CC BY
8
УДК 615.471:614.37
Канд. мед. наук В. JI. Евдокимов, Ю. В. Курамшин, А. И. Кутукова, В. H. Колосов
ПРИМЕНЕНИЕ ШЕСТИКАСКАДНОГО ИМПАКТОРА АНДЕРСЕНА
ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНОЙ ОБСЕМЕНЕННОСТИ ТКАНЕЙ И ПРЕДМЕТОВ ОДЕЖДЫ
Одним из наиболее перспективных основ для разработки комплексного метода изучения микробной обсемененности тканей является аспирацион-ный способ в сочетании с многокаскадным импактором, который может сепарировать микробные частицы на несколько категорий в зависимости от их аэродинамического размера. Из предложенных к настоящему времени импакторов (May; Lidwell) для этой цели, как нам представляется, больше всего подходит шестикаскадный битовой импактор Андерсена. Однако оригинальной конструкцией этого прибора не предусмотрена возможность его непосредственного применения для изучения микробной обсемененности указанных объектов. ЗНчэ потребовало разработки специального зажима-насадки. Насадка состоит из 2 полых усеченных конусов из нержавеющей стали, герметично (через прокладку) соединяющихся широкими основаниями. В разъем насадки с некоторым натяжением закладывают исследуемую ткань (хлопчатобумажную, шерстяную, синтетическую и т. п.) или участок предмета одежды. Нижний конус крепят к верхней ступени им-пактора. Верхняя часть насадки снабжена патроном с фильтрующим материалом ФПП-15, который практически полностью очищает аспириру-емый воздух от пыли и микрофлоры. Скорость прохождения воздуха через ткань изменяли с помощью набора диафрагм разного диаметра с площадью от 5 до 100 см2.
Хлопчатобумажные тесты (отбельная бязь, артикул № 52) размером 15X15 см после однократной стирки, автоклавирования и сушки замачивали в 5 мл споровой суспензии вакцинного штамма СТИ-1. Партию из 100 тестов, зараженных одинаковым количеством спор, сушили в слабо вентилируемом лабораторном боксе. Тесты в опытах использовали однократно. В комплекте с насадкой применяли пластмассовую модель импак-тора Андерсена и стандартную методику отбора проб воздуха на чашки Петри с 25 мл питательного агара (3% агар-агар на основе триптического перевара рыбной муки, рН 7—7,2). Результаты опытов обрабатывали статистически при надежности 0,95. Фракционно-дисперсный состав споровых частиц, извлеченных из ткаци потоком воздуха и селективно разделенных на каскадах импактора (Andersen; May), характеризовали параметрами логарифмически нормального распределения: ag — средним геометрическим диаметром, og — стандартным геометрическим отклонением и найденными по этим значениям границами доминирующей фракции (П. А. Коузов).
При выборе условий максимального извлечения споровых частиц из ткани через тесты в течение 5 мин пропускали воздух при стандартной (28,3 л/мин) скорости пробоотбора (Andersen) и ее 2- и 3-кратном увеличении. Установлено, что интенсивность извлечения частиц пропорциональна скорости потока воздуха через ткань до заданной величины 1,88 м/с, при которой отмечен максимальный сбор частиц с единицы поверхности тестов (диафрагма площадью 5 см2 и скорость аспирации 56,6 л/мин). С возрастанием скорости потока до 0,94 м/с отмечено некоторое увеличение среднего геометрического диаметра извлекаемых из ткани споровых частиц. Возможно, что при этом потоком воздуха дополнительно увлекаются сравнительно крупные ворсинки ткани, несущие на себе споры. При дальнейшем в условиях опытов увеличении скорости потока фракционный состав уловленных пробоотборником споровых частиц может изменяться также за счет превышения стандартной скорости аспирации, при которой откалиб-рован импактор, и некоторого изменения вследствие этого аэродинамиче-
ской характеристики его каскадов. В этом случае, согласно теории каскадного импактора (May и др.), мелкие споровые частицы должны в большем количестве оседать на чашках верхних ступеней прибора, за счет чего будет уменьшаться и без того незначительный проскок спор через прибор.
С целью определения приемлемой продолжительности аспирации воздуха через ткань одни и те же тесты, зараженные спорами, 10-кратно продували воздухом по 5 мин при диафрагме 5 см2 и расходе 56,6 л/мин, каждый раз заменяя в импакторе чашки с агаром новыми. В другом варианте опыта после 5-минутной аспирации воздуха и замены чашек через тест дополнительно в течение 60 мин аспирировали воздух с той же скоростью. При этом оказалось, что основная масса (68—87%) споровых частиц извлекается из ткани уже первой 5-минутной пробой, а фракционный состав частиц во времени практически не меняется.
