微生物的消毒和灭菌技术

微生物的消毒和灭菌技术
一、微生物消毒和灭菌的概念
消毒:是指杀死病原微生物、但不一定能杀死细菌芽孢的方法。

通常用化学的方法来达到消毒的作用。

用于用于消毒的化学药物叫做消毒剂。

灭菌:是指把物体上所有的微生物(包括细菌芽孢在全部杀死的方法, 通常用物理方法来达到灭菌的目的。

灭菌方法分为物理灭菌法和化学灭菌法。

防腐:是指防止或抑制微生物生长繁殖的方法。

用于防腐的化学药物叫做防腐剂。

无菌:不含活菌的意思,是灭菌的结果。

防止微生物进入机体或物体的操作技术称为无菌操作
二、微生物的消毒方法
常用的消毒方法有物理法和化学法。

物理法就是用物理方法杀灭或清除病原微生物和其他有害生物,主要有热消毒法、紫外线消毒法、电离辐射法、微波法等。

最常用的物理消毒方法是热消毒法和紫外线消毒法。

热消毒法(煮沸法 :是最简单有效的消毒方法,不需要特殊设备即可进行。

杀灭繁殖型细菌与病毒效果好, 对芽胞作用较小。

煮沸时间一般为 10~30分钟。

金属器械、棉织品、食具、玻璃制品等可用煮沸消毒。

但毛皮、呢绒和塑料制品等不能煮沸消毒。

热消毒法不适用于芽胞污染的消毒
紫外线消毒法就是利用紫外线照射使微生物诱变致死, 达到将被服中的有害微生物除掉的目的。

消毒用紫外线灯管有 15W 、 20W 、 30W 等规则。

瓦数代表灯管在25~40℃时紫外线输出能量。

灯管寿命一般为 3000~4000小时, 超过此时限效果不可靠。

紫外线对一般细菌、病毒均有杀灭作用。

革兰阴性菌最敏感, 其次为革兰阳生菌。

但结核杆菌却有较强抵抗力。

一般紫外线消毒对细菌芽胞无效。

紫外线广泛用于室空气消毒, 如手术室、烧伤病房、传染病房、实验室
等。

灯管距地面约 2.0~2.5m 高。

每 10~15cm 2面积可设 30W 灯管一个,最好
每照射 2小时后,间歇 1小时后再照,以免臭氧浓度过高。

灯管用铝制灯罩作反向或侧向照射,可用于有人在的条件下消毒空气。

对污染表面消毒时, 灯管距表面不超过 1m , 灯管周围 1.5~2cm 处为消毒有效围。

消毒时间为 1~2小时。

辐射消毒有非电离辐射与电离辐射二种。

前者有紫外线,红外线和微波,后者包括丙种射线的高能电子束(阴极射线。

红外线和微波主要依靠产热杀菌。

电离
辐射设备昂贵, 对物品及人体有一定伤害, 故使用较少。

目前应用最多为紫外线, 可引起细胞成份、特别是核酸、原浆蛋白和酸发生变化, 导致微生物死亡。

紫
外线波长围 2100~3280A , 杀灭微生物的波长为 2000~3000A , 以 2500~ 2650A
作用最强。

对紫外线耐受力以真菌孢子最强,细菌芽胞次之,细菌繁殖体最弱,仅少数例外。

紫外线穿透力差, 3000A 以下者不能透过 2mm 厚的普通玻璃。

空气中
尘埃及相对湿度可降低其杀菌效果。

对水的穿透力随深度和浊度而降低。

但因使用方便,对药品无损伤,故广泛用于空气及一般物品表面消毒。

照射人体能发生皮
肤红斑, 紫外线眼炎和臭氧中毒等。

故使用时人应避开或用相应的保护措施。

日光曝晒亦依靠其中的紫外线, 但由于大气层中的散射和吸收
使用,仅 39%可达地面,故仅适用于耐力低的微生物,且须较长时间曝晒。

超声波消毒超声波是一种特殊的声波,能贯穿固体和液体,可以在固体、液体和气体中传播。

超声波消毒就是利用一些细菌对超声波的敏感性, 使一些有害微生物失去活性。

例如,大肠杆菌、痢疾杆菌、狂犬病毒、乙型脑炎病毒等。

化学消毒法是指利用化学药物杀灭病原微生物的方法叫化学消毒法。

