13.3: Використання хімічних речовин для боротьби з мікроорганізмами

Last updated
Save as PDF

Page ID: 3876

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

Цілі навчання

Зрозумійте та порівняйте різні хімічні речовини, що використовуються для контролю росту мікробів, включаючи їх використання, переваги та недоліки, хімічну структуру та спосіб дії

Крім фізичних методів боротьби з мікробами, хімічні речовини також використовуються для контролю росту мікробів. В якості дезінфікуючих засобів або антисептиків можна використовувати найрізноманітніші хімічні речовини. Вибираючи, який використовувати, важливо враховувати тип мікробів, орієнтованих; наскільки чистим повинен бути предмет; вплив дезінфікуючого засобу на цілісність предмета; його безпеку для тварин, людей та навколишнього середовища; його витрата; та простота використання. У цьому розділі описано різноманітність хімічних речовин, що використовуються в якості дезінфікуючих засобів і антисептиків, включаючи їх механізми дії і загальне використання.

Феноли

У 1800-х роках вчені почали експериментувати з різноманітними хімічними речовинами для дезінфекції. У 1860-х роках британський хірург Джозеф Лістер (1827—1912) почав використовувати карболову кислоту, відому як фенол, як дезінфікуючий засіб для лікування хірургічних ран (див. Основи сучасної теорії клітин). У 1879 році робота Лістера надихнула американського хіміка Джозефа Лоуренса (1836—1909) на розробку Listerine, спиртової суміші декількох споріднених сполук, яка до сих пір використовується як пероральний антисептик. Сьогодні карболова кислота більше не використовується як хірургічний дезінфікуючий засіб, оскільки вона є подразником шкіри, але хімічні сполуки, що містяться в антисептичних ополіскувачах рота та пастилках для горла, називаються фенолами.

Хімічно фенол складається з бензольного кільця з групою —ОН, а феноли - сполуки, які мають цю групу як частину своєї хімічної структури (рис.\(\PageIndex{1}\)). Феноли, такі як тимол та евкаліптол, зустрічаються природним чином у рослин. Інші феноли можуть бути отримані з креозоту, компонента кам'яновугільної смоли. Феноли, як правило, стабільні, стійкі на поверхнях і менш токсичні, ніж фенол. Вони пригнічують ріст мікробів шляхом денатурації білків і порушення мембран.

А) хімічна структура з вуглецевим кільцем з 6 вуглеців з OH групою на одному. Б) Хімічна структура з 2 вуглецевими кільцями (по 6 вуглецю), з'єднаними ковалентним зв'язком; один вуглець має OH. В) Два вуглецевих кільця (6 вуглецю) з'єднували вуглецем. Кожне кільце має OH і 3 Cls. — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Фенол і фенольні сполуки були використані для контролю росту мікробів. (а) Хімічна структура фенолу, також відомого як карболова кислота. (b) О-фенілфенол, тип фенольного, використовувався як дезінфікуючий засіб, а також для контролю росту бактерій та грибів на зібраних цитрусових. (c) Гексахлорофен, інший фенол, відомий як бісфенол (два кільця), є діючою речовиною PhisoHex.

З часів Лістера для контролю росту мікробів було використано кілька фенольних сполук. Феноли, такі як крезоли (метильовані феноли) і о-фенілфенол, були активними інгредієнтами в різних рецептурах лізолу з моменту його винаходу в 1889 р О-фенілфенол також широко використовувався в сільському господарстві для контролю росту бактерій і грибків на зібраних культурах, особливо цитрусових, але його використання в США Держави зараз набагато більш обмежені. Бісфенол гексахлорофен, дезінфікуючий засіб, є активним інгредієнтом PhisoHex, місцевого миючого засобу, який широко використовується для миття рук у лікарняних установах PhisoHex особливо ефективний проти грампозитивних бактерій, включаючи ті, що викликають стафілококові та стрептококові інфекції шкіри. раніше використовувався для купання немовлят, але ця практика була припинена, оскільки було показано, що вплив гексахлорофену може призвести до неврологічних проблем.

Триклозан - ще одна сполука бісфенолу, яка отримала широке застосування в антибактеріальних продуктах протягом останніх кількох десятиліть. Спочатку використовуваний в зубних пастах, триклозан зараз зазвичай використовується в милі для рук і часто просочується в широкий спектр інших продуктів, включаючи обробні дошки, ножі, фіранки для душу, одяг та бетон, щоб зробити їх протимікробними. Він особливо ефективний проти грампозитивних бактерій на шкірі, а також деяких грамнегативних бактерій і дріжджів. ¹

Триклозан: Антибактеріальний надмірність?

Мило для рук та інші засоби для чищення часто продаються як «антибактеріальні», припускаючи, що вони забезпечують рівень чистоти, що перевершує рівень звичайного мила та миючих засобів. Але чи дійсно антибактеріальні інгредієнти в цих продуктах безпечні та ефективні?

Близько 75% антибактеріального рідкого мила для рук і 30% барного мила містять хімічний триклозан, фенольний, (рис.\(\PageIndex{2}\)). ² Триклозан блокує фермент в бактеріальному шляху біосинтезу жирних кислот, який не зустрічається в порівнянному шляху людини. Незважаючи на те, що використання триклозану в домашніх умовах різко зросло протягом 1990-х років, більш ніж 40 років досліджень FDA не виявили переконливих доказів того, що миття триклозан-містять продукти забезпечує підвищену користь для здоров'я порівняно з миттям традиційним милом. Хоча деякі дослідження показують, що менше бактерій може залишатися на руках людини після миття милом на основі триклозану, порівняно з традиційним милом, жодні докази не вказують на зменшення передачі бактерій, що викликають респіраторні та шлунково-кишкові захворювання. Коротше кажучи, мило з триклозаном може видалити або вбити ще кілька мікробів, але недостатньо, щоб зменшити поширення хвороби.

Можливо, більш тривожні, з'явилися деякі чіткі ризики, пов'язані з милом на основі триклозану. Широке застосування триклозану призвело до збільшення стійких до триклозану бактеріальних штамів, включаючи ті, що мають клінічне значення, такі як Salmonella enterica; ця стійкість може зробити триклозан марним як антибактеріальний у довгостроковій перспективі. ³ ⁴ Бактерії можуть легко отримати стійкість до триклозану шляхом зміни до одного гена, що кодує цільовий фермент в бактеріальному шляху синтезу жирних кислот. Інші дезінфікуючі засоби з менш специфічним способом дії набагато менш схильні до породжуючої стійкості, оскільки це займе набагато більше, ніж одна генетична зміна.

