دليل ماكينة الصباغة النموذجية: الاختيار الذكي يبدأ من هنا تقوم ماكينة الصباغة المعملية بصبغ الأقمشة الصغيرة...
الأقمشة المضادة للميكروبات: طرق الاختبار ومعايير الصناعة
يُعدّ تشطيب الأقمشة المضاد للميكروبات معالجةً عمليةً للمنسوجات الواقية. ويستخدم عدة طرق لاختبار أدائها. تتناول هذه المقالة طرقًا لـ اختبار المنسوجاتيدرس هذا الكتاب الأساليب الكمية والنوعية لتقييم قدرة الأقمشة على مقاومة الجراثيم. كما يتناول العوامل الرئيسية التي تؤثر على نتائج اختبارات الأقمشة المضادة للميكروبات. يُعدّ استخدام الإجراءات الصحيحة وأدوات الاختبار الموثوقة أمرًا بالغ الأهمية للحصول على نتائج دقيقة.
جدول المحتويات
- اختيار الكائنات الحية الدقيقة للاختبار
- طرق اختبار أداء الأقمشة المضادة للميكروبات
- طرق الاختبار النوعي
- طريقة الاختبار شبه الكمي
- طرق الاختبار الكمي
- طريقة رج القارورة: سريعة ولكنها محدودة بمضادات الميكروبات غير القابلة للتسرب
- طريقة الامتصاص: تستغرق وقتًا طويلاً ولكنها أكثر دقة وتنوعًا
- طريقة اختبار AATCC 100
- JIS L1902-8 (1998) طريقة الاختبار الكمي
- FZ/T 02021-92 طريقة الاختبار
- طريقة اختبار كوين المعدلة
- طريقة اختبار ASTM E2149–2001
- GB/T 20944.2-2007 المنسوجات - اختبار النشاط المضاد للبكتيريا: الجزء 2 طريقة الامتصاص
- العوامل الرئيسية المؤثرة على طرق اختبار مضادات البكتيريا للمنسوجات
اختيار الكائنات الحية الدقيقة للاختبار
تشمل السلالات الميكروبية المستخدمة لاختبار فعالية مضادات الميكروبات في المنسوجات البكتيريا والفطريات. وفيما يتعلق بالبكتيريا، نركز على السلالات موجبة وسالبة الجرام. وتُعد الفطريات والعفن والفطريات الجلدية من الخيارات الشائعة. للتحقق من فعالية مضادات الميكروبات في عينات المنسوجات، يُرجى اختيار الكائنات الدقيقة ذات الصلة والممثلة. السلالات الموضحة في الجدول 1 شائعة في الطبيعة، ويمكن العثور عليها على جلد الإنسان والأغشية المخاطية. وهذا يجعلها مثالية لاختبار الأقمشة المضادة للميكروبات. للحصول على نتائج دقيقة، يُرجى اختيار الكائنات الحية الدقيقة المناسبة للاختبار. من المهم أيضًا استخدام أدوات اختبار المنسوجات القياسية.
الكائنات الحية الدقيقة التمثيلية المستخدمة في اختبار المنسوجات
المكورات العنقودية الذهبية بكتيريا شديدة المقاومة لا تُنتج أبواغًا. وهي سلالة موجبة الجرام شائعة الاستخدام في اختبارات المنسوجات. يُميز الباحثون بكتيريا العصوية الرقيقة (Bacillus subtilis) لمقاومتها الشديدة لتكوين الأبواغ. وغالبًا ما تُعتبر مثالًا على البكتيريا المُكوّنة للأبواغ. أما العصوية الضخمة (Bacillus megaterium) فهي مُمرضة تُنتج الأبواغ، ويستخدمها الباحثون عادةً في اختبارات المنسوجات.
الإشريكية القولونية بكتيريا سلبية الغرام، توجد في بيئات طبيعية متنوعة. وهي معيار شائع في العديد من بروتوكولات اختبار المنسوجات. يُدرج المعيار الصيني (GB2423.16-81) فطريات مثل الرشاشيات الصفراء (Aspergillus flavus) والفطريات الكروية (Chaetomium globosum) لاختبارات مقاومة العفن. تُستخدم هذه الفطريات غالبًا لمحاكاة التعرض الحقيقي للعفن على المنسوجات والبوليمرات.
المبيضة البيضاء (Candida albicans) هي خميرة يمكن أن تسبب العدوى. تتواجد عادةً على جلد الإنسان والأغشية المخاطية. تُستخدم غالبًا في اختبارات المنسوجات المضادة للميكروبات، وذلك لاستجابتها الجيدة للأدوية وشكلها الشبيه بالمستعمرات البكتيرية. هذا يُسهّل عدّها ومراقبتها أثناء الاختبارات. خصائصها الفطرية المميزة وسلوك مستعمراتها تجعلها خيارًا جيدًا للاختبارات القياسية باستخدام أدوات النسيج الحديثة.
اختبار الأقمشة المضادة للميكروبات واسعة النطاق في المنسوجات
لمعرفة مدى فعالية نسيج مضاد للميكروبات ضد العديد من الجراثيم، استخدم مزيجًا من الميكروبات. يجب أن تحتوي هذه المزرعة على سلالات محددة بكميات محددة. حاليًا، يختبر الباحثون العديد من المنتجات المضادة للميكروبات باستخدام ثلاثة أنواع من الكائنات الحية القياسية: المكورات العنقودية الذهبية (موجبة الجرام)، والإشريكية القولونية (سالبة الجرام)، والمبيضة البيضاء (الفطريات). تُقدم هذه الطريقة لمحة عامة، لكنها لا تكشف تمامًا عن كيفية مكافحة المنسوجات للميكروبات في الحياة الواقعية.
