УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАБОРАТОРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОТБОРА ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ДЕЗИНВАЗИИ ВОДНОЙ СРЕДЫ И ВОДНЫХ СТОКОВ Российский патент 2023 года по МПК C12Q1/18 G01N33/50 A61L2/18 

Устройство для лабораторного экспериментального отбора дезинфицирующих средств для дезинвазии воды и водных стоков относится к техническим устройствам для дезинфектологии, в частности к лабораторным устройствам, предназначенных для выполнения поисковых экспериментальных работ по дезинвазии различных водных экосистем, контаминированных яйцами гельминтов, цистами и ооцистами патогенных простейших.

Яйца гельминтов, цисты и ооцисты паразитических простейших накапливаются в помещениях и на территории животноводческих комплексов, звероферм, на территории селитебной зоны. С паводковыми, грунтовыми водами, бытовыми стоками возбудители паразитарных заболеваний попадают в колодцы, пруды, озера и реки, затем с загрязненной водой яйца гельминтов попадают на зелень, овощи, в почву, в организм человека и животных.

Для дезинвазии объектов внешней среды, включая источники питьевой воды и водоемы, бытовые стоки, особая роль отводится химическим и дезинфицирующим средствам с овицидным эффектом. Активно ведется работа по разработке эффективных противопаразитарных средств и поиск эффективных средств из числа известных дезинфектантов. Однако, на сегодняшний день ассортимент таких средств весьма невелик. К тому же, далеко не все из них обладают широким спектром действия, удобством приготовления, надежностью обеззараживающего эффекта. Поэтому поиск новых противопаразитарных препаратов остается весьма актуальным. В основе поиска лежит лабораторная оценка эффективности действия известных и новых дезинфектантов в отношении яиц гельминтов, цист и ооцист простейших в водных средах.

Для правильного подбора дезинфицирующих средств для санации искусственных и

природных водоемов, бытовых стоков, контаминированных яйцами и цистами паразитозов первоначально в лабораторных условиях проводят экспериментальный отбор эффективных дезинфицирующих средств для водной среды, контаминированной яйцами гельминтов, цистами и ооцистами простейших, разрабатывают режимы обеззараживания воды, бытовых стоков, с различными физико-химическими характеристиками, на различную глубину и при различных климатических условиях.

Для испытания в лабораторных условиях дезинфицирующих средств и разработки дезинфектологических технологий, предназначенных для дезинвазии водной среды, контаминированной яйцами гельминтов, цистами и ооцистами простейших, используют стеклянную лабораторную посуду (пробирки, колбы, стаканы или мерные цилиндры), в которую наливают небольшое количество воды (100-3000 мл), вносят суспензию яиц гельминтов или цист и ооцист простейших, затем в воду добавляют водный раствор испытуемого дезинфектанта, выдерживают определенное количество времени для инактивации биоагентов. По истечении срока воздействия 10-15 мл воды центрифугируют при 1000 оборотов/мин, затем осадок яиц гельминтов (цисты и ооцисты простейших) ставят на культивирование для определения количества жизнеспособных и инактивированных дезинфектантом яиц. При выполнении исследований на образцах сточной воды, контаминированной яйцами гельминтов, цистами и ооцистами простейших, после воздействия дезинфектантом способ выделения биоагента состоит из нескольких этапов и является более сложным в исполнении. Яйца гельминтов из стоков выделяют по методу Романенко (1996) следующим образом: в пробу сточных вод добавляют один из коагулянтов для осветления воды, пробу центрифугируют, затем к осадку добавляют 3 % раствора соляной кислоты для растворения хлопьев коагулянта, смесь размешивают и центрифугируют, жидкость сливают, а осадок промывают центрифугированием, промытый осадок окрашивают красителями и изучают в оптическом микроскопе, другую часть осадка помещают в термостат на культивирование. Цисты кишечных простейших из проб сточных вод выделяют также по многоэтапной и сложной методике Падченко (1992).