Використання триклозану протягом останніх кількох десятиліть також призвело до накопичення хімічної речовини в навколишньому середовищі. Триклозан в милі для рук безпосередньо вводиться в стічні та каналізаційні системи в результаті процесу миття рук. Там його антибактеріальні властивості можуть пригнічувати або вбивати бактерії, відповідальні за розкладання стічних вод, викликаючи засмічення і резервне копіювання септичних систем. Зрештою, триклозан у стічних водах потрапляє у поверхневі води, струмки, озера, опади та ґрунти, порушуючи природні популяції бактерій, які виконують важливі екологічні функції, такі як пригнічення водоростей. Триклозан також знаходить свій шлях в тіла земноводних і риб, де може виступати ендокринним порушником. Виявляються рівні триклозану також були виявлені в різних людських тілесних рідинях, включаючи грудне молоко, плазму та сечу. ⁵ Насправді дослідження, проведене CDC, виявило виявлені рівні триклозану в сечі 75% 2517 людей, випробуваних у 2003—2004 роках. ⁶ Цей висновок ще більш тривожний, враховуючи докази того, що триклозан може впливати на імунну функцію у людини. ⁷

У грудні 2013 року FDA давала виробникам мила до 2016 року, щоб довести, що антибактеріальне мило забезпечує значну користь перед традиційними милами; якщо не в змозі цього зробити, виробники будуть змушені видалити ці продукти з ринку.

Хімічна структура триклозану. Два вуглецевих кільця (6 вуглецю) з'єднані киснем; кожне кільце має ще 2 кисню, пов'язані з ним. Фото когось, хто миє руки. — Малюнок\(\PageIndex{2}\): Триклозан є поширеним інгредієнтом антибактеріального мила, незважаючи на докази того, що він створює екологічні ризики та ризики для здоров'я та не приносить значної користі для здоров'я порівняно зі звичайним милом. (Кредит b, c: модифікація роботи FDA)

Вправа\(\PageIndex{1}\)

Чому триклозан більше схожий на антибіотик, ніж на традиційний дезінфікуючий засіб?

Важкі метали

Деякі з перших хімічних дезінфікуючих засобів і антисептиків, які були використані, були важкі метали. Важкі метали вбивають мікроби шляхом зв'язування з білками, пригнічуючи тим самим ферментативну активність (рис.\(\PageIndex{3}\)). Важкі метали олігодинамічні, а це означає, що дуже малі концентрації виявляють значну антимікробну активність. Іони важких металів міцно зв'язуються з сірковмісними амінокислотами і біоакумулюються всередині клітин, дозволяючи цим металам досягати високих локалізованих концентрацій. Це призводить до денатурації білків.

Важкі метали не є вибірково токсичними для мікробних клітин. Вони можуть біонакопичуватися в клітині людини або тварин, а надмірна концентрація може мати токсичний вплив на людину. Наприклад, якщо в організмі накопичується занадто багато срібла, це може призвести до стану, званого аргірією, при якому шкіра стає необоротно синьо-сірою. Одним із способів зменшити потенційну токсичність важких металів є ретельний контроль тривалості впливу та концентрації важких металів.

а) фото мідної дверної ручки. Б) Малюнок срібних вилок. В) Зображення інкубатора г) картина Listerine для полоскання рота. Д) Зображення людини з сірою шкірою. — Малюнок\(\PageIndex{3}\): Важкі метали денатурують білки, погіршуючи функцію клітин і, таким чином, надаючи їм сильні протимікробні властивості. (а) Мідь у світильниках, таких як ця дверна ручка, вбиває мікроби, які в іншому випадку можуть накопичуватися на часто торкаються поверхнях. (b) Посуд для їжі містить невелику кількість срібла для пригнічення росту мікробів. (c) Мідь зазвичай вирівнює інкубатори, щоб мінімізувати забруднення клітинних культур, що зберігаються всередині. (г) Антисептичні засоби для полоскання рота зазвичай містять хлорид цинку. (e) Цей пацієнт страждає на аргірію, незворотний стан, викликаний біоакумуляцією срібла в організмі. (Кредит б: модифікація твору «Шошана» /Flickr; кредит e: модифікація твору Герберта Л.Фреда та Хендріка А. ван Дейка)

Меркурій

Ртуть є прикладом важкого металу, який вже багато років використовується для контролю росту мікробів. Його використовували протягом багатьох століть для лікування сифілісу. Ртутні сполуки, такі як хлорид ртуті, в основному є бактеріостатичними і мають дуже широкий спектр активності. Різні форми ртуті зв'язуються з сірковмісними амінокислотами всередині білків, пригнічуючи їх функції.

В останні десятиліття використання таких сполук зменшилося через токсичність ртуті. Він токсичний для центральної нервової, травної та ниркової систем у високих концентраціях та має негативний вплив на навколишнє середовище, включаючи біоакумуляцію у риб. Колись широко використовувалися такі антисептики місцевого застосування, як меркурохром, який містить ртуть в низьких концентраціях, і мертіолат, настоянка (розчин ртуті, розчиненої в спирті). Однак через побоювання щодо використання ртутних сполук ці антисептики більше не продаються в США.

Сріблястий

Срібло здавна використовується як антисептик. У давнину питну воду зберігали в срібних глечиках. ⁸ Крем Silvadene зазвичай використовується для лікування місцевих ран і особливо корисний для запобігання інфекції в опікових ранах. Краплі нітрату срібла колись регулярно наносили на очі новонароджених для захисту від офтальмії неонаторію, очних інфекцій, які можуть виникнути через вплив патогенів у родових шляхах, але антибактеріальні креми зараз частіше використовуються. Срібло часто поєднують з антибіотиками, що робить антибіотики в тисячі разів ефективнішими. ⁹ Срібло також зазвичай включається в катетери та бинти, роблячи їх антимікробними; однак, є докази того, що важкі метали також можуть посилити вибір на стійкість до антибіотиків. ¹⁰

Мідь, нікель та цинк

Кілька інших важких металів також проявляють антимікробну активність. Мідний купорос - поширений альгіцид, який використовується для контролю росту водоростей у басейні та акваріумах. Використання металевої міді для мінімізації росту мікробів також набуває все більшого поширення. Мідні накладки в інкубаторах допомагають зменшити забруднення клітинних культур. Використання мідних горщиків для зберігання води в слаборозвинених країнах досліджується як спосіб боротьби з діарейними захворюваннями. Мідні покриття також стають популярними для часто оброблюваних предметів, таких як дверні ручки, апаратне забезпечення шафи та інші пристосування в медичних установах, намагаючись зменшити поширення мікробів.

Нікелеві і цинкові покриття зараз використовуються аналогічним чином. Інші форми цинку, включаючи хлорид цинку та оксид цинку, також використовуються комерційно. Хлорид цинку досить безпечний для людини і зазвичай міститься в полосканнях для полоскання рота, значно збільшуючи їх тривалість ефективності. Оксид цинку міститься в різних продуктах, включаючи місцеві антисептичні креми, такі як лосьйон з каламіном, мазі для підгузників, дитяча присипка та шампуні від лупи.

Вправа\(\PageIndex{2}\)

Чому багато важких металів як протимікробні, так і токсичні для людини?

