Сравнительная оценка пробоотборников воздуха TRIO.BAS для подсчета жизнеспособных микроорганизмов

Сравнительная оценка пробоотборников воздуха TRIO.BAS для подсчета жизнеспособных микроорганизмов в зависимости от скорости отбора

Введение

Наиболее важный источник биологического загрязнения представлен живыми микроорганизмами, такими как бактерии, грибы, а также споры, которые можно найти в атмосфере почти везде. В связи с крайне малыми размерами эти жизнеспособные микроорганизмы остаются взвешенными в воздухе длительное время. Санитарное наблюдение за содержанием твёрдых частиц в воздухе чистой комнаты осуществляется способами посева пылевых частиц на питательные среды с пассивной или активной вентиляцией над чашкой Петри. Активные микробиологические пробоотборники воздуха для контроля содержания жизнеспособных микроорганизмов основаны на принципе столкновения потока воздуха с поверхностью.

Традиционно для испытаний в среде с низкой загрязненностью, активные пробоотборники воздуха отбирают 1000 л (1 куб. м) со скоростью 100 л/мин. Так, каждый цикл отбора пробы занимает 10 минут (см. Где в России самый грязный воздух?).

Множественные пробы по 10 минут в фармацевтической промышленности, где проводятся десятки испытаний, означает значительный расход времени оператора. Для экономии времени в некоторых моделях пробоотборников воздуха скорость забора воздуха увеличили со 100 до 200 л/мин.

Описанное испытание проведен с целью оценить, влияет ли скорость столкновения воздуха с поверхностью агара в чашке Петри диаметром 90 мм на жизнеспособность микроорганизмов.

Материалы и методы

Сравнительное исследование проводилось в помещении с вентиляциией фильтрованным воздухом, путем одновременного отбора воздуха двумя идентичными пробоотборниками, основанными на принципе столкновения. Эффективность пробоотборников оценивали путем подсчета числа колониеобразующих единиц (КОЕ), образовавшихся на чашках с агаром после отбора 1 м3 окружающего воздуха.

В соответствии с формулой Мечера (Macher J.M., 1989) вычисляли положительный поправочный коэффициент для отверстий; в число взвешенных в воздухе микроорганизмов, посчитанное по числу КОЕ на поверхности чашек с ТСА диаметром 90 мм, вносили поправку на статистическую возможность попадания нескольких частиц в одно отверстие:

Эффективность пробоотборников оценивали путем подсчета числа колониеобразующих единиц

где Nh – число отверстий в головке пробоотборника, Nf – число подсчитанных колоний и Nc – число после поправки. Каждым прибором проводились десять проб заборов воздуха одновременно.
Статистический анализ результатов в КОЕ/м3 проводили с помощью односторонних параметрических критериев и дисперсионного анализа Бонферрони ANOVA с использованием программы GraphPad Prism версии 2.0.

Пробоотборники воздуха TRIO.BAS (ORUM International), откалиброванных для забора воздуха со скоростью 100 и 200 л/мин., использованы в испытаниях зависимости накопления взвешенных частиц от скорости воздушного потока.

Протокол был одинаковым для всех инструментов и соответствовал руководству по эксплуатации каждого прибора. Непосредственно перед началом головки пробоотборников воздуха дезинфицировали 70% этиловым спиртом и устанавливали чашки с ТСА. Использовали чашки Петри диаметром 90 мм в тройной упаковке, содержащие триптический соевый агар (TSA) (BD) – стандартную питательную среду.

Как опубликовать статью

Пробоотборники разместили в высокочистом помещении P2/P3, в котором обычно присутствует отрицательное давление воздуха и обычно проводятся манипуляции с культурами клеток, зараженных вирусами. Альтернативно, пробоотборники воздуха использовали в биохимической лаборатории, в которую подавался только воздух, пропущенный через фильтр (не НЕРА) и кондиционированный. После отбора проб чашки с ТСА извлекали из пробоотборников асептическим способом и переносили в термостат с температурой 30°C на 48 ч. Колониеобразующие единицы (КОЕ) подсчитывали вручную.