Основными недостатками известных способов, применяемых для испытания дезинфицирующих средств на образцах водной среды, контаминированных яйцами гельминтов, цистами и ооцистами простейших, являются:

- отсутствие достаточного уровня биологической безопасности при выполнении работ по испытанию некоторых дезинфицирующих композиций, которые при контакте с водными стоками вызывают обильное пенообразование и выброс биоматериала из лабораторной посуды;

- сложно, неудобно, длительно и не безопасно препарировать из большого объема воды, водных стоков, яйца гельминтов, цисты и ооцисты простейших без больших потерь биоматериала для определения уровня их инактивации после воздействия дезинфектантом на водную среду в лабораторной посуде;

- отсутствие условий для достоверного определения оптимального соотношения объем дезинфектанта / объем водной среды, необходимое для эффективного обеззараживания воды;

- экспериментально установленные эффективно действующие концентрации дезинфектантов на яйца гельминтов и цистах, ооцистах простейших в водной среде не воспроизводимы при масштабировании условий испытания или при использовании дезинфицирующего средства в промышленных масштабах для дезинвазии воды, водных стоков.

Техническим результатом предлагаемого устройства является обеспечение биологической и технической безопасности при выполнении лабораторных работ по экспериментальному отбору дезинфектантов для обеззараживания воды, водных стоков, зараженных яйцами гельминтов, цистами и ооцистами простейших, упрощение работ по контаминации водной среды биоагентом и его извлечения из воды, обеспечение достоверности результатов инактивации биообразцов дезинфектантом на разной глубине водной среды и на разных этапах обеззараживания в устройстве.

Технический результат достигается тем, что предлагается лабораторное устройство для безопасного экспериментального отбора дезинфектантов для обеззараживания воды и водных стоков, контаминированного яйцами гельминтов, цистами и ооцистами простейших, которое представляет собой цилиндр (1) ( фиг. 1) из полимерного материала с внешним диаметром D=66 мм, высотой H=450 мм и широким основанием D1=110 мм для обеспечения необходимой устойчивости конструкции во время работы, в верхней части предусмотрена крышка(4) П-образной конструкции, изготовленная из пластмассы. Между крышкой(4) и цилиндром(1) допускается использование резиновой прокладки или резьбовое соединение, внутри приёмного цилиндра(1) располагается погружной штатив(2) высотой h=375 мм и с расширенным основанием d=58 мм, штатив(2) имеет четыре штифта диаметра d1=4 мм с фиксаторами и изготавливается из нержавеющей стали, либо из политетрафторэтилена (фторопласт-4), для обеспечения химической стойкости и необходимой для отрицательной плавучести массы, на погружной штатив(2) устанавливаются от одной до шести одноразовых сборных микрокамер(3) с биообразцом на фиксированной друг от друга высоте h1=50 мм, изготовленных из химически устойчивых полимерных материалов, каждая микрокамера представляет собой клеевое соединение двух одинаковых пластмассовых кольцевых шайб диаметром d=56 мм, между которыми располагается двойная фильтрующая трековая мембрана с биообъектом. Размеры микрокамеры соответствуют внутреннему диаметру кольцевых шайб. Для свободного прохождения дезинфицирующего средства через весь объем приемного цилиндра и к микрокамерам предусмотрен внутренний диаметр приемного цилиндра не менее d=60 мм

Спецификация:

1. Приёмный цилиндр

2. Погружной штатив

3. Микрокамера биообразца

4. Крышка

Пример 1. Для испытания возможностей предлагаемого лабораторного устройства с цилиндром из пластмассы типа HDPE и с погружным штативом из коррозионностойкой стали для безопасного экспериментального отбора дезинфектантов для обеззараживания водной среды (вода, сточные воды), контаминированной яйцами гельминтов, цистами и ооцистами простейших, в работах по отбору наиболее эффективных дезинфицирующих средств для обеззараживания воды, используют воду, взятую из пруда и раствор дезинфицирующего средства «Фармахлор» в концентрации 1,5 % (по активному хлору), в соотношении 2:1 (объем воды/объем раствора дезинфектанта).

