بیوسیدها موادی هستند که توانایی کشتن میکروارگانیسم ها را دارند. از بین بردن میکروارگانیسم های مضر در صنایع تصفیه آب و استخراج نفت و گاز از اهمیت بالایی برخوردار است، برای انجام این کار، مواد شیمیایی مانند ایزوتیازولین، گلوتارآلدئید و کلر. معمولا استفاده می شود. در این مقاله با انواع سموم دفع آفات، نحوه عملکرد و زمینه استفاده از آنها آشنا می شویم. بایوساید ها از روش های مختلفی برای ضدعفونی و از بین بردن میکروارگانیسم ها استفاده می کنند. روش هایی مانند اکسیداسیون یا انحلال چربی.
در ادامه تعدادی از بایوساید های قابل تهیه را از Innovators Chemistry مشاهده می کنید. برای تهیه هر کدام با کارشناسان ما تماس بگیرید.
| ایزوتیازولین | گلوتارآلدئید | هیپوکلریت کلسیم |
بایوساید ها موادی هستند که توانایی کشتن میکروارگانیسم ها را دارند. از بین بردن میکروارگانیسم های مضر در صنایع تصفیه آب و استخراج نفت و گاز از اهمیت بالایی برخوردار است، برای انجام این کار، مواد شیمیایی مانند ایزوتیازولین، گلوتارآلدئید و کلر. معمولا استفاده می شود. در این مقاله با انواع سموم دفع آفات، نحوه عملکرد و زمینه استفاده از آنها آشنا می شویم. بایوساید ها از روش های مختلفی برای ضدعفونی و از بین بردن میکروارگانیسم ها استفاده می کنند. روش هایی مانند اکسیداسیون یا انحلال چربی.
کاربرد سموم دفع آفات در صنعت نفت و گاز
بایوساید های زیستی در صنعت نفت و گاز با جلوگیری از تشکیل بیوفیلم و خوردگی تجهیزات نقش موثری در افزایش تولید دارند. معمولاً مقدار کمی از این ترکیبات پتانسیل کنترل رشد باکتری ها و سایر میکروارگانیسم های مضر را در چاه ها و خطوط لوله دارد. حق انتخاب ماده یا مخلوط برای این کار پس از آزمایشات اولیه.
آفت کش های زیستی در تصفیه آب
کنترل رشد باکتری در فرآیندهای تصفیه، ذخیره و استفاده از آب بسیار مهم است. وجود باکتری‌های مضر علاوه بر مشکلاتی که می‌تواند برای سلامتی انسان ایجاد کند، می‌تواند در موارد دیگری مانند ذخیره‌سازی در مخازن، حمل و نقل از طریق خطوط لوله و غیره مشکلاتی ایجاد کند. باکتری‌ها می‌توانند باعث خوردگی در تجهیزات و مخازن ذخیره‌سازی شوند، علاوه بر این، فیلم‌هایی در طول زمان تشکیل می‌شوند و عبور آب از مسیرهای مختلف را دشوار می‌کنند. برای جلوگیری از مشکلات و آسیب های فیزیکی ذکر شده از سموم دفع آفات معمولاً بر پایه کلر استفاده می شود.
انواع سموم دفع آفات
تاریخچه آفت کش ها به قرن نوزدهم باز می گردد، زمانی که پزشکان از کلر برای ضدعفونی دست های خود استفاده می کردند. علاوه بر آنتی بیوتیک ها، کلر نیز جزء جدایی ناپذیر کنترل عفونت در بیماران است. امروزه آفت کش های زیستی انواع مختلفی را شامل می شوند، اما بر اساس مکانیسم فعالیت خود به دو دسته سموم اکسید کننده و غیر اکسید کننده تقسیم می شوند. و تقسیم کرد
مطالعات نشان داده است که باکتری ها در برابر آفت کش ها به اندازه مقاومت به کلر مقاوم هستند. مکانیسم اثر حشره کش بر سالمونلا، نوعی باکتری که منجر به مسمومیت غذایی می شود، بی اثر است و می تواند باعث ایجاد فشار انتخابی در باکتری های مقاوم شود. باکتری ها پتانسیل ایجاد مقاومت در برابر مصرف بیش از حد آنتی بیوتیک را دارند، بنابراین ما با چالش بزرگی روبرو هستیم.
آفت کش های اکسید کننده
پراکسید
پراکسید هیدروژن یکی دیگر از عوامل اکسید کننده قوی رادیکال ها است. پراکسید هیدروژن بر روی طیف گسترده ای از میکروب ها هم در خارج و هم در داخل سلول اثر می گذارد. اکسیداسیون توسط رادیکال های هیدروکسیل، به عنوان مثال، اسیدهای غیر اشباع در فسفولیپیدهای غشایی، منجر به آسیب سلولی و استرس اکسیداتیو می شود. پراکسید هیدروژن به دلیل وزن مولکولی کم آن در مقایسه با ماکرومولکول‌ها، می‌تواند از دیواره‌های سلولی و غشاء باکتری‌ها به صورت درون سلولی بدون ایجاد تخریب سلولی عبور کند. هیدروکسیلاسیون آنزیم های داخل سلولی، پروتئین ها، لیپیدها و نوکلئوزیدها در DNA و سپس اکسیداسیون گروه های تیول.