Испытания для оценки количества жизнеспособных микроорганизмов из естественной бактериальной популяции, присутствующей в воздухе, проводились в микробиологической лаборатории кафедры медицинской биотехнологии и междисциплинарных исследований в медицине Государственного Университета Милана в присутствии в помещении только оператора. Во время всех испытаний систему кондиционирования воздуха отключали для ограничения потоков воздуха, пропущенного через мембранный фильтр.

Результаты

Одновременно исследовали 7 пробоотборников воздуха, основанных на принципе столкновения, и сравнивали их по способности к сбору наибольшего числа микроорганизмов и, соответственно, числа колоний на чашках с ТСА в одинаковых условиях окружающей среды и отбора проб. Обоснованием эксперимента являлась конструкция семи пробоотборников воздуха, произведенных для сбора микробных частиц из биоаэрозоля, дающих пропорциональное количество бактериальных колоний при культивировании (КОЕ).

Сравнение результатов при скорости забора воздуха 100 и 200 л/мин.

Это испытание проведено с двумя одинаковыми пробоотборниками воздуха TRIO.BAS 100 (100 л/мин.) и TRIO.BAS 200 (200 л/мин) (ORUM International), чтобы установить, не снижает ли столкновение с агаром на скорости 200 л/мин. жизнеспособность взвешенных в воздухе микроорганизмов и число КОЕ.
В этом испытании два пробоотборника TRIO.BAS располагали в помещении для культур клеток (чистой комнате) или биохимической лаборатории в присутствии оператора, при этом систему кондиционирования отключали.

Результаты десяти повторных испытаний представлены в табл. 1, где показано суммарное число КОЕ/м3 забранного воздуха каждым пробоотборника. В результаты, показанные в табл. 1, внесена поправка на попадание нескольких микроорганизмов в одно отверстие (число отверстий 219) головки, средние значения выражены как число КОЕ/м3.


№ эксперимента
TRIO.BAS MONO
(100 л/мин.)
TRIO.BAS MONO
(200 л/мин.)
1 (чистая комната) 36 39 3
2 (чистая комната) 58 99 41
3 (чистая комната) 80 83 3
4 (чистая комната) 99 110 11
F 0,49
P-value 0,51
Fcrit 5,98
5 (биохим. лаб.) 171 142 29
6 (биохим. лаб.) 214 162 52
7 (биохим. лаб.) 180 146 34
8 (биохим. лаб.) 212 243 31
9 (биохим. лаб.) 252 322 70
10 (биохим. лаб.) 322 222 100
F 0,27
P-value 0,61
Fcrit 4,96

Табл. 1. Сравнение результатов испытаний зависимости от скорости отбора воздуха в помещениях чистой комнаты и биохимической лаборатории. Среднее число КОЕ/м3 воздуха, забранного пробоотборниками TRIO.BAS mono100 и TRIO.BAS mono200. Данные каждого эксперимента представляют собой среднее от трех повторений.

Для каждой точки отбора проб статистический анализ ANOVA показал, что вариабельность общего числа КОЕ/м3 (при p=0,05 Fфакт (чист.комн.)=5,98 меньше Fтабл=10,13 и Fфакт (лаб.комн.)=4,96 меньше Fтабл=6,61) при использовании разных пробоотборников воздуха статистически незначима, F-критерий Фишера меньше значений из таблицы.

Выводы

Статистическая оценка данных, полученных в двух разных экспериментах, показала два аспекта:

  1. Столкновение микроорганизмов из воздуха лаборатории с поверхностью ТСА на чашках при двух скоростях всасывания (100 и 200 л/мин.) не влияет на жизнеспособность клеток и число КОЕ/м3.
  2. Вариабельность результатов отборов при скоростях 100 и 200 л/мин статистически незначима, следовательно, можно утверждать, что пробоотборник воздуха со скоростью забора воздуха 200 л/мин. можно использовать экономии времени отбора проб без риска снижения жизнеспособности взвешенных в воздухе микроорганизмов и уменьшения числа колоний.

