مروری بر انواع روش های گنایی و ضدعفونی

مروری بر  انواع روش های گنایی و  ضدعفونی 

اولین بار Semmelweis ارزش شستن دست‌ها با محلول‌های گنا را در پیشگیری و كاهش دادن مرگ‌های ناشی از عفونت‌های پس از زایمان نشـان داد، سپس لیستر (Lister) نیز موفق شد با به كارگیری اسید كربولیك شمار عفونت زخم‌ها را كاسته و از آنها پیشگیری نماید.

وجود میکروب های بیماریزا در محیط زندگی ، قدرت و تکثیر و انتقال آنها از فرد بیمار به شخص سالم و توانایی آلوده نمودن غذا و سایر نیازمندی های روزمره آنان ، دانشمندان را بر آن داشته تا با این دشمنان نامریی انسان  مقابله نمایند و درصدد کشف راههای مبارزه برآیند . اهمیت استفاده از مواد گنا حتی در عصر طلایی آنتی بیوتیك‌ها نیز كاسته نشده و در حال حاضر استفاده از روش‌های عفونت زدایی (گنایی وسترون سازی) از پایه های مهم برنامه های موفق كنترل عفونت‌های بیمارستانی است. برای عفونت زدایی هوا، آب، محیط فیزیكی، وسایل و مواد و محیط‌های بیولوژیك روش‌های گوناگون فیزیكی و شیمیایی وجود دارد .

تعاریف و اصطلاحات عفونت زدایی

قبل از ورود به بحث عفونت زدایی فیزیكی و شیمیایی لازم است به ذكر برخی از اصطلاحات رایج در این زمینه بپردازیم تا ضمن درك مفاهیم و به كارگیری روش‌ها از اصطلاحات، برداشت‌های ناهمگون نداشته باشیم.

·         پاك كردن (Cleaning) : یعنی زدودن "دبری‌ها" یا مواد قابل رویت با آب. این عمل باعث حذف اجرام می شود تا باعث از بین رفتن اجرام .

·         سترون سازی  (Sterilization) : یعنی استفاده از روش‌های فیزیكی یا شیمیایی به منظور از بین بــردن و تخریب كلیه اشكال ارگانیسمی از جمله اسپورها.

·         گنایی (Disinfection) : یعنی استفاده از روش‌های فیزیكی یا شیمیایی به منظور كم كردن بار میكروبی در محیط های بی جان ، مانند اماکن مسی ، البسه ، ظروف ، آب ؟، سبزی و غیره به عبارتی گنایی در مورد محیط زندگی بکار می رود .

·         آلودگی زدایی (Disinfestation) : یعنی از بین بردن انگل‌های خارجی كه ناقل بیماریند مثل گال و شپش

·         Biodeterioration : یعنی تخریب فعالیت‌های بیولوژیك .

·         Decontamination : یعنی عفونت زدایی ابزار آلوده به طوری كه برای استفاده بی خطر و مناسب باشند

·         Fumigation : یعنی استفاده از دودها و بخارات مواد عفونت‌زدا .

·         Pasteurization : وقتی هدف ما از به کاربردن ماده ضد می نابودی عوامل بیماریزا باشد مثلاً  استفاده از حرارت 60 درجه سانتی گراد تا نیم ساعت .

·         كلریناسیون (Chlorination) و ازونیزاسیون (Ozonization) : یعنی استفاده از كلر یـا ازون برای سالم سازی آب .

·         ماده گنا (Disinfectant) : ماده ای است كه برای كم كردن بار میكروبی از روی سطوح بیجان و اجسام بكار برده می‌شود.

·         آنتی سپتیك یا ضدعفونی کننده ها (Antiseptic) : ماده ای است كه بازدارنده فعالیت و یا نابود کننده ارگانیسم‌ها از روی بافت‌های زنده است. مانند ضدعفونی پوست و یا زخم . غلظت ضدعفونی کننده ها بایستی کمتر از گناها باشد تا از آسیب به بافتها جلوگیری شود به همین دلیل ضدعفونی کننده ها نسبت به گناها سمیت کمتری دارند .

·         آنتی بیوتیك (Antibiotic) : ماده آلی شیمیایی است كه توسط ارگانیسم‌ها تولید می‌شود و باعث بازدارندگی یا كشتن ارگانیسم‌های دیگر در انسان، حیوانات و گیاهان می‌شود.

·         دترجنت (Detergent) : ماده ای است كه با کاهش كشش سطحی قابلیت نفوذ پذیری آب را افزایش می دهند تا مواد آلی راحتتر از سطوح پاک شوند . و همچنین  آلودگی و ذرات و گرد و غبار و . را از سطوح پاک می کند و اجازه می دهد تا ضدعفونی کننده ها به میکروارگانیسم ها که در زیر و یا بین آنها قرار دارد دسترسی پیدا کنند .  