في اختبارات المنسوجات التي تستخدم الفطريات، قد يكون حساب وحدات تكوين المستعمرات صعبًا. ويعود ذلك إلى طريقة نمو الفطريات. غالبًا ما نتحقق من أداء مضادات الفطريات عن طريق قياس نمو الفطريات على عينة النسيج. يحدث هذا بعد الحفاظ عليها في درجة حرارة ورطوبة مُتحكم بهما. يستخدم التقييم نظام تصنيف من المعيار البريطاني BS6085-81. يُساعد هذا النظام في تقييم مقاومة الفطريات. تُعد الإجراءات المتسقة أمرًا أساسيًا للحصول على نتائج موثوقة. كما تحتاج إلى أدوات اختبار نسيج متطورة. تُحاكي هذه الأدوات الظروف البيئية وتُتتبع النشاط الميكروبي على أسطح القماش بدقة.
أداء النسيج المضاد للميكروبات طرق الاختبار
نتحقق من قدرة الأقمشة على مقاومة الجراثيم باستخدام ثلاثة اختبارات: نوعي، وشبه كمي، وكمي. كل طريقة مهمة للتحقق من فعالية المعالجات المضادة للميكروبات على المنسوجات، وتختلف في دقتها واستخدامها.
طرق الاختبار النوعي
- تتضمن طرق اختبار المنسوجات النوعية ما يلي:
- طريقة اختبار AATCC 90 (اختبار الهالة)
- JIS Z2911-1981 (اختبار مضاد للميكروبات)
- AATCC 30 (تقييم مقاومة مضادات الفطريات والعفن)
- GB/T 20944.1-2007 (المنسوجات - طريقة انتشار الأجار للنشاط المضاد للبكتيريا)
عادةً ما تتضمن طرق اختبار المنسوجات وضع كائنات اختبار على القماش. بعد ذلك، يُجرى فحص بصري لنمو الميكروبات. يتحقق هذا التقييم من مدى انتقال العوامل المضادة للميكروبات من القماش إلى الأجار. تُعد هذه الطريقة مثالية للتشطيبات القابلة للرشح، إلا أنها غير مناسبة للمعالجات المتينة والمقاومة للغسل.
تشمل المزايا انخفاض التكلفة وسرعة النتائج. لا توفر الطرق النوعية قياسًا دقيقًا لنشاط مضادات الميكروبات. ونتيجةً لذلك، تفتقر النتائج إلى أرقام دقيقة. وللحصول على نتائج دقيقة ومتساوية في تطوير المنتجات أو مراقبة الجودة، غالبًا ما نحتاج إلى أدوات اختبار نسيجية متطورة. يستخدمها الباحثون لإجراء اختبارات المتابعة التي تعتمد على أساليب كمية.
طريقة اختبار AATCC 90
اختبار AATCC 90 هو اختبار نسيجي سريع، يُستخدم أساسًا لتقييم فعالية العوامل المضادة للميكروبات. تبدأ العملية بإضافة بكتيريا الاختبار إلى وسط أجار. بعد ذلك، تُوضع عينة القماش على السطح مباشرةً. بعد الحضانة عند درجة حرارة 37 درجة مئوية لمدة 24 ساعة، يُفحص نمو الميكروبات. استخدم عدسة مكبرة لتحديد حجم منطقة التثبيط حول القماش. تُقارن هذه النتائج بعد ذلك بعينة ضابطة.
هذه الطريقة بسيطة وسريعة، ويمكنها معالجة العديد من العينات دفعةً واحدة. إلا أنها محدودة. فمدة الحضانة محددة، لكن تركيز المُلقح البكتيري غير واضح. وقد يؤدي هذا إلى نتائج غير متسقة. يُظهر حجم منطقة التثبيط مدى انتشار العامل، كما يُشير إلى فعاليته ضد الميكروبات. وهذا مفيد لمقارنته بنسيج مرجعي. لكنها ليست طريقة موثوقة لقياس النشاط المضاد للميكروبات كميًا. لذا، يقترح الخبراء استخدام أدوات اختبار نسيجية إضافية وطرق قابلة للقياس لتحسين التقييمات.
طريقة الرش AATCC 90
طريقة رش AATCC 90 هي نسخة مُعدّلة من اختبار AATCC 90 الأصلي للنسيج. بعد الحضانة، تُرش كمية مُحددة من مُركّب TNT على عينة القماش. ثم نتحقق من فعالية المُركّب المضاد للميكروبات من خلال مُراقبة نمو البكتيريا على العينة.
يحدث تغير اللون نتيجة تفاعل كيميائي حيوي. يُخفِّض إنزيم سكسينات ديهيدروجينيز من بكتيريا الاختبار كاشف TNT، مما يؤدي إلى تكوّن صبغة حمراء غير قابلة للذوبان. يُشير هذا التغير في اللون إلى نشاط البكتيريا، كما يُساعدنا على معرفة مدى فعالية العينة في مكافحة الجراثيم.
