Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10823:2015 về Gốm mịn - Gốm cao cấp - kháng nấm của vật liệu bán dẫn xúc tác quang

• Số hiệu: TCVN10823:2015
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2015

S	nồng độ của bào tử nấm
K	trung bình số lượng khuẩn lạc
D	hệ số pha loãng
F	số bào tử còn sống
V	thể tích của dung dịch thu hồi
L	phơi nhiễm tử ngoại
A	số lượng trung bình của khuẩn lạc của mẫu chưa được xử lý xúc tác quang theo nuôi cấy
BL	số lượng trung bình của bào tử còn sống của mẫu chưa được xử lý xúc tác quang tại mức phơi nhiễm L sau một vài giờ
CL	số lượng trung bình của bào tử còn sống của mẫu chưa được xử lý xúc tác quang tại mức phơi nhiễm L sau một vài giờ
RL	giá trị hoạt tính kháng nấm trong điều kiện chiếu xạ L
CD	số lượng trung bình của bào tử còn sống của mẫu thử nghiệm được xử lý xúc tác quang trong bóng tối sau một vài giờ
BD	số lượng trung bình của bào tử còn sống của mẫu thử nghiệm chưa được xử lý xúc tác quang trong bóng tối sau một vài giờ
ΔR	giá trị hoạt tính kháng nấm có chiếu xạ UV sau khi loại bỏ tác động trong bóng tối

CHÚ THÍCH: Thuật ngữ “một vài giờ” có nghĩa là khoảng thời gian 3 h (ít nhất) và 24 h (nhiều nhất).

5. Nguyên tắc

Tiêu chuẩn này liên quan đến việc phát triển, so sánh, đảm bảo chất lượng, đặc tính, độ tin cậy và tạo ra bộ dữ liệu cho vật liệu xúc tác quang ^[1]. Chất xúc tác quang có khả năng phân hủy các chất hữu cơ, bao gồm các tế bào sống như bào tử nấm. Huyền phù của bào tử nấm trên mẫu thử đã được xử lý xúc tác quang bị khử hoạt tính dưới chiếu xạ quang. Sau khi chiếu xạ, bào tử nấm được thu lại và cấy trên môi trường thạch và đếm các khuẩn lạc bào tử được hình thành.

Hoạt tính kháng nấm của phản ứng xúc tác quang được đánh giá là sự suy giảm số bào tử còn sống trên mẫu thử so với mẫu trắng của bề mặt không được phủ chất xúc tác quang.

CHÚ THÍCH: Tiêu chuẩn này được lấy theo phương pháp luận thông thường đối với TCVN 8555 (ISO 27447). Cụ thể là, thiết bị dụng cụ và kích cỡ mẫu thử giống nhau, quy trình tương tự và tính toán được phù hợp giữa tiêu chuẩn này và TCVN 8555 (ISO 27447). Vì vậy, TCVN 8555 (ISO 27447) được khuyến nghị sử dụng làm tài liệu viện dẫn trong quá trình thử nghiệm thực tế tiêu chuẩn này.

6. Vật liệu

6.1. Nấm thử nghiệm

a) Aspergillus niger

b) Penicillium pinophilum

...

...

...

Bảng 1 - Chủng nấm được sử dụng trong thử nghiệm

Loài và chủng nấm

Mã WDCM

Aspergillus niger

WDCM 00144

http://refs.wdcm.org/getinfo.htm?sid= WDCM_00144

Penicillium pinophilum

WDCM 00194

http://refs.wdcm.org/getinfo.htm?sid= WDCM_00194

...

...

...

6.2. Hóa chất và cách dùng

6.2.1. Môi trường Khoai tây - Dextroza - Thạch (PDA)

Ống thạch nghiêng hoặc đĩa thạch được sử dụng cho thử nghiệm này phải là môi trường PDA có thành phần sau:

Môi trường PDA

Nước pha khoai tây

200 g

Glucoza

20 g

Thạch

...

...

...

Nước tinh khiết

1000 mL

Môi trường PDA phải được khử trùng tại nhiệt độ 121 ^oC ± 1 ^oC trong khoảng 15 min đến 20 min trong nồi hấp có môi trường bão hòa bằng hơi nước (khử trùng bằng nồi hấp).

CHÚ THÍCH: Môi trường PDA có thể sử dụng môi trường chuẩn bị sẵn có, ví dụ Digco (Becton, Dickinson and company, USA), MERCK (Merck KGaA, Đ ức), vv…..

