Tänapäevastes teadus- ja analüüsilaborites on jätkusuutlikkusest saanud oluline teema, mida ei saa ignoreerida. Üha rangemate keskkonnaalaste eeskirjade ja ülemaailmse rohelisele lähenemisele keskendumise tõttu otsivad tööstusharud võimalusi ressursside raiskamise ja keskkonnareostuse vähendamiseks.

Stsintillatsiooniviaale kui laborites laialdaselt kasutatavat tarbekaupa kasutatakse peamiselt radioaktiivsete proovide säilitamiseks ja vedelikstsintillatsiooniloenduri analüüsiks.Need stsintillatsiooniviaalid on tavaliselt valmistatud klaasist või plastist ja enamasti ühekordselt kasutatavad. See tekitab aga suures koguses laborijäätmeid ja suurendab ka tegevuskulusid.

Seetõttu on muutunud eriti oluliseks uurida korduvkasutatavate stsintillatsiooniviaalide võimalusi.

Traditsiooniliste stsintillatsiooniviaalide probleemid

Vaatamata stsintillatsiooniviaalide olulisele rollile laboriuuringutes, tekitab nende ühekordselt kasutatav mudel arvukalt keskkonna- ja ressursiprobleeme. Järgnevalt on toodud peamised väljakutsed, mis on seotud traditsiooniliste stsintillatsiooniviaalide kasutamisega:

1. Ühekordselt kasutatavate toodete keskkonnamõju

• Jäätmete kogunemineLaborites kasutatakse radioaktiivsete proovide, keemilise analüüsi või bioloogiliste uuringutega seotud valdkondades iga päev suurt hulka stsintillatsiooniviaale ning need viaalid visatakse sageli kohe pärast kasutamist ära, mis viib laborijäätmete kiire kogunemiseni.
• Saastumise probleemKuna stsintillatsiooniviaalid võivad sisaldada radioaktiivset materjali, keemilisi reagente või bioloogilisi proove, nõuavad paljud riigid, et need äravisatud viaalid kõrvaldataks ohtlike jäätmete spetsiaalsete protseduuride kohaselt.

2. Klaasi ja plastmaterjalide ressursitarbimine

• Klaasist stsintillatsiooniviaalide tootmiskuludKlaas on energiasäästlik tootmismaterjal, mille tootmisprotsess hõlmab kõrgel temperatuuril sulamist ja tarbib palju energiat. Lisaks suurendab klaasi suurem kaal süsinikdioksiidi heitkoguseid transpordi ajal.
• Plaststsintillatsiooniviaalide keskkonnakuludPaljud laborid kasutavad plastist stsintillatsiooniviaale, mille tootmine sõltub naftavarudest, aga ka plaste, millel on äärmiselt pikk lagunemistsükkel, mis on keskkonnale veelgi koormavam.

3. Jäätmete kõrvaldamise ja ringlussevõtu väljakutsed

• Sorteerimise ja ringlussevõtu raskusedKasutatud stsintillatsiooniviaalid sisaldavad sageli jääkradioaktiivsust või kemikaale, mis raskendavad nende taaskasutamist segajäätmete ringlussevõtusüsteemis.
• Kõrged jäätmekäitluskuludOhutus- ja vastavusnõuete tõttu peavad paljud laborid nende äravisatud viaalide utiliseerimiseks pöörduma spetsiaalse ohtlike jäätmete käitlusettevõtte poole, mis mitte ainult ei suurenda tegevuskulusid, vaid koormab ka keskkonda.

Traditsiooniliste stsintillatsiooniviaalide ühekordselt kasutatav mudel avaldab keskkonnale ja ressurssidele mitmel moel survet. Seetõttu on korduvkasutatavate alternatiivide uurimine kriitilise tähtsusega laborijäätmete ja ressursside tarbimise vähendamiseks ning jätkusuutlikkuse suurendamiseks.

Korduvkasutatavate stsintillatsiooniviaalide otsingul

Laborijäätmete vähendamiseks, ressursside kasutamise optimeerimiseks ja tegevuskulude vähendamiseks uurib teadusringkond aktiivselt korduvkasutatavate stsintillatsiooniviaalide võimalusi. See uuring keskendub materjalide innovatsioonile, puhastus- ja steriliseerimistehnikatele ning laboriprotsesside optimeerimisele.