تتميز طريقة اختبار النسيج هذه بميزة رئيسية، إذ يمكنها اكتشاف نمو البكتيريا، حتى في حال عدم وجود منطقة تثبيط مرئية حول العينة. يُسبب النشاط البكتيري على سطح الأجار لونًا أحمر. يُساعد هذا التغيير في تقييم فعالية المضاد الحيوي. تصميمها المرئي الواضح يُسهّل استخدامها، ما يجعلها أداة فحص مفيدة. يُمكن استخدامها مع أجهزة اختبار نسيجية أخرى للحصول على تحليل أفضل.
طريقة قياس الألوان AATCC 90
تعتمد طريقة قياس اللون AATCC 90 على اختبار النسيج الأصلي AATCC 90. وهي توفر طريقة شبه كمية لتقييم اللون. بعد الحضانة، تُغسل البكتيريا عن عينة النسيج. ثم تُضاف كمية معينة من كاشف TNT إلى المُعلق البكتيري لبدء تفاعل اللون. بعد 15 دقيقة، يقيس جهاز قياس الطيف الضوئي الامتصاصية عند طول موجي 525 نانومتر. ترتبط قيمة الامتصاصية هذه بعدد البكتيريا الحية الموجودة.
تساعد هذه الطريقة على قياس أداء مضادات الميكروبات بشكل أفضل من الاعتماد على الملاحظة البصرية. لا تُجدي هذه الطريقة نفعًا مع الكائنات الحية التي لا تُنتج إنزيم سكسينات ديهيدروجينيز. يحتاج كاشف TNT إلى هذا الإنزيم لتفاعل اللون.
للحصول على نتائج دقيقة وقابلة للتكرار، وخاصةً عند القياس، تتطلب هذه الطريقة تحكمًا دقيقًا. تُعد أدوات اختبار المنسوجات الموثوقة، مثل أجهزة قياس الطيف الضوئي المُعايرة، أساسيةً في مختبرات الفحص.
طريقة اختبار مضاد الفطريات JIS Z2911
تختبر طريقة JIS Z2911 مدى مقاومة المنسوجات للعفن. وهي من أوائل الطرق القياسية لقياس خصائصها المضادة للفطريات. الفكرة الرئيسية هي رش محلول جراثيم مختلط بالتساوي. يُطبق هذا على كلٍّ من عينة القماش ووسط الزراعة. تُحضّن العينات في ظروف مُراقبة. نتحقق من نمو العفن على فترات منتظمة خلال الفترة المُحددة.
كمية العفن التي تنمو تُحدد فعالية النسيج المضادة للفطريات. تُوفر هذه الطريقة طريقةً واضحةً لاختبار مقاومة المنسوجات للفطريات. تُركز على المواد التي سيستخدمها الباحثون في المناطق الرطبة والمعرضة للميكروبات.
لضمان الدقة والتكرار، استخدم أساليب متسقة وأدوات اختبار نسيجية خاصة. هذا مهم، خاصةً عند فحص التشطيبات أو الطلاءات المقاومة.
طريقة اختبار AATCC 30
يستخدم الباحثون اختبار AATCC 30 للتحقق من مدى مقاومة المواد النسيجية للعفن والتعفن. ويحدد هذا الاختبار فعالية المبيدات الحيوية في منع نمو الفطريات وتدهور المواد.
تتضمن الطريقة عدة طرق:
- طريقة دفن التربة
- طريقة طبق الأجار
- طريقة جرة الرطوبة
تتضمن طريقة دفن التربة وضع عينات قماش بأحجام محددة في التربة لفترة زمنية محددة. بعد ذلك، نقيس قوة تحملها للكسر. يشير انخفاض قوة تحملها للكسر إلى مقاومة المادة لهجوم الفطريات.
تُقيّم طريقة طبق الأجار مقاومة المنسوجات لنمو الفطريات. في هذه الطريقة، يُؤخذ طبق أجار مع وسط زراعة، ثم يُلقّح بمعلق مائي من جراثيم الرشاشيات. تُوضع أقراص قماش مُعالجة بعامل ترطيب غير أيوني على الطبق، وتُعالج أيضًا بمعلق الجراثيم. بعد الحضانة عند درجة حرارة مُحددة، نتحقق من مدى نمو العفن على القماش. نُقيّم ذلك من خلال فحص المنطقة المُغطاة بالفطر.
طريقة مرطبان الرطوبة تستخدم شرائح قماش مُعالجة. تُعلق هذه الشرائح في مرطبان واسع الفوهة. يحتوي المرطبان على كمية محددة من الماء ممزوجة بتركيز محدد من جراثيم الفطريات. تُحافظ هذه الشرائح على درجة حرارة معينة. بعد ذلك، نفحص شرائح القماش بحثًا عن نمو واضح للعفن، ونفحص مساحة المنطقة التي يغطيها العفن.
GB/T 20944.1-2007 – المنسوجات: تقييم النشاط المضاد للبكتيريا، الجزء 1: طريقة لوحة انتشار الأجار
هذا المعيار هو أحدث طريقة لاختبار مقاومة المنسوجات للبكتيريا. صُب طبقتين من وسط الأجار في طبق بتري. أولًا، أضف طبقة أساسية معقمة. ثم صُب طبقة علوية مُلقحة. ثم ضع عينة القماش فوق الطبقتين.
بعد فترة حضانة محددة، نتحقق من قدرة النسيج على مقاومة البكتيريا. نقوم بذلك من خلال مراقبة معدل نمو البكتيريا في مكان التقاء العينة بوسط الأجار.