галогени

Іншими хімічними речовинами, які зазвичай використовуються для дезінфекції, є галогени йод, хлор та фтор. Йод працює шляхом окислення клітинних компонентів, включаючи сірковмісні амінокислоти, нуклеотиди та жирні кислоти, і дестабілізуючи макромолекули, які містять ці молекули. Його часто використовують як настоянку місцевого застосування, але це може викликати фарбування або подразнення шкіри. Йодофор - це сполука йоду в комплексі з органічною молекулою, тим самим підвищуючи стабільність йоду і, в свою чергу, його ефективність. Одним з поширених йодофорів є повідон-йод, до складу якого входить змочуючий засіб, що виділяє йод відносно повільно. Бетадин - це бренд повідон-йоду, який зазвичай використовується як скраб для рук медичним персоналом перед операцією та для місцевої антисептики шкіри пацієнта перед розрізом (рис.\(\PageIndex{4}\)).

а) Хімічна структура бетадину. Б) картина медичного працівника, що наносить на пацієнта апельсинову пасту. — Малюнок\(\PageIndex{4}\): (а) Бетадин - розчин йодофору повідон-йоду. (б) Він зазвичай використовується як місцевий антисептик на шкірі пацієнта перед розрізом під час операції. (Кредит б: модифікація роботи Ендрю Ратто)

Хлор - ще один галоген, який зазвичай використовується для дезінфекції. Коли хлорний газ змішується з водою, він виробляє сильний окислювач, який називається хлорноватистою кислотою, який не заряджається і легко потрапляє в клітини. Газ хлору зазвичай використовується в комунальних питних водах та очисних спорудах, при цьому отримана хлорноватиста кислота виробляє фактичний антимікробний ефект. Ті, хто працює на водоочисних спорудах, повинні бути дуже обережними, щоб мінімізувати особистий вплив хлору. Гіпохлорит натрію є хімічним компонентом звичайного побутового відбілювача, а також він використовується для найрізноманітніших цілей дезінфекції. Гіпохлоритні солі, в тому числі гіпохлорити натрію і кальцію, використовуються для дезінфекції басейнів. Газ хлору, гіпохлорит натрію та гіпохлорит кальцію також широко використовуються дезінфікуючими засобами в харчовій та ресторанній промисловості для зменшення поширення харчових захворювань. Працівники цих галузей також повинні подбати про правильне використання цих продуктів, щоб забезпечити власну безпеку, а також безпеку споживачів. Нещодавня спільна заява, опублікована Продовольчою та сільськогосподарською організацією (ФАО) Організації Об'єднаних Націй та ВООЗ, вказувала, що жодне з багатьох корисних видів використання хлорних продуктів у харчовій промисловості для зменшення поширення хвороб харчового походження не створює ризиків для споживачів. ¹¹

Ще один клас хлорованих сполук, званих хлорамінами, широко використовується в якості дезінфікуючих засобів. Хлораміни відносно стабільні, виділяючи хлор протягом тривалого часу. Хлораміни є похідними аміаку шляхом заміщення одного, двох або всіх трьох атомів водню атомами хлору (рис.\(\PageIndex{5}\)).

Аміак має N і 3 Hs. Хлорамін має N, 2 Hs і 1 Cl. — Малюнок\(\PageIndex{5}\): Монохлорамін, один з хлорамінів, отримують з аміаку шляхом заміни одного атома водню атомом хлору.

Для дезінфекції питної води можуть використовуватися хлораміни та інші сполуки хлораміну, а для цього військові часто використовують таблетки хлораміну. Після стихійного лиха або іншої події, яка ставить під загрозу громадське водопостачання, CDC рекомендує дезінфікувати водопровідну воду, додаючи невелику кількість звичайного побутового відбілювача. Останні дослідження показують, що дихлорізоціанурат натрію (NadCC) також може бути хорошою альтернативою для дезінфекції питної води. В даний час таблетки NadCc доступні для загального використання та для використання військовими, кемперами або особами з надзвичайними потребами; для цих цілей NadCc краще, ніж таблетки хлораміну. Діоксид хлору, газоподібний агент, який використовується для фумігації та стерилізації закритих приміщень, також зазвичай використовується для дезінфекції води.

Хоча хлоровані сполуки є відносно ефективними дезінфікуючими засобами, вони мають свої недоліки. Деякі можуть дратувати шкіру, ніс або очі деяких людей, і вони можуть не повністю усунути певні витривалі організми із забрудненої питної води. Наприклад, гриб Cryptosporidium має захисну зовнішню оболонку, яка робить його стійким до хлорованих дезінфікуючих засобів. Таким чином, кип'ятіння питної води в екстрених ситуаціях рекомендується по можливості.

Також відомо, що галогенфтор має антимікробні властивості, які сприяють профілактиці карієсу (порожнин) зубів. ¹² Фтор є основним діючим інгредієнтом зубної пасти, а також зазвичай додається до водопровідної води, щоб допомогти громадам підтримувати здоров'я ротової порожнини. Хімічно фтор може включатися в гідроксиапатит зубної емалі, роблячи його більш стійким до агресивних кислот, що утворюються в результаті бродіння мікробів ротової порожнини. Фтор також підсилює поглинання іонів кальцію та фосфатів зубною емаллю, сприяючи ремінералізації. Крім зміцнення емалі, фтор також здається бактеріостатичним. Він накопичується в бактерії, що утворюють бляшки, перешкоджаючи їх метаболізму і зменшуючи вироблення кислот, що сприяють руйнуванню зубів.

Вправа\(\PageIndex{3}\)

У чому користь хлораміну над гіпохлоритом для дезінфекції?

Спирти

Спирти складають ще одну групу хімічних речовин, які зазвичай використовуються в якості дезінфікуючих засобів і антисептиків. Вони працюють за рахунок швидкої денатурації білків, що пригнічує метаболізм клітин, і за рахунок порушення мембран, що призводить до лізису клітин. Після денатурації білки можуть потенційно повернутися, якщо в розчині присутня достатня кількість води. Спирти зазвичай використовуються в концентраціях близько 70% водного розчину і, по суті, працюють краще у водних розчині, ніж 100% спиртові розчини. Це пояснюється тим, що спирти згортають білки. У більш високих концентраціях алкоголю швидка коагуляція поверхневих білків перешкоджає ефективному проникненню клітин. Найбільш часто використовуваними спиртами для дезінфекції є етиловий спирт (етанол) і ізопропіловий спирт (ізопропанол, спирт протирання) (рис.\(\PageIndex{6}\)).

Спирти, як правило, бактерицидні та фунгіцидні, але також можуть бути віруцидними лише для вірусів, що обволікаються. Хоча спирти не є спорицидними, але вони гальмують процеси спороутворення і проростання. Спирти летючі і швидко сохнуть, але вони також можуть викликати подразнення шкіри, оскільки зневоднюють шкіру в місці нанесення. Одним із поширених клінічних застосувань спиртів є мазки шкіри для дезародкування перед ін'єкцією голки. Спирти також є активними інгредієнтами в миттєвих дезінфікуючих засобах для рук, які завоювали популярність в останні роки. Алкоголь у цих дезінфікуючих засобах для рук працює як шляхом денатурації білків, так і порушуючи мембрану мікробних клітин, але не буде ефективно працювати при наявності видимого бруду.