پراکسید هیدروژن معمولاً ناپایدار است و بنابراین ذخیره آن دشوار است. در سم زدایی بسیار مفید است. این ماده فقط به آب و هیدروژن تجزیه می شود، بنابراین انتخاب مناسبی برای ضدعفونی کننده محیط زیست است. این غیر سمی است، بنابراین می توان آن را به عنوان یک ضد عفونی کننده برای تجهیزات پزشکی و سطوح استفاده کرد. معمولاً از محلول 3 تا 6 درصد پراکسید هیدروژن در آب استفاده می شود. علاوه بر این، پراکسید هیدروژن در برابر انواع مختلف میکروارگانیسم ها از جمله باکتری ها، مخمرها و ویروس ها موثر است.
مخلوطی از 3.0٪ پراکسید هیدروژن همراه با 1.0٪ مونو فنیل گلیکول، 0.3٪ اسید استوفسفونیک و 3.5٪ اسید لاکتیک با یک پلیمر کاتیونی که برای ضدعفونی استفاده می شود. این فرمول در کاهش رشد باکتری نسبت به پراکسید هیدروژن به تنهایی به دلیل PH پایین آن موثرتر است. همچنین دارای خواص ضد باکتری های گرم مثبت و گرم منفی است و برای استفاده در محیط های مرطوب مفید است. پراکسید هیدروژن به صورت محلول بخار و گاهی به صورت فوم در گندزدایی اثر موثری دارد.
ازن
ازن مانند پراکسید هیدروژن یک عامل اکسید کننده قوی است که در برابر طیف وسیعی از باکتری ها، ویروس ها، قارچ ها و انگل های گرم مثبت و گرم منفی موثر است. ازن از طریق اکسیداسیون فسفولیپیدهای غشایی سلول های باکتریایی و لیپوپروتئین ها را تجزیه می کند. از آنجایی که ازن می تواند در محلول حل شود یا به صورت گازی استفاده شود، می توان از آن به طور گسترده در صنعت، به ویژه برای تصفیه فاضلاب استفاده کرد.
گاز ازن مزایای زیادی دارد: تولید آن آسان است، نیمه عمر آن 20 دقیقه است و می تواند مکان های صعب العبور را با استفاده از آفت کش های محلول سنتی ضدعفونی کند. با این حال، ازن می تواند در غلظت های بالا سمی باشد. گاز ازن می تواند برای ضدعفونی اتاق های بیمارستان و وسایل نقلیه استفاده شود، در حالی که ازن محلول می تواند برای تصفیه آب و ضد عفونی مواد غذایی استفاده شود.
عوامل آزاد کننده کلر
عوامل آزاد کننده کلر (I) عوامل اکسید کننده ای هستند که شامل هیپوکلریت سدیم، هیپوکلروس اسید و دی کلرو ایزوسیانورات سدیم می شود. هیپوکلریت سدیم (NaOCl) یک محلول الکترولیت قوی است که از الکترولیز محلول کلرید سدیم تولید می شود و حاوی 5 تا 12 درصد کلر است. هنگامی که این محلول به آب اضافه می شود، هیپوکلریت تا حدی یون های هیپوکلریت (OCl) را جدا می کند در حالی که به عنوان اسید هیپوکلرو (HCl) باقی می ماند. همه اکسیدان ها به عنوان مثال، گروه های سولفیدریل آنزیم ها می توانند اکسید شوند و منجر به اختلال در سنتز DNA و پروتئین شوند. همچنین با اسیدهای آمینه مانند متیونین، سیستئین، پپتیدها و خود DNA برهمکنش دارد.
آسیب اکسیداتیو به پروتئین های غشایی ممکن است نفوذپذیری غشا را تغییر دهد.
این می تواند به میکروب ها اجازه دهد تا به گونه های استرس اکسیداتیو تولید شده توسط HOCl که می توانند به اندامک ها آسیب برسانند، دسترسی پیدا کنند. به عنوان مثال کشندگی ناشی از هیپوکلریت سدیم به دلیل تغییر رنگ سولفیدریل آنزیم های آنتی اکسیدانی مانند گلوتاتیون. این امر عملکرد سلول را مختل می کند که منجر به مرگ سلولی می شود. این اتوکلاو برای انواع آژانس های رتبه بندی اعتباری از جمله N-chloramines قابل استفاده است.
