اتوکلاو

اتوکلاو چیست و چه کاربردهایی دارد؟

اتوکلاو یکی از ابزارهای اساسی و حیاتی در علوم بیولوژی و بیوتکنولوژی است که نقش مهمی در پیشرفت و توسعه این حوزه‌ ها ایفا می‌کند. با استفاده از اتوکلاو، محققان و صنعتگران قادر به استریل کردن تجهیزات، محیط‌ های کشت و مواد بیولوژیکی به صورت کامل و کارآمد هستند. این دستگاه با استفاده از بخار تحت فشار بالا، تمامی میکروارگانیسم‌ ها و عوامل آلودگی‌ زا را از بین می‌برد، که این امر برای انجام آزمایش‌های دقیق و تولید محصولات بیولوژیک با کیفیت بالا ضروری است.

اهمیت اتوکلاو در توسعه بیولوژی

اهمیت اتوکلاو در توسعه بیولوژی از چندین جنبه قابل بررسی است.

۱- اتوکلاو امکان انجام آزمایش‌های قابل اعتماد و دقیق را فراهم می‌کند، چرا که استریل بودن محیط‌ ها و تجهیزات برای جلوگیری از آلودگی‌ های خارجی بسیار حیاتی است.

۲- در تولید محصولات بیوتکنولوژیک مانند واکسن‌ها، آنزیم‌ها و داروهای بیولوژیک، استفاده از اتوکلاو برای تضمین خلوص و کیفیت محصولات نهایی ضروری است.

۳-  این دستگاه در مدیریت زباله‌ های بیولوژیکی و جلوگیری از انتشار آلودگی‌های میکروبی خصوصا قارچی و باکتریایی نقش مهمی دارد.

به طور کلی، اتوکلاو با ایجاد شرایط استریل و ایمن، به محققان و صنعتگران اجازه می‌دهد تا با اطمینان بیشتری به تحقیقات و تولیدات خود بپردازند. این دستگاه نقش بی‌ بدیلی در توسعه و پیشرفت علوم بیولوژی و بیوتکنولوژی دارد و بدون آن بسیاری از فرآیندهای تحقیقاتی و تولیدی غیرممکن یا بسیار دشوار می‌ بودند.

تاریخچه اتوکلاو

تاریخچه اتوکلاو به قرن نوزدهم بازمی‌گردد. در سال ۱۸۷۹، چارلز چمبرلند Charles Chamberland، یک میکروب‌ شناس فرانسوی، اولین اتوکلاو را طراحی و معرفی کرد. این دستگاه اولیه به نام “دیگ فشار” شناخته می‌شد و برای استریل کردن تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می‌گرفت. هدف اصلی چمبرلند از اختراع اتوکلاو، افزایش کارایی و ایمنی در فرآیندهای استریل‌ سازی بود.

اتوکلاو چگونه کار می کند؟

اتوکلاو با استفاده از بخار تحت فشار بالا برای استریل کردن تجهیزات و مواد عمل می‌کند. فرآیند کار اتوکلاو به این صورت است که ابتدا مواد مورد نظر در داخل محفظه اتوکلاو قرار می‌گیرند و سپس درب دستگاه محکم بسته می‌شود. بعد از آن، بخار آب به داخل محفظه تزریق می‌شود و دما و فشار به طور همزمان افزایش می‌یابد. به طور معمول، دمای اتوکلاو به حدود ۱۲۱ درجه سانتی‌گراد و فشار به حدود ۱۵ پوند بر اینچ مربع (psi) می‌رسد. این شرایط باعث می‌شود که تمامی میکروارگانیسم‌ها، از جمله باکتری‌ها، ویروس‌ها، قارچ‌ها و اسپورها از بین بروند. زمان استریلیزاسیون معمولاً بین ۱۵ تا ۳۰ دقیقه است، بسته به نوع و حجم مواد داخل اتوکلاو. پس از پایان فرآیند، بخار تخلیه شده و فشار به تدریج کاهش می‌یابد، و سپس درب اتوکلاو باز می‌شود و مواد استریل شده خارج می‌شوند.