طريقة الاختبار شبه الكمي
طريقة الخط المتوازي اختبار شبه كمي شائع. تتحقق هذه الطريقة من مدى مقاومة المنسوجات للبكتيريا. توفر هذه الطريقة طريقة سريعة وسهلة لاختبار مدى قدرة الأقمشة المعالجة جيدًا على مقاومة الجراثيم. وهي مثالية للمنسوجات ذات العوامل المضادة للميكروبات القابلة للانتشار. وهي بديل أبسط لاختبار AATCC 100 الأكثر تعقيدًا.
AATCC 147 هي طريقة اختبار قياسية لتقييم تشطيبات الأقمشة المضادة للميكروبات. يعرفها الباحثون كطريقة شبه كمية لاختبار المنسوجات. في هذه الطريقة، نأخذ حجمًا محددًا من معلق بكتيري، يحتوي عادةً على أبواغ المكورات العنقودية الذهبية. ثم نُلقّحه على طبق أجار مُغذّي بعمل خمسة خطوط متوازية. نضع عينة القماش على الخطوط بزاوية قائمة. نضغط عليها برفق لضمان ملامستها لسطح الأجار. بعد الحضانة، نقيس النشاط المضاد للميكروبات في النسيج، وذلك بفحص عرض مناطق التثبيط حول الخطوط التي تلامس القماش.
هذا الاختبار النسيجي فعّال وموثوق. وهو مثالي لمراقبة الجودة وتطوير أقمشة مضادة للميكروبات.
طرق الاختبار الكمي
طريقة رج القارورة: سريعة ولكنها محدودة بمضادات الميكروبات غير القابلة للتسرب
في الوقت الحالي، تعد طريقة رج الزجاجة وطريقة الامتصاص من أفضل الطرق لاختبار مدى مقاومة المنسوجات للبكتيريا.
طريقة رجّ القارورة تضع عينة نسيجية في محلول بكتيري معلق، ثم تُحرّك الخليط. يضمن هذا تماسًا جيدًا بين العامل المضاد للميكروبات في القماش والكائنات الدقيقة. يُظهر تغيّر عدد البكتيريا الحية قبل وبعد الرجّ فعاليةً مضادةً للبكتيريا.
طريقة الامتصاص: تستغرق وقتًا طويلاً ولكنها أكثر دقة وتنوعًا
تتطلب طريقة الامتصاص حجمًا محددًا من المُعلق البكتيري. ينطبق هذا على كلٍّ من العينة المُعالجة بمضادات الميكروبات والعينة الضابطة غير المُعالجة. بعد الحضانة، اشطف كلتا العينتين بمحلول الإيلوشن. عدّ البكتيريا الحية في المُزيل. بعد ذلك، تحقق من نشاطها المضاد للميكروبات. راقب التغير في أعداد البكتيريا قبل الحضانة وبعدها.
طريقة رجّ الزجاجة ليست بسيطة. فهي تُناسب في الغالب الأقمشة المضادة للميكروبات التي لا تُرشح. تستغرق طريقة الامتصاص وقتًا أطول. مع ذلك، فهي تُناسب الأقمشة المضادة للميكروبات التي تُرشح والتي لا تُرشح. كما أن ظروف اختبارها تُحاكي إلى حد كبير ظروف التآكل في الحياة الواقعية، مما يجعلها الطريقة الأكثر دقة لاختبار المنسوجات المتاحة حاليًا.
ويقول الخبراء إن طريقة الامتصاص ستكون حاسمة لاختبارات النسيج المستقبلية.
تشمل المعايير المشتركة للاختبار الكمي ما يلي:
- طريقة اختبار AATCC 100 (التقييم الكمي لتخفيض البكتيريا)
- JIS L1902-8:1998 (طريقة الاختبار الكمي)
- منطقة حرة / 02021-92
- اختبار كوين المعدل
- ASTM E2149-2001 (طريقة الاختبار الديناميكية للنشاط المضاد للميكروبات للعوامل المثبتة)
- GB/T 20944.2-2007 (تقييم نشاط النسيج المضاد للبكتيريا، الجزء 2: طريقة الامتصاص)
الميزة الرئيسية لأدوات اختبار المنسوجات الكمية هي دقتها. كما أنها موضوعية وقابلة للتكرار. ومع ذلك، فهي تتطلب وقتًا أطول وتكاليف أعلى مقارنةً بالأساليب النوعية.
في هذا القسم، سوف نقوم بتفصيل العديد من طرق اختبار المنسوجات الكمية الشائعة.
طريقة اختبار AATCC 100
AATCC 100: معيار كلاسيكي لاختبار المنسوجات المضادة للبكتيريا
وضعت الجمعية الأمريكية لكيميائيي وملوني المنسوجات (AATCC) طريقة الاختبار رقم 100 عام 1961. وعُدِّلت عامي 1965 و1981. وتُعدّ الآن معيارًا أساسيًا لاختبار مدى مقاومة الأقمشة للبكتيريا. فهي تُمكّن من التقييم الكمي لفعالية كلٍّ من التثبيط الجرثومي والقتل الجرثومي في المنسوجات المضادة للميكروبات.
انتشرت البكتيريا على كلٍّ من القماش المُعالَج (الاختبار) والقماش غير المُعالَج (الضابط). بعد فترة حضانة مُحددة، نضيف محلولًا مُعادلًا. ثم نُرجّ العينات بقوة لإخراج البكتيريا الحية المتبقية. نُقاس عدد البكتيريا في المُستحلب باستخدام طرق العد الطبقي. بعد ذلك، نُحدد نسبة الانخفاض بمقارنة هذا العدد بعينة الضبط.