Нарешті, спирти використовуються для виготовлення настоянок з іншими антисептиками, такими як йодні настоянки, розглянуті раніше в цьому розділі. Загалом, спирти недорогі і досить ефективні для знезараження широкого спектру вегетативних мікробів. Однак одним недоліком спиртів є їх висока летючість, що обмежує їх ефективність відразу після застосування.

а) Етиловий спирт має 2 С і ОН. Б) Ізопропіловий спирт має 3 С і ОН. — Малюнок\(\PageIndex{6}\): (а) Етиловий спирт, хмільний інгредієнт, що міститься в алкогольних напоях, також зазвичай використовується як дезінфікуючий засіб. (б) Ізопропіловий спирт, який також називають спиртом для протирання, має споріднену молекулярну структуру і є іншим широко використовуваним дезінфікуючим засобом. (кредит фото: модифікація роботи D Coetzee; кредит б фото: модифікація роботи Крейга Спурье)

Вправа\(\PageIndex{4}\)

Назвіть як мінімум три переваги спиртів як дезінфікуючих засобів.
Опишіть кілька конкретних застосувань спиртів, що використовуються в дезінфікуючих продуктах.

Поверхнево-активні речовини

Поверхнево-активні речовини, або ПАР - це група хімічних сполук, що знижують поверхневий натяг води. Поверхнево-активні речовини є основними інгредієнтами мила та миючих засобів. Мила є солями довголанцюгових жирних кислот і мають як полярні, так і неполярні області, дозволяючи їм взаємодіяти з полярними і неполярними областями в інших молекулах (рис.\(\PageIndex{7}\)). Вони можуть взаємодіяти з неполярними маслами та жиром, створюючи емульсії у воді, розпушуючи та піднімаючи бруд та мікроби з поверхонь та шкіри. Мило не вбиває і не пригнічує ріст мікробів і тому не вважається антисептиками або дезінфікуючими засобами. Однак правильне використання мила механічно забирає мікроорганізми, ефективно дезародюючи поверхню. Деякі мила містять додані бактеріостатичні агенти, такі як триклокарбан або клофлукарбан, сполуки, структурно пов'язані з триклозаном, які надають милу антисептичні або дезінфікуючі властивості.

Хімічна структура з довгим вуглецевим ланцюгом і двома киснями на одному кінці. Кінець з киснем - це гідрофобна головка, яка уникає вуглеводнеподібних речовин, але притягується до молекул води. Це аніонна частина молекули. Довгі вуглецеві ланцюги - це гідрофільний хвіст, який уникає води, але приваблює маслянисті жирні вуглеводнеподібні речовини. — Малюнок\(\PageIndex{7}\): Мило - це солі (натрієва сіль на ілюстрації) жирних кислот і мають здатність емульгувати ліпіди, жири та олії, взаємодіючи з водою через їх гідрофільні головки та з ліпідними у їх гідрофобних хвостів.

Мило, однак, часто утворює плівки, які важко змити, особливо в жорсткій воді, яка містить високі концентрації мінеральних солей кальцію і магнію. Миючі засоби містять синтетичні молекули поверхнево-активних речовин як з полярними, так і неполярними областями, які мають сильну очищаючу активність, але більш розчинні навіть у жорсткій воді, і, отже, не залишають після себе мильних відкладень. Аніонні миючі засоби, такі як ті, що використовуються для прання, мають негативно заряджений аніон на одному кінці, прикріплений до довгої гідрофобної ланцюга, тоді як катіонні миючі засоби мають позитивно заряджений катіон натомість. Катіонні миючі засоби включають в себе важливий клас дезінфікуючих засобів і антисептиків під назвою четвертинні амонієві солі (квати), названий на честь характерного четвертинного атома азоту, який надає позитивний заряд (рис.\(\PageIndex{8}\)). В цілому, квати мають властивості, схожі з фосфоліпідами, мають гідрофільні і гідрофобні кінці. Таким чином, квати мають здатність вставлятися в бактеріальний фосфоліпідний бішар і порушувати цілісність мембрани. Катіонний заряд кватів, як видається, надає їх антимікробні властивості, які зменшуються при нейтралізації. Квати мають кілька корисних властивостей. Вони стійкі, нетоксичні, недорогі, безбарвні, без запаху і смаку. Вони, як правило, бактерицидні, порушуючи мембрани. Вони також активні проти грибів, найпростіших та обволікаючих вірусів, але ендоспори не уражені. У клінічних умовах вони можуть використовуватися як антисептики або для дезінфекції поверхонь. Суміші кватів також часто зустрічаються в побутових миючих та дезінфікуючих засобах, включаючи багато сучасних рецептур продуктів марки Lysol, які містять хлориди бензалконію в якості діючих речовин. Хлориди бензалконію, поряд з хлоридом кват цетилпіримідину, також містяться в таких продуктах, як антисептики для шкіри, ополіскувачі для порожнини рота та полоскання рота.

А) Діаграма цетилпіридину — кільце з 5 вуглецями та азотом. Азот прикріплений до довгої вуглецевої ланцюга. Хімічна структура бензалконію — шести вуглецевих кілець. Один вуглець прикріплений до вуглецю, який прикріплений до азоту, який прикріплений до довгого вуглецевого ланцюга. Б) Зображення молекул ПАР, що надходять в мембрану і розбивають мембрану на частини. — Малюнок\(\PageIndex{8}\): (а) Два загальних квати - хлорид бензилалконію та хлорид цетилпіримідину. Зверніть увагу на гідрофобний неполярний вуглецевий ланцюг на одному кінці та азотовмісний катіонний компонент на іншому кінці. (б) Квати здатні проникати в фосфоліпідні плазматичні мембрани бактеріальних клітин і порушувати їх цілісність, приводячи до загибелі клітини.

Вправа\(\PageIndex{5}\)

Чому мило не вважаються дезінфікуючими засобами?

Миття рук правильний шлях

Миття рук має вирішальне значення для охорони здоров'я, і його слід підкреслити в клінічних умовах. Для широкої громадськості CDC рекомендує миття рук до, під час та після поводження з їжею; перед їжею; до і після взаємодії з хворим; до і після обробки рани; після використання туалету або зміни підгузників; після кашлю, чхання або видування носа; після обробки сміття; і після взаємодії з твариною, її кормом або відходами. \(\PageIndex{9}\)На малюнку показано п'ять етапів правильного миття рук, рекомендованих CDC.

