圧倒的に、研究室で最も一般的に使用されている滅菌法は、オートクレーブと呼ばれる装置を用いた蒸気滅菌です。この方法は、回復力のある細菌芽胞を含むあらゆる形態の微生物を殺すための並外れた有効性、信頼性、速度、および無毒性から好まれています。これは、一般的な研究室材料の大部分を滅菌するためのゴールドスタンダードとなっています。
オートクレーブは研究室の滅菌における紛れもない主力ですが、重要な決定は最も一般的であることではなく、最も適切であることです。方法の選択は、常に材料の熱、圧力、湿気に対する耐性に合わせる必要があります。
蒸気滅菌の仕組み：オートクレーブ
オートクレーブは、本質的に洗練された圧力鍋です。熱だけを使用するのではなく、高圧の飽和蒸気を使用して物品を滅菌します。
加圧蒸気の原理
オートクレーブの有効性の鍵は、水が100°C（212°F）を超える温度で沸騰する環境を作り出す能力にあります。加圧下では、この過熱蒸気が材料に急速に浸透し、致死的な熱を伝達することができます。
このプロセスは、微生物内の必須タンパク質と酵素を不可逆的に変性させ、それらの破壊を確実にします。
標準的な操作条件
研究室でのオートクレーブの最も一般的なサイクルは、チャンバーを121°C（250°F）で、15ポンド/平方インチ（psi）の圧力下で、少なくとも15〜20分間稼働させることです。
正確な時間は、滅菌される負荷のサイズと密度によって異なります。
用途
オートクレーブは、幅広い一般的な研究室用品の定番の方法です。
これには、ガラス器具（フラスコ、ビーカー、試験管）、外科用器具、ステンレス鋼機器、水溶液および培地、ならびにバイオハザード廃棄物の除染が含まれます。
オートクレーブが選択肢ではない場合：その他の方法
オートクレーブの高温多湿に耐えられない材料の場合、研究室ではいくつかの他の重要な技術に頼ります。
乾熱滅菌
この方法は、オーブンを使用して熱い乾燥空気で物品を滅菌します。乾熱は蒸気よりもエネルギー伝達効率が低いため、はるかに高い温度と長い曝露時間（例：170°Cで2時間）が必要です。
主に、特定の粉末、油、および特定の種類のガラス器具など、湿気によって損傷を受ける材料に使用されます。
化学滅菌
プラスチック、光ファイバー、精密電子機器など、熱と湿気の両方に敏感な物品には、化学滅菌が使用されます。
これには、多くの場合、特殊なチャンバー内で酸化エチレン（EtO）のような有毒ガスに曝露することが含まれます。効果的ですが、有害な残留ガスを除去するために、その後の長いエアレーション期間が必要です。
ろ過
この技術は、特定の薬液、ビタミン、またはタンパク質ベースの培地サプリメントなど、熱に弱い液体を滅菌するために使用されます。
液体は、バクテリアを捕獲して除去するのに十分な小さな孔（通常0.22マイクロメートル）を持つフィルターを通過させます。ろ過は微生物を除去するだけで殺さないこと、およびすべてのウイルスやエンドトキシンを除去できない可能性があることに注意することが重要です。
トレードオフの理解
すべての用途に完璧な単一の方法はありません。長所と短所を理解することは、適切な研究室手順の基本です。
オートクレーブ（蒸気）
- 長所：非常に効果的、高速、無毒、運用コストが安い。
- 短所：熱に弱い材料（ほとんどのプラスチックなど）や湿気に弱い物品を損傷する可能性がある。特定の金属を腐食する可能性がある。
乾熱
- 長所：粉末や油などの湿気に弱い材料に効果的。
- 短所：非常に時間がかかるプロセス。高温は多くの物品を損傷する可能性があり、蒸気よりも効率が悪い。
化学ガス（酸化エチレン）
- 長所：熱や湿気に弱い物品の滅菌に優れている。
- 短所：ガスは非常に毒性が高く可燃性であり、厳格な安全プロトコルとユーザーの安全を確保するための長いエアレーション時間が必要。
ろ過
- 長所：熱に弱い液体を破壊することなく滅菌する唯一の効果的な方法。
- 短所：すべてのウイルスを除去するわけではなく、フィルター自体が破裂したり適切に装着されていない場合、故障の原因となる可能性がある。
材料に合った適切な選択をする
滅菌方法の選択は、滅菌する必要がある対象物によって完全に決まります。
- ガラス器具、培地、またはバイオハザード廃棄物が主な対象の場合：オートクレーブが最も信頼性が高く効率的な選択肢です。
- 熱に弱いプラスチックや複雑な器具が主な対象の場合：化学ガス滅菌が必要な方法である可能性が高いです。
- 血清や抗生物質などの熱に弱い液体が主な対象の場合：溶液の完全性を保つために、滅菌ろ過を使用する必要があります。
- 水に不溶性の粉末や油が主な対象の場合：乾熱滅菌が適切な技術です。
正しい滅菌プロトコルを選択することは、研究室の安全性と実験の妥当性の基礎となる柱です。
要約表：
| 滅菌方法 | 主な用途 | 主な利点 | 主な制限 |
|---|---|---|---|
| 蒸気（オートクレーブ） | ガラス器具、培地、バイオハザード廃棄物 | 非常に効果的、高速、無毒 | 熱/湿気に弱い材料を損傷する |
| 乾熱 | 粉末、油、湿気に弱い物品 | 水に不溶性の物品に適している | 時間がかかるプロセス、高温が必要 |
| 化学ガス（例：EtO） | 熱/湿気に弱いプラスチック、器具 | デリケートな物品に効果的 | 有毒ガス、長いエアレーションが必要 |
| ろ過 | 熱に弱い液体（血清、抗生物質） | 溶液の完全性を保つ | 微生物を殺さない、除去するだけ |
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