حدود الطريقة الأصلية:
- عدد محدود من العينات لكل اختبار
- إجراء يستغرق وقتا طويلا
- غير مناسب لتقييم الأقمشة المضادة للميكروبات غير القابلة للتسرب
- عدم وجود خصوصية في تركيب المحلول المحايد
- قد لا يعكس التعليق البكتيري الغني بالمغذيات ظروف التآكل في الحياة الواقعية
- حاويات الاختبار الكبيرة تجعل التعامل معها صعبًا
تم تحسين AATCC 100: أكثر كفاءة وملاءمة للأقمشة المضادة للميكروبات الحديثة
ابتكر الباحثون نسخةً مُحسّنةً من AATCC 100. واستخدموا رؤىً مستقاةً من الاختبارات التي أُجريت محليًا ودوليًا لتحسينها. تُمثّل هذه الطريقة الجديدة إطارًا قويًا لاختبار المنسوجات، إذ يُمكنها تقييم العديد من أنواع مواد الأقمشة المضادة للميكروبات.
تتضمن التعديلات الرئيسية ما يلي:
- تقليل حجم عينة القماش من دائرة قطرها 4.8 سم إلى مربع قطره حوالي 1.8 سم
- استخدام قوارير مخروطية سعة 30 مل أو 50 مل مع أغطية
- استبدال مرق AATCC بمحلول ملحي فسيولوجي بارد بنسبة 0.85% (0-4 درجة مئوية) لتعليق البكتيريا
- تخفيف التطعيم البكتيري من حوالي 10⁸–10⁹ وحدة تشكيل مستعمرة/مل إلى 1×10⁵–2×10⁵ وحدة تشكيل مستعمرة/مل
- استخدام 20 مل من المحلول الملحي البارد بنسبة 0.85% كغسول محايد
ويقوم الباحثون بحساب فعالية مضادات البكتيريا على النحو التالي:
هذه الطريقة المُحسّنة مناسبة للأقمشة المضادة للميكروبات، سواءً كانت قابلة للغسل أو غير قابلة للغسل. وتتوافق ظروفها الغذائية بشكل أفضل مع تلك الموجودة أثناء الاستخدام الفعلي للأقمشة. وتوفر هذه الطريقة طريقة فعّالة وعملية لاختبار المنسوجات الحديثة. وتتزايد استخدامات المختبرات حول العالم لها في بروتوكولات الاختبار الخاصة بها.
JIS L1902-8 (1998) طريقة الاختبار الكمي
حسّن الباحثون اليابانيون طريقة اختبار AATCC 100. وابتكروا طرقًا جديدة لعدّ البكتيريا، واختبار نموها، واستخدام أطباق الأجار. كما غيّروا اختبارات تثبيط البكتيريا، وحسّنوا AATCC 100. وحدّثت لجنة المعايير الصناعية اليابانية معيار JIS L1902-1990، ووضعوا معيار JIS L1902-1998 الجديد لاختبار المنسوجات المضادة للميكروبات. تُقدّم هذه الطريقة طريقة واضحة وموحدة لتقييم مدى مقاومة الأقمشة للبكتيريا في اليابان. كما تدعم الجهود العالمية لوضع معايير موثوقة لاختبار المنسوجات.
FZ/T 02021-92 طريقة الاختبار
معيار FZ/T 02021-92 هو دليل إرشادي من صناعة النسيج الصينية. يشرح كيفية اختبار الأداء المضاد للبكتيريا للأقمشة. ضع قماش الاختبار وقماش التحكم في قوارير مخروطية منفصلة. استخدم قارورتين لعينات الاختبار وواحدة لعينة التحكم. أضف محلول البكتيريا المؤشر أولاً. ثم نظف عينات التحكم وعينات اختبار ساعة الصفر باستخدام محلول منظم. بعد ذلك، قس عدد البكتيريا. يحضن الفني عينات الاختبار عند درجة الحرارة المناسبة لمدة 20 ساعة. ثم يغسلها الباحثون بالمحلول المنظم. وأخيرًا، يقيس الباحثون عدد البكتيريا. احسب نسبة انخفاض البكتيريا بمقارنة الأعداد المأخوذة قبل الحضانة وبعدها.
تُعدّ هذه الطريقة جزءًا من التزام الصين بمعايير اختبار المنسوجات العالية. وهي تتحقق من مدى فعالية المواد النسيجية في مقاومة البكتيريا في استخدامات مختلفة. وتُظهر هذه الطريقة للمصنعين والباحثين فعالية المعالجات المضادة للميكروبات في الأقمشة.
طريقة اختبار كوين المعدلة
المبدأ: تستخدم هذه الطريقة كمية محددة من مُعلق البكتيريا على قماش الاختبار. بهذه الطريقة، تلامس البكتيريا سطح القماش تمامًا. بعد انقضاء مدة التعرض المحددة، يُضاف وسط مُغذي إلى العينة. هذا يسمح للبكتيريا المتبقية بالنمو. نتحقق من مدى قدرة القماش على قتل البكتيريا، وذلك بقياس نسبة البكتيريا الحية. تُحسب وحدات المستعمرات البكتيرية (CFUs) باستخدام عدسة مُكبِّرة. تُعد هذه الطريقة بسيطة وفعالة لاختبار مدى قدرة القماش على إيقاف نمو الميكروبات بعد ملامسته.
