na katika rinses ya mdomo wa dawa.
    • Wakala wa alkylating kwa ufanisi sterilize vifaa kwa joto la chini lakini ni kansa na pia inaweza kuwashawishi tishu. Glutaraldehyde na o-phthalalaldehyde hutumiwa kama viini vya hospitali lakini si kama antiseptics. Formaldehyde hutumiwa kwa ajili ya uhifadhi wa vipimo vya tishu, kama maji ya kupumua, na katika maandalizi ya chanjo ili kuzuia mawakala wa kuambukiza. Oxydi ya ethylene ni sterilant ya gesi ambayo inaweza kupenyeza vifaa vyenye vifurushi vya joto, lakini pia ni kulipuka na kusababisha kansa.
    • Peroxygens, ikiwa ni pamoja na peroxide ya hidrojeni, asidi peracetic, peroxide ya benzoyl, na gesi ya ozoni, ni mawakala wenye nguvu zinazozalisha radicals bure katika seli, kuharibu macromolecules yao Wao ni salama ya mazingira na ni disinfectants yenye ufanisi na antiseptics.
    • Inashinikizwa kaboni dioksidi kwa namna ya maji supercritical urahisi permeates vifaa vifurushi na seli, na kutengeneza asidi kaboni na kupunguza pH ndani ya seli. Supercritical carbon dioxide ni nontractive, nontoxic, nonflammable, na ufanisi katika joto la chini kwa sterilization ya vifaa vya matibabu, implants, na tishu kupand
    • Vihifadhi vya kemikali vinaongezwa kwa vyakula mbalimbali. Asidi ya sorbic, asidi benzoiki, asidi ya propionic, na chumvi zao za mumunyifu huzuia enzymes au kupunguza pH ya intracellular.
    • Sulfites hutumiwa katika winemaking na usindikaji wa chakula ili kuzuia browning ya vyakula.
    • Nitriti hutumiwa kuhifadhi nyama na kudumisha rangi, lakini kupika nyama zilizohifadhiwa na nitriti zinaweza kuzalisha nitrosamini za kansa.
    • Nisin na natamycin ni vihifadhi vya kawaida vinavyotumiwa katika jibini na nyama. Nisin ni bora dhidi ya bakteria ya gramu-chanya na natamycin dhidi ya fungi.

    maelezo ya chini

    1. 1 Marekani Chakula na Dawa Utawala. “Triclosan: Nini Wateja wanapaswa kujua.” 2015. www.FDA.gov/forConsumers/Cons... /ucm20599.htm. Ilifikia Juni 9, 2016.
    2. 2 J. Stromberg. “Sababu Tano Kwa nini unapaswa kuacha kutumia sabuni ya antibacterial.” Smithsonian.com Januari 3, 2014. www.smithsonianmag.com/scienc... 948078/? hakuna-ist. Ilifikia Juni 9, 2016.
    3. 3 SP Yazdankhah et al. “Triclosan na Upinzani wa Antimicrobial katika Bakteria: Maelezo ya jumla.” Upinzani wa Dawa za Microbial 12 namba 2 (2006) :83—90.
    4. 4 L. Birošová, M. Mikulášová. “Maendeleo ya Triclosan na Upinzani wa Antibiotic katika Salmonella enterica serovar Typhimurium.” Journal of Medical Microbiology 58 № 4 (2009) :436—441.
    5. 5 AB Dann, A. “Triclosan: Mfiduo wa Mazingira, Toxicity na Utaratibu wa Utekelezaji.” Journal of Applied Toxicology 31 no. 4 (2011) :285—311.
    6. 6 Vituo vya Marekani vya Kudhibiti na Kuzuia Magonjwa. “Triclosan Ukweli Karatasi.” 2013. www.cdc.gov/biomonitoring/tri... FactSheet.html. Ilifikia Juni 9, 2016.
    7. 7 EM Clayton et al. “Athari ya Bisphenol A na Triclosan juu ya Vigezo vya Kinga katika Idadi ya Watu wa Marekani, NHANES 2003-2006.” Mitazamo ya Afya ya Mazingira 119 namba 3 (2011) :390.
    8. 8 N. Silvestry-Rodriguez et al. “Fedha kama Disinfectant.” Katika Mapitio ya Uchafuzi wa Mazingira na Toxicology, pp 23-45. Iliyohaririwa na GW Ware na DM Whitacre. New York: Springer, 2007.
    9. 9 B. wamiliki. “Silver Hufanya Antibiotics Maelfu ya Times Zaidi ya ufanisi.” Hali Juni 19 2013. http://www.nature.com/news/silver-ma...ective-1.13232
    10. 10 C. seiler, TU Berendonk. “Heavy Metal inaendeshwa Co-Uchaguzi wa Upinzani wa Antibiotic katika miili ya udongo na Maji yanayoathiriwa na Kilimo na Mipaka katika Microbiolojia 3 (2012) :399.
    11. 11 Shirika la Afya Duniani. “Faida na Hatari za Matumizi ya Vimelea vyenye klorini katika Uzalishaji wa Chakula na Usindikaji wa Chakula: Ripoti ya Mkutano wa Wataalamu wa Pamoja wa FAO/WHO.” Geneva, Uswisi: Shirika la Afya Duniani, 2009.
    12. 12 RE Marquis. “Vitendo vya antimicrobial vya Fluoride kwa Bakteria ya mdomo Journal ya Canada ya Microbiolojia 41 namba 11 (1995) :955—964.
    13. 13 L. Thomas na wenzake. “Maendeleo ya Upinzani wa Chlorhexidine Diacetate katika Pseudomonas aeruginosa na Athari ya Mkusanyiko wa 'Restilian'.” Jarida la Maambukizi ya Hospitali 46 namba 4 (2000) :297—303.
    14. 14 Taasisi ya Tiba. “Madhara ya Afya ya Muda mrefu ya Kushiriki katika Mradi wa Shad (Hatari ya Shipboard na ulinzi).” Washington, DC: Taifa Academies Press, 2007.
    15. 15 Yao, C.S. na wengine. “Katika athari ya antibacterial vitro ya peroxide ya carbamide kwenye biofilm ya mdomo.” Journal ya Microbiolojia ya mdomo Juni 12, 2013. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3682087/. doi: 10.3402/jom.v5i0.20392.