Миття рук ще важливіше для медичних працівників, які повинні ретельно мити руки між кожним контактом з пацієнтом, після зняття рукавичок, після контакту з рідинами організму та потенційно інфекційними фомітами, а також до та після надання допомоги хірургу з інвазивними процедурами. Навіть при використанні належного хірургічного вбрання, включаючи рукавички, скрабування для операції більше залучається, ніж звичайне миття рук. Метою хірургічного скрабування є зменшення нормальної мікробіоти на поверхні шкіри, щоб запобігти занесенню цих мікробів в хірургічні рани пацієнта.

Єдиного широко прийнятого протоколу хірургічного скрабування не існує. Протоколи тривалості часу, проведеного очищення, можуть залежати від використовуваного антимікробного препарату; медичні працівники завжди повинні перевіряти рекомендації виробника. За даними Асоціації Хірургічних Технологів (АСТ), хірургічні скраби можуть виконуватися з використанням кистей або без них (рис.\(\PageIndex{9}\)).

а) Рекомендації CDC для миття рук для широкої громадськості. 1 - змочіть руки чистою проточною водою (теплою або холодною). Вимкніть кран і нанесіть мило. 2 - Намиліть руки, розтираючи їх разом з милом. Обов'язково намилити спинки рук, між пальцями і під нігтями. 3 — Скраб руки не менше 20 секунд. Потрібен таймер? Двічі гул пісню «З днем народження» від початку до кінця. 4 - Добре промийте руки під чистою проточною водою. 5 - Висушіть руки, використовуючи чистий рушник або висушіть їх на повітрі. Б) Фото людини, що миє руки. — Малюнок\(\PageIndex{9}\): (а) CDC рекомендує п'ять кроків як частину типового миття рук для широкої громадськості. (б) Хірургічне скрабування більш обширне, що вимагає скрабування, починаючи з кінчиків пальців, поширюючись на руки і передпліччя, а потім вгору за лікті, як показано тут. (кредит a: зміна роботи Всесвітньої організації охорони здоров'я)

Посилання на навчання

Щоб дізнатися більше про правильне миття рук, відвідайте веб-сайт CDC.

Бісбігуаніди

Бісбігуаніди були вперше синтезовані в 20 столітті і є катіонними (позитивно зарядженими) молекулами, відомими своїми антисептичними властивостями (рис.\(\PageIndex{10}\)). Одним з важливих бісбігуанідних антисептиків є хлоргексидин. Він має широкий спектр активності щодо дріжджів, грампозитивних бактерій та грамнегативних бактерій, за винятком синьогнійної палички, яка може розвинути стійкість при повторному впливі. ¹³ Хлоргексидин порушує клітинні мембрани і є бактеріостатичним при менших концентраціях або бактерицидним у більш високих концентраціях, в яких він фактично призводить до застигання цитоплазматичного вмісту клітин. Він також має активність проти обволікаючих вірусів. Однак хлоргексидин слабо ефективний проти Mycobacterium tuberculosis і необволікаючих вірусів, і він не є спорицидним. Хлоргексидин зазвичай використовується в клінічних умовах як хірургічний скраб та для інших потреб миття рук для медичного персоналу, а також для місцевої антисептики для пацієнтів перед операцією або ін'єкцією голки. Він більш стійкий, ніж йодофори, забезпечуючи тривалу антимікробну активність. Розчини хлоргексидину також можуть використовуватися в якості полоскань для порожнини рота після пероральних процедур або для лікування гінгівіту. Ще один бісбігуанід, алексидин, набирає популярність як хірургічний скраб і ополіскувач для порожнини рота, оскільки діє швидше, ніж хлоргексидин.

Хімічна будова хлоргексидину. Вуглецеве кільце 6 з CL на одному вуглеці; на іншій стороні кільця - ланцюжок з азотів і вуглецю. Хімічна будова алексидину. Ланцюг вуглеців і азотів; сам кінець має відгалуження з 2 вуглецевими ланцюгами. — Малюнок\(\PageIndex{10}\): Бісбігуаніди хлоргексадин та алексидин є катіонними антисептичними сполуками, які зазвичай використовуються як хірургічні скраби.

Вправа\(\PageIndex{6}\)

Які два ефекти має хлоргексидин на бактеріальні клітини?

Алкілуючі агенти

Алкілуючі агенти - це група сильних дезінфікуючих хімічних речовин, які діють шляхом заміни атома водню всередині молекули алкільною групою (C _n H _2n+1), тим самим інактивуючи ферменти і нуклеїнові кислоти (рис.\(\PageIndex{11}\)). Алкілуючий агент формальдегід (СН ₂ ОН) зазвичай використовується в розчині в концентрації 37% (відомий як формалін) або як газоподібний дезінфікуючий засіб і біоцид. Це сильний дезінфікуючий засіб широкого спектру дії та біоцид, який має здатність вбивати бактерії, віруси, грибки та ендоспори, що призводить до стерилізації при низьких температурах, що іноді є зручною альтернативою більш трудомістким методам теплової стерилізації. Він також зшиває білки і широко використовується як хімічний фіксатор. Через це його використовують для зберігання зразків тканин і в якості бальзамуючої рідини. Він також використовувався для інактивації інфекційних агентів при приготуванні вакцини. Формальдегід дуже дратує живі тканини, а також є канцерогенним; тому він не використовується як антисептик.

Глутаральдегід структурно схожий на формальдегід, але має дві реактивні альдегідні групи, що дозволяє йому діяти швидше, ніж формальдегід. Він зазвичай використовується як 2% розчин для стерилізації і продається під торговою маркою Cidex. Застосовується для дезінфекції різноманітних поверхонь та хірургічного та медичного обладнання. Однак, подібно до формальдегіду, глутаральдегід дратує шкіру і не використовується як антисептик.

Новий тип дезінфікуючого засобу, що набирає популярність для дезінфекції медичного обладнання, - о-фталальдегід (OPA), який зустрічається в деяких новіших рецептурах Cidex і подібних продуктів, замінюючи глутаральдегід. о-фталальдегід також має дві реактивні альдегідні групи, але вони пов'язані ароматичним містком. o -Вважається, що фталальдегід працює аналогічно глутаральдегіду та формальдегіду, але набагато менше дратує шкіру та носові ходи, виробляє мінімальний запах, не вимагає обробки перед використанням та більш ефективний проти мікобактерій.

Оксид етилену - це тип алкілуючого агента, який використовується для газоподібної стерилізації. Він дуже проникаючий і може стерилізувати предмети в поліетиленових пакетах, таких як катетери, одноразові предмети в лабораторіях та клінічних установах (наприклад, упаковані чашки Петрі) та інше обладнання. Експозиція оксиду етилену - це форма холодної стерилізації, що робить його корисним для стерилізації термочутливих предметів. Однак слід дотримуватися великої обережності з використанням оксиду етилену; він канцерогенний, як і інші алкілуючі агенти, а також є дуже вибухонебезпечним. При дбайливому використанні та правильній аерації продуктів після обробки етиленоксид є високоефективним, а стерилізатори з оксидом етилену зазвичай зустрічаються в медичних установках для стерилізації упакованих матеріалів.