6.2.2. Nước tinh chế

Nước được sử dụng để chuẩn bị tất cả các dung dịch và môi trường nuôi cấy phải là nước cất hoặc nước khử ion.

CHÚ THÍCH: Sự nảy mầm và phát triển của bào tử nấm có thể bị ức chế bởi chất có trong nước vòi (ví dụ; các ion kim loại).

6.2.3. Nước tiệt trùng

Nước tiệt trùng được chuẩn bị từ nước tinh chế bằng hấp khử trùng.

...

...

...

Đối với huyền phù, thu hồi và pha loãng bào tử, phải sử dụng dung dịch dioctyl natri sulfosuccinat 0,005 % (% khối lượng) và natri clorua 0,9 % (% khối lượng) trong nước tinh chế. Các dung dịch phải được tiệt trùng bằng hấp khử trùng.

7. Thiết bị, dụng cụ

7.1. Quy định chung

Các dụng cụ sau được yêu cầu.

7.2. Thiết bị chiếu xạ

Thiết bị thử nghiệm giúp vật liệu xúc tác quang được kiểm tra đối với hoạt tính kháng nấm bằng cách cung cấp chiếu xạ UV để kích hoạt chất xúc tác quang. Thiết bị bao gồm nguồn sáng UV và bình có mẫu thử nghiệm như được mô tả trong TCVN 8555 (ISO 27447). Ví dụ, thiết bị chiếu xạ có hai đèn huỳnh quang ánh sáng đen (ống thẳng, loại 20 W BLB, chiều dài 580 mm) được gắn song song với 200 mm giữa các tâm. Phải trang bị giá để đỡ mẫu và bộ phận đủ để giữ khoảng cách giữa mẫu và nguồn sáng dao động hơn 180 mm tại mức tối thiểu (ca. 1,0 mW/cm^2 mức tối đa).

7.3. Đèn màu xanh ánh sáng đen (đèn BLB)

Sử dụng đèn huỳnh quang ánh sáng đen. Đèn huỳnh quang ánh sáng đen phải là đèn có bước sóng lớn nhất 351 nm và phát ra ánh sáng có chiều rộng dải tần 40 nm (đèn huỳnh quang sử dụng BaSi₂O₅:Pb là phospho và ống thủy tinh hấp thụ ánh sáng nhìn thấy được) như được mô tả trong ISO 4892-3.

7.4. Bức xạ kế ánh sáng tử ngoại

...

...

...

7.5. Màng kết dính

Màng kết dính phải trơ, không hấp thụ nước, độ thấm oxy tốt và phải có đặc tính phủ kín tốt với độ trong suốt hơn 85 % trong vùng bước sóng từ 340 nm đến 380 nm. Tấm phải được cắt hình vuông kích thước 40 mm ± 2 mm. Màng phải được tiệt trùng bằng bông lau tẩm dung dịch etanol 80 % (% thể tích) trước khi thử nghiệm.

CHÚ THÍCH: Ví dụ, màng polypropylen được khuyến nghị làm màng kết dính.

7.6. Tấm kính

Tấm kính có độ dày 1,1 mm ± 0,1 mm và hệ số truyền qua lớn hơn 85 % trong vùng bước sóng từ 340 nm đến 380 nm.

7.7. Bình thử nghiệm

Đĩa Petri vô trùng hoặc dụng cụ tương tự.

8. Mẫu thử nghiệm

8.1. Chuẩn bị mẫu thử

...

...

...

CHÚ THÍCH: Nếu khó hoặc không thể cắt mẫu thử thành hình vuông kích thước (50 ± 2) mm (độ dày đến 10 mm), có thể chấp nhận sử dụng kích cỡ mẫu khác miễn là bề mặt mẫu có thể được bao phủ bởi lớp màng 400 mm^2 đến 1600 mm^2.

8.2. Sử dụng mẫu thử

Trong thử nghiệm chiếu xạ, phải sử dụng ba mẫu thử đã được xử lý và ba mẫu thử không được xử lý, và trong thử nghiệm kiểm soát (trong bóng tối), cũng phải sử dụng ba mẫu thử đã được xử lý và ba mẫu thử không được xử lý. Ba mẫu thử không được xử lý khác được sử dụng cho thử nghiệm đối với sự sống sót của bào tử nấm theo cách thức cấy mầm.