1. Materjaliuuendus

Selle vastupidava materjali kasutamine on stsintillatsiooniviaalide korduvkasutatavuse võti.

• Vastupidavam klaas või ülitugev plastikTraditsioonilised klaasist stsintillatsiooniviaalid on habras ja plastist stsintillatsiooniviaalid võivad keemilise rünnaku tõttu laguneda. Seetõttu saab löögi- ja kemikaalikindlamate materjalide, näiteks borosilikaatklaasi või tehisplastide väljatöötamine parandada klaaspudelite kasutusiga.
• Materjalid, mis taluvad mitut pesu ja steriliseerimistMaterjalid peavad olema vastupidavad kõrgetele temperatuuridele, tugevatele hapetele ja leelistele ning vananemisele, et tagada nende füüsikaline ja keemiline stabiilsus ka pärast mitut kasutustsüklit. Selliste materjalide kasutamine, mis taluvad kõrget temperatuuri ja rõhku steriliseerimist või tugevat oksüdatiivset puhastamist, võib parandada nende korduvkasutatavust.

2. Puhastus- ja steriliseerimistehnoloogia

Korduvkasutatavate stsintillatsiooniviaalide ohutuse ja katseandmete usaldusväärsuse tagamiseks tuleb kasutada tõhusaid puhastus- ja steriliseerimistehnikaid.

• Automatiseeritud puhastussüsteemide rakendamineLaborid saavad proovijääkide eemaldamiseks kasutusele võtta spetsiaalsed viaalide automatiseeritud puhastussüsteemid koos ultrahelipuhastuse, kõrgtemperatuurse vesipuhastuse või keemilise reagentpuhastusega.
• Keemiline puhastusNäiteks happe-aluse lahuste, oksüdeerivate ainete või ensüümlahuste kasutamine sobib orgaanilise aine lahustamiseks või kangekaelsete saasteainete eemaldamiseks, kuid võib esineda keemiliste jääkide oht.
• Füüsiline puhastusNäiteks ultraheli, autoklaaviga steriliseerimine, mis vähendab keemiliste reagentide kasutamist ja on keskkonnasõbralikum, sobib laborikeskkondadesse, kus on kõrged saastumisnõuded.
• Jääkidevaba puhastustehnoloogia uuringudRadioaktiivsete proovide või suure täpsusega katsete puhul saab viaalide taaskasutamise ohutust veelgi parandada uuringutega, mis käsitlevad tõhusamat dekontaminatsioonitehnoloogiat (nt plasmapuhastus, fotokatalüütiline lagundamine).

3. Laboriprotsesside optimeerimine

Ainult korduvkasutatavatest viaalidest ei piisa jätkusuutlikkuse eesmärkide saavutamiseks ning laborid peavad oma kasutusprotsesse optimeerima, et tagada korduvkasutamise teostatavus.

• Võtke kasutusele standardiseeritud ringlussevõtu ja taaskasutamise protsessTöötada välja laboritasemel protsess viaalide ringlussevõtu, sorteerimise, puhastamise ja taaskasutamise haldamiseks, et tagada intensiivse kasutamise vastavus katsenõuetele.
• Tagada andmete terviklikkus ning ristsaastumise ennetamine ja kontrollLaborid peavad looma kvaliteedikontrolli süsteemi, et vältida viaalide ristsaastumise mõju katseandmetele, näiteks vöötkoodide või RFID-i kasutamine jälgimise haldamiseks.
• Majandusliku teostatavuse analüüsHinnake korduvkasutatavate viaalide programmi alginvesteeringut (nt seadmete ost, puhastuskulud) ja pikaajalisi eeliseid (nt vähenenud hankekulud, vähenenud jäätmekäitluskulud), et tagada selle majanduslik tasuvus.

Materjalide innovatsiooni, puhastus- ja steriliseerimistehnikate optimeerimise ning standardiseeritud laborihalduse kaudu on korduvkasutatavad stsintillatsiooniviaalide lahendused tõhusad laborijäätmete vähendamisel, keskkonnamõju vähendamisel ja laborite jätkusuutlikkuse parandamisel. Need uuringud pakuvad olulist tuge roheliste laborite ehitamiseks tulevikus.