β-пропіонолактон - алкілуючий агент з іншою хімічною структурою, ніж інші вже обговорювані. Як і інші алкілуючі агенти, β-пропіонолактон зв'язується з ДНК, тим самим інактивуючи її (рис.\(\PageIndex{11}\)). Являє собою прозору рідину з сильним запахом і має здатність вбивати ендоспори. Таким чином, він використовувався або в рідкій формі, або в якості пари для стерилізації медичних інструментів та тканинних трансплантатів, і це загальний компонент вакцин, що використовується для підтримки їх стерильності. Він також використовувався для стерилізації поживного бульйону, а також плазми крові, молока та води. Він швидко метаболізується тваринами і людиною до молочної кислоти. Однак це також подразник і може призвести до постійного пошкодження очей, нирок або печінки. Крім того, було показано, що він є канцерогенним у тварин; таким чином, необхідні запобіжні заходи для мінімізації впливу на людину β-пропіонолактону. ¹⁴

а) Гуанін має 2 вуглецеві та азотні кільця. Якщо атоми водню змінюються на алкільні групи, гуанін зв'язується з тиміном. Б) формельдагід має 1 вуглець, глутаральдегід має 5 вуглеців, о-фталальдегід має вуглецеве кільце з 2 вуглецями від кільця, оксид етилелену має 2 вуглецю і кисень, що утворює трикутник. Бета-пропіонолактон має 3 вуглецю і кисень, що утворює квадрат. — Малюнок\(\PageIndex{11}\): (а) Алкілуючі агенти замінюють атоми водню алкільними групами. Тут гуанін алкілується, в результаті чого відбувається його водневий зв'язок з тиміном, а не цитозин. (б) Хімічні структури декількох алкілуючих агентів.

Вправа\(\PageIndex{7}\)

У якій хімічній реакції беруть участь алкілуючі агенти?
Чому алкілуючі засоби не використовуються в якості антисептиків?

в'язниці Діхарда

Пріони, ацелюлярні, неправильно складені білки, відповідальні за невиліковні та смертельні захворювання, такі як хвороба куру та Крейтцфельдта-Якоба (див. Віроїди, Вірусоїди та Пріони), як відомо, важко знищити. Приони надзвичайно стійкі до нагрівання, хімічних речовин та радіації. Вони також надзвичайно заразні та смертельно небезпечні; таким чином, поводження та утилізація інфікованих пріоном предметів вимагає великої підготовки та особливої обережності.

Типові методи дезінфекції дозволяють знизити, але не усунути інфекційність пріонів. Автоклавування не є повністю ефективним, а також хімічні речовини, такі як фенол, спирти, формалін та β-пропіолактон. Навіть при фіксації в формаліні уражені тканини головного і спинного мозку залишаються інфекційними.

Персонал, який обробляє забруднені зразки або обладнання або працює з інфікованими пацієнтами, повинен носити захисне покриття, захист обличчя та рукавички, стійкі до порізів. Будь-який контакт зі шкірою необхідно негайно промити миючим засобом і теплою водою без скрабування. Потім шкіру слід промити 1 N NaOH або 1:10 розведенням відбілювача протягом 1 хвилини. Забруднені відходи повинні бути спалені або автоклавуватися в міцному основному розчині, а інструменти повинні бути очищені і вимочені в міцному базовому розчині.

Посилання на навчання

Для отримання додаткової інформації про поводження з тваринами та забрудненими пріонами матеріалами відвідайте рекомендації, опубліковані на веб-сайтах CDC та ВООЗ.

пероксигени

Пероксигени - це сильні окислювачі, які можна використовувати в якості дезінфікуючих засобів або антисептиків. Найбільш широко використовуваним пероксигеном є перекис водню (H ₂ _{O 2}), який часто використовується в розчині для дезінфекції поверхонь, а також може використовуватися як газоподібний засіб. Розчини перекису водню - недорогі шкірні антисептики, які розпадаються на воду і газ кисню, обидва з яких є екологічно безпечними. Це розкладання прискорюється в присутності світла, тому розчини перекису водню зазвичай продаються в коричневих або непрозорих пляшках. Одним з недоліків використання перекису водню як антисептика є те, що вона також спричиняє пошкодження шкіри, які можуть затримати загоєння або призвести до утворення рубців. Очищувачі контактних лінз часто включають перекис водню як дезінфікуючий засіб.

Перекис водню працює, виробляючи вільні радикали, які пошкоджують клітинні макромолекули Перекис водню має активність широкого спектра дії, працюючи проти грампозитивних і грамнегативних бактерій (з дещо більшою ефективністю проти грампозитивних бактерій), грибків, вірусів та ендоспор. Однак бактерії, які виробляють киснево-детоксикаційні ферменти каталази або пероксидази, можуть мати властиву толерантність до низьких концентрацій пероксиду водню (рис.\(\PageIndex{12}\)). Для знищення ендоспор необхідно збільшити тривалість впливу або концентрацію розчинів перекису водню. Газова перекис водню має більшу ефективність і може використовуватися як стерилізатор для приміщень або обладнання.

Хімічне рівняння, що показує перекис водню розбивається на воду і кисень каталазою. Нижче наведено зображення перекису водню в пляшці і контактного очищувача. — Малюнок\(\PageIndex{12}\): Каталаза ферментативно перетворює високоактивну пероксид водню (H ₂ _{O 2}) у воду і кисень. Перекис водню можна використовувати для очищення ран. Перекис водню використовується для стерилізації таких предметів, як контактні лінзи. (Кредитні фото: модифікація роботи Керрі Чешика)

Плазма, гарячий іонізований газ, описаний як четвертий стан речовини, корисний для стерилізації обладнання, оскільки він проникає на поверхні та вбиває вегетативні клітини та ендоспори. Перекис водню і надуксусная кислота, ще один зазвичай використовується пероксиген, кожен може бути введений у вигляді плазми. Надуксусная кислота може використовуватися як рідкий або плазмовий стерилізатор, оскільки вона легко вбиває ендоспори, є більш ефективною, ніж перекис водню навіть при досить низьких концентраціях, і несприйнятлива до інактивації каталазами та пероксидазами. Він також розпадається на екологічно нешкідливі сполуки; в цьому випадку - оцтова кислота і кисень.

Інші приклади пероксигенів включають пероксид бензоїлу та пероксид карбаміду. Перекис бензоїлу - це пероксиген, який використовується в розчині ліків від вугрів. Він вбиває бактерію Propionibacterium acnes, яка пов'язана з акне. Перекис карбаміду, інгредієнт, який використовується в зубній пасті, - це пероксиген, який бореться з пероральними біоплівками, які викликають знебарвлення зубів та неприємний запах з рота (неприємний запах з рота). ^{15 Нарешті}, озоновий газ є перкисень з дезінфікуючими якостями і використовується для очищення повітря або водопостачання. Загалом, пероксигени є високоефективними та широко використовуваними, без пов'язаної з цим небезпеки для навколишнього середовища.