·         سنیتایزر (Sanitizer) : ماده بهداشتی است كه با مواد ضدمیكروبی همراه است. این مواد تمام اجرام را از بین نبرده و فقط جمعیت می را در سطح اشیاء کاهش داده تا از نقطه نظر بهداشت عمومی بی خطر و ایمن باشند ( شوینده ها )

·         مواد ژرمیسید (Germicide) ، بایوسید (Biocide) باكتریسید (Bactericide) ، ویریسید (Viricide) ، فونژیسید (Fungicide) ، اسپوریسید (Sporicide) و اویسید (Ovicide)  : كشنده ارگانیسم، اعم از باكتری‌ها، ویروس‌ها، قارچ‌ها، اسپورها و تخم انگلی‌ها هستند.  این مواد روی پروتئین ها بویژه آنزیم های مهم اجرام عمل می کنند . مکانیسم عمل ممکن است اکسیداسیون ، هیدرولیز ، تغییر ماهیت  و یا جایگزینی باشد .

·         Biostatic / Germistatic  : به موادی اطلاق می شود که صرفاً از رشد و تکثیر اجرام جلوگیری می کنند .

·         دئودورانت (Deodorant) : نیز برای مواد خنثی كننده بوهای بد و Bleach برای مواد رنگ بر بكار برده می‌شوند.

·         پالیدن : حذف میکروارگانیسم ها از مایعات را گویند که در صنعت و آزمایشگاه کاربرد دارد . صافی ها انواع مختلف دارند و اثر آن ها به اندازه منافذ ، جنس صافی و سایر فاکتور ها بستگی دارد .

روش‌های عفونت زدایی و گنایی :

انواع روش‌های جاری عفونت زدایی، اعم از روش‌های سترون سازی یا گنایی عبارتند از:

1.       فیزیکی

2.       شیمیایی

گناهای فیزیکی:

1.      حرارت

2.      برودت

3.      خشک کردن

4.       نورخورشید

حرارت بر 2 نوع است :

حرارت مرطوب : تمامی میکروب ها در اثر حرارت مرطوب از بین می روند و سرعت مرگ آنها بستگی به درجه حرارت و زمان آن دارد ، به این صورت که هر چه حرارت بیشتر باشد زمان از بین رفتن عوامل بیماریزا کوتاهتر است . حرارت مرطوب شامل موارد زیر است :

1.     استفاده از بخار آب (اتوکلاو ) 

2.     جوشاندن

3.     پاستوریزه کردن

حرارت خشک (فور): تاثیر حرارت مرطوب خیلی بیشتر از حرارت خشک است و در درجه حرارت های مشابه زمان استریل نمودن یا حرارت مرطوب از حرارت خشک کمتر است . ولی در مواردی که نمی توان از حرارت مرطوب استفاده کرد بایستی از حرارت خشک استفاده نمود . انواع حرارت خشک شامل :

1.      حرارت خشک ( فور )

2.      سوزاندن

3.      شعله

مروری بر روش‌های سترون سازی فیزیکی

 حرارت مرطوب (اتوكلاو) :

حرارت مرطوب هنوز، موثرترین، متداول ترین، قابل اعتمادترین و كم هزینه ترین روش برای سترون سازی است. اتوكلاو دستگاهی است كه با استفاده از عوامل دما، بخار، فشار و زمان، عمل می کند . در این دستگاه، بایستی "هوا" با "بخار" جابجا شود. این جابجایی یا با نیروی ثقل (Gravity) صورت می‌گیرد و یا با مكش پمپ(Prevacuum) . اگر هوای داخل دستگاه كاملا تخلیه نشود، به علت اختلاف وزن مخصوص هوا و بخار، درجه حرارت به حد مطلوب نخواهد رسید. این دستگاه دارای یك مخزن فولادی ضدزنگ، ضداسید و باز و ضدمغناطیس، در فولادی با واشر نسوز، قفل ایمنی، شیرهای آب و بخار، صافی‌های هوا و بخار، سوپاپ اطمینان، فشارسنج، حرارت سنج، زمان سنج و سیستم ارت می‌باشد و حجمش از 5 لیتر تا بیش از 1000 لیتر متفاوت است . در این دستگاه، دما 121 تا 134 درجه سانتیگراد است و زمان، بسته به نوع دستگاه 4 تا 30 دقیقه متفاوت و واحد سنجش فشار یكی از موارد زیر است:

یك اتمسفر = یك بار= 100 كیلوپاسكال = 5/14 پوند بر اینچ مربع = 750 میلیمتر جیوه

 در پایان مرحله سترون سازی، بخار دستگاه تخلیه می‌شود تا فشار اتاقك به صفر برسد. این مرحله 15 تا 20 دقیقه طول می‌كشد. اتوكلاو برای سترون كردن لوازم جراحی فی، شیشه ها، مایعات و بعضی مواد پلاستیكی بكار می‌رود. نوعی سترون سازی سریع وجود دارد بنام Flash Sterilization كه در آن وسایل، در دمای 134 درجه سانتیگراد و فشار 60 پوند بر اینچ مربع، ظرف 3 دقیقه سترون می‌شوند.

در استفاده از اتوكلاو زمان كوتاه و نفوذ خوب است، و وسایل زیادی را می‌توان با آن سترون كرد. ولی كند شدن وسایل برنده و باقی ماندن رطوبت در بسته ها در پایان كار از معایب این روش به حساب می آید .