طريقة اختبار ASTM E2149–2001
طريقة ASTM E2149—2001 هي اختبار قارورة رجّ. إنها بسيطة وسهلة الاستخدام، خاصةً عند مقارنتها بالطرق القائمة على الامتصاص. تستخدم هذه التقنية معلقًا بكتيريًا. تُغمر عينة القماش فيه وتُرجّ برفق للحفاظ على التلامس. إنها مثالية للمنسوجات المضادة للميكروبات التي لا ترشّح، وتلك التي ترشّح. بالإضافة إلى ذلك، لا تقتصر على كمية الماء التي يمكن للمادة امتصاصها. ويمكنها استيعاب أنواع مختلفة من المنسوجات، بما في ذلك المساحيق، والريش، والأقمشة غير المستوية، والعينات ذات الأشكال الغريبة.
تُطبّق هذه الطريقة على الأقمشة، كما تُطبّق على المساحيق والحبيبات والمواد الصلبة المُعالجة. إن نطاقها الواسع وسهولة استخدامها يجعلها الخيار الأمثل لاختبار الأداء المضاد للميكروبات باستخدام أدوات النسيج القياسية.
GB/T 20944.2-2007 المنسوجات - اختبار النشاط المضاد للبكتيريا: الجزء 2 طريقة الامتصاص
يوضح هذا المعيار الوطني الطريقة الصينية الجديدة لاختبار مقاومة المنسوجات للبكتيريا. مبدأ الاختبار بسيط. أولاً، تُلقح عينة الاختبار. ثم تُلقح عينة الضبط بمعلق بكتيري. يُجرى إجراءان: الأول يُستنشق مباشرةً بعد التلقيح، والثاني يُستنشق بعد الحضانة في ظروف محددة. نقيس عدد البكتيريا الحية في المحاليل المُستنشقة. ثم نحسب القيمة المضادة للبكتيريا أو معدل التثبيط. يساعدنا هذا في تقييم فعالية النسيج ضد البكتيريا.
هذه الطريقة دقيقة للغاية، وتُستخدم مع المنسوجات المضادة للميكروبات، سواءً المُرشِّحة أو غير المُرشِّحة. لذا، فهي خيار موثوق لاختبار المنسوجات الذكية.
العوامل الرئيسية المؤثرة على طرق اختبار مضادات البكتيريا للمنسوجات
يناقش هذا القسم طريقتين رئيسيتين للاختبار: طريقة رج القارورة وطريقة الامتصاص.
العوامل الرئيسية المؤثرة على نتائج اختبار قارورة الرج
تعتمد دقة وموثوقية طريقة رج القارورة على عدد من العوامل الرئيسية.
العوامل الرئيسية هي:
- سلالات بكتيرية
- عوامل الغسيل
- خطوات الغسيل
- اختبار المعلمات
معايير قياس مدى فعالية العامل المضاد للبكتيريا.
اختبار سلالات البكتيريا
قد تختلف الكائنات الدقيقة من نفس النوع في أصلها. قد تؤثر هذه الاختلافات على حساسيتها للنسيج المعالج بمضادات الميكروبات. نتيجةً لذلك، قد تختلف القيم المضادة للبكتيريا. لذلك، نوصي باستخدام سلالات بكتيرية قياسية لضمان الاتساق.
لدى نمو البكتيريا نمط مشترك.
تتكون من أربع مراحل:
- مرحلة التأخر
- مرحلة النمو اللوغاريتمي (الأسي)
- مرحلة ثابتة
- مرحلة الانحدار
تختلف مدة كل مرحلة باختلاف أنواع البكتيريا. على سبيل المثال، تُعدّ المكورات العنقودية الذهبية سلالةً تُستخدم غالبًا في اختبارات مضادات البكتيريا على المنسوجات. تتكاثر بمعدل أبطأ بكثير من الإشريكية القولونية أو الكلبسيلة الرئوية. قد تختلف النتائج باختلاف مرحلة نمو البكتيريا، حيث يتغير نشاطها الأيضي في كل مرحلة.
المنظفات وطرق الغسيل
عادةً ما يكون غسل العينة مسبقًا ضروريًا قبل الاختبار. ينطبق هذا إلا إذا كان القماش قابلًا للاستخدام مرة واحدة أو لا يحتاج إلى غسل. لهذه الخطوة وظيفتان: إزالة الغبار والأوساخ من القماش، والتخلص من العوامل المضادة للميكروبات الزائدة.
يؤثر نوع المنظف وفعاليته في الشطف بشكل كبير على نتائج الاختبار. لذلك، يجب توحيد إجراءات الغسيل وتركيبة المنظف. فبدون هذا التوحيد، قد لا تكون نتائج الاختبارات من جهات مختلفة قابلة للمقارنة.
معلمات الاختبار
تُعد درجة الحرارة عاملاً حاسماً يؤثر على نمو الميكروبات. فعند درجات الحرارة المنخفضة، تتوقف البكتيريا عن النمو. ومع ارتفاع درجة الحرارة، تتسارع التفاعلات الكيميائية والإنزيمية في البكتيريا، مما يؤدي إلى نمو أسرع للبكتيريا. معظم البكتيريا في هذه الاختبارات محبة للحرارة المتوسطة، وتنمو بشكل أفضل عند حوالي 37 درجة مئوية.
تكاثر البكتيريا حساسٌ للغاية لتغيرات درجة الحرارة. لذا، يُعدّ التحكم في درجة الحرارة أمرًا أساسيًا في اختبار الأقمشة المضادة للميكروبات. المعيار الوحيد الذي تبلغ درجة حضانته (24 ± 1) درجة مئوية هو "الأقمشة المحبوكة المضادة للبكتيريا". بينما تستخدم جميع المعايير الأخرى درجة حرارة حضانة تبلغ 37 درجة مئوية.