Из описанных в литературе методов извлечения микробов из тканей и одежды для сравнительного изучения наряду с аспирационным методом были выбраны отмывание образцов и метод смывов. Хлопчатобумажные тесты заражали спорами штамма СТИ-1 по приведенной выше методике с 10-кратно уменьшающейся расчетной плотностью заражения от 4,4-106 до 4,4- Ю1 спор в 1 см2. При аспирационном методе через 5 см2 образца, помещенного в зажим-насадку, воздух просасывали в течение 5 мин со скоростью 56,6 л/мин. Отмывание тестов (15X15 см) производили в колбах объемом 250 мл с 50 мл дистиллированной воды и фарфоровой дробью на качалке в течение 15 мин. При переносе теста в другую колбу его тщательно отжимали. Смывы ватно-марлевыми тампонами, смонтированными на стеклянных палочках, делали с площади 100 см2 (тест при этом удерживали на краях пустой чашки Петри) 3-кратно, всякий раз отмывая тампон в 5 мл воды и меняя направление его движения по поверхности теста. Концентрацию спор в жидких пробах изучали методом предельных разведений, а при малом содержании спор смывную жидкость фильтровали через мембранный фильтр № 3, который затем помещали на поверхность агара для проращивания спор.
Исследования показали, что из 3 изученных способов однократного извлечения бактерий из хлопчатобумажной ткани наиболее эффективно отмывание образцов в жидкости, хотя и при 5-кратном повторении этой операции удавалось извлекать не более 30% исходного количества спор в ткани. Методом смывов даже при 30-кратном повторении операции из ткани суммарно извлекали не более 12% исходного содержания спор. Ас-пирационный метод оказался наименее эффективным, однако он позволил установить, что при всех изученных плотностях заражения в аэрозоле, генерируемом тканью, содержится всего 1—4% мелких споровых частиц (оседание на 2 нижних ступенях импактора) и до 40—60% крупных частиц, улавливаемых верхней ступенью прибора Андерсена. По нашему мнению, в основу метода исследования тканей в условиях практики может быть положено отмывание образцов в жидкости и параллельное определение параметров генерируемого аэрозоля с помощью каскадного импактора и зажима-насадки. Однако в своем классическом виде (В. М. Фонтин) метод отмывания образцов неприемлем к одежде и мягкому инвентарю, представляющим ценность. Может быть рекомендован методический прием, при котором на изучаемые предметы нашивают тесты из соответствующей ткани, а затем по прошествии заданного срока наблюдения определяют их обсемененность.
В заключительной серии опытов изучали степень загрузки спорами аэрозольных частиц, извлекаемых из ткани аспирационным методом, при ее заражении путем замачивания в споровой суспензии или аэрозольным способом. Логично было предположить, что в зависимости от способа заражения процесс генерации аэрозольных частиц с одежды в воздух (образование вторичного аэрозоля) будет различным как по интенсивности, так и по дисперсности генерируемых частиц. Партию из 24 хлопчатобумаж-
ных тестов (15X15 см) заражали спорами СТИ-1 способом замачивания с расчетной плотностью заражения 4,4-105 спор в 1 см2. В другом случае такую же партию тестов, расположенных на дне лабораторного бокса, заражали споровыми частицами полидисперсного аэрозоля, созданного путем распыления внутрь бокса 10 мл суспензии спор СТИ-1 с концентрацией 2-10® спор в 1 мл. При экспозиции 18 ч и высоте бокса, равной 45 см, на тесты, согласно формуле Стокса, должны гарантированно седименти-ровать частицы размером 1 мкм и более. Из зараженных тестов споры извлекали аспирационным способом в зажим-насадке к импактору Андерсена при рабочей площади 5 см2 и расходе воздуха 56,6 л/мин в течение 5 мин (тесты, зараженные из аэрозоля, помещали в насадку обсемененной стороной вниз). В половине опытов на чашках Петри с питательным агаром по числу выросших после термостатирования специфических колоний учитывали количество собранных споровых частиц. В остальных опытах делали смыв с поверхности агара и за общее количество спор, содержавшихся в собранных частицах, принимали их число в смывной жидкости, суммированное с числом спор, оставшихся на поверхности питательного агара (по количеству колоний, выросших на ней после термостатирования чашек).
Как показали исследования, аэрозоль, образующийся при извлечении частиц из ткани потоком воздуха, в случае суспензионного заражения состоял на 81 %, а при аэрозольном — на 32% из крупных частиц, оседавших на 2 верхних ступенях импактора. Количество же спор, собранных на этих каскадах, составило в обоих случаях 87% их числа на всех ступенях. При суспензионном заражении степень загрузки во всем диапазоне определяемых размеров незакономерно колебалась от 1 до 2,5 (в среднем около 1,5) спор на частицу. Напротив, при аэрозольном способе заражения тестов наблюдается закономерное квадратичное увеличение степени загрузки спорами частиц по мере возрастания размеров последних. Однако эти данные несопоставимы с теоретически возможным, кубически возрастающим количеством плотно упакованных сферических частиц эквивалентного со спорами СТИ-1 размера, т. е. около 1 мкм. Это, по-видимому, можно объяснить разрушениями частиц при смыве не до отдельных спор.
