Sharing Chemistry with the Community

Hóa học của thuốc khử trùng và sát trùng

Bạn đã bao giờ tự hỏi những hợp chất nào giúp tẩy rửa nhà bếp và giữ cho bề mặt bếp của bạn không có vi khuẩn? Hoặc về các hợp chất giúp kem sát trùng làm công việc của chúng? Trong bài viết lần này, chúng ta sẽ xem xét một số hợp chất được sử dụng để khử trùng và sát trùng, và nơi chúng thường được sử dụng trong bài viết dưới đây nhé! Từ đó các bạn sẽ có một cái nhìn tổng quan hơn về cách tất cả chúng hoạt động như thế nào.

Một số khái niệm

Thuốc khử trùng (disinfactants) là những chất có khả năng tiêu diệt vi khuẩn hoặc các vi sinh vật nhiễm khác. Khác với kháng sinh, những chất khử trùng phá hủy nguyên sinh chất của vi khuẩn và luôn cả vật chủ. Do đó chúng chỉ được sử dụng cho các đồ vật vô sinh.

Thuốc sát trùng (antiseptics) là những chất có tác dụng ức chế sự sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật hoặc giết chết vi khuẩn ở một nồng độ không làm ảnh hưởng đến mô bào vật chủ. Do đó chúng được sử dụng cho các mô bệnh để ngăn chặn sự nhiễm khuẩn.

Ranh giới giữa chất sát trùng và chất khử trùng cũng không rõ rệt, một hóa chất có thể là chất khử trùng hoặc sát trùng tùy theo nồng độ sử dụng và các điều kiện áp dụng.

Các hợp chất hóa học thường sử dụng

1. Rượu

Nơi tìm thấy: Rượu thường được tìm thấy trong thuốc khử trùng tay  ở bệnh viện. Ethanol và isopropyl alcohol là hai hợp chất được sử dụng phổ biến nhất, thường được dùng trong các dung dịch 60-90% (theo thể tích).

Cách hoạt động: Ở nồng độ phù hợp, rượu có hiệu quả chống lại vi khuẩn, nấm và một số loại vi-rút. Người ta nghi ngờ rằng chúng hoạt động bằng cách biến tính (hay malforming)  protein.

Ưu & nhược điểm: Rượu có hiệu quả chống lại một loạt các vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn. Tuy nhiên, chúng không ảnh hưởng đến bào tử vi khuẩn và một số vi-rút và không xâm nhập vào vật liệu protein hữu cơ, vì vậy không đặc biệt hữu ích cho việc khử trùng. Ngoài ra, chúng đòi hỏi thời gian tiếp xúc lâu với bề mặt để có hiệu quả và điều này đôi khi khó đạt được vì chúng bay hơi dễ dàng!

2. Aldehyde

Nơi tìm thấy: Thường được sử dụng để khử trùng dụng cụ y tế trong bệnh viện. Ngoài ra, chúng có thể được sử dụng để bảo quản những tác phẩm nghệ thuật, thí dụ như tác phẩm nghệ thuật năm 1991 của Damien Hirst, ‘ The Physical Impossibility of Death in the Mind of Someone Living , đã sử dụng formaldehyde để bảo quản toàn bộ cá mập, và nó cũng được sử dụng trong việc ướp xác.

Cách hoạt động: Aldehyde có phổ hoạt động rộng chống lại vi khuẩn, nấm và vi rút. Chúng hoạt động bằng các nhóm alkyl hóa trong protein và các phân tử tế bào quan trọng khác.

Ưu & nhược điểm: Các aldehyde được sử dụng rất độc và cần có thời gian tiếp xúc lâu để tiêu diệt vi sinh vật. Tuy nhiên, chúng không làm hỏng cao su hoặc nhựa, khiến chúng hữu ích cho việc khử trùng các thiết bị như ống thông.

3. Biguanide

Nơi tìm thấy: Clorhexidine digluconate thường được sử dụng trong các loại kem sát trùng kết hợp với các thành phần khác, và trong nhiều sản phẩm nước súc miệng. Nó cũng có thể được kết hợp với rượu để khử trùng da trong khi phẫu thuật.

Cách hoạt động: Biguanide hoạt động chống lại vi khuẩn và cho thấy mức độ hoạt động chống lại virus và nấm có thể được tăng cường bằng cách kết hợp với các tác nhân khác. Người ta nghĩ rằng biguanide dính vào màng tế bào, khiến chúng rò rỉ các phân tử nhỏ và tạo ra hình dạng các khối rắn protein .