ينبغي للباحثين توحيد درجات حرارة الحضانة لضمان إمكانية المقارنة بين طرق الاختبار.
قد تُغيّر معايير الاختبار الأخرى النتائج. من العوامل الرئيسية:
- تركيز البكتيريا
- قابلية البكتيريا للبقاء
- توافر المغذيات
- مدة التلامس مع البكتيريا
- طريقة الحضانة
- مدة الحضانة
يؤدي إنشاء معلمات اختبار موحدة إلى تعزيز إمكانية التكرار داخل المختبر وإمكانية المقارنة بين المختبرات.
تحديد الفعالية المضادة للبكتيريا
حاليًا، عادةً ما يُعبَّر عن فعالية مضادات البكتيريا إما بنسبة مئوية أو قيمة لوغاريتمية. يسهل فهم النسب المئوية، إلا أنها غالبًا ما تُغفل الفروق الرئيسية في الأداء المضاد للبكتيريا. على سبيل المثال: 90%، 99%، 99.9%، 99.99%، 99.999%. كل 9 إضافية بعد العلامة العشرية تعني زيادة قدرها عشرة أضعاف، حتى لو بدت الأرقام متقاربة. كما أن تقارير الاختبارات غالبًا ما تُقرِّب القيم إلى أقرب منزلة عشرية، مما يُصعِّب ملاحظة الفروق.
بما أن البكتيريا تتكاثر بشكل أُسي، فإن تمثيل النسبة المئوية ليس دائمًا مناسبًا علميًا. تُظهر قيم الاختزال اللوغاريتمي (مثل 1، 2، 3، 4، 5) اختلافات واضحة في الأداء المضاد للبكتيريا. ومع ذلك، قد يجدها غير المتخصصين صعبة الفهم.
علينا أن نفكر في البيئة والسلامة. لذا، لا ينبغي أن نكتفي بالسعي وراء معدلات عالية جدًا من مضادات البكتيريا. فمعظم المنسوجات المضادة للبكتيريا تلامس جلد الإنسان وتُغسل كثيرًا. لذا، يجب أن نضمن سلامتها ومتانتها.
يتناول المعيار التايواني CNS 14945 مدى فعالية المنسوجات في مكافحة البكتيريا. يجب على المتقدمين تقديم تقارير السلامة والسمية. عندها فقط يمكنهم اختبار أداء الأقمشة المضادة للميكروبات. وتشمل هذه التقارير:
- تقرير اختبار تهيج الجلد (درجة الحموضة < 2) واختبار الحساسية مع عدم وجود ردود فعل تحسسية لدى الحيوانات.
- يتضمن تقرير السمية الحادة الفموية للمواد المضافة تقريرًا معتمدًا من المختبر. ولا يُظهر هذا التقرير أي وفيات أو مشاكل صحية لدى الفئران عند جرعات تزيد عن 1,000 ملغم/كغم.
- أو تقرير اختبار وإعلان من جهة خارجية يقدمه مورد المواد الخام.
يمكنك تخفيف قواعد السلامة للمنتجات التي لا يغسلها الناس أو يلمسونها. لذا، نحتاج إلى وضع معايير واضحة لأداء الأقمشة المضادة للميكروبات بناءً على كيفية استخدام المنتج.
العوامل الرئيسية المؤثرة على فعالية طريقة الامتصاص
تعتمد نتائج اختبار طريقة الامتصاص على عوامل مهمة، منها كيفية تحضير المُعلق البكتيري، وعينة الضبط، ووزن عينة الاختبار، ومدة الحضانة. تلعب هذه العوامل دورًا حاسمًا في نجاح التجربة.
تحضير المعلق البكتيري
الخطوة الأولى في اختبار الأقمشة المضادة للميكروبات هي تحضير المُعلق البكتيري. هذه الخطوة بالغة الأهمية، إذ تؤثر بشكل مباشر على مدى نمو البكتيريا أثناء التجربة. تُستخدم طريقتان رئيسيتان حاليًا: الأولى هي طريقة الخطوتين، التي تتبع معيار AATCC 100 الأمريكي. والثانية هي طريقة الثلاث خطوات، المستندة إلى معيار JIS L 1902 الياباني.
تتضمن الطريقة المكونة من خطوتين ما يلي:
- استخدم حلقة تلقيح لزرع البكتيريا من المزرعة المُخزّنة على طبق أجار مُغذّي. ثم احضن الطبق عند درجة حرارة 37 درجة مئوية لفترة زمنية مُحددة.
- اختر مستعمرة نموذجية من طبق الأجار. ثم أضفها إلى مرق مُغذٍّ. احضن هذا المرق عند درجة حرارة ٣٧ درجة مئوية لفترة زمنية محددة.
- يتم بعد ذلك تخفيف التعليق البكتيري الناتج إلى التركيز المطلوب للاختبار.
تضيف طريقة الخطوات الثلاث خطوة أخرى:
خذ جزءًا من مُعلَّق البكتيريا من الخطوة الثانية، وضعه في مرق مُغذٍّ جديد. احضنه عند درجة حرارة 37 درجة مئوية. بعد ذلك، خفِّف المُستزرعة إلى التركيز المطلوب.
