Sự phát triển của vi khuẩn chịu ảnh hưởng trực tiếp của các yếu tố môi trường xung quanh như yếu tố vật lý, yếu tố hoá học, yếu tố sinh vật.
YẾU TỐ VẬT LÝ
Trong các yếu tố vật lý, quan trọng nhất là:
1. Nhiệt độ: Nhiệt độ giữ vai trò quan trọng nhất. Mỗi loại vi khuẩn phát triển trong một giới hạn nhiệt độ nhất định, dưới nhiệt độ thấp nhất thì vi khuẩn không phát triển được nhưng còn có thể sống; trên nhiệt độ cao nhất thì bị huỷ hoại.
Dựa vào tính ưa thích, sự chịu đựng nhiệt độ, người ta chia vi khuẩn thành 3 nhóm:
| Loại vi khuẩn | Thấp nhất | Thích hợp | Cao nhất | Nơi sinh sống |
| Vi khuẩn Ưa nóng (thermophile) | 35°c | 50-55°C | 75°c | Suối nước nóng, đất |
| Vi khuẩn ưa ấm (nhiệt độ cơ thể) | 10°c | 37°c | 45°c | Vi khuẩn gây bệnh |
| Vi khuẩn ưa lạnh (baychrophile) | 0°c | 15°c | 35°c | Vi khuẩn trong nước |
- ở nhiệt độ thấp: Các phản ứng chuyển hoá của vi khuẩn bị giảm đi rồi có thể ngừng lại. Một số bị chết, nhưng có một số vẫn sống trong một thời gian dài tuy không hoạt động. Do đó người ta giữ các chủng vi khuẩn ở tủ lạnh trừ những loại không chịu được lạnh như lậu cầu, não mô cầu. Do nhiệt độ thấp ức chế vi khuẩn phát triển , nên người ta bảo quản những loại thực phẩm dễ hư thôi như cá, thịt, hoa quả… ở các tủ lạnh, kho lạnh có nhiệt độ từ 4°c đến – 20°
- Nhiệt độ cao: Có khả năng giết chết vi khuẩn. Sức đề kháng của vi khuẩn đối với nhiệt độ cao tuỳ thuộc vào vi khuẩn và tuỳ thuộc vào vi khuẩn có bào tử hay không . Đối với loại vi khuẩn không có bào tử thì ở nhiệt độ khoảng 60°C trong nửa giờ hay một giờ thì chết, còn ở 100°C thì có theer chết ngay. Đối với vi khuẩn có bào tử thì nhiệt độ phải cao hơn và để thời gian lâu hơn mới giết được.
ở nhiệt độ cao, vi khuẩn chết có thể do những nguyên nhân sau đây:
Chất protein của tế bào đông đặc lại .
Enzym bị phá huỷ.
Màng thẩm thấu bị tổn thương.
Mất thăng bằng lý – hoá trong tế bào
2. Ảnh hưởng của pH: Độ pH của môi trường xung quanh có ảnh hưởng đến hoạt động sống của vi khuẩn. Đa số vi khuẩn thích hợp với pH trung tính. Khi pH có những thay đổi lốn, cao quá hay thấp quá giới hạn thì làm cho sự thăng bằng về trao đổi giữa môi trường và vi khuẩn bị mất dần đến kết quả là vi khuẩn bị tiêu diệt.
3. Áp suất: Có 2 loại:
+ Áp suất cơ học: Vi khuẩn có khả năng chịu được áp suất cao của không khí. Loại có bào tử chịu đựng được áp suất cao hơn loại không có bào tử. Ó áp suất cao vi khuẩn có thể bị giảm động lực.
+ Áp suất thẩm thấu: Áp suất thẩm thấu của môi trường xung quanh có tác động mạnh đến tế bào vi khuẩn do tính chất thẩm thấu của màng. Trong dung dịch nhược trương nước bị hút vào tế bào, làm tế bào phình ra và vỡ. Trái lại trong dung dịch ưu trương thì nước ở trong tê bào bị hút ra, tế bào bị teo lại. Với dung dịch có 15-20% NaCl thì các vi khuẩn đang phát triển bị teo và các bào tử không phát triển được.
4. Bức xạ: Có khả năng diệt khuẩn do làm biến đổi các phản ứng sinh vật của acid nucleic.
Ánh sáng mặt trời: Là một loại bức xạ gồm những bước sóng dài từ 400 đến 800 nm, kèm theo các bức xạ ngoại tím từ 13 đến 400 nm và tia ngoại đỏ từ 800 đến 400.000 nm. Tia ngoại tím có tác dụng sát khuẩn cao nhất là các tia có những bước sóng từ 200-300 nm, và chính tia ngoại tím đóng vai trò sát khuẩn của ánh sáng mặt trời.