کاربردهای اتوکلاو

اتوکلاو کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد:

• صنعت پزشکی: استریل کردن ابزار جراحی، تجهیزات پزشکی و محیط‌ های کشت میکروبی. اتوکلاوها برای استریل کردن تجهیزات پزشکی و جراحی استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها اطمینان می‌دهند که تمامی ابزارها و تجهیزات به طور کامل عاری از میکروارگانیسم‌ها هستند.
• صنعت داروسازی: استریل کردن مواد اولیه، ظروف بسته‌بندی، و داروها. در این صنعت، اتوکلاوها برای استریل کردن مواد اولیه، ظروف بسته‌بندی و حتی برخی از محصولات نهایی استفاده می‌شوند. 
• آزمایشگاه‌ها: استریل کردن لوازم آزمایشگاهی، محیط‌ های کشت، و زباله‌های بیولوژیکی. این دستگاه ها برای استریل کردن لوازم آزمایشگاهی و محیط‌ های کشت استفاده می‌شوند. این کار به جلوگیری از آلودگی در آزمایش‌ها کمک می‌کند.
• صنعت غذایی: استریل کردن کنسروها، ظروف بسته‌بندی، و تجهیزات پردازش غذا. اتوکلاوها در این صنعت برای استریل کردن کنسروها و دیگر محصولات غذایی استفاده می‌شوند تا از فساد و آلودگی میکروبی جلوگیری کنند.
• صنعت آرایشی و بهداشتی: استریل کردن تجهیزات تولید و بسته‌بندی محصولات آرایشی. در این صنعت، اتوکلاوها برای استریل کردن تجهیزات تولید و بسته‌بندی محصولات آرایشی و بهداشتی به کار می‌روند.

انواع اتوکلاو

اتوکلاوها با توجه به کارکردشان به اشکال مختلفی تقسیم می‌شوند که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند:

اتوکلاو رومیزی: این نوع اتوکلاوها برای استفاده در آزمایشگاه‌ها و کلینیک‌های کوچک مناسب هستند و فضای کمی اشغال می‌کنند.

اتوکلاو عمودی: این دستگاه های استریل کننده ظرفیت بالاتری دارند و معمولاً در بیمارستان‌ها و مراکز بزرگتر استفاده می‌شوند.

اتوکلاو افقی: این دستگاه نیز دارای ظرفیت بسیار بالا بوده و برای استریل کردن حجم زیادی از تجهیزات در بیمارستان‌ها و صنایع داروسازی به کار می‌روند.

اتوکلاو صنعتی: این نوع اتوکلاوها برای استفاده در صنایع غذایی و داروسازی بزرگ طراحی شده‌اند و قابلیت استریل کردن حجم‌های بسیار بالا را دارند.

اتوکلاو خانگی

اتوکلاو خانگی یک دستگاه کوچک و کاربردی است که برای استریل کردن تجهیزات و لوازم کوچک در محیط‌ های خانگی طراحی شده است. این دستگاه‌ها به دلیل قابلیت حمل و استفاده آسان، به طور فزاینده‌ای در منازل مورد استفاده قرار می‌گیرند. اتوکلاوهای خانگی برای افرادی که نیاز به استریل کردن مداوم ابزارهای پزشکی یا آزمایشگاهی در خانه دارند، بسیار مفید هستند.

کاربردهای اتوکلاو خانگی

استریل کردن لوازم پزشکی خانگی: اتوکلاوهای خانگی برای استریل کردن ابزارهای پزشکی مانند سرنگ‌ها، قیچی‌ها، و سایر لوازم پزشکی که ممکن است در خانه استفاده شوند، بسیار مناسب هستند.

• استریل کردن لوازم آرایشی و بهداشتی: این دستگاه‌ها می‌توانند برای استریل کردن لوازم آرایشی مانند برس‌ها، قیچی‌ها و تجهیزات مربوط به مانیکور و پدیکور استفاده شوند.
• استریل کردن لوازم شخصی: این وسیله همچنین می تواند برخی از لوازم شخصی که به دما و فشار حساس نیستند را ضدعفونی کند. ضدعفونی لوازم و ظروف شخصی افراد بیمار در خانواده، می تواند انتشار بیماری را خصوصا در همه گیری هایی مانند کرونا کاهش دهد.
• استریل کردن وسایل نوزادان: اتوکلاوهای خانگی برای استریل کردن شیشه شیرها، پستانک‌ها و سایر وسایل نوزادان که نیاز به تمیزی و استریل بودن دارند، بسیار کاربردی هستند.

