Ảnh hướng của nhân tố hóa học đến sự phát triển của vi sinh vật

Sự tồn tại và phát triển của vi sinh vật chịu ảnh hưởng trực tiếp của các nhân tố của môi trường xung quanh như nhiệt độ, ánh sáng, hóa chất, các bức xạ, pH...Các nhân tố này có thể chia làm 3 nhóm lớn: các nhân tố vật lý, các nhân tố hóa học và các nhân tố sinh học. Hiểu được ảnh hưởng của các nhân tố này đối với sự phát triển của vi sinh vật để ứng dụng trong công tác tiệt trùng, khử trùng các dụng cụ y tế, dược phẩm, tẩy uế môi trường, phòng mổ, phòng bệnh nhân, nghiên cứu vi sinh vật...

Các hóa chất ở trong môi trường có ảnh hưởng hoặc kích thích hoặc ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Các hóa chất có tác dụng kích thích sự phát triển vi khuẩn được ứng dụng ở trong nuôi cấy vi khuẩn... Các hóa chất có tác dụng ức chế hoặc tiêu diệt vi khuẩn được sử dụng làm chất tẩy uế, chất khử khuẩn hoặc sát khuẩn tùy theo mục đích sử dụng và nồng độ sử dụng.

Chất tẩy uế, chất khử khuẩn

Chất tẩy uế là những hóa chất có khả năng giết chết các vi khuẩn gây bệnh và vi sinh vật khác, còn đối với nha bào thì tác dụng giết khuẩn một phần. Chất tẩy uế sử dụng trên bề mặt các đồ dùng, các dụng cụ y tế, các chất thải của bệnh viện...

Chất khử khuẩn là những hóa chất có tác dụng ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn, chất này chỉ có tác dụng giết chết vi khuẩn một phần nhưng có tác dụng ức chê  vi khuẩn rất mạnh. Chất khử khuẩn có thể dùng để vô khuẩn vết mổ, nơi tiêm chích...Thực ra chất tẩy uế và khử khuẩn chỉ khác nhau về nồng độ khi sử dụng. Ví dụ: phênol ở nồng độ 2-5% thì dùng để tẩy uế, còn khi ở nồng độ thấp hơn 100 -1000 lần thì dùng làm chất khử khuẩn.

Chỉ số phenol là tỉ lệ giữa nồng độ tối thiểu của chất tẩy uế có tác dụng diệt khuẩn và nồng độ tối thiểu của phenol khi sử dụng đối với một chủng vi khuẩn nhất định. Chỉ số này được dùng làm đơn vị đánh giá tác dụng diệt khuẩn của một hóa chất.

Các nhân tố hóa học ảnh hưởng đến sự phát triển của vi khuẩn

Axit và bazơ

Axit và bazơ có khả năng phân li thành ion H+ và OH- rất mạnh, làm cho pH của môi trường thay đổi và có tác dụng diệt khuẩn hoặc ức chế sự phát triển của vi khuẩn.

Các muối kim loại

Khi hòa tan vào trong nước thì muối của nhiều kim loại nặng có khả năng phân li thành ion và có tac dụng diệt khuẩn, khả năng diệt khuẩn của các muối kim loại nặng có thể do sự kết hợp của các ion kim loại với những nhóm -SH của protein tế bào. Hoạt tính diệt khuẩn theo thứ tự Hg, Ag, Cu, Zn. Ví dụ :

Muối thủy ngân: được dùng nhiều nhất để tẩy uế như sublimê (HgCl2),...

Muối bạc: có tác dụng sát khuẩn như nitrat bạc (dung dịch argyrol).

Muối đồng: sunphát đồng dùng để chữa bệnh nấm ngoài da.

Muối vàng: được dùng để điều trị các bệnh do vi khuẩn kháng cồn- axit dưới dạng muối thiosunphát.

Nhóm Halogen

Tác dụng diệt khuẩn do phản ứng oxy hoá và halogen hoá các chất hữu cơ. Phản ứng oxy hoá xảy ra nhanh và không thuận nghịch, còn halogen hoá thì chậm hơn và không mạnh bằng. Những phản ứng này xảy ra với nhiều chất hữu cơ khác nhau, do đó sẽ làm giảm hoạt tính diệt khuẩn trong những dung dịch có nhiều chất bẩn hữu cơ hay các chất oxy hoá và halogen hoá khác, nhất là amoniac.