化学消毒的机理是化学消毒剂作用于病原微生物, 使病原体的蛋白质产生不可俢复的损伤,以达到杀灭病原体的目的。

化学消毒法分为以下几类:
1.凝固蛋白消毒剂包括酚类、酸类和醇类。

(1酚类主要有酚、来、六氯酚等。

具有特殊气味,杀菌力有限。

可使纺织品变色,橡胶类物品变脆,对皮肤有一定的刺激,故除来外应用者较少。

苯酚(石炭酸(carbolic acid :无色结晶,有特殊臭味,受潮呈粉红色, 但消毒力不减。

为细胞原浆毒,对细菌繁殖型 1:80~1:110溶液, 20℃ 30分钟可杀死, 但不能杀灭芽胞和抵抗力强的病毒。

加肥皂可皂化脂肪, 溶解蛋白质, 促进其渗透,加强消毒效应,但毒性较大,对皮肤有刺激性,具有恶臭,不能用于皮肤消毒。

来(煤酚皂液 (lysol :以 47.5%甲酚和钾皂配成。

红褐色,易溶于水, 有去污作用,杀菌力较石炭酚强 2~5倍。

常用为 2~5%水溶液,可用于喷洒、擦试、浸泡容器及洗手等。

细菌繁殖型 10~15分钟可杀灭,对芽胞效果较差。

六氯酚(hexochlorophane :为双酚化合物, 微溶于水, 易溶于醇、酯、醚, 加碱或肥皂可促进溶解, 毒性和刺激性较少, 但杀菌力较强。

主要用于皮肤消毒。

以
2.5~3%六氯酚肥皂洗手可减少皮肤细菌 80~90%, 有报告可产生神经损害, 故不宜长期使用。

(2酸类对细菌繁殖体及芽胞均有杀灭作用。

但易损伤物品,故一般不用于居室消毒。

5%盐酸可消毒洗涤食具,水果,加 15%食盐于 2.5%溶液可消毒皮毛及皮革, 10l/kg加热30℃浸泡 40小时。

乳酸常用于空气消毒, 100m3空间用 10g 乳酸薰蒸 30分钟,即可杀死葡萄球菌及流感病毒。

(3醇类乙醇(酒精 (ethyl alcohol 75%浓度可迅速杀灭细菌繁殖型, 对一般病毒作用较慢, 对肝炎病毒作用不肯定, 对真菌孢子有一定杀灭作用, 对芽胞无作用。

用于皮肤消毒和体温计浸泡消毒。

因不能杀灭芽胞, 故不能用于手术器械浸泡消毒。

异丙醇 (isopropylalcohol对细菌杀灭能力大于乙醇,经肺吸收可导致麻醉,但对皮肤无损害,可代替乙醇应用。

2、消毒剂
化学消毒剂的分类:
(1根据化学消毒剂对微生物的杀菌能力,可将消毒剂分成高效、中效、低效三个类别。

高效消毒剂是指可杀灭一切微生物,包括细菌、真菌、细菌芽孢、病毒的消毒剂。

例如二氧化氯、戊二醛、双氧水等,这类消毒剂也被称为灭菌剂。

中效消毒剂是指不能杀死细菌芽孢, 但能杀死细菌繁殖体、真菌和大多数病毒的消毒剂。

例如乙醇、氯制剂、煤酚皂溶液等。

低效消毒剂是指可杀灭多数细菌繁殖体、部分真菌和病毒, 但不能杀灭细菌芽孢、结核杆菌以及某些真菌和病毒的消毒剂,如洗必泰、新洁尔灭、玉洁新等。

(2根据消毒剂的化学特性,化学消毒剂可分为七大类,它们的杀菌机理和特点如下:
A 、氧化类消毒剂:杀菌机理是释放出新生态原子氧、氧化菌体中的活性基
团;杀菌特点是作用快而强,能杀死所有微生物,包括细菌芽孢、病毒。

以表面消毒为主。

如二氧化氯、双氧水、臭氧等。

该类消毒剂为灭菌剂。

B 、醛类消毒剂:杀菌机理是使蛋白变性或烷基化;杀菌特点是对细菌、芽孢、真菌、病毒均有效。

但温度影响较大。

如甲醛、戊二醛等。

该类消毒剂可做灭菌剂使用。

C 、酚类消毒剂:杀菌机理是使蛋白变性、沉淀或使酶系统失活 ; 杀菌特点是对真菌和部分病毒有效 .
D 、醇类消毒剂:杀菌机理是使蛋白变性,干扰代;杀菌特点是对细菌有效,对芽孢、真菌、病毒无效,如乙醇、乙丙醇等。