CRA همچنین در بسیاری از ضدعفونی‌کننده‌های خانگی رایج است. به عنوان مثال هیپوکلریت سدیم معمولا در سفید کننده های خانگی استفاده می شود و برای این منظور در دمای متوسط حداقل یک ماه ماندگاری دارد.
اسپری ضدعفونی کننده الکترولیتی جدید حاوی کلر آب پایداری کمتری دارد. با این حال، نشان داده شده است که در ضد عفونی کردن سطوح آشپزخانه موثر است. هیپوکلریت سدیم همچنین اغلب برای ضد عفونی کردن مراکز پزشکی آلوده به باکتری های بیماری زا استفاده می شود.
دی کلرو ایزوسیانورات سدیم فقط پایدار و جامد است و محلول نیست. زیرا این ناپایدار است
موسسات رتبه بندی اعتباری بیشتر در این صنعت یافت می شوند. اسید هیپوکلروس (HCl) ارزان است، اما سمی است و می تواند در دهان شویه ها، ضد عفونی کننده های زخم استفاده شود. جالب اینجاست که این ماده نیز توسط سیستم ایمنی بدن انسان تولید می شود و بخشی از ایمنی ذاتی اولیه در برابر عوامل عفونی است. شواهد محدودی از باکتری های مقاوم به HOCl وجود دارد که نشان می دهد باکتری های گرم منفی در مواجهه بیش از حد با HOCl مواد پلیمری خارج سلولی تولید می کنند. به طور کلی، فعالیت بیوسیدال ترا بر روی سطوح غیر متخلخل و صاف مانند فولاد ضد زنگ 304 و نیتریل در مقایسه با سطوح متخلخل مانند چوب یا لاستیک موثرتر است.
عامل مهم دیگری که باعث کاهش کارایی موسسات رتبه بندی اعتباری می شود وجود مواد آلی است. بنابراین، تمیز کردن و حذف مواد آلی قبل از ضد عفونی توصیه می شود.
مقدار کلر، سطح pH، و پتانسیل اکسیداسیون و کاهش می تواند بیشتر بر اثر CRA تأثیر بگذارد. اسید هیپوکلروس فعالیت اکسیداسیون و کاهش بالایی را نشان می دهد و در نتیجه پتانسیل ردوکس بالایی دارد.
آفت کش های غیر اکسید کننده
آفت کش آمونیوم
کاتیون های آمونیوم چهارتایی یا QAC ها به طور گسترده ای از عوامل بیوسیدال در محیط های خانگی و صنعتی استفاده می شوند. QAC به عنوان یک بایوساید در صنعت برای ضد عفونی و جلوگیری از گسترش عفونت استفاده می شود. آنها برای ضدعفونی میکروارگانیسم هایی مانند قارچ ها، باکتری ها، انگل ها و ویروس های چربی دوست استفاده می شوند. به دلیل ماهیت آلیفاتیک خود، QAC ها مانند سورفکتانت های کاتیونی عمل می کنند که در نتیجه غشای سلولی آنزیم های هدف را بی ثبات می کند که منجر به تخریب میکروارگانیسم ها می شود. به عنوان مثال می توان به بنزالکونیا کلرید و استیل پیریدینیم کلراید اشاره کرد که هر دو می توانند باکتری های گرم منفی و گرم مثبت مانند اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس را هدف قرار دهند. به طور کلی، ساختار N + R1R 2R 3R 4X از یک نیمه هالید تشکیل شده است که معمولاً Cl یا Br متصل به یک کاتیون نیتروژن است.
ضدعفونی‌کننده‌های عملی ضد باکتری از نوع آمونیوم چهارتایی مانند این زنجیره‌های آلکیل آبگریز نمک QAC که با بی‌فسفولیپیدها تعامل دارند. این امر نفوذپذیری غشاء را افزایش می دهد و آنزیم های اتولیتیک را آزاد می کند که منجر به تخریب سلول های باکتریایی می شود.
تابع QAC با تغییراتی در گروه R، مانند افزودن هیدروکربن‌های آروماتیک و یک گروه آلکیل، تغییر می‌کند. QAC ها با گروه های متیل از C12 تا C16 بیشترین تغییرات را در ساختار R ایجاد می کنند. جذب الکترواستاتیک نمک QAC به سلول هدف منجر به آزاد شدن آنزیم های اتولیتیک می شود که تخریب سلول را آغاز می کند. به عنوان مثال در بخش مواد غذایی، بنزیل دی متیل دودسیل آمونیوم کلرید (BAC 12)، دی متیل بنزیل تتراسید کلرید آمونیوم (BAC 14) و دی متیل بنزیل هگزادسیل آمونیوم کلرید (BAC 16) به عنوان ضدعفونی کننده برای مخازن شیر استفاده می شود. مصرف QAC مانند BSCs 12-16 به دلیل سطح سمیت کمتری استفاده می شود. بر خلاف آفت کش های اکسید کننده مانند پراکسید هیدروژن، QAC رادیکال های آزاد تولید نمی کند و بنابراین غیر سرطان زا است. بنابراین در مصارف خانگی بسیار مفید است. موادی مانند استیل پیریدینیم کلرید و دودسیلد متیل بنزیلامونیوم کلرید در اکثر مایعات پاک کننده یافت می شوند زیرا در برابر انواع مختلف بسیار موثر هستند. QAC در دستمال مرطوب یا فرمول های اسپری تمیز کننده موجود است.