عملكرد اتوكلاو را بایستی با بررسی حرارت سنج با ترمومتر شاهد، وزن كردن بسته ها قبل و بعد از فرایند (جهت بررسی باقی ماندن رطوبت در بسته ها)، استفاده از اندیكاتورهای شیمیایی و استفاده هفتگی از اندیكاتورهای بیولوژیك باسیلوس  استئاروترموفیلوس   (B. Stearothermophilus)   ارزیابی نمود.

جوشاندن با آب :

معمولا آب جوش نمی‌تواند اسپورها و بعضی ویروس‌ها را از بین ببرد  لذا سترون كننده نیست، ولی در مواقعی كه وسیله یا ماده سترون كننده در اختیار نیست و برای لباس و لوازمی که با خلط و مدفوع بیمار آلوده شده استفاده می کنند . می‌توان وسایل را در 100 درجه سانتی گراد، برای مدت 15 دقیقه جوشاند.

پاستوریزاسیون :

استفاده از حرارت 60 درجه سانتیگراد برای مدت 5/0 ساعت و قرار دادن در محیط سرد را پاستوریزه كردن (پاستوریزاسیون) گویند كه در این فرایند عوامل عفونی بیماری‌زا از بین می‌روند. این روش برای از بین بردن عوامل بیماریزا در شیر و یا مواد غذایی بکار می رود .

حرارت خشك یا فور

دستگاه فور، دارای یك اجاق و یك اتاقك عایق كاری شده است كه با جریان برق گرم می‌شود. این دستگاه دارای بدنه فولادی، فن، زمان سنج، حرارت سنج، تنظیم كننده درجه حرارت، ترموستات و سیستم اِرت است. در این دستگاه در 160 درجه سانتی گراد در مدت 2 ساعت، در 171 درجه سانتیگراد در مدت 1 ساعت، در0 درجه سانتی گراد در مدت 5/0 ساعت و در 191 درجه سانتی گراد در مدت 6 تا 10 دقیقه وسایل استریل می‌شوند. به مورد   اخیر Rapid Heat Transfer  گویند.

با فور می‌توانیم روغن‌ها، گازهای آغشته به وازلین، پودرها، سوزن‌ها، تیغ، قیچی، نوك الكتروكوتر، دریل‌ها، فرزها، مته ها، لوله های شیشه ای و آیینه ها را سترون كنیم. فور وسیله ارزانی است و سبب خوردگی  ، زنگ زدگی وكند شدن لبه های برنده وسایل فی نمی‌شود. نفوذ پذیری آن ضعیف است، نیاز به زمان طولانی دارد، موجب تغییر رنگ و سوختن كاغذ و پارچه او ابزار حساس به حرارت می‌شود. برای كنترل عملكرد فور، بایستی هر روز واشر نسوز آن را بازدید كنیم، با دماسنج شاهد، صحت عمل حرارت سنجش را كنترل نماییم. و هر هفته با استفاده از آزمون‌های بیولوژیك (باسیلوس سوبتیلیس كه به حرارت خشك بسیار مقاوم است) عمل سترون سازیش را ارزیابی نماییم .

در پایان كار با فور، تا درجه حرارت به زیر 50 درجه سانتیگراد نرسیده نباید در دستگاه را باز كنیم، زیرا به علت اختلاف دما، آلودگی هوای بیرون به وسایل داخل دستگاه سرایت می‌كند.

روغن داغ ـ شعله مستقیم :

برای برخی وسایل، مثل بعضی وسایل دندان پزشكی می‌توان از روغن داغ با حرارت بیش از 170 درجه سانتی گراد استفاده كرد. همچنین استفاده از شعله چراغ الكلی به منظور سترون سازی در آزمایشگاه ها رایج است.

سوزاندن: 

سوزاندن بهترین وسیله سترون سازی است . این روش معمولاً برای از بین بردن اجسام آلوده از قبیل باند زخم ، پارچه های مصرف شده ، البسه بیماران مبتلا به بیماری های مسری و خطرناک ، لیوان کاغذی مسلولان ، زباله ، لاشه حیوانات آلوده و وسایل بی ارزش دیگر کاربرد دارد .

از موارد دیگر حرارت خشک می توان اطو را نام برد . اطو کردن لباسها سبب گنایی البسه و از بین رفتن بسیاری از میکروب ها می شود .

برودت : 

اگر چه سرما خاصیت گنایی ندارد ولی مانع رشد میکروب ها گردیده و به عنوان ضد فساد عمل می نماید . سرما رشد میکروب ها و قارچ ها را که باعث فساد مواد غذایی می شوند ، متوقف می کند . مدت نگهداری مواد غذایی در درجات مختلف سرما متفاوت بوده و بستگی به تاثیر درجه سرما بر روی هر نوع غذا دارد .

خشک کردن :

باکتری های مختلف در برابر خشک کردن حساسیت متفاوت دارند . خشک کردن موادی که حاوی باکتری هستند ، اغلب منجر به مرگ آنها می شود . سطوح خشک و تمیز مقدار کمی باکتری در بر دارد . خشکی برای جلوگیری از تولید باکتری ها موثر است . خشک کردن یکی از راه های قدیمی برای نگهداری غذا است و از این طریق بیشتر برای میوه ، سبزی ، شیر ، ماهی و استفاده می شود .