انواع اتوکلاو خانگی

اتوکلاو رومیزی کوچک: این نوع اتوکلاوها دارای ظرفیت کوچکی هستند و برای استفاده در خانه مناسب‌اند. آنها به راحتی روی میز قرار می‌گیرند و فضای کمی اشغال می‌کنند.

اتوکلاو پرتابل: این نوع دستگاه ها قابل حمل هستند و می‌توان آنها را به راحتی جابجا کرد. این ویژگی به کاربر اجازه می‌دهد تا در سفر یا جاهای مختلف از آنها استفاده کند.

کاربرد اتوکلاو در بیوتکنولوژی

اتوکلاوها در صنعت بیوتکنولوژی نقشی حیاتی ایفا می‌کنند و برای تضمین استریل بودن تجهیزات، محیط‌ های کشت و محصولات بیوتکنولوژیک استفاده می‌شوند. استریل کردن از طریق اتوکلاو به عنوان یکی از مهم‌ترین مراحل در فرآیندهای بیوتکنولوژی شناخته می‌شود. در ادامه، به کاربردهای اصلی اتوکلاو در این صنعت پرداخته شده است:

استریل کردن محیط‌ های کشت

یکی از کاربردهای اصلی اتوکلاو در بیوتکنولوژی، استریل کردن محیط‌ های کشت است که برای رشد میکروارگانیسم‌ها، سلول‌ ها و بافت‌ های گیاهی و حیوانی استفاده می‌شود. محیط‌ های کشت استریل برای جلوگیری از آلودگی و اطمینان از خلوص و قابلیت تکرار نتایج آزمایش‌ها بسیار مهم هستند. این دستگاه در کشت بافت گیاهی نقش بسیار حیاتی و مهمی ایفا می کند. کلیه ظروف، ابزار و محیط های کشت قبل از استفاده باید حتما اتوکلاو شوند.

استریل کردن تجهیزات و ابزارها

در آزمایشگاه‌های بیوتکنولوژی، از اتوکلاوها برای استریل کردن ابزارهای شیشه‌ای، پلاستیکی و فلزی استفاده می‌شود. این تجهیزات شامل پیپت‌ها، ظروف پتری، بطری‌ها و دیگر لوازم آزمایشگاهی است. استریل بودن این ابزارها برای جلوگیری از آلودگی و افزایش دقت و صحت آزمایش‌ها ضروری است.

استریل کردن مواد بیولوژیکی

در فرآیندهای بیوتکنولوژی، از اتوکلاوها برای استریل کردن مواد بیولوژیکی مانند بافت‌ها، سلول‌ها و میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود. این کار به منظور جلوگیری از آلودگی‌های میکروبی و حفظ شرایط بهداشتی در محیط‌ های تحقیقاتی و تولیدی انجام می‌شود.

استفاده در فرآیندهای تولید

در تولید محصولات بیوتکنولوژیک مانند واکسن‌ها، آنزیم‌ها و داروهای بیولوژیک، استریل کردن مواد اولیه و تجهیزات تولید از اهمیت بالایی برخوردار است. اتوکلاوها در این فرآیندها به کار می‌روند تا از خلوص و کیفیت محصولات نهایی اطمینان حاصل شود.

حذف زباله‌های بیولوژیکی

در آزمایشگاه‌های بیوتکنولوژی، زباله‌های بیولوژیکی شامل باقی‌مانده‌های محیط‌ های کشت و نمونه‌های آزمایشگاهی باید به صورت ایمن و استریل دفع شوند. اتوکلاوها برای استریل کردن این زباله‌ها به کار می‌روند تا از انتشار آلودگی‌های میکروبی جلوگیری شود.

منابع

• Science Direct | Autoclave in Biotechnology
• Science Direct | Autoclave an overview
• Research Gate | Effectiveness of autoclaving in sterilizing reusable medical devices in healthcare facilities
• Yezli S, Li H (2012) Antibiotic resistance amongst healthcare-associated pathogens in China. Int J Antimicrob Agents 40:
  ۳۸۹-۳۹۷.
• Zaidi AK, Huskins WC, Thaver D, Bhutta ZA, Abbas Z, Goldmann DA (2005) Hospital-acquired neonatal infections in developing countries. The Lancet 365: 1175-1188.