УДК: 66-5

Авторы:

  • Лигуньяно Роберто — ведущий специалист разработки воздушных пробоотбоников, Компания ОРУМ, Милан, Италия
  • Бисса Массимилиано — научный сотрудник, Кафедра фармакологии и биомолекулярных наук, Миланский Университет, Италия
  • Радаелли Антониа — научный сотрудник, Кафедра фармакологии и биомолекулярных наук, Миланский Университет, Италия
  • Шувалова Евгения — специалист компании «СИМАС ИнтерЛаб», Москва, Россия, eshuvalova@simas.ru, +7 (495) 980-29-37

Authors:

  • Roberto Ligugnana — senior engineer and developer air samblers, ORUM international Srl, Milan, Italy
  • Massimiliano Bissa — microbiological reaseacher, Department of Pharmacology and Biomolecular Sciences, University of Milan, Italy
  • Antonia Radaelli — microbiological reaseacher, Department of Pharmacology and Biomolecular Sciences, University of Milan, Italy
  • Eugenia Shuvalova — senior engineer «SIMAS InterLab», Moscow, Russia, eshuvalova@simas.ru, +7 (495) 980-29-37

Тема: «Сравнительная оценка пробоотборников воздуха TRIO.BAS для подсчета жизнеспособных микроорганизмов в зависимости от скорости отбора»

Theme: «Comperative evaluation air samplers TRIO.BAS for velocity-depended estimation viable microbes»

Ключевые слова: Пробоотборники для биоаэрозолей, взвешенные в воздухе микроорганизмы, сравнительное исследование, активные пробоотборники, основанные на принципе столкновения.

Keywords: Active bio-aerosols air samplers, based on the collision principle, aerated viable microorganisms, comparative survey.

Аннотация: В исследовании описываются серии испытаний двух идентичных аппаратов TRIO.BAS, откалиброванных для забора воздуха со скоростью 100 и 200 л/мин. Это испытание проведено, чтобы установить, может ли более высокая скорость воздуха при столкновении со средой отрицательно сказаться на жизнеспособности клеток и/или концентрации бактерий в биоаэрозоле по результатам подсчета КОЕ/м3. Полученные результаты исключили эту возможность и указывают на то, что забор воздуха со скоростью 200 л/мин. позволяет сэкономить время, особенно если необходим многократный отбор проб для контроля стерильности в производственных помещениях фармацевтической промышленности и операционных больниц.

Abstract:  The study describes a series of comparative experiments for two identical TRIO.BAS devices calibrated simultaneously for air intake at an air flow velocity of 100 and 200 l/min. This test is carried out to establish whether a higher air flow velocity in a collision with the medium can adversely affect the viability of cells and/or the concentration of bacteria in a bioaerosol based on the CFU/m3 count. The obtained results excluded this possibility and indicate that the intake of air flow at a speed of 200 l/min. saves time, especially if multiple sampling is necessary to control sterility in manufacturing facilities of a pharmaceutical company and hospitals.

Литература

  1. Andersen, A.A. New sampler for the collection and enumeration of viable airborne particles. J.Bact., 1958; 76: 471-484.
  2. Benbough J.E, Bennet A.M. and Parks S.R. Determination of the collection efficiency of a microbial air sampler. J. Appl. Bact., 1993; 74:170-173.
  3. Lach V. Performance of the SAS air sampler. J. Hospital Infection, 1985; 6:102-107.
  4. Jensen P.A., Todd W.F., Davis G.N. and Scapino P.V. Evaluation of 8 bioaerosol samplers challenged with aerosols of free bacteria. Am. Ind. Hyg. Assoc. J., 1992; 53: 660-7.
  5. Haig C.W., Mackay W.G., Walker J.T., Williams C. Bioaerosol sampling: sampling mechanisms, bioefficiency and field studies. J. Hosp. Infect. 2016; 93: 242-255.
  6. Macher J.M. Positive-hole correction of multiple-jet impactors for collecting viable microorganisms. Am Ind Hyg Assoc J. 1989; 50: 561-568.

Комментарии

wpDiscuz