Ưu & nhược điểm: Do độc tính thấp, biguanide có thể được sử dụng để điều trị vết thương và trong nước súc miệng. Tuy nhiên, chúng không đặc biệt hiệu quả đối với nhiều loại virus. Mặc dù chúng hoạt động khá chậm, nhưng chúng có một số tác dụng phụ còn lại, không giống như rượu.

4. Bisphenol

Nơi tìm thấy: Bisphenol đáng chú ý nhất là triclosan, thường được tìm thấy trong các sản phẩm xà phòng kháng khuẩn.

Cách hoạt động: Cơ chế chính xác vẫn chưa được biết, nhưng được cho là liên quan đến việc tăng tính thấm của màng tế bào. Chúng có hiệu quả nhất đối với vi khuẩn gram dương (có tế bào có một lớp peptidoglycan dày bao quanh chúng).

Ưu & nhược điểm: Ít hiệu quả chống lại vi khuẩn gram âm, nấm và vi rút. Triclosan đã được tìm thấy có tác động tích lũy tiêu cực trên da, và cũng có thể tồn tại và tích lũy trong môi trường, có nghĩa là một số lo ngại xung quanh việc sử dụng nó trong xà phòng.

5. Diamidines

Nơi tìm thấy: Diamidines chủ yếu được sử dụng để điều trị vết thương.

Cách hoạt động: Cách thức mà các tác nhân này làm việc là không rõ. Vì chúng đã được chứng minh là ngăn chặn các tế bào hấp thụ oxy và cũng khiến axit amin bị rò rỉ ra khỏi tế bào, nên chúng ta nghĩ rằng chúng có thể hoạt động theo cách nào đó bằng cách bám vào bề mặt của các tế bào.

Ưu & nhược điểm: Hoạt động chống lại vi khuẩn gram dương, nhưng chống lại vi khuẩn gram âm ít hơn. Vẫn hoạt động với sự có mặt của chất hữu cơ (organic matter).

6. Hợp chất giải phóng halogen

Nơi tìm thấy: Các hợp chất giải phóng halogen được tìm thấy trong chất tẩy gia dụng. Iốt có thể được sử dụng để giúp khử trùng da và ngăn ngừa nhiễm trùng.

Cách hoạt động: Các halogen là tác nhân oxy hóa mạnh, và có hiệu quả chống lại tất cả các vi sinh vật. Mặc dù các cơ chế hoạt động chính xác vẫn chưa được biết, chúng hoạt động chủ yếu bằng cách phá hủy protein trong các tế bào.

Ưu & nhược điểm: Dung dịch iốt có thể gây ố và kích ứng khi bôi lên da; tuy nhiên, các loại cồn iốt, làm ngưng hoạt động của iốt trong chất mang, có thể giúp làm giảm điều này. Chúng bị bất hoạt bởi các vật liệu có chứa protein, vì vậy không hoạt động tốt khi có mặt của chất hữu cơ (organic matter) .

7. Dẫn xuất kim loại

Nơi tìm thấy: Hợp chất thiomersal có chứa thủy ngân có thể được sử dụng làm chất bảo quản trong vắc-xin, mặc dù việc sử dụng nó đã giảm đi phần nào do các liên kết bịa đặt với bệnh tự kỷ. Các hợp chất chứa bạc có thể được sử dụng để ngăn ngừa nhiễm trùng vết bỏng.

Cách hoạt động: Các kim loại có thể liên kết với protein và enzyme và can thiệp vào quá trình tế bào. Các hợp chất chứa kim loại hoạt động chống lại một phổ rộng của vi sinh vật.

Ưu & nhược điểm: Các tác động độc hại của thủy ngân hiện hạn chế sử dụng nó trong hầu hết các ứng dụng. Bạc tương đối không độc hại, nhưng tích tụ trong cơ thể, và có thể gây ra tình trạng bệnh argyrosis làm chuyển da sang màu xanh.

8. Peroxygens

Nơi tìm thấy: Thường được sử dụng để khử trùng, đặc biệt là các dụng cụ phẫu thuật và bề mặt, và sát trùng.