نور آفتاب و اشعه : 

نور خورشید ارزانترین و مناسب ترین گنا است . به طور کلی میکروب ها در مقابل هوا و آفتاب فوق العاده حساس هستند چرا که پرتوهای فرا بنفش خورشید برای باکتری ها و ویروس ها مرگبار هستند و هوا نیز به علت تبخیر رطوبت بر بسیاری از باکتری ها اثر کشنده دارد . لذا آفتاب دادن منازل و البسه و اثاثیه یکی از مهم ترین طرق گنایی و جلوگیری از امراض مختلف است .

 از راه های دیگر گند زدایی فیزیکی به موارد زیر می توان اشاره نمود :  

اتوكلاو اتیلن اكساید

اكسید اتیلن گازی است بی رنگ، قابل اشتعال و محلول در آب كه وقتی با هوا مخلوط شود می‌تواند آتش‌زا باشد. اكسید اتیلن یا با غلظت 100% به كار برده می‌شود و یا با 12% CO2 ، دمای 60 درجه سانتی گراد و رطوبت 50% به كار برده می‌شود. تقریبا هر چرخه سترون سازی 285 دقیقه طول می‌كشد. تمام وسایلی كه با  ETO سترون می‌شوند باید 8 تا 24 ساعت هوادهی شوند زیرا مواردی از سوختگی صورت در هنگام استفاده از ماسك‌های بیهوشی، التهاب حنجره و نای در استفاده از لوله های تراشه، همولیز خون در دیالیز و استفاده از كاتترها در عمل جراحی قلب و آنژیوگرافی دیده شده است. از اتوكلاو اتیلن اكساید می‌توان جهت سترون كردن وسایل پلاستیكی، لاستیكی، چرمی، پنبه ای و ابریشمی، ابزار آندوسكوپی، كاتترها و لوله ها، ابزار ظریف جراحی، دوربین‌ها، نخ‌های بخیه، سیم‌های برق، پمپ‌ها، موتورها، ابزار ماشین‌های قلبی تنفسی، مایعات، ساكشن، و انواع هندپیس‌های دندان پزشكی و ابزار حساس به حرارت استفاده كرد.

قدرت نفوذ ETO بالا است ولی زمانش طولانی است، نیازمند محافظ ویژه جلوگیری كننده از جرقه است، و مسمومیت‌زا، حساسیت‌زا و در تماس‌های طولانی سرطان‌زا و موتاژن است و هزینه زیادی نیز دارد.بایستی درجه حرارت، رطوبت و سیستم تهویه دستگاه كنترل شود و با اسپور باسیلوس سوبتیلیس به صورت هفتگی عملكرد سترون سازی پایش گردد.

کمی کلاو :

در این سیستم، علاوه بر آب، مخلوطی از الكل، فرمالدئید، كتون و استون نیز بكار برده می‌شود. درجه حرارت در كمی‌كلاو 131 درجه سانتی گراد، فشار20 پوند بر اینچ مربع و زمان 30 دقیقه است. با این روش، وسایل زنگ نمی‌زنند و لبه های تیز كند نمی‌شوند و به علت كمتر بودن میزان بخار آب در این دستگاه (نسبت به اتوكلاو معمولی) آب در بسته بندی‌ها جمع نمی‌شود. این دستگاه باید در جایی به كار برده شود كه از تهویه خوبی برخوردارند.

گاز پلاسما :

در این دستگاه، پراكسید هیدروژن را در یك میدان الكتریكی تصعید می‌كنند و لوازم حساس به حرارت و رطوبت را با آن سترون می‌نمایند. چرخه سترون سازی با این روش 55 تا 75 دقیقه طول می‌كشد.

یونیزاسیون :

از پرتوهای یون ساز نظیر: پرتوهای ایكس و گاما نیز می‌توان برای سترون كردن مواد بیولوژیك، داروها، گاز، باند، نخ‌های كات گوت و لوازم یك‌بار مصرف استفاده نمود.

تابش فرابنفش  ( UV ) :

تابش فرا بنفش دامنه موجی است در گستره (طیف )  امواج الکترومغناطیس با دامنه طول موجی کوتاه تر از نور مریی ، ولی بلندتر از پرتو X  و گاما که طول موج کوتاه و انرژی زیادتر و قدرت نفوذ بیشتری دارند . لازم به ذکر است اشعه الکترومغناطیس شامل امواج رادیویی با طول موج بلند ، امواج مادون قرمز ، پرتوفرابنفش ، اشعه ایکس ، اشعه گاما و امواج کیهانی می باشد .

