Trong sản xuất dược phẩm sinh học và nhiều lĩnh vực khác, việc đảm bảo vật phẩm vô trùng là yêu cầu bắt buộc. Để đạt được điều này, hai phương pháp tiệt trùng bằng nhiệt phổ biến nhất là tiệt trùng bằng nhiệt ẩm và tiệt trùng bằng nhiệt khô. Mặc dù cả hai đều sử dụng nhiệt để tiêu diệt vi sinh vật, chúng có nguyên lý và ứng dụng khác nhau.
1. Tiệt Trùng Bằng Nhiệt Ẩm
Máy hấp tiệt trung hơi ẩm
Phương pháp này hiệu quả hơn nhiệt khô ở cùng một mức nhiệt độ. Điều này là do sự kết hợp của nhiều yếu tố:
- Tác động lên protein: Nhiệt độ cần thiết để đông tụ protein phụ thuộc vào lượng nước. Khi tiệt trùng bằng nhiệt ẩm, vi khuẩn hấp thụ nước, làm protein của chúng dễ đông tụ hơn. Điều này giúp tiêu diệt chúng ở nhiệt độ thấp hơn so với trong môi trường khô.
- Nhiệt ẩn hóa hơi: Hơi nước trong quá trình tiệt trùng giải phóng một lượng nhiệt ẩn đáng kể khi chuyển từ dạng khí sang dạng lỏng. Lượng nhiệt này làm tăng nhanh độ ẩm và nhiệt độ của vật phẩm, đẩy nhanh quá trình tiệt trùng.
- Khả năng thẩm thấu: Hơi nước có khả năng thẩm thấu vượt trội, giúp nhiệt độ tiệt trùng lan truyền đến cả những vị trí sâu bên trong vật phẩm, đảm bảo tiệt trùng triệt để hơn.
Các phương pháp tiệt trùng bằng nhiệt ẩm phổ biến bao gồm đun sôi, thanh trùng và tiệt trùng bằng nồi hấp (autoclave). Nồi hấp tiệt trùng hơi nước áp suất là phương pháp được tin cậy rộng rãi nhất, với ưu điểm là khả năng thẩm thấu mạnh, độ tin cậy cao và khả năng tiêu diệt tất cả vi sinh vật, kể cả bào tử.
2. Tiệt Trùng Bằng Nhiệt Khô
Phương pháp này yêu cầu nhiệt độ và thời gian cao hơn so với tiệt trùng bằng nhiệt ẩm. Nhiệt khô không có lợi thế về nhiệt ẩn của hơi nước hay khả năng thẩm thấu, do đó cần phải sử dụng các điều kiện khắc nghiệt hơn để đạt hiệu quả tương đương.
Các phương pháp tiệt trùng bằng nhiệt khô bao gồm:
- Nướng khô: Sử dụng lò nướng khô ở nhiệt độ 160-180°C trong hai giờ để tiêu diệt tất cả vi sinh vật, kể cả bào tử. Phương pháp này thường dùng cho đồ thủy tinh và đồ sứ.
- Đốt và thiêu: Đốt bằng ngọn lửa trực tiếp là phương pháp hiệu quả cho các dụng cụ kim loại chịu nhiệt như que cấy trong phòng thí nghiệm. Thiêu được sử dụng để xử lý các vật phẩm nhiễm bẩn đã bỏ đi như quần áo, giấy và rác, thường được thực hiện trong lò đốt chuyên dụng để đảm bảo tiêu hủy hoàn toàn.
- Bức xạ hồng ngoại: Bức xạ hồng ngoại có tác dụng nhiệt mạnh, làm nóng nhanh bề mặt vật thể. Tuy nhiên, nó gặp khó khăn trong việc làm nóng đồng đều toàn bộ vật phẩm. Nhiệt độ và thời gian tiệt trùng bằng tia hồng ngoại tương tự như nướng khô, và phương pháp này thường được dùng để tiệt trùng các thiết bị y tế.
- Sóng vi ba: Sóng vi ba là sóng điện từ làm các phân tử nước trong vật phẩm chuyển động, tạo ra nhiệt và tiêu diệt vi sinh vật ở nhiệt độ tương đối thấp. Cơ chế tiệt trùng của sóng vi ba không chỉ dựa vào hiệu ứng nhiệt mà còn có hiệu ứng cộng hưởng điện từ. Nó thường được sử dụng trong chế biến thực phẩm và tiệt trùng các vật tư phòng thí nghiệm, dụng cụ phi kim loại trong bệnh viện.
So sánh và Lựa chọn
Mỗi phương pháp tiệt trùng bằng nhiệt đều có ưu và nhược điểm riêng. Tiệt trùng bằng nhiệt ẩm (đặc biệt là bằng nồi hấp) có hiệu quả cao, thời gian ngắn và khả năng thẩm thấu tốt, là lựa chọn lý tưởng cho các vật phẩm chịu nhiệt. Ngược lại, nhiệt khô lại phù hợp với các vật liệu không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ rất cao như kim loại, thủy tinh. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào loại vật phẩm, mức độ vô trùng yêu cầu và các điều kiện cụ thể của quy trình.
Xem thêm: Khám phá Nồi Hấp Áp Suất Cao: Sức Mạnh Tiệt Trùng Vượt Trội