8.3. Làm sạch mẫu thử

Để làm sạch và tiệt trùng, bề mặt mẫu thử sẽ được lau bằng bông mềm được tẩm dung dịch etanol 80 % và bề mặt mẫu thử được chiếu xạ bằng ánh sáng UV trên 0,8 mW/cm^2 trong 24 h.

9. Cách tiến hành

9.1. Nhiệt độ thử nghiệm

Tất cả các thử nghiệm phải được thực hiện tại nhiệt độ 25 ^oC ± 5 ^oC.

9.2. Chiếu xạ quang

...

...

...

Bức xạ kế ánh sáng tử ngoại được đặt ở đế của vị trí mẫu thử, sau đó màng kết dính và đĩa thủy tinh được đặt trên đỉnh của bộ phận cảm biến. Vị trí đặt bình thử nghiệm được cố định bằng đếm phơi nhiễm tử ngoại. Đèn BLB phải được bật 15 min trước khi thực hiện phép đo.

9.2.2. Phơi nhiễm mẫu thử với tia tử ngoại

Mẫu thử trong bình thử nghiệm được phơi nhiễm 0,8 mW/cm2 tại mức cao nhất trong vài giờ (hơn 3 h đến tối đa 24 h) bằng thiết bị chiếu xạ. Phơi nhiễm tử ngoại phải được định dạng cường độ cao trong dải 0,4 mW/cm^2 đến 0,8 mW/cm^2 trên bề mặt của mẫu thực và môi trường, do bào tử nấm chịu được hoạt tính xúc tác quang hơn tế bào vi khuẩn [xem TCVN 8555 (ISO 27447)]. Mẫu thử kiểm soát trong bình được giữ trong bóng tối trong cùng lượng thời gian tại cùng nhiệt độ.

9.3. Chuẩn bị huyền phù bào tử nấm

9.3.1. Chủng gốc và nuôi cấy lại

Sau khi ủ tại nhiệt độ 26 ^oC ± 2 ^oC (Aspergillus niger: 7 ngày, Penicillium pinophilum: 14 ngày) trên đĩa hoặc ống PDA, chỉ những nuôi cấy hình thành bào tử mới được sử dụng. Chúng phải được bảo quản tại nhiệt độ trong khoảng 5 ^oC và 10 ^oC trong thời gian tối đa ba tháng và bổ sung bào tử nuôi cấy được thực hiện trong thời gian này.

Chuẩn bị và lưu trữ nuôi cấy lại đối với huyền phù bào tử được thực hiện theo cùng phương thức như đối với nuôi cấy gốc. Sử dụng chủng nuôi cấy lại trong vòng 10 ngày.

9.3.2. Đếm số bào tử

Đếm số bào tử trước khi ủ được thực hiện bằng dụng cụ đo huyết cầu (loại Neubauer cải tiến) dưới kính hiển vi.

...

...

...

Rót lượng phù hợp dung dịch huyền phù (6.2.4) vào môi trường nuôi cấy lại và gạt nhẹ bào tử đang nổi bọt bằng ống Pasteur, hoặc vòng cấy mầm. Lọc huyền phù bào tử qua gạc hoặc bông tiệt trùng và sau đó phần dịch lọc này được trộn lại bằng pipet hoặc máy lắc. Trong trường hợp Aspergillus niger, phân tán bào tử bằng rung động siêu âm (30 kHz - 50 kHz, 5 min).

Đếm số bào tử (9.3.2) và pha loãng đến nồng độ 5,0 x 105 bào tử/mL. Bảo quản huyền phù tại nhiệt độ trong khoảng 5 oC và 10 oC trong thời gian tối đa 24 h.

9.4. Đánh giá số bào tử còn sống

Số lượng khuẩn lạc sống sót được xác định bằng cách sử dụng phương pháp đĩa rót dùng dung dịch loãng gấp 10 lần của huyền phù gốc. Một mL của huyền phù gốc thu hồi được rót vào ống chứa 9,0 mL ± 1 mL dung dịch pha loãng (6.2.4) sau đó huyền phù được pha trộn. Quy trình này được lặp lại ba lần cho từng dung dịch loãng gấp 10 lần. Một mililit của huyền phù gốc và từng lần dung dịch loãng được lần lượt rót vào hai đĩa Petri. Môi trường PDA (15 mL - 20 mL) tại nhiệt độ 45 ^oC đến 48 ^oC được rót vào từng đĩa Petri, sau đó những đĩa Petri này được lắc nhẹ để trộn các thành phần ở trong đĩa. Môi trường thạch phải được đông đặc trong ít nhất 15 min tại nhiệt độ phòng. Sau đó các đĩa được ủ tại nhiệt độ 26 ^oC ± 2 ^oC trong 7 ngày trong lò ủ.