Для испытаний готовят четыре микрокамеры с яйцами возбудителя токсакароза - Toxocara canis. Микрокамера для биообъекта, представляющая собой две тонкие пластмассовые кольцевые «шайбы», плотно соединенные между собой, с внешним диаметром 56 мм и внутренним диаметром 30 мм. На внутренней поверхности каждой кольцевидной шайбы приклеена фильтрующая трековая мембрана с диаметром пор 50 мкм (меньше диаметра опытных яиц гельминта). В центре внутренней поверхности одной из шайб наносят 500 мкл суспензии яиц (500-600 яиц) яиц гельминта Toxocara canis. Затем её накрывают второй шайбой так, чтобы биообразец находился между двумя лепестками фильтра внутри кольца шайб. Шайбы микрокамеры плотно фиксируют между собой с помощью клеевого соединения, исключая присутствие пузырьков воздуха в микрокамере и попадание в нее посторонних твердых микрочастиц из водной среды. Закрытые микрокамеры устанавливают на различной высоте погружного штатива устройства.

В цилиндр устройства наливают 700 мл воды из пруда к ней добавляют 350 мл 1,5 % раствора дезинфицирующего средства «Фармахлор» (по активному хлору) из расчета 2:1 (объем воды/объем раствора дезинфектанта) и оставляют при комнатной температуре на 4 и 24 часа. Через 4 и 24 ч воздействия на яйца гельминтов в водной среде из штатива вынимают по 2 микрокамеры с биообъектом. Микрокамеры ополаскивают в дистиллированной воде, просматривают в оптическом микроскопе для оценки сохранности биообъекта в микрокамере, яйца перед культивированием считают в микрокамерах под микроскопом при увеличении 100 крат, а затем инкубируют при 37 °С в течение 7 и 14 суток.

Исследования овицидной эффективности дезинфектанта через 24 ч воздействия показали, что примерно 95 % яиц оказались инактивированными, остальные яйца в воде были жизнеспособными. При воздействии дезинфцирующим средством на биообъект в водной среде в течение 4 ч уровень дезинвазионной эффективности составлял не более 37 %.

Таким образом, полученные данные оценки овицидной эффективности 0,5% раствора хлорактивного дезинфицирующего средства «Фармахлор» на образцах воды из пруда, контаминированной яйцами возбудителя токсакароза, в предлагаемом лабораторном устройстве свидетельствуют о том, что испытания проводятся при высоком уровне обеспечения биологической и технической безопасности, устройство облегчает и упрощает работы по контаминации водной среды биоагентом и его извлечения из воды, исключает потерю образца в процессе выполнения экспериментальных работ, обеспечивает высокий уровень достоверности результатов инактивации биообъекта дезинфектантом на разной глубине водной среды и на разных этапах обеззараживания в устройстве.

Пример 2. Испытания предлагаемого лабораторного устройства с цилиндром из полимерного материала, с крышкой из пластмассы и с погружным штативом из политетрафторэтилена -4 для безопасного экспериментального отбора дезинфектантов для обеззараживания водной среды, контаминированной яйцами гельминтов, цистами и ооцистами простейших, проводили при исследовании дезинвазионной эффективности хлорактивного дезинфицирующего средства «Контихлор» на бытовых стоках, контиминированных яйцами возбудителей свиной аскариды (Askaris suum).

В четыре микрокамеры устройства помещают примерно по 300 яиц свиной аскариды. Закрытые микрокамеры устанавливают на различной высоте погружного штатива устройства.

В мерный стакан наливают 750 мл стоков и 250 мл 2,4 % раствора дезинфицирующего средства «Контихлор» (по активному хлору) из расчета 3:1 (объем стоков/объем раствора дезинфектанта), полученную смесь наливают в цилиндр лабораторного устройства с биообразцами и оставляют при комнатной температуре на 2 и 24 часа. Через 2 и 24 ч воздействия на яйца гельминтов в водной среде из штатива вынимают по 2 микрокамеры с биообъектом. Микрокамеры ополаскивают в дистиллированной воде, просматривают в оптическом микроскопе для оценки сохранности биоагента в микрокамере и определения количества яиц, а затем их инкубируют при 37 °С в течение 7 и 14 суток.

При воздействии на бытовые стоки 0,6 % раствором дезинфектанта в течение 2 ч большая часть яиц (примерно 69 % ) в микрокамере остались жизнеспособными, что указывает на низкий уровень дезинвазионной эффективности данного режима обработки стоков.