طیف اشعه فرابنفش
اشعه فرابنفش بین طول موجهای 0.0144 میکرومتر و 0.39 میکرومتر است. اشعه فرابنفش را به سه منطقه تقسیم می‌کنند:

1.       ماورا بنفش با طول موج بلند یا ماورا بنفش A  (  NUV  -  UVA  ) : این اشعه بین طول موجهای 300 – 400 nm  (  0.39 و 0.315 میکرومتر ) قرار دارد. نسبت این اشعه در نور آفتاب ، قوس الکتریکی زغال و چراغهای الکتریکی معمولی زیاد است. ( ظاهراً کم خطر برای سلامتی و محیط زیست . سبب چروکیدگی پوست می شود )

2.       ماورا بنفش با طول موج متوسط یا ماورا بنفش B   (VUV – VACUM UV  یا   UVB )   : این اشعه بین طول موجهای  280 – 320  nm  ( 0.315 و 0.28 میکرومتر ) است. این اشعه در نور چراغ بخار جیوه و قوسهای الکتریکی با الکترودهای فی وجود دارد، تاثیر آنها در پوست شدید است. ( دارای ریسک بالاتر ولی خطرناک . باعث سوختگی شدید پوست می شود )

3.       ماورا بنفش با طول موج کوتاه یا ماورا بنفش C   ( EUV   یا   XUVیا EXTREME UV یا  XUV1-31nm  یا  UVC ) : این اشعه شامل طول موجهای کوتاهتر از 280 nm  ( 0.28 میکرومتر ) است و فقط در قوس الکتریکی جیوه وجود دارد. ( بسیار مضر و مخرب برای سلامتی محیط زیست  و خاصیت میکروب کشی شدید دارد )

** nm  نانومتر برابر با یک میلیلردم متر  **

توضیحاتی درباره موارد فوق :

·         خورشید ساطع کننده پرتو فرا بنفش در هر سه پایه باند   UVC , UVB , UVA   به مقدار فراوان است ولی به سبب جذب  UV  در لایه ازن اتمسفر  ، 99%  تابش فرابنفشی که به زمین می رسد از نوع ( کمتر مضر )   UVA است . شیشه پنجره معمولی نسبت به دامنه ظاهراً کم نفوذ  ( 300 – 400 nm   ) uva  شفاف بوده  و مقاومت چندانی در مقابل آن نشان نمی دهد اما نسبت به عبور طول موج های پایین تر از   350nm   حساس است به اندازه ای که 90% تابش های  UV کوتاه تر از 300nm  را از خود عبور نمی دهند .

·          Vacuum  UV : هوای معمولی در مقابل طول موج های 200nm   و پایین تر از آن به صورت شیشه ای مات عمل کرده و آنها را از خود عبور نمی دهد . علت این امر به لطف قابلیت بسیار بالای جذب تابش فرابنفش موج کوتاه توسط اکسیژن جو امکان پذیر شده است . در حالی که مثلاً عنصری مانند نیتروژن کاملاً برعکس ، در برابر UV  مانند شیشه ای شفاف عمل می کند . در مجموع می توان گفت که هوا یا جو نسبت به عبور تابش امواج خیلی کوتاه و مضر فرابنفش ، بسیار سختگیرانه عمل می کند . همین واکنش است که کره خاکی را برای انسان ها و بسیاری از جانداران قابل ست ساخته است . و باز به همین دلیل ، در صنایعی که نیاز به استفاده از تابش فرابنفش موج کوتاه زیر  200nm  باشد ( مانند صنایع ساخت نیمه رساناها ) ، این عملکرد تنها در محیط های تخلیه شده از اکسیژن امکان پذیر خواهد بود .

·         EXTREME UV  : مشخصه این دامنه بسیار موج کوتاه تابش فرا بنفش ، دو تاثیر متفاوت آنها با ماده است ؛ طول موج های بلندتر از  30nm اساساً با ویژگی ها و توان ترکیبی مواد در سطح الکترونی – شیمیایی سر و کار دارند در حالی که طول موج های کوتاه تر از  30nm تابش فرابنفش تنها تعاملی دارند با اوربیتال الکترونی و هسته اتم ها . همانگونه که قبلاً نیز اشاره شد ، باند XUV به شدت توسط بسیاری از عناصر شناخته شده متعارف قابل جذب اند ، بنابر این فاقد اثر پایدارند ، اما امروزه این امکان بوجود آمده که حتی بتوان تصاویر چند لایه که قادر به بازتاب حدود 50% از تابش های XUV باشند را در شرایط آسان و عادی بدست آورد . از تکنولوژی اخیر در ساختن تلسکوپ هایی جهت تصویر برداری خورشیدی که قبلاً امکان ثبت آنها با هیچ تلسکوپ دیگری وجود نداشت ، استفاده می شود . اکنون دو پدیده تلسکوپیک   SOHO/EIT  و همچنین  TRACE  توانسته اند به برکت بکارگیری از تکنولوژی     Extreme UV  ، تصاویر خیره کننده ای از خورشید و سایر سیارات و ستارگان و کهکشان های دور و نزدیک در دسترس آدمی قرار بدهند .