Sau khi ủ, đĩa Petri có chứa 10 khuẩn lạc - 99 khuẩn lạc được lựa chọn và sau đó đếm số lượng khuẩn lạc. Cần ghi lại hệ số pha loãng của mẫu đã được đếm.

9.5. Thử nghiệm chiếu xạ UV

9.5.1. Cấy huyền phù bào tử

Tại tâm của mẫu thử, 0,1 mL (5,0 x 104 bào tử) của huyền phù bào tử sẽ được cấy mầm và sau đó sẽ được bao phủ bằng màng kết dính (40 mm x 40 mm). Bằng cách phủ màng này, huyền phù được dàn trải giữa mẫu thử và màng. Cần chú ý cẩn thận rằng nuôi cấy không được ở bên ngoài màng kết dính.

Loại cấy mầm này có thể áp dụng chỉ cho mẫu có bề mặt phẳng do bào tử huyền phù trên bề mặt rỗng hoặc thô ráp sẽ không phân tán đồng nhất.

...

...

...

Theo Hình 1, giấy lọc ẩm được đặt trên đáy bình (đĩa Petri), nước tiệt trùng thích hợp (5 mL đến 7 mL) được thấm ướt giấy lọc, sau đó đũa hoặc ống thủy tinh được đặt lên trên. Hơn nữa, mẫu thử đã được ủ và lớp màng được đặt trên đũa hoặc ống thủy tinh và bình được đậy lại bằng tấm kính. Tất cả thiết bị thủy tinh sử dụng cho bình ngoại trừ mẫu thử có lớp màng, phải được tiệt trùng bằng hấp khử trùng.

CHÚ THÍCH: Để thuận tiện, nên sử dụng đũa hoặc ống thủy tinh hình U hoặc V.

Kích thước tính bằng milimet

CHÚ DẪN:

1

màng kết dính

2

...

...

...

3

huyền phù bào tử

4

tấm kính

5

đĩa Petri (bình)

6

giấy lọc ẩm

7

...

...

...

Hình 1 - Sơ đồ bình và mẫu thử nghiệm

9.5.3. Thu hồi bào tử nấm từ mẫu thử

9.5.3.1. Từ mẫu thử nghiệm theo sự ủ bào tử

Ba mẫu thử không được xử lý có màng kết dính được đặt trong túi dạ dày được kẹp cẩn thận bằng kẹp tiệt trùng. 10 mL dung dịch thu hồi (6.2.4) được đổ vào trong túi, sau đó bào tử được hồi sinh từ bề mặt bằng thoa bóp túi bằng tay ít nhất 10 lần. Huyền phù này được sử dụng để đánh giá nồng độ của bào tử sống sót (xem 9.4).

CHÚ THÍCH: Trước khi thử nghiệm, cần chứng minh rằng tất cả các bào tử đã được ủ được chiết và phục hồi (hơn 90 %) từ cùng mẫu thử và màng kết dính.

9.5.3.2. Từ mẫu thử nghiệm theo thử nghiệm chiếu xạ

Sau khi chiếu xạ (9.2.2), bào tử sống sót trên mẫu thử nghiệm được hồi sinh bằng quy trình tương tự như được đề cập ở trên (9.5.3.1).

10. Tính kết quả

...

...

...

10.1. Nồng độ bào tử sống sót của dung dịch phục hồi

Từ số lượng khuẩn lạc (9.4), tính nồng độ của bào tử sống sót theo công thức (1) dưới đây.

S = K x D                                                                                              (1)

trong đó

S          là nồng độ của bào tử (bào tử/mL)

K          là trung bình số lượng khuẩn lạc (cfu)

D          là hệ số pha loãng (được nhân lên)

10.2. Số bào tử sóng sót

Từ nồng độ của bào tử (10.1), tính số bào tử sống sót theo công thức (2) dưới đây.

...

...