Tia Rơnghen: Cũng có tác dụng diệt khuẩn.
Nguyên tố phóng xạ: Phát ra các tia xạ, các tia này có tác dụng diệt khuẩn hay ức chế vi khuẩn phát triển.
Siêu âm: Khi những tần số của chấn động quá 20.000 trong một phút thì tai ta không nghe được. Tần số cao như vậy gọi là siêu âm; Siêu âm có khả năng giết vi khuẩn vì những chấn động có tần số cao phát sinh ra áp suất co giãn làm cho vi khuẩn bị xé tan.
ỨNG DỤNG NHỮNG YẾU TỐ VẬT LÝ TRONG THANH TRÙNG
1. Phương pháp dùng hơi nóng: Có hai cách sử dụng hơi nóng trong việc thanh trùng.
- Nước đun sôi: Phương pháp này mang nhiều tên khác nhau, tuỳ theo cách thức đun nóng và nhiệt độ của nưổc:
– Sự đun sôi: Đun sôi 100°c trong 30-45 phút mỗi ngày và 30 ngày liên tiếp. Với phương pháp này sự diệt khuẩn được hoàn hảo hơn vì sau mỗi lần đun sôi các tế bào sống bị tiêu diệt, các bào tử sau một ngày sẽ cho ra các tế bào mới và sẽ bị tiêu diệt ở lần đun sôi thứ hai và thứ ba.
– Phương pháp Pasteur: Đun nóng 62°c trong 30 phút, hoặc 72°c trong 20 phút, hoặc 75°c trong 10 phút. Phương pháp này đủ để diệt các loại vi khuẩn không bào tử.
- Hơi nước nóng dưới áp suất cao: Phương pháp này được thực hiện trong các máy hấp ướt (autoclave). Nhiệt độ và thời gian khử khuẩn tuỳ thuộc vào áp suất hơi nước:
| Áp suất hơi nước | Nhiệt độ hơi nước | Thời gian khử khuẩn |
| 30 lbs | 134°c | 3 phút |
| 20 lbs | 126°c | 10 phút |
| 15 lbs | 121°c | 15 phút |
c, Hơi nóng nhiệt điện: Hơi nóng nhiệt điện phát sử dụng trong các máy hấp khô (oven). Thời gian nhiệt độ. ra thường rất cao và được khử khuẩn thay đổi theo
| Nhiệt độ | Thời gian khử khuẩn |
| 160°c | 45 phút |
| 170°c | 20 phút |
| 180° c | 10 phút |
Phương pháp này dùng để khử khuẩn các dụng cụ bằng đồ thuỷ tinh và kim khí. Các môi trường nuôi cây vi khuẩn và các y cụ bằng nhựa hoặc cao su không thể khử khuẩn trong máy hấp khô.
- Phương pháp dùng bức xạ
- Tia phóng xạ: Tia phóng xạ có đặc tính sát khuẩn và có thể xuyên qua các vật đục, vì thế phương pháp này dùng để khử khuẩn các dụng cụ bị hư hỏng nếu dùng phương pháp hơi nóng hay hoá chất. Thông thường người ta dùng tia gamma hay tia beta.
- Tia cực tím: Tia này không xuyên qua các vật đục. Người ta chỉ dùng tia cực tím để khử không khí ở các phòng mổ, phòng nuôi cấy vi khuẩn hay virus.
YẾU TỐ HOÁ HỌC
Sự có mặt của các chất ở trong môi trường có chứa vi khuẩn có ảnh hưởng hoặc kích thích sự phát sinh và phát triển hoặc ức chế sự sinh sản của vi khuẩn. Các hoá chất có tác dụng giết vi khuẩn thì gọi là chất sát khuẩn. Còn các hoá chất có khả năng ức chế sự tăng trưởng của vi khuẩn gọi là chất chế khuẩn. Một số hoá chất nếu nồng độ lên cao thì lại là chất sát khuẩn.
Người ta cồn phân biệt các danh từ: Chất tẩy uế (desinfectant) và chất khử khuẩn (antiseptic).
- Chất tẩy uế: Là chất có khả năng sát khuẩn mạnh nhưng độc hại cho cơ thể nên chỉ dùng để tẩy uế đồ vật.