Вправа\(\PageIndex{8}\)

Як пероксиди вбивають клітини?

Надкритичні рідини

Протягом останніх 15 років використання надкритичних рідин, особливо надкритичного вуглекислого газу (ScCo ₂), набуло популярності для певних застосувань стерилізації. Коли вуглекислий газ доводиться приблизно до атмосферного тиску в 10 разів, він досягає надкритичного стану, який має фізичні властивості між рідинами та газами. Матеріали, поміщені в камеру, в якій таким чином знаходиться під тиском вуглекислий газ, можуть бути стерилізовані через здатність ScCo ₂ проникати в поверхні.

Надкритичний вуглекислий газ працює, проникаючи в клітини і утворюючи вугільну кислоту, тим самим значно знижуючи рН клітин. Ця методика ефективна проти вегетативних клітин і також використовується в поєднанні з надуксусной кислотою для знищення ендоспор. Його ефективність також може бути збільшена підвищеною температурою або швидкими циклами тиску та розгерметизації, які, швидше за все, виробляють лізис клітин.

Переваги ScCo ₂ включають нереактивні, нетоксичні та негорючі властивості вуглекислого газу, і цей протокол ефективний при низьких температурах. На відміну від інших методів, таких як тепло та опромінення, які можуть погіршити стерилізований об'єкт, використання ScCo ₂ зберігає цілісність об'єкта і зазвичай використовується для обробки харчових продуктів (включаючи спеції та соки) та медичних виробів, таких як ендоскопи. Він також набирає популярність для дезінфекції тканин, таких як шкіра, кістки, сухожилля та зв'язки перед трансплантацією. ScCo ₂ також може використовуватися для боротьби зі шкідниками, оскільки він може вбивати яєць комах та личинок у продуктах.

Вправа\(\PageIndex{9}\)

Чому використання надкритичного вуглекислого газу набирає популярність для комерційних і медичних цілей?

Хімічні харчові консерванти

Хімічні консерванти використовуються для пригнічення росту мікробів і мінімізації псування в деяких продуктах харчування. Зазвичай використовувані хімічні консерванти включають сорбінову кислоту, бензойну кислоту та пропіонову кислоту, а також їх більш розчинні солі сорбат калію, бензоат натрію та пропіонат кальцію, всі з яких використовуються для контролю росту цвілі в кислих продуктах. Кожен з цих консервантів нетоксичний і легко метаболізується людиною. Вони також не мають смаку, тому не ставлять під загрозу смак продуктів, які вони зберігають.

Сорбінова і бензойна кислоти проявляють підвищену ефективність у міру зниження рН. Вважається, що сорбінова кислота працює шляхом інгібування різних клітинних ферментів, включаючи ті, що входять до циклу лимонної кислоти, а також каталази та пероксидази. Його додають як консервант у найрізноманітніші продукти, включаючи молочні, хлібні, фруктові та овочеві продукти. Бензойна кислота міститься природним чином у багатьох видах фруктів і ягід, спецій та ферментованих продуктів. Вважається, що він працює, зменшуючи внутрішньоклітинний рН, втручаючись у такі механізми, як окислювальне фосфорилювання та поглинання молекул, таких як амінокислоти, у клітини. Продукти, консервовані бензойною кислотою або бензоатом натрію, включають фруктові соки, джеми, морозиво, випічку, безалкогольні напої, жувальну гумку та соління.

Вважається, що пропіонова кислота як пригнічує ферменти, так і знижує внутрішньоклітинний рН, працюючи аналогічно бензойній кислоті. Однак пропіонова кислота є більш ефективним консервантом при більш високому рН, ніж або сорбінова кислота, або бензойна кислота. Пропіонова кислота природним чином виробляється деякими сирами під час їх дозрівання і додається до інших видів сиру та випічки, щоб запобігти забрудненню цвіллю. Його також додають в сире тісто, щоб запобігти забрудненню бактерією Bacillus mesentericus, що призводить до того, що хліб стає роповим.

Інші часто використовувані хімічні консерванти включають діоксид сірки та нітрити. Діоксид сірки запобігає потемніння продуктів і використовується для консервації сухофруктів, використовується у виноробстві з давніх часів. Газ діоксиду сірки легко розчиняється у воді, утворюючи сульфіти. Хоча сульфіти можуть метаболізуватися організмом, деякі люди мають алергію на сульфіти, включаючи астматичні реакції. Крім того, сульфіти деградують тіамін, важливу поживну речовину в деяких продуктах харчування. Спосіб дії сульфітів не зовсім зрозумілий, але вони можуть перешкоджати утворенню дисульфідного зв'язку (див. Рис. 7.4.5) в білках, пригнічуючи ферментативну активність. Крім того, вони можуть знижувати внутрішньоклітинний рН клітини, втручаючись у механізми, керовані протонною силою.

Нітрити додають до обробленого м'яса для підтримки кольору та зупинки проростання ендоспор Clostridium botulinum. Нітрити відновлюються до оксиду азоту, який вступає в реакцію з гемовими групами і залізо-сірчаними групами. Коли оксид азоту вступає в реакцію з групою гема всередині міоглобіну м'яса, утворюється червоний продукт, що надає м'ясу його червоний колір. Як варіант, вважається, що коли азотна кислота реагує з ферментом залізо-сірка фермент ферредоксин всередині бактерій, цей носій електронного транспортного ланцюга руйнується, запобігаючи синтезу АТФ. Нітрозаміни, однак, є канцерогенними і можуть вироблятися шляхом впливу м'яса, консервованого нітритом (наприклад, хот-догів, обіднього м'яса, ковбаси для сніданку, бекону, м'яса в консервованих супах) нагріватися під час приготування їжі.

Природні хімічні харчові консерванти

Відкриття природних протимікробних речовин, що виробляються іншими мікробами, додало в арсенал консервантів, що використовуються в їжі. Нізин - це антимікробний пептид, що виробляється бактерією Lactococcus lactis і особливо ефективний проти грампозитивних організмів. Нізин працює, порушуючи вироблення клітинної стінки, залишаючи клітини більш схильними до лізису. Він використовується для збереження сирів, м'яса та напоїв.

Натаміцин - протигрибковий макролідний антибіотик, що виробляється бактерією Streptomyces natalensis. Він був схвалений FDA в 1982 році і використовується для запобігання росту грибів у різних видах молочних продуктів, включаючи сир, нарізаний сир і тертий сир. Натаміцин також використовується для консервації м'яса в країнах за межами США.

Вправа\(\PageIndex{10}\)

Які переваги та недоліки використання сульфітів і нітритів в якості харчових консервантів?