آفت کش گلوتارآلدئید
این حشره کش غیر اکسید کننده رشد باکتری ها و قارچ ها را مختل می کند و به طور گسترده در آب های صنعتی استفاده می شود. حلالیت آن در آب بسیار زیاد است و از ایجاد حباب و کف در آب جلوگیری می کند. مکانیسم اثر آن بر روی باکتری های بی هوازی در محیطی با PH بین 3 تا 5 است.
گلوتارآلدئید برای حذف رسوبات، باکتری ها و جلبک ها در سیستم های خنک کننده، استخرهای شنا و آب صنعتی استفاده می شود .
مکانیسم اثر گلوتارآلدئید شامل چسبندگی لیپیدها به غشای سلول هدف و در نهایت غیرفعال شدن اجزای داخل غشایی است. آنها با حمله به پروتئین موجود در غشای میکروارگانیسم و جلوگیری از رسیدن غذا به آن با آسیب رساندن به سیتوپلاسم باکتری، باعث نشت محتوای باکتری به بیرون می شوند. این نوع آفت کش در تصفیه آب و فاضلاب صنایع نفت و پتروشیمی و ضدعفونی تجهیزات بیمارستانی کاربرد دارد.
استفاده عمده از آفت کش ها
در تصفیه آب و فاضلاب
آفت کش های تصفیه آب شامل آفت کش های اکسید کننده و غیر اکسید کننده هستند. در کنار آفت‌کش‌های غیر اکسیدکننده مانند گلوتارآلدئیدها و ایزوتیازولین ، نوع آشناترین آنها کلر است و در تصفیه آب و حذف رسوب، لجن و باکتری استفاده می‌شود. از آفت کش های آبی مانند کلر و ازن برای استریل کردن تصفیه خانه ها استفاده می شود زیرا منابع آب دریا و رودخانه هستند. از آنجایی که تمام میکروارگانیسم ها به طور کامل از بین نمی روند، آب ورودی به دستگاه اسمز معکوس باعث آلودگی غشای غشایی می شود. بنابراین تمیز کردن غشا نیز ضروری است. آفت کش های غشایی که با ساختار غشایی – غشایی سازگار هستند می توانند در این زمینه بسیار موثر باشند. غشای حشره کش بسته به نوع منبع آب باید بین 3 تا 10 روز استفاده شود.
صنایع پتروشیمی و نفت
یکی از مهمترین کاربردهای بایوساید استفاده از آفت کش های نفتی است. آفت کش های نفتی باید عمر طولانی، حلالیت بالا و پایداری شیمیایی داشته باشند. در صنعت پتروشیمی، میکروارگانیسم ها باعث آسیب به ساختار مولکولی نفت و ایجاد سولفید هیدروژن می شوند و همچنین منجر به افزایش ویسکوزیته و گوگرد نفت می شوند. میکروارگانیسم های موجود در خطوط نفت و خطوط انتقال عامل اصلی فرسایش و رسوبات خوردگی هستند. این امر باعث تلفات و خسارات زیادی به سیستم استخراج نفت می شود. در نتیجه آفت‌کش‌های نفتی می‌توانند نقش مهمی در این زمینه ایفا کنند، زیرا پتانسیل آلودگی در هر مرحله از استخراج وجود دارد. نوع آفت کش مورد استفاده در میادین مختلف نفتی متفاوت است. به دلیل وجود کربن در ساختار مولکولی روغن، بستر مناسبی برای میکروارگانیسم‌ها و باکتری‌ها است که با تغییر دادن آن باعث کاهش کیفیت روغن می‌شود.
نتیجه
در این بررسی، ما استفاده‌های رایج از حشره‌کش‌هایی را توصیف می‌کنیم که فعالیت آنها شواهدی از وقوع باکتری‌های مقاوم است، اما هنوز محدودیت‌هایی در میزان دانش در مورد مقاومت به میکروب‌کش‌ها به طور قابل‌توجهی در مراقبت‌های بهداشتی و صنعت به کنترل آلودگی میکروبی وجود دارد. فعلی را داریم. با این حال، استفاده بیش از حد، به ویژه در غلظت های مناسب، می تواند به افزایش مقاومت باکتری ها در برابر داروهای ضد میکروبی کمک کند.