- Chất khử khuẩn: Là chất chống lại vi khuẩn mà không độc với mô sống của cơ thể, dùng để bôi ngoài da.
Tác dụng của các chất tẩy uế và khử khuẩn phụ thuộc vào nhiều yêu tô:
- Nồng độ của hoá chất
- Thời gian tiếp xúc
- Ảnh hưởng của nhiệt độ
- Số lượng của vi khuẩn và sức đê kháng của chúng.
MỘT SỐ HOÁ CHẤT CÓ TÁC DỤNG SÁT KHUÂN thường được dùng
- Acid và base: Có khả năng điện phân thành ion rất mạnh và có tác dụng sát khuẩn.
- Muối kim loại: Khi hoà tan vào nước, muối của nhiều kim loại nặng như: Đồng, bạc , vàng, thuỷ ngân có tác dụng sát khuẩn như:
- Muối đồng: Có tác dụng sát khuẩn yếu nhưng đặc biệt có tác dụng chống nấm.
- Muối bạc: Nitrat bạc có tác dụng diệt khuẩn cao nhưng thường gây tổn thương cho cơ thể và khi gặp muối clorua của cơ thể thì giảm tác dụng sát khuẩn.
- Muối vàng: Được dùng để điều trị các bệnh lao, bệnh hủi.
- Muối thuỷ ngârt : Được dùng nhiều nhất để tẩy uế.
Mercurochrom (thuốc đỏ) là một muối thuỷ ngân hữu cơ có tác dụng sát khuẩn, ít độc, được dùng rộng rãi để khử khuẩn các vết thương. Không nên bôi lên vết bỏng, vết thương rộng.
Methiolat có tác dụng diệt khuẩn rất mạnh đối với tụ cầu vàng, thường dùng để bảo quản các vaccin, các huyết thanh chống nhiễm khuẩn.
- Muối bismuth: Dùng để điều trị bệnh giang mai.
- Các hợp chất của nhóm halogen
- Hợp chất flor: ít dùng để sát khuẩn.
- Hợp chất iod: Thường dùng làm chất sát khuẩn dưới dạng dung dịch rượu iod 1-5%.
- Hợp chất clor: Thường dùng để tẩy uế.
- Chất phenol: phenol với nồng độ 5% để trong 24 giờ giết được những bào tử có sức đề kháng cao. Với nồng độ 1% để trong 15 phút có thể giết hết các vi khuẩn đang phát triển.
- Cồn (rượu): Có tác dụng sát khuẩn nhẹ. Đối với rượu etylic, tác dụng sát khuẩn thay đổi tuỳ theo nồng độ, cao nhất là 70° và sau đó thì tác dụng giảm. Cồn nguyên chất (100°) thì không có tác dụng diệt khuẩn.
- Aldehyd: Rất độc đối với tê bào vi khuẩn. Mạnh nhất của nhóm này là formol, thường được dùng làm chất tẩy uế.
- Các loại thuốc nhuộm: Có tác dụng sát khuẩn và tẩy uế, thường được dùng để ức chế sự phát triển của tạp khuẩn trong các môi trường chọn lọc.
YẾU TỐ SINH VẬT
Trong quá trình tồn tại của sinh vật, nếu chúng phải sống trong điều kiện có vi sinh vật khác thì nó có thể bị cạnh tranh, bị tiêu diệt hoặc song song tồn tại.
- Chất đối kháng hay là bacteriexin: Một số” vi khuẩn như E.coli, trực khuẩn mủ xanh, tụ cầu, Bacillus subtilis, Mycobacterium khi phát triển thì tổng hợp những chất đối kháng đối với các vi khuẩn cùng loại hoặc các vi khuẩn thuộc loại lân cận, những chất đối kháng có tên chung là Bacteriexin.
- Phagiơ hay virus gây bệnh đối với vi khuẩn: Khi chúng thâm nhập vào vi khuẩn thì vi khuẩn có thể bị tiêu diệt hoặc song song tồn tại.
- Chất kích thích: Một số vi khuẩn khi phát triển tổng hợp ra một chất tạo thuận lợi cho vi khuẩn khác phát triển.
Các hiện tượng đối kháng hoặc hiện tượng cộng sinh thường gặp ở các vi khuẩn gây bệnh cũng như ở các vi khuẩn hoại sinh. Hiện tượng đôi kháng đã giúp ta khai thác được từ sinh vật một số thuốc kháng sinh mà hiện nay được dùng rộng rãi.