Cách hoạt động: Các hợp chất peroxygen có phổ hoạt động rộng, chống vi khuẩn, nấm và vi rút. Chúng hoạt động bằng cách phản ứng với protein và enzyme, và làm cho thành tế bào dễ thấm hơn.

Ưu & nhược điểm: Các sản phẩm phân hủy của các hợp chất peroxygen thân thiện với môi trường: đối với hydro peroxide, nước và oxy được sản xuất, trong khi axit peracetic tạo ra oxy và axit axetic như các sản phẩm phân hủy. Tuy nhiên, sự không ổn định của chúng có nghĩa là các chất ổn định đôi khi cần được thêm vào các dung dịch. Hiệu quả của chúng giảm đi  ở nồng độ thấp.

9. Phenolics

Nơi tìm thấy: Thường được sử dụng để khử trùng bề mặt trong bệnh viện và phòng thí nghiệm, và chúng là tác nhân gây ra mùi bệnh viện đặc trưng.

Cách hoạt động: Các hợp chất phenolic có phổ hoạt động rộng, ảnh hưởng đến vi khuẩn, nấm và một số loại virus. Chúng hoạt động bằng cách phá vỡ thành tế bào và màng tế bào, và phản ứng với protein và enzyme.

Ưu & nhược điểm: Phenol không còn được sử dụng làm chất khử trùng do độc tính và gây ung thư. Hấp thụ và kích ứng da vẫn là một khả năng với các hợp chất khác vẫn đang được sử dụng. Chúng không tiêu diệt bào tử vi khuẩn và sự hiện diện của vật liệu hữu cơ có thể làm giảm hiệu quả của chúng.

10. Hợp chất amoni bậc bốn

Nơi tìm thấy: Thường được tìm thấy trong thuốc xịt làm sạch nhà bếp, nhưng một số cũng được tìm thấy trong kem sát trùng.

Cách hoạt động: Chúng làm bất hoạt enzyme và phản ứng với protein, cũng như làm hỏng màng tế bào. Chúng có hiệu quả nhất đối với vi khuẩn gram dương, nhưng cũng có một số hoạt động chống lại vi khuẩn gram âm và một số vi-rút.

Ưu & nhược điểm: Không độc hại, vì vậy có thể được sử dụng trong các khu vực diễn ra quá trình chế biến thực phẩm. Tuy nhiên, chúng không tiêu diệt bào tử vi khuẩn. Chúng cũng không được khuyến cáo để sát trùng do khả năng vi khuẩn gram âm phát triển trong các dung dịch.

Những nguyên tắc sát trùng và khử trùng thông thường

  • Ðể đạt hiệu quả, hầu hết các loại thuốc sát trùng cần có một thời gian để phát huy tác dụng. Ví dụ: rửa tay trước khi phẫu thuật 5 phút với savon, 5 phút với chlohexidin.
  • Ðể gia tăng hiệu quả sát trùng cần chú ý vệ sinh sạch sẽ môi trường và dụng cụ trước khi áp dụng các biện pháp hóa học hoặc vật lý vì bụi đất, rác rưởi… có thể tạo lớp màng cơ học ngăn cản tác động trực tiếp của thuốc vào vi trùng, cũng như làm thay đổi hoặc giảm hàm lượng thuốc. Ví dụ: vệ sinh phòng ốc trước khi xông formol.
  • Rửa sạch bằng nước rất cần thiết để tránh đối kháng giữa 2 loại hóa chất. Ví dụ: rửa tay bằng nước cất giữa 2 lần sát trùng bằng hóa chất trước phẫu thuật.
  • Ưu tiên sát trùng bằng nhiệt hơn là hóa chất (nếu có thể), trong đó nhiệt ẩm có hiệu quả và nhanh hơn nhiệt khô. Ví dụ: hấp autoclave tốt hơn sấy khô.
  • Cần lựa chọn thuốc sát trùng và khử trùng phù hợp với tính nhạy cảm của mầm bệnh. Ví dụ: virus bị tiêu diệt bởi chất kiềm nhưng đề kháng với phenol.

Trên đây là một vài hợp chất hóa học cơ bản sử dụng như thuốc khử trùng và sát trùng. Hi vọng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong tương lai. Lần sau nếu có ai hỏi về chúng thì hãy nhớ về hóa học đằng sau nhé!

Tham khảo WHO, Compound Interest, Thanhbinh, Viện Pasteur HCM.

Leave a Reply