أهمية قابلية البكتيريا للبقاء في اختبار الأقمشة المضادة للميكروبات
في اختبار الأقمشة المضادة للميكروبات، من المهم استخدام بكتيريا عالية الحيوية. يساعد هذا على إظهار مدى قدرة الأقمشة النسيجية على مقاومة الميكروبات. نتحقق من حيوية البكتيريا أثناء الاختبار، وذلك بمقارنة نموها في عينات المقارنة قبل وبعد الحضانة. إذا نمت البكتيريا جيدًا، تكون أكثر حيوية. أما إذا كان نموها محدودًا، فإنها تُظهر نشاطًا أقل.
طرق الزراعة ذات الخطوتين مقابل الطرق ذات الثلاث خطوات
يعرض الجدول 2 بيانات تجريبية عن طريقتي الخطوتين والثلاث خطوات. تُظهر النتائج أن طريقة الثلاث خطوات تُعزز حيوية البكتيريا في المُعلق. وينطبق هذا بشكل خاص على بكتيريا المكورات العنقودية الذهبية، التي تميل إلى النمو تدريجيًا. أما بالنسبة لبكتيريا الإشريكية القولونية، وهي عادةً ما تكون شديدة النشاط، فإن الفرق ضئيل.
التأثيرات الخاصة بالسلالة على قابلية البقاء
تُقلل طريقة الخطوات الثلاث من خطر استخدام سلالات ضعيفة الحفظ. كما تضمن نتائج أفضل، مما يُعطي صورة أوضح عن الأداء المضاد للميكروبات في النسيج. تتطلب هذه الطريقة وقتًا وجهدًا أكبر من طريقة الخطوتين، وذلك لأنها تتضمن ثلاث مراحل زراعة. بالنسبة للبكتيريا النشطة مثل الإشريكية القولونية، قد لا تكون الخطوة الإضافية ضرورية. يمكن أن تُعطي طريقة الخطوتين نتائج مماثلة. يحدث هذا عندما يصل نمو البكتيريا في العينة الضابطة إلى المعدل المطلوب.
اختر الطريقة الصحيحة بناءً على سلالة البكتيريا لتحقيق كفاءة أفضل.
عينة التحكم
يُعد اختيار عينة الضبط أمرًا بالغ الأهمية في اختبارات مضادات الميكروبات. ويرجع ذلك إلى مقارنة أداء مضادات الميكروبات بأداء عينة الضبط. يؤثر نمو البكتيريا في عينة الضبط على التقييم النهائي لفعاليتها في مقاومة الميكروبات. تستخدم بعض الطرق نفس نسيج عينة الاختبار، ولكنها لا تحتوي على أي عوامل مضادة للميكروبات. تُستخدم هذه الطريقة كعينة ضبط. تُستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي مع المُصنِّعين، وهي مناسبة لتجارب تحسين العمليات. لكنها غير عملية في الاختبارات التجارية. غالبًا ما لا تتمكن الشركات من تقديم عينات ضبط مطابقة عند تقديمها.
لتسهيل إجراء التجارب ومقارنة النتائج، يجب اختيار عينة ضابطة مناسبة لمعظم مواد اختبار النسيج. عادةً ما تكون المنسوجات المضادة للميكروبات أشياءً مثل الجوارب والملابس الداخلية، وهي مصممة لتلتصق جيدًا بالجلد. لهذا السبب، تم اختيار قماش الدعم القطني في GB 7565-287 كعينة ضابطة لاختبار ثبات اللون.
أظهرت الاختبارات الأولية على قماش الدعم القطني غير المغسول نتائج غريبة. بعد 19 ساعة من الحضانة، كانت أعداد البكتيريا الناتجة عن التخفيف بعشرة أضعاف مفاجئة. هذا يشير إلى احتمال وجود أخطاء في قراءات تركيز البكتيريا.
كمية العينة
كمية عينة الاختبار المستخدمة لها تأثير كبير على نتائج الاختبار. يحدث هذا لأن خطوة الغسيل تزيل البكتيريا الحية من القماش، ولكنها قد تزيل أيضًا العوامل المضادة للميكروبات الموجودة عليه. كلما زادت كمية القماش، زادت كمية العوامل المضادة للميكروبات التي تدخل محلول الغسيل. هذه العوامل تمنع نمو البكتيريا في سائل الغسيل، مما يساعد في النهاية على تقليل عدد البكتيريا الحية.
قد تُظهر عينات الاختبار الأكبر عددًا أقل من البكتيريا، مما يجعل تأثيرها المضاد للميكروبات يبدو أقوى. مع ذلك، لا يعكس هذا الأداء الحقيقي للقماش. لذلك، من الضروري توحيد كمية العينات لضمان نتائج موثوقة ومتسقة في اختبارات مضادات الميكروبات.
فترة حضانة
زمن الحضانة هو المدة التي تستغرقها البكتيريا للنمو والتكاثر. ويستمر هذا في الظروف العادية حتى يصل عدد الخلايا الحية إلى أعلى مستوياته. ويعتبر الخبراء أن ثماني عشرة ساعة هي المدة المثالية نظريًا. وتختلف الطرق القياسية الحالية قليلاً في هذا الصدد. فبعضها يحدد من 18 إلى 24 ساعة، بينما يحددها آخرون من 18 إلى 1 ساعة أو 20 ساعة. ومع ذلك، تقع جميعها ضمن النطاق العام الذي يتراوح بين 2 و18 ساعة.
لمعرفة المزيد عن أدوات اختبار المنسوجات والمعرفة النسيجية، يرجى النقر هنا.https://chiuvention.com/products)