عکس 0

نحوه کشف تابش :

تابش فرابنفش بگونه ای کاملاً اتفاقی با مشاهده تغییر رنگ و تیرگی املاح نقره در مقابل نور مستقیم آفتاب کشف گردید . در سال 01  دانشمند آلمانی ، یوهان ویلهلن رییتر بر اثر مشاهداتش توجه نمود که تابش های فرا بنفش  که نامریی هستند ، عامل اساسی در تیرگی صفحات کاغذ آغشته به کلرید نقره می باشند . او در آن زمان این پدیده را  پرتو های شیمیایی » نامید .

دانستنی های فیزیکی و شیمیایی و منابع تولید اشعه :  

A.     کاربردهای تابش فرابنفش

·         نورهای سیاه : برخی دامنه ها از تابش فرا بنفش ، اصطلاحاً به  ٌ  نور سیاه   ٌ یا   Black Light   معروفند ، به همین دلیل که مریی نیستند ولی بدون باقی گذاردن هیچگونه اثر حرارتی یا سوختگی ( از آن نوعی که آفتاب سوختگی معمولی باعث آن است ، مانند سرخ شدن یا تاول پوست و پوسته پوسته شدن آن ) ، قادرند تا اعماق زیادی در بافت های نفوذ کرده و از پیری زودرس پوست ، تخریب ساختار   DNA  سلول ها و احتمالاً در حالات پیشرفته ، تا سرطانی کردن آنان پیش بروند . در این مقاله شرح داده خواهد شد که عامل چنین تخریبی می تواند بیشتر از ناحیه دامنه های ضعیف تابش فرابنفش باشد تا بخش های قوی تر و با نفوذتر . همچنین نور سیاه قادر است با تابش امواج بلند فرابنفش که به صورت مرئی به سختی دیده می‌شوند، با نوعی تابش شبه فلور سنتی، به‌عنوان یک علامت ضد تقلب ، بر روی اسنادی حساس به طول موجی خاص، چون کارتهای اعتباری، گذرنامه و گواهینامه رانندگی و غیره بکار گرفته شود.امروزه گذرنامه‌ها و اسکناس های اغلب کشورها، آغشته به مرکب های حساس به UV وایضاً مجهز به نوارهای امنیتی اندUV sensitive threads .

1.       لامپ های فلورسنت : لامپ های فلور سنت قادرند که با یونیزه نمودن بخار جیوه، تابش فرابنفش تولید کنند. لایه‌ای فسفری در داخل تیوپ همراه با جذب تابش فرا بنفش است که آنرا تبدیل به نور مرئی می نماید.

2.       ستاره شناسی : در دانش ستاره شناسی اجرام بسیار حجیم، قاعدتا قادر به صدور تابش عظیمی از امواج فرابنفش به اطرافند. همچنانکه ذکر گردید، لایه اوزون بخش قابل توجهی از این نوع امواج که می بایستی توسط تلسکوپ های مستقر روی زمین دریافت گردند، جذب خواهد کرد. بنابراین هر مشاهده‌ای در این زمینه باید خارج ازجو کره زمین محقق شود.

3.       کنترل ات Pest Control : تله‌های فرا بنفش جهت از بین بردن ات پرنده ریز جثه که شبانه میل به نزدیکی تابش UV دارند .

4.      برای ضد عفونی کردن مایعات ، فضاها ، سطوح اجسام *

5.      تحریک پذیری شدید روی اعضای حسی سطحی

6.      تخریب نسوج

7.      تخریب باکتریها

*( صنایع غذایی ، نوشابه سازی و تولید آب میوه ، آب شهری ، تصفیه فاضلاب ، پرورش ماهی و میگو ، صنایع آرایشی و بهداشتی و دارویی ، استخر شنا ، مدار های بسته خنک کننده و تهویه مطبوع ، بیمارستان ، آزمایشگاه ، اتاق عمل ، کشتارگاه ، مواد بسته بندی صنایع غذایی و . )

B.       اثرات شیمیایی UV بر مواد : به دلیل تنزل کیفی مواد پلیمری، رنگدانه‌ها ، رنگهای نساجی وصنعتی Degradation of Polymers, Pigments and Dyesاکثر مواد پلیمری صنعتی یا موارد مصرفی ،به توسط تخریب انواع تابش های فرابنفش و به علت تنزل کیفی ، نیاز به پایدار کننده‌هایی جهت کند کردن روند حمله به ساختار خود دارند.

C.      جذب اشعه فرابنفش :
از شیشه معمولی فقط اشعه فرابنفش A عبور می‌کند. در صنعت شیشه‌هایی با ترکیبات مخصوص می‌سازند که طول موج 0.26 یعنی ماورا بنفش B و A و قسمتی از C را نیز عبور دهد.شفافیت کوارتز خیلی بیشتر از شیشه است و فقط طول موجهای کوتاهتر از 0. میکرومتر در آن جذب می‌شود. به همین سبب حبابهای چراغهای مولد اشعه فرابنفش را از کوارتز تهیه می‌کنند.آب خالص برای اشعه فرابنفش ، شفاف‌ترین مایعات است و طبقات نازک آن امواج بلندتر از 0.2 یکرومتر را از خود عبور می‌دهند.گازها معمولا برای اشعه فرابنفش ، شفاف هستند و طول موجهای بلندتر از 0. میکرومتر از لایه‌های نازک هوا بخوبی عبور می‌کنند.