Исследования овицидной эффективности дезинфектанта через 24 ч воздействия показали, что примерно 97 % яиц оказались инактивированными, остальные яйца в воде были жизнеспособными.

Полученные данные оценки овицидной эффективности 0,6 % раствора хлорактивного дезинфицирующего средства «Контихлор» на образцах бытовых стоков, контаминированных яйцами возбудителя аскаридоза показали, что предлагаемое лабораторное устройство позволяет проводить испытания при высоком уровне биологической и технической безопасности, исключат большое число трудоемких и малоэффективных операций при выполнении испытаний таких, как выделение яиц из водной среды или водных стоков, исключает потерю образца в процессе выполнения экспериментальных работ, обеспечевает высокий уровень достоверности результатов инактивации биообразцов дезинфектантом на разной глубине водной среды и на разных этапах обеззараживания в устройстве.

Таким образом, проведенные испытания устройства для лабораторного экспериментального отбора дезинфицирующих средств для дезинвазии воды и водных стоков свидетельствуют, что предлагаемое лабораторное устройство позволяет проводить испытания при высоком уровне биологической и технической безопасности, исключает большое число трудоемких и малоэффективных операций при выполнении испытаний, исключает потерю образца в процессе выполнения экспериментальных работ, обеспечивает высокий уровень достоверности результатов инактивации биообразцов дезинфектантом на разной глубине водной среды и на разных этапах обеззараживания в устройстве.

Изобретение относится к техническим устройствам для медицинской и ветеринарной паразитологии. Раскрыто лабораторное устройство для экспериментального отбора дезинфектантов для дезинвазии водной среды, водных стоков, контаминированных яйцами гельминтов, цистами и ооцистами простейших, представляет собой цилиндр (1) из полимерного материала с внешним диаметром D=66 мм, высотой H=450 мм и широким основанием D₁=110 мм для обеспечения необходимой устойчивости конструкции во время работы, в верхней части предусмотрена крышка (4) П-образной конструкции, изготовленная из пластмассы, внутри приёмного цилиндра (1) располагается погружной штатив (2) из нержавеющей стали либо из политетрафторэтилена, высотой h=375 мм и с основанием d=58 мм, штатив (2) имеет четыре штифта диаметром d₁=4 мм с фиксаторами, на погружной штатив (2) устанавливают шесть одноразовых сборных микрокамер (3) с биообразцом на фиксированной друг от друга высоте h₁=50 мм, изготовленных из химически устойчивых полимерных материалов, каждая микрокамера представляет собой клеевое соединение двух одинаковых пластмассовых кольцевых шайб диаметром d=56 мм, между которыми располагается двойная фильтрующая трековая мембрана с лабораторным образцом. Изобретение обеспечивает биологическую и техническую безопасность при выполнении лабораторных работ, упрощение работ и обеспечение достоверности результатов инактивации биообразцов. 1 ил., 2 пр.

Лабораторное устройство для экспериментального отбора дезинфектантов для дезинвазии водной среды, водных стоков, контаминированных яйцами гельминтов, цистами и ооцистами простейших, представляет собой цилиндр (1) из полимерного материала с внешним диаметром D=66 мм, высотой H=450 мм и широким основанием D₁=110 мм для обеспечения необходимой устойчивости конструкции во время работы, в верхней части предусмотрена крышка (4) П-образной конструкции, изготовленная из пластмассы, внутри приёмного цилиндра (1) располагается погружной штатив (2) из нержавеющей стали либо из политетрафторэтилена, высотой h=375 мм и с основанием d=58 мм, штатив (2) имеет четыре штифта диаметром d₁=4 мм с фиксаторами, на погружной штатив (2) устанавливают шесть одноразовых сборных микрокамер (3) с биообразцом на фиксированной друг от друга высоте h₁=50 мм, изготовленных из химически устойчивых полимерных материалов, каждая микрокамера представляет собой клеевое соединение двух одинаковых пластмассовых кольцевых шайб диаметром d=56 мм, между которыми располагается двойная фильтрующая трековая мембрана с лабораторным образцом.