...

trong đó

F          là số bào tử sống sót (bào tử)

S          là nồng độ của bào tử (bào tử/mL)

V          là thể tích của dung dịch thu hồi

10.3. Tính hiệu lực của thử nghiệm

Thử nghiệm có thể được coi là hiệu quả khi tất cả các yêu cầu sau được thực hiện

a) Trong 9.3.2 và 9.3.3, bào tử nấm được phân tán thích hợp và đồng nhất.

b) Trung bình của số lượng khuẩn lạc trên mẫu thử không được xử lý theo phương pháp cấy mầm vượt quá 1,0 x 10^4 và nhỏ hơn 1,0 x 10^5.

c) Số bào tử sống sót trên tất cả các mẫu thử nghiệm không được xử lý sau khi chiếu xạ UV vượt quá 5,0 x 10^3.

...

...

...

Sau khi tính hiệu lực của thử nghiệm (10.3) được xác nhận, giá trị hoạt tính kháng nấm trong điều kiện chiếu xạ L, R_L được tính theo công thức (3)

CHÚ THÍCH: Hữu ích khi tính giá trị đến hai con số thập phân và ghi lại giá trị này đến một con số thập phân.

RL = [log(B_L/A)- log(C_L/A)] = log(B_L/C)                                        (3)

trong đó

R_L

là giá trị hoạt tính kháng nấm trong điều kiện chiếu xạ L;

L

là sự phơi nhiễm tia tử ngoại (mW/cm^2);

A

...

...

...

B_L

là trung bình của số bào tử sống sót của mẫu thử không xử lý tại mức phơi nhiễm L sau một vài tiếng;

C_L

là trung bình của số bào tử sống sót của mẫu thử đã được xử lý xúc tác quang L sau một vài tiếng.

10.5. Giá trị hoạt tính kháng nấm có chiếu xạ UV bằng cách loại bỏ tác động trong bóng tối

Giá trị hoạt tính kháng nấm có chiếu xạ UV bằng cách loại bỏ tác động trong bóng tối được tính như sau.

ΔR = R_L - log(B_D/C_D)                                                                  (4)

trong đó

ΔR

...

...

...

B_D

là trung bình của số bào tử sống sót của mẫu thử không được xử lý trong bóng tối sau một vài tiếng;

C_D

là trung bình của số bào tử sống sót của mẫu thử được xử lý xúc tác quang trong bóng tối sau một vài tiếng.

11. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các thông tin sau:

a) Mô tả mẫu thử nghiệm đã được xử lý xúc tác quang (vật liệu, kích cỡ);

b) Mô tả mẫu thử nghiệm không được xử lý (vật liệu, kích cỡ);

c) Nguồn sáng tử ngoại được sử dụng (nhà sản xuất, loại);

...

...

...

e) Bức xạ kế ánh sáng tử ngoại được sử dụng (nhà sản xuất, loại);

f) Loại lớp màng dính được sử dụng (nhà sản xuất, loại);

g) Loại tấm kính được sử dụng (nhà sản xuất, loại);

h) Điều kiện chiếu xạ (cường độ L, thời gian phơi nhiễm);

i) Dung tích cấy mầm của huyền phù bào tử (mL);

j) Nấm được sử dụng (loại nấm, dạng số);

k) Kết quả đạt được:

1) Trung bình số cụm khuẩn của mẫu thử không xử lý theo phương pháp cấy mầm (A),

2) Trung bình số bào tử sống sót của mẫu thử không được xử lý tại phơi nhiễm L sau một vài tiếng (B_L),

...

...

...

4) Giá trị hoạt tính kháng nấm trong điều kiện chiếu xạ L (R_L),

5) Giá trị hoạt tính kháng nấm có chiếu xạ UV bằng cách loại bỏ tác động trong bóng tối (ΔR).

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] FUJISHIMA A., HASHIMOTO K., WATANABE T. TiO₂ Photocatalysis. Fundamentals and applications. BKC Inc, Tokyo, 1999 (FUJISHIMA A., HASHIMOTO K., WATANABE T. Xúc tác quang TiO₂. Nguyên tắc cơ bản và ứng dụng. BKC Inc, Tokyo, 1999).

[2] ISO 846:1997, Plastics - Evaluation of the action of microorganisms (Chất dẻo - Đánh giá tác động của vi sinh vật).

[3] ISO 9022-11:1994 Optics and optical instruments - Environmental test methods - Part 11: Mould growth (Quang học và thiết bị quang học - Phương pháp thử nghiệm môi trường - Phấn 11: Phát triển nấm mốc).