D.      منابع اشعه فرابنفش :

1.       منابع تابشی بر اثر حرارت مانند لامپ های هالوژن

2.       منابع تخلیه در گاز  مانند لامپ های جیوه ( با فشار کم ، متوسط ، زیاد )

3.       منابع تخلیه الکتریکی مانند قوس های کربن و قوس های جوشکاری

4.       لامپ های فلورسنت مانند تیوپ های روشنایی

5.       لیزرها

در حال حاضر از دو روش زیر که مقرون به صرفه است استفاده می شود :

1.       قوس الکتریکی زغال
نسبت اشعه فرابنفش در قوس الکتریکی زغال نسبتا کم است، ولی اگر اکسیدهای فی به الکترودهای زغالی اضافه کنند، مقدار این اشعه افزایش می‌یابد. برای این کار الکترودهایی می‌سازند که در آنها یک غلاف زغالی دور اکسید فی را گرفته است. قوسهایی که الکترود آنها از ف خالص ساخته شده باشند، نیز به نسبت زیاد اشعه فرابنفش دارند.

2.       چراغهای بخار جیوه
مهمترین و متداولترین منابع اشعه فرابنفش چراغهای بخار جیوه هستند که با جریان یافتن مصرف کم نیروی الکتریکی (الکترون ) در بخار یونیزه شده جیوه مابین دو الکترود ، مقدار زیادی اشعه فرابنفش تولید می‌کنند. حباب لامپ فلورسنت را با ترکیبی از فسفر پوشانده اند تا اشعه فرابنفش را به نور مریی تبدیل نماید . قسمت اساسی لامپ از لوله‌ای از جنس کوارتز ساخته شده است که در دو طرف آن دارای دو مخزن جیوه است. در این روش 95 درصد اشعه دارای طول موج 254 نانومتر می باشد .

E . اندازه گیری اشعه فرابنفش
اساس اندازه گیری اشعه فرابنفش متکی به خواص فیزیکی و شیمیایی آن است. وسایلی که برای اندازه گیری اشعه فرابنفش وجود دارد، اکتی نومتر (Actinometer) نامیده می‌شود و به سه دسته تقسیم می‌شود:

1.       پیل ترموالکتریک : جسمی را که کلیه اشعه را جذب می‌کند، در معرض تابش اشعه قرار داده و حرارت حاصله را اندازه گیری می‌کنند . برای اینکه بتوان شدت اشعه را به تنهایی اندازه گیری کرد کافی است که ابتدا تمام اشعه منبع نورانی را اندازه گیری کرد و سپس به کمک فیلترهای مناسب که کلیه اشعه فرابنفش را جذب می کند ، اندازه گیری را تکرار کرد . تفاضل این مقدار اشعه فرابنفش را نشان می دهد .

2.       اکتی نومتر فیزیکی : مهمترن این نوع اکتی نومترها سلول فوتوالکتریک (Photoelectric) است که از یک حباب از جنس کوارتز که به خوبی تخلیه شده است، تشکیل شده و نیز شامل دو الکترود است.

3.       اکتی نومتر شیمیایی : املاح نقره در اثر تابش اشعه فرابنفش احیا شده و چون نقره آن آزاد می‌گردد، املاح سیاه رنگ می‌شود. اکتی نومتری که متکی به خاصیت فوق است، اکتی نومتر بوردیه (Bordier) است.

*دز UV برابر است با حاصل ضرب مقدار شدت پرتو  UV  در طول موج 254 نانومتر در داخل محفظه دستگاه ( بر حسب   MV/CM2  ) در مدت زمان بر حسب ثانیه . واحد دز اشعه ژول بر متر مربع  (  J/M2 ) یا میلی وات ثانیه بر سانتی متر مربع  (  MVS/CM2 ) محاسبه می شود .

F . خواص فیزیکی و شیمیایی اشعه فرابنفش

خواص فیزیکی اشعه فرابنفش

خاصیت فوتوالکتریک : اگر اشعه فرابنفش به فات بتابد، از آنها الکترون جدا می‌کند، ولی جدا شدن الکترون در کلیه فات به یک اندازه نیست و حساسیت کادمیوم بیش از همه می‌باشد. مقدار الکترونی که از ف جدا می‌شود، متناسب با مقدار انرژی اشعه‌ای است که به آن می‌تابد.
خواص شیمیایی اشعه فرابنفش :

1.       خاصیت فلوئورسانس : یکی از خواص مهم و جالب اشعه فرابنفش خاصیت فلوئورسانس آن می‌باشد. اگر در مقابل اشعه فرابنفش و یا یک چراغ بخار جیوه ، اجسامی از قبیل گچ و کولوفان (Colophan) و محلول سالسیلات دو سود یا آنتی پیرین و یا بعضی از سنگهای معدنی را قرار دهند، ملاحظه می‌شود که هر یک به نسبت جذب اشعه به رنگهای مختلف درخشندگی پیدا می‌کند. این خاصیت نیز بستگی به طول موج و شدت جذب اشعه دارد. بعضی اجسام در مقابل اشعه فرابنفش با موج بلند این خاصیت را ندارند و به عکس در مقابل اشعه فرابنفش با موج کوتاه خاصیت فلوئورسانس پیدا می‌کند.