Edukad tavad

1. Keskkonna- ja majanduskasu analüüs

• KeskkonnakasuÜhekordselt kasutatava plasti ja klaasi tarbimise vähenemine, mis omakorda vähendab labori süsiniku jalajälge. Madalamad jäätmekäitluskulud ja prügilate ning põletusrajatiste väiksem sõltuvus. Ohtlike jäätmete (nt radioaktiivsete või keemiliste saasteainete) tekke vähenemine ja laborite suurem keskkonnanõuete järgimine.
• Majanduslik kasuVaatamata esialgsetele investeeringutele puhastusseadmetesse ja optimeeritud juhtimisprotsessidesse, saab laboritarvikute ostukulusid pikas perspektiivis vähendada 40–60%. Jäätmete kõrvaldamise kulude vähendamine, eriti ohtlike jäätmete erikäitluse puhul. Tegevuse efektiivsuse parandamine ja katsete seisakute vähendamine labori juhtimise optimeerimise abil.
• ISO14001 (keskkonnajuhtimissüsteem)Paljud laborid liiguvad vastavusse ISO 14001 standardiga, mis soodustab laborijäätmete vähendamist ja ressursside kasutamise optimeerimist. Korduvkasutatavate viaalide programm vastab juhtimissüsteemi selle aspekti nõuetele.
• GMP (hea tootmistava) ja GLP (hea laboritava)Farmaatsiatööstuses ja uurimislaborites peab iga kulumaterjali korduvkasutamine vastama rangetele puhastus- ja valideerimisstandarditele. Korduvkasutatavad viaalid vastavad neile kvaliteedijuhtimise nõuetele teaduslike puhastus- ja steriliseerimisprotsesside ning andmete jälgimissüsteemide kaudu.
• Riiklikud ohtlike jäätmete käitlemise eeskirjadPaljud riigid on kehtestanud rangemad laborijäätmete regulatsioonid, näiteks RCRA (Resource Conservation and Recovery Act) USAs ja jäätmete raamdirektiiv (2008/98/EC) ELis, mis soodustab ohtlike jäätmete vähendamist, ning korduvkasutatavate viaalide programm on selle trendiga kooskõlas.

Korduvkasutatavate stsintillatsiooniviaalide programmil on olnud positiivne mõju keskkonnakaitsele, majandusliku kulude kontrollile ja laboritegevuse tõhususele. Lisaks pakub asjakohaste tööstusstandardite ja -eeskirjade toetamine suunda ja kaitset jätkusuutlike katsete arendamiseks. Tulevikus, tehnoloogia pideva optimeerimise ja üha rohkemate laborite liitumisega, eeldatakse, et see trend saab laboritööstuses uueks normaalsuseks.

Tulevikuväljavaated ja väljakutsed

Korduvkasutatavate stsintillatsiooniviaalide programmi eeldatavasti hakatakse labori jätkusuutlikkuse kontseptsiooni arenedes laialdasemalt kasutama. Rakendamisega kaasneb aga endiselt tehnilisi, kultuurilisi ja regulatiivseid väljakutseid. Tulevased suunad keskenduvad materjalide innovatsioonile, puhastus- ja automatiseerimistehnoloogia arengule ning laborijuhtimise ja tööstusstandardite täiustamisele.

1. Tehnoloogiliste täiustuste suunad

Korduvkasutatavate viaalide teostatavuse suurendamiseks keskenduvad tulevased uuringud ja tehnoloogiaarendus järgmistele valdkondadele:

• Materjali uuendamineViaalide korduva kasutusea pikendamiseks tuleks välja töötada vastupidavam klaas või tehnilised plastmaterjalid, näiteks ülitugev puutetundlik silikaatklaas, kõrge temperatuuri ja kemikaalikindlusega PFA (fluoroplast) jne.
• Tõhus puhastus- ja steriliseerimistehnoloogiaTulevikus saab nanokattematerjale kasutada viaalide siseseina hüdrofoobsemaks või oleofoobsemaks muutmiseks, et vähendada saastejääke. Lisaks võidakse laboripuhastusprotsessis rakendada uudseid tehnoloogiaid, nagu plasmapuhastus, fotokatalüütiline lagundamine ja ülikriitilise vedeliku puhastamine.
• Automatiseeritud puhastus- ja jälgimissüsteemidTulevikulaborid võivad kasutada intelligentseid juhtimissüsteeme, näiteks robotpuhastussüsteeme, automatiseeritud steriliseerimisliine ning lisada RFID- või QR-koodi jälgimise, et tagada iga viaali kasutamise, puhastamise ja kvaliteedikontrolli reaalajas jälgimine.