Iốt: Cồn iốt (7% I, 3% KI...) thường được sử dụng để sát trùng da, có chỉ số phenol cao.

Clo: thường được dùng ở dạng khí nguyên chất và dạng hợp chất hữu cơ hay vô cơ. Clo dùng để khử khuẩn nước sinh hoạt, nước bể bơi.

Cl + H2O < = > HCl + HClO

 2HclO < = > 2HCl + O2   

(HClO có hoạt tính giải phóng oxy, nhưng không diệt được các vi khuẩn lao và virus đường ruột).

Chlorua vôi thường được sử dụng nhất để khử trùng chất nôn, chất thải và dụng cụ thô hoặc rắc hố xí. Chloramin tinh khiết 1% trong nước có khả năng khử trùng bàn tay bằng cách ngâm 5 phút trong dung dịch này và có thể khử khuẩn dụng cụ bằng cách ngâm 20 phút.

Phenol

Là một chất tẩy uế tốt được sử dụng từ rất sớm. Tuy nhiên phenol độc với da, niêm mạc và gây độc thần kinh.

Nồng độ: khoảng 1% có thể giết chết vi khuẩn ở trạng thái sinh trưởng

Nồng độ 5% có thể giết chết vi khuẩn ở trạng thái nha bào.

Cồn

Rượu ethylic có tác dụng sát trùng da. Tác dụng diệt khuẩn tùy theo nồng độ, cao nhất là dung dịch ethanol 70% và nồng độ thấp hơn thì tác dụng diệt khuẩn giảm. Cồn tuyệt đối thì tác dụng diệt khuẩn kém. Ngoài dung dịch ethanol, dung dịch isopropanol 70% cũng thường được sử dụng.

Andehyt (các tác nhân ankyl hóa)

Rất độc đối với tế bào vi khuẩn. Formol là chất diệt khuẩn mạnh nhất của nhóm này, nó được sử dụng để phá huỷ hiệu lực của độc tố hoặc của virus mà không phá huỷ khả năng sinh kháng, có thể sử dụng để tẩy uế các phòng bệnh, quần áo, chăn màn...

Các chất oxy hoá khác và các thuốc nhuộm

H2O2, KmnO4, thuốc nhuộm thường pha thành dung dịch lỏng dùng làm chất sát khuẩn. Thuốc nhuộm thường được dùng để ức chế sự phát triển của tạp khuẩn trong các môi trường chọn lọc.

Các tác nhân có hoạt tính bề mặt

Những hợp chất này được gọi là thuốc tẩy tổng hợp. Diệt khuẩn mạnh mẽ nhất là những thuốc tẩy cation trong đó hiệu quả hơn cả là những hợp chất amonium bậc 4 như benzalkonium chlorua. Những hợp chất này được sử dụng rộng rãi để khử khuẩn. Chúng tác động bằng cách làm tan màng tế bào vi khuẩn do hòa tan màng lipit che chở vi khuẩn và làm biến thể protein.

Cơ chế tác động của các hóa chất đối với tế bào vi khuẩn

Phá hủy màng tế bào: do ion hóa, thay đổi sức căng bề mặt, làm tan màng lipit che chở vi khuẩn...

Biến đổi chức năng của protein và các axit nucleic...

Tác động hóa học làm giải phóng oxy phân tử, clo... có tác dụng giết chết vi khuẩn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng của các chất tẩy uế và sát khuẩn

Nồng độ của hóa chất: nồng độ càng cao thì tác dụng càng mạnh.

Thời gian tiếp xúc: tiếp xúc càng lâu thì tác dụng càng mạnh.

Nhiệt độ.

Thành phần của môi trường xung quanh: do các chất hữu cơ có tác dụng bảo vệ vi khuẩn hoặc tác dụng với hóa chất làm giảm hiệu lực.

Mật độ vi sinh vật tại nơi khử trùng.

Khả năng đề kháng của vi sinh vật (virus có lớp vỏ lipit sẽ nhạy cảm với chất hoà tan lipit như cồn, phenol hơn là những virus không có vỏ).