该类消毒剂为中效消毒剂, 只能用于一般性消毒。

E 、碱、盐类消毒剂:杀菌机理是使蛋白变性、沉淀或溶解;杀菌特点是能杀死细菌繁殖体, 但不能杀死细菌芽孢、病毒和一些难杀死的微生物。

杀菌作用弱,有强腐蚀性。

如硝酸、火碱、食盐等。

只能作为一般性预防消毒剂
F 、卤素类消毒剂:杀菌机理是氧化菌体中的活性基因,与氨基结合使蛋白变性。

特点是能杀死大部分微生物,以表面消毒为主,性质不稳定,杀菌效果受环境条件影响大,如次氯酸钠、“ 84”消毒液、优氯净等。

该类消毒剂为中效消毒剂,可以作为一般消毒剂使用。

G 、表面活性剂类消毒剂:杀菌机理是改变细胞膜透性,使细胞质外漏,防碍呼吸或使蛋白酶变性。

杀菌特点是能杀死细菌繁殖体, 但对芽孢、真菌、病毒、结核病菌作用差。

碱性、中性条件下效果好,如新洁尔灭、百毒杀等。

该类消毒剂为中低效消毒剂,可以作为一般消毒剂使用。

使用消毒剂要注意影响消毒剂消毒效果的几个因素
1、消毒剂的浓度 :杀灭微生物的基本条件, 包括消毒强度和时间两方面, 消毒强度在化学消毒时是指消毒剂使用浓度, 消毒效果与消毒剂浓度和时间成正
比。

2、微生物污染的种类和数量:生物的种类不同,对其消毒的效果自然不同,另外微生物数量的多少也会影响消毒效果。

3、温度的影响:一般来说,温度越高效果越好。

4、相对湿度:消毒环境相对湿度对气体消毒和熏蒸消毒的影响十分明显,湿度过高或过低都会影响消毒效果。

二氧化氯在相对湿度 50— 70%杀菌效果较好。

5、酸碱度(PH 值 :一方面 PH 值对消毒剂本身的影响是会降低或提高消毒剂的活性;另一方面 PH 值对微生物的影响是二氧化氯在酸性环境下杀菌效果较好。

6、有机物质:消毒环境中的有机物质往往能抑制或减弱消毒因子的杀菌能力, 一方面有机物包围在微生物周围, 对微生物起到保护作用, 阻碍消毒因子的穿透; 另一方面在化学消毒剂中, 有机物本身也能通过化学反应消耗一部分化学消毒剂。

各种消毒剂受有机物的影响不尽相同, 二氧化氯受有机物影响较小。

7、拮
抗物质:对于化学消毒方法,要注意拮抗物质的中和与干扰。

如酸性或碱性的消毒剂会被碱性或酸性的物质所中和,减弱其消毒作用。

而使用消毒剂时应注意以下几个问题:
1、选择消毒剂的种类
2、消毒剂的使用浓度
3、消毒剂的消毒时间
4、避免消毒液被污染
5、消毒前应将物品清洗干净,然后再进行消毒,否则会降低消毒效果。

6、除有特殊说明之外,不同的消毒剂不能混合使用。

三、微生物的灭菌方法
灭菌,可称为除去或杀灭物质中全部微生物。

就一般灭菌方法来说,应根据微生物的种类、污染状况、被污染物品的性质与状态, 对下述灭菌方法可单独或合并使用。

是否达到灭菌的目地, 通常情况下要采用无菌试验法进行判定。

对灭菌操作时的温度、压力等是否适合灭菌的条件, 必须得到十分的确认。

在灭菌条件选定后, 还要进行灭菌效果的确认, 以保证使用的各种灭菌条件适合于要杀灭的目标菌。

加热灭菌法
使用加热灭菌法,在温义和压力等规定的灭菌条件下,要达到一定的加热时间,因灭菌物品的性质、灭菌容器的容积大小各异,所以,灭菌时间是从容器全部达到规定的温度时开始计算。

1、火焰灭菌法,是利用火焰加热杀灭微生物的一种方法。

本办法以燃气为主, 用于磁制与金属制口及在火焰中不会破损的物品。

加热时间通常在喷灯或酒精的火焰中加热秒以上。

2、干热灭菌法,是利用干热空气加热杀灭微生物的一种方法。

本办法以燃气为主,用于磁制、金属制若干物品,纤维制物品,矿物油、脂肪、脂肪油、试验药物、固态的医药品等耐高温的物品; 利用燃气和电能直接加热空气, 将加热的空气进行循环,保持干燥与高温状态。