Ключові поняття та резюме

Важкі метали, включаючи ртуть, срібло, мідь та цинк, давно використовуються для дезінфекції та консервації, хоча деякі мають токсичність та екологічні ризики, пов'язані з ними.
Галогени, включаючи хлор, фтор та йод, також зазвичай використовуються для дезінфекції. Для знезараження води зазвичай використовуються сполуки хлору, включаючи гіпохлорит натрію, хлораміни та діоксид хлору. Йод, як в настоянці, так і в йодофорній формі, є ефективним антисептиком.
Спирти, включаючи етиловий спирт і ізопропіловий спирт, зазвичай використовуються антисептики, які діють шляхом денатурації білків і порушення мембран.
Феноли - стійкі дезінфікуючі засоби тривалої дії, які денатурують білки і порушують мембрани. Вони зазвичай зустрічаються в побутових очисниках, ополіскувачах для ротової порожнини та дезінфікуючих засобах для лікарні, а також використовуються для збереження зібраного врожаю.
Фенольна сполука триклозан, що міститься в антибактеріальних милах, пластмасах та текстилі, технічно є антибіотиком через його специфічний спосіб дії інгібування бактеріального синтезу жирних кислот..
Поверхнево-активні речовини, включаючи мило і миючі засоби, знижують поверхневий натяг води для створення емульсій, які механічно забирають мікроби. Мило - це довголанцюгові жирні кислоти, тоді як миючі засоби - це синтетичні поверхнево-активні речовини.
Четвертинні амонійні сполуки (квати) - катіонні миючі засоби, що порушують мембрани. Застосовуються в побутових очисниках, дезінфікуючих засобах для шкіри, ополіскувачах для порожнини рота та полосканнях
Бісбігуаніди порушують клітинні мембрани, викликаючи вміст клітин до гелю. Хлоргексидин і алексидин зазвичай використовуються для хірургічних скрабів, для миття рук в клінічних умовах, а також в рецептурних полосканнях для порожнини рота.
Алкілуючі агенти ефективно стерилізують матеріали при низьких температурах, але є канцерогенними, а також можуть дратувати тканини. Глутаральдегід і о-фталальдегід використовуються як лікарняні дезінфікуючі засоби, але не як антисептики. Формальдегід використовується для зберігання зразків тканин, як бальзамуюча рідина, а також в препараті вакцини для інактивації інфекційних агентів. Оксид етилену - це газовий стерилізатор, який може проникати в термочутливі упаковані матеріали, але він також вибухонебезпечний та канцерогенний.
Пероксигени, включаючи перекис водню, надуксусную кислоту, пероксид бензоїлу та газ озону, є сильними окислювачами, які виробляють вільні радикали в клітині, пошкоджуючи їх макромолекули. Вони екологічно безпечні і є високоефективними дезінфікуючими та антисептиками.
Вуглекислий газ під тиском у вигляді надкритичної рідини легко пронизує упаковані матеріали і клітини, утворюючи вугільну кислоту і знижуючи внутрішньоклітинний рН. Надкритичний вуглекислий газ нереактивний, нетоксичний, негорючий і ефективний при низьких температурах для стерилізації медичних виробів, імплантатів та трансплантованих тканин.
Хімічні консерванти додають в різні продукти харчування. Сорбінова кислота, бензойна кислота, пропіонова кислота та їх більш розчинні солі пригнічують ферменти або знижують внутрішньоклітинний рН.
Сульфіти використовуються у виноробстві та харчовій промисловості для запобігання потемніння продуктів.
Нітрити використовуються для збереження м'яса та підтримки кольору, але приготування м'яса, консервованого нітритами, може виробляти канцерогенні нітрозаміни.
Нізин і натаміцин - це природним чином виробляються консерванти, які використовуються в сирах і м'ясі. Нізин ефективний проти грампозитивних бактерій і натаміцин проти грибків.

Виноски

1 Управління з контролю за продуктами та ліками США. «Триклозан: що повинні знати споживачі». 2015. www.fda.gov/для споживачів/мінусів... /см205999.хм. Доступ до 9 червня 2016 року.
2 Дж. Стромберг. «П'ять причин, чому ви, ймовірно, повинні припинити використання антибактеріального мила». Смітсоніан.com 3 січня 2014 р. www.smithsonianmag.com/науковий... 948078/? ні-іст. Доступ до 9 червня 2016 року.
3 СП Язданха та ін. «Триклозан та стійкість до протимікробних препаратів у бактерій: огляд». Стійкість до мікробних препаратів 12 немає. 2 (2006): 83—90.
4 Л. Бірошова, Мікулашова М. «Розвиток триклозану та стійкості до антибіотиків у Salmonella enterica serovar Typhimurium». Журнал медичної мікробіології 58 немає. 4 (2009) :436—441.
5 АБ Данн, О.Гонтела. «Триклозан: вплив на навколишнє середовище, токсичність і механізми дії». Журнал прикладної токсикології 31 № 4 (2011) :285—311.
6 Центри США з контролю та профілактики захворювань. «Триклозан Факт Лист». 2013. www.CDC.gov/Біомонітор/TRI... FactSheet.html. Доступ до 9 червня 2016 року.
7 EM Клейтон та ін. «Вплив бісфенолу А та триклозану на імунні параметри населення США, NHANES 2003-2006.» Перспективи здоров'я навколишнього середовища 119 № 3 (2011) :390.
8 Н. Сільвестрі-Родрігес та ін. «Срібло як дезінфікуючий засіб». В оглядах забруднення навколишнього середовища та токсикології, с. 23-45. Під редакцією GW Ware та DM Whitacre. Нью-Йорк: Спрингер, 2007.
9 Б. Оуенс. «Срібло робить антибіотики в тисячі разів ефективнішими». Природа 19 червня 2013. http://www.nature.com/news/silver-ma...ective-1.13232
Сейлер 10, ТУ Берендонк. «Спільний вибір стійкості до антибіотиків на основі важких металів у ґрунті та водоймах, на які впливають сільське господарство та аквакультура». Межі в мікробіології 3 (2012) :399.
11 Всесвітня організація охорони здоров'я. «Переваги та ризики використання хлорвмісних дезінфікуючих засобів у виробництві харчових продуктів та харчовій промисловості: звіт про спільну нараду експертів ФАО/ВООЗ». Женева, Швейцарія: Всесвітня організація охорони здоров'я, 2009.
12 РЕ Маркіз. «Протимікробні дії фтору для пероральних бактерій». Канадський журнал мікробіології 41 № 11 (1995) :955—964.
13 Л. Томас та ін. «Розвиток резистентності до хлоргексидину діацетату у синьогнійної палички та ефект «залишкової» концентрації». Журнал лікарняної інфекції 46 № 4 (2000): 297—303.
14 Інститут медицини ім. «Довгострокові наслідки для здоров'я від участі в проекті SHAD (корабельна небезпека та оборона)». Вашингтон, округ Колумбія: Преса Національних академій, 2007.
15 Яо, C.S. та ін. «in vitro антибактеріальний ефект пероксиду карбаміду на пероральну біоплівку». Журнал усної мікробіології Червень 12, 2013. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3682087/. дані: 10.3402/джом.в5i0.20392.