2.       خاصیت فوتو شیمیایی : اشعه فرابنفش باعث تعداد زیادی فعل و انفعالات شیمیایی می‌شود و این خاصیت در اشعه با موج کوتاه 0.3 میکرومتر شدیدتر است. از جمله مانند نور مرئی که املاح نقره را تجزیه و ف آنها را آزاد می‌سازد و این خاصیت در اشعه با موج کوتاه بیشتر است. مدتها برای اندازه گیری مقدار اشعه فرابنفش از این خاصیت استفاده می‌کردند.

نکات دانستنی :

·         برخی از جانداران از جمله پرندگان ، خزندگان ، ات از جمله زنبور عسل قادر به دیدن امواج مریی نزدیک به تابش UV هستند .

·         بسیاری از گیاهان ، میوه ها ، گل ها ، بذر ها و .  قدرت مقاومت فوق العاده ای نسبت به قدرت انسان در مقابل این تابش نشان می دهند .

·         عقرب ها زیر پرتو UV   به رنگ های سبز یا زرد می درخشند .

·         معدودی از پرندگان نقوشی بر پر دارند که تنها تحت تابش  UV  قابل مشاهده خواهند بود .

·         ادرار بعضی از حیوانات گوشتخوار از جمله گربه حتی در تاریکی مطلق نیز تحت تابش طول موج خاصی از  UV  قابل دیدن است .

تاثیرات مثبت تابش فرابنفش :

از جمله اثرات مثبت قرار گرفتن در معرض تابش باند  UVB ، تحریک پوست جهت تولید ویتامین D است . تخمین زده می شود که علت مرگ ناخواسته سالانه ده ها هزار شهروند آمریکایی ؛ تنها به دلیل سرطان های ناشی از کمبود و اختلال در ویتامین  D بوده است . دیگر تاثیر اختلال در جذب ویتامین D  ، پوکی استخوان و سایر عوارض متاثر از اختلال مغز استخوان که منجر به درد ، عدم تحمل وزن شخص توسط خود و نهایتاً ایجاد ترک و شکستگی های ناخواسته به ویژه در خانم ها خواهد بود . البته امروزه در برخی کشورها تاکید بسیاری بر غنی سازی مواد خوراکی با افزودن رژیم های ویتامین D و کلسیم می گردد . که در مقایسه با اثرات محتمل سو  UVB بر پوست بدن ( سرطان ) ، بسیار پسندیده و مرجح می باشد .

در مورد انسان ، حضور طولانی در مقابل تابش فرابنفش ، می تواند احتمال ابتلا به آسیب های حاد و مزمن پوستی ، بینایی و حتی تخریب کل سیستم ایمنی بدن را بدنبال داشته باشد . فوتون های تابش فرا بنفش بخصوص در باند  UVB  ، به هر نوع مولکول  DNA  متعلق به ارگان های زنده ، به اشکال گوناگون حمله ور می شوند .

در شایع ترین حالت ، حمله علیه نزدیک ترین  ترکیب باز تیمین    ٌٌ  Thymine  ٌٌٌ  در حلقه DNA  اتفاق می افتد . در این حالت باز های تیمین همپایه به عوض نگهداری تعادل پله ای  DNA   یا به عبارتی   ٌٌٌٌٌ     LADDER BASE BOND   ٌٌٌٌٌ  به همپایه خویش پیوسته و باعث بوجود آمدن    DNA   معیوب می گردد . در این صورت زنجیره  DNA  با از دست دادن کد رمزی اصلی خود  ، به نوعی کد با  رمز دیگری تبدیل و معنای اولیه ساختار هسته سلولی خود را از دست داده که عملاً حاصل ، سلولی با عملکرد غیر مشخص و یا تخریب شده سرطانی است . البته 2 پدیده را باید مد نظر داشت :

·         پدیده    Photoreaction   یا تجدید فعالیت پذیری : که واکنش آنزیمی است و مستم تابش نور با طول موج 500 – 310 نانومتر است و در فصول سال بسیار شدید است .

·         پدیده تجدید فعالیت پذیری در غیاب نور  Dark Repair Reaction  : که یک پدیده چند آنزیمی است ، یعنی پیوندی که شکسته شده ، تحت تاثیر آنزیم های دیگر اصلاح شده و پیوند های  DNA  تجدید می شود .

همه پرتو های   UVC , UVB, UVA   قادرند که از عمر سلول های اساسی بدن از جمله بافت های فیبروزی پروتیینی موجود در بدن از جمله پوست ، استخوان ، غضروف و هر گونه بافت پیوندی بکاهند . وجود این اشعه در نور خورشید باعث آفتاب سوختگی پوست بدن می‌شود. این اشعه طول موجی بین 0.0144 میکرومتر و 0.39 میکرومتر را دارد.

تجهیزات دندانپزشکی

مروری بر انواع روش های گندزدایی و ضدعفونی

انواع میکروسکوپ ها و کاربرد