通常,在以下几种条件下进行灭菌。

135℃~145℃ 3~5小时; 160℃~170℃ 2~4小时; 180℃~200℃ 0.5~ 1小时; 200℃以上 0.5小时以上。

在密封容器中装入医药品、水容液等,这些物品属耐高温的物品, 可用134℃~138℃的热空气, 加热 3分钟以上进行灭菌。

3、高压蒸
气灭菌法,是利用适当温度和压力的饱和水蒸气加热杀灭微生物的一种方法。

本办法以燃气为热源,用于磁制、金属制、橡胶制、纸制、纤维制的物品、水、培养基、试验药品、试验液体和液态医药品等的灭菌,总之,用于耐高温高压水蒸气的物品。

为确实达到灭菌, 灭菌容器中的原有空气在操作中要从排气中排除, 进行灭菌时, 高压蒸气必须饱满。

通常可在以下条件下进行灭菌。

115℃(0.7kg/cm²30分钟; 121℃(1.0kg/cm² 20分钟; 126℃(1.4kg/cm² 15分钟。

4、流通蒸气灭菌法,利用直接加热的流通水蒸气杀灭微生物的方法。

本办法以燃气作为热源,对磁制、金属制、橡胶制、纤维制的物品、水、培养基、试验药品、试验液和液状的医药品等进行灭菌。

用干热灭菌法或高压蒸气灭菌法, 物品有变质的危险,所以在100℃流通水蒸气中灭菌需 30~60分钟。

、
5、煮沸灭菌法,利用沉没在沸腾水中加热杀灭微生物的一种方法。

本办法以燃气为能源,对磁制、金属制、橡胶制、纤维制的物品、水、培养基、试验药品、试验液体、液状的医药品等进行灭菌, 用干热灭菌法和高压蒸气灭菌法进行灭菌的物品有变质的危险。

所以为增加杀菌效果,可以在沸腾水中加入 1— 2%的碳酸氢钠。

将物品沉入沸腾水中进行灭菌时,煮沸时间应在 15分钟以上。

6、间歇灭菌法,是利用80℃~100℃水或流通水蒸气, 24小时为一周期, 每隔 30~60分钟反复加热 3— 5
回; 用来杀灭微生物的一种主法。

用60℃~ 80℃的水反复加温也是一种间歇式低温灭菌方法。

、本办法主要用于以橡胶为主
的制品,培养基、试验用药品、液体和液态状的医药等。

过滤灭菌法
即用筛除或滤材吸附等物理方式除去微生物 , 是一种常用的灭菌方法。

有些需要灭菌的材料不能受热,例如许多维生素溶液。

因此,许多液体可以用过滤法来灭菌。

过滤法不是将微生物杀死, 而是把它们排除出去。

目前过滤除菌采用两类器具, 一类叫深层滤器, 例如用烧结玻璃、不上釉的瓷颗粒或石棉压成的滤板等:另一类是滤膜。

深层滤器已经使用了 100年以上,现在有逐渐被滤膜取代的趋势, 但因为大量沉淀物容易堵塞滤膜, 所以一般先用深层滤器除去大的颗粒。

滤膜一般由醋酸纤维素、硝酸纤维素、多聚碳酸酯、聚偏氟乙烯等合成纤维材料制成。

滤膜的孔径一般为 0.2微米, 它可以滤除绝大多数微生物的营养细胞。

过滤法的最大缺点是不能滤除病毒。

全办法主要用于气体、水、含有可溶性、不稳定物质的培养基、试验液体和液状医药品等。

通常使用的过滤装置有膜过滤器,磁制过虑器、玻璃纤维过虑器等。

照射灭菌法
1、放射线灭菌法,包括放射性同位素在的,利用从放射源产生γ射线进行照射,是杀灭微生物的一种方法。

本办法,主要用于玻璃制品、磁制品、金属制品、橡胶制品、塑料制品与纤维制品等耐受放射线照射的物品。

通常使用的放射源有 60CO 、 137C5等,根据进行灭菌物品的材质、性状和污染状况等,对照射的总线量进行调节,以达到灭菌的目地。

2、紫外线灭菌法,是利用照射紫外线杀灭微生物的一种方法。

本办法主要用于玻璃制品、金属制品、橡胶制品、塑料制品和纤维制品等,还可用于设施、设
备、水或医药品等,这些物品应对紫外线有良好的耐受必,通常,一般应用 200—300nm 的紫外线。

化学灭菌法
1、气体灭菌法,利用环氧乙烷或甲醛性杀微生物的一种方法。

本办法,主要用于玻璃制品、磁制品、金属制品、橡胶制品、塑料制品、纤维制品等,用于设施、设备或粉末状的医药品等, 使用气体灭菌时, 其被灭菌的物品以未变质为前提条件。

2、药液灭菌法,是用药液杀灭微生物的方法。

本办法主要用于玻璃制品、磁制品、金属制品、橡胶制品、塑料制品、纤维制品等物品的灭菌,还可用于手指、无菌箱或无菌设备等的消毒, 药液灭菌用于未变质的物品。

通常使用的有乙醇(洒精 0.1— 1w/v%盐化苯类溶液、甲酚、苯酚水或福尔马林水等。

微生物的消毒和杀菌是做微生物实验的基础,我们要是想做好微生物实验, 就要做好微生物的消毒和灭菌。