Тот факт, что при суспензионном способе заражения частицы разных размеров, извлекаемые из ткани, имеют незначительную и практически одинаковую степень загрузки спорами, указывает на наличие полидисперсного носителя спор. В условиях экспериментов таким носителем могут быть только слабо связанные с тканью ворсинки разной длины, на которых за счет сил адгезии прочно фиксированы единичные споры. При аэрозольном же способе заражения капли, содержащие споры, в условиях комнатной температуры должны оседать на ткань практически высохшими (От-писк и Акегв) и в этом случае сила адгезии частиц с тканью значительно уступает той, которая возникает при высушивании образцов после их замачивания в споровой суспензии. Такие относительно слабо связанные с тканью частицы в основном и извлекаются потоком воздуха из образцов, зараженных аэрозольным путем, образуя более высокодисперсный споровой аэрозоль по сравнению с тем, который генерируется из ткани, зараженной суспензионным способом. Высокодисперсный же инфекционный аэрозоль представляет большую опасность для восприимчивого организма, так как известно, что инфицирующая доза и размер аэрозольных частиц, несущих патогенные агенты, находятся в прямой зависимости, поскольку в глубокие отделы органов дыхания проникают в основном частицы размером до 5 мкм (Ошппск и Акегв, и др.).
Разработанный аспирационный метод изучения микробной обсе-мененности тканей с помощью шестикаскадного ситового импактора, по нашему мнению, является перспективным для исследования тканей и предметов одежды как накопителей микрофлоры и источников вторичного микробного аэрозоля при различных условиях носки. Метод дает возможность
определять концентрацию и фракционно-дисперсный состав бактериальных частиц, извлекаемых из ткани потоком воздуха, а также степень их загрузки бактериями и изучать зависимость этих показателей от способа контаминации ткани микробами, параметров извлекающего воздушного потока и других факторов.
ЛИТЕРАТУРА. Коузов П. А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. Л., «Химия», 1971 — ФонтинВ. М. Материалы к учению о загрязнении больничной одежды в бактериологическом отношении. Дис. СПб., 1889. — Andersen A. A. New Sampler for Collecting, Sizing and Enumeration of Viable Airborne Particles. — «J. Bact., 1958, v. 76, p. 471. — D i m m i с k R. L., A k e r s A. B. (Eds.). An Introduction to Experimental Aerobiology. New York. — L i d -well О. M. Impaction Sampler for Size Grading Air — Borne Bacteria Carring Partiv-les. — «J. Sci. Instrum»., 1959, v. 36, p. 3. — M а у К- R. Calibration of A Modifird Andersen Bacterial Aerosol Sampler.—«Appl. Microbiol»., 1964, v. 12, p. 37.
Поступила 10/XI 1974 г.
УДК 613.633-073.76
Б. А. Калеганов
О ПРЕИМУЩЕСТВЕ МЕТОДА ВНЕШНЕГО СТАНДАРТА ПРИ РЕНТГЕНОФАЗОВОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ КВАРЦА В ПЫЛИ
Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт профилактики пневмокониозов и техники безопасности, г. Березовский Свердловской области
Для определения в пыли свободной кристаллической двуокиси кремния, в частности наиболее распространенной ее модификации — природного кварца (а-кварца), в рентгенофазовом анализе используют методы внешнего и внутреннего стандарта (А. С. Ивайлов и Л. Л. Денисова; И. П. Тибукин). Обладая примерно одинаковой погрешностью, эти методы различаются по производительности. Нами проведена сравнительная оценка затрат времени для анализа 1 пробы пыли обоими методами. Использовали дифрактометр УРС-50ИМ с ионизационной регистрацией (счетчик Гейгера МСТР-4; рентгеновская трубка БСВ-6 с медным анодом). Кварц определяли при помощи дифракционного пика с межплоскостным расстоянием с!=3,34 А. При анализе по методу внутреннего стандарта предварительно на избранных участках снимали рентгенограмму исходной пробы. В качестве стандарта использовали ангидрит (с!=3,482), флюорит (¿=3,148) или магнезит (¿=2,737). Выбирали тот стандарт, соответствующий которому дифракционный пик отсутствовал на рентгенограмме.
Выбранный стандарт перемешивали с пробой пыли в пропорции 1 : 4, а затем снова снимали рентгенограмму, по которой определяли интенсивность пиков кварца, стандарта и слюды (с1=10 А). Пик слюды измеряли с тем, чтобы расшифровать возможное наложение его от нее с с!=3,34 А на пик кварца (И. П. Тибукин). В заключение с помощью калибровочного графика рассчитывали содержание кварца в пыли.
При методе внешнего стандарта измерение дифракционных интенснв-ностей производили так же, как и с внутренним стандартом (по высоте пика над фоном на ленте самописца). Для измерения поглощения рентгеновских лучей в гониометрическую приставку ГП-4 устанавливали кристалл-монохроматор, а детектор излучения приводили в положение максимума дифракционного отражения от кристалла. Кювету с пробой при этом ставили перед счетчиком излучения перпендикулярно монохро-матизированному лучу.
Производительность анализа с внешним стандартом повышается, если исключают такие операции, как размешивание, выбор и взвешивание стандарта. Кроме того, при работе с партией из п кювет время измерения интенсивности от внешнего стандарта, а также время подготовки дифракто-