2. Laborikultuur ja vastuvõtuküsimused

Kuigi tehnoloogia areng on võimaldanud korduvkasutatavate stsintillatsiooniviaalide lahendusi, on laborikultuuri ja kasutusharjumuste muutused endiselt probleemiks:

• Laboripersonali kohanemineLaboritöötajad võivad eelistada ühekordselt kasutatavaid tarvikuid ja on mures, et klaasviaalide taaskasutamine võib mõjutada katsetulemusi või suurendada töökoormust. Vastuvõtu parandamiseks on vaja edasist koolitust ja tavade standardiseerimist.
• Andmete usaldusväärsuse ja ristsaastumise probleemidLaboritöötajad võivad olla mures, et taaskasutatud stsintillatsiooniviaalid võivad põhjustada proovi saastumist või mõjutada andmete täpsust. Seetõttu tuleb kehtestada ranged puhastus-, steriliseerimis- ja valideerimisprotsessid, et tagada ühekordselt kasutatavate stsintillatsiooniviaalidega võrreldav kvaliteet.
• Kulude ja investeeringutasuvuse kaalutlusedPaljud laborid võivad olla mures esialgse investeeringu kõrge hinna pärast ja seetõttu peavad nad esitama majandusliku teostatavuse aruande, mis näitab pikaajalise kulude kokkuhoiu eeliseid, et suurendada labori juhtkonna heakskiitu.

3. Regulatiivsete ja ohutusstandardite edasine täiustamine

Praegu on korduvkasutatavate laboritarvikute standardiseeritud haldamine alles algstaadiumis ning tulevasi eeskirju ja tööstusstandardeid töötatakse välja rangemate ja täiustatud suundades:
Korduvkasutatavate stsintillatsiooniviaalide kvaliteedistandardite kehtestamine: korduvkasutamise ohutuse tagamiseks tuleb välja töötada rahvusvahelised või tööstusstandardid.

• Labori vastavus ja regulatiivsed nõudedKõrgete ohutusnõuetega tööstusharudes, näiteks farmaatsiatööstuses, toiduainete testimisel ja radioloogilistes katsetes, võivad regulatiivsed asutused vajada korduvkasutatavate viaalide rakendusala, puhastusnõudeid ja vastavusnõudeid selgitamist.
• Julgustage rohelise labori sertifitseerimistTulevikus võivad valitsused või tööstusorganisatsioonid rakendada roheliste laborite sertifitseerimissüsteeme, et soodustada keskkonnasäästlike laborilahenduste kasutuselevõttu, sealhulgas ühekordselt kasutatavate plastide vähendamist, jäätmekäitluse optimeerimist ja korduvkasutatavate tarbekaupade osakaalu suurendamist.

Kokkuvõte

Arengus, kus labori jätkusuutlikkus on üha suurem mure, on korduvkasutatavad stsintillatsiooniviaalide lahendused osutunud tehniliselt teostatavaks ning pakuvad olulisi keskkonnaalaseid, majanduslikke ja laboritegevuse eeliseid.

Labori jätkusuutlikkus ei ole ainult jäätmete minimeerimise küsimus, vaid ka vastutuse ja pikaajalise kasu kaalumine.

Tulevikus eeldatakse, et korduvkasutatavatest stsintillatsiooniviaalidest saavad laboritööstuses peamiseks valikuks, kuna tehnoloogia areneb pidevalt ja tööstusstandardeid täiustatakse. Keskkonnasõbralikumate ja tõhusamate laboritarvete haldamise strateegiate kasutuselevõtuga saavad laborid mitte ainult vähendada oma keskkonnamõju, vaid ka parandada tegevuse efektiivsust ning suunata teadusuuringuid ja tööstust jätkusuutlikumas suunas.