微生物灭菌原理与方法

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紫外线灭菌的三个原理

紫外线灭菌的三个原理

紫外线灭菌的三个基本原理紫外线灭菌是一种常见的无化学物质参与的灭菌方法,它利用紫外线对微生物的DNA进行破坏,从而杀灭细菌、病毒和其他微生物。

紫外线灭菌主要通过三个基本原理来实现:紫外线照射、DNA损伤和细胞死亡。

1. 紫外线照射紫外线是一种具有较短波长的电磁辐射,波长在100-400纳米之间。

根据波长的不同,紫外线可分为UVA(320-400nm)、UVB(280-320nm)和UVC(100-280nm)三个区域。

其中,UVC区域的波长最短,能量最高,对微生物具有最强的杀菌作用。

在紫外线灭菌过程中,使用特定波长的UVC光源对待处理物体进行照射。

光源通常采用氙气或汞蒸汽灯等放电光源产生。

通过合适的反射镜或导光板将产生的紫外线辐射引导到需要处理的区域。

2. DNA损伤DNA是生物体内的遗传物质,其分子结构非常复杂。

DNA分子由两条互补的链组成,链上的碱基按一定顺序排列。

紫外线灭菌主要通过破坏微生物DNA中的核酸链来杀灭微生物。

当紫外线照射到微生物细胞上时,UVB和UVC区域的紫外线能量足够高,能够直接和微生物DNA中的核酸发生作用。

具体而言,紫外线能够引起DNA链上脱氧核苷酸之间的共价键形成附加键(称为“二聚化”),导致DNA链断裂。

此外,紫外线还可以与微生物细胞内存在的其他分子(如蛋白质)相互作用,产生自由基或其他活性物质,进一步引起DNA损伤。

这些损伤包括碱基对失配、链断裂、氧化损伤等。

3. 细胞死亡当微生物细胞中的DNA受到严重损伤后,细胞往往无法修复这些损伤,并且无法进行正常的复制和转录过程。

这导致细胞无法正常生长和繁殖,最终导致细胞死亡。

DNA损伤对微生物细胞的杀灭作用是紫外线灭菌的关键。

一旦微生物细胞的DNA受到损伤,其代谢活性会显著下降,无法正常进行生命活动。

此外,DNA损伤还可以触发微生物细胞内的自我保护机制,如启动自毁程序(称为“程序性细胞死亡”)或引发免疫系统的反应。

需要注意的是,不同类型的微生物对紫外线的抵抗能力不同。

湿热灭菌的原理

湿热灭菌的原理

湿热灭菌的原理
湿热灭菌是一种常见的微生物灭活方法,通常应用于医疗器械、实验室用品和制药工业中。

湿热灭菌的原理是利用高温高压蒸汽,通过破坏微生物细胞内的蛋白质和核酸结构,从而达到灭菌的目的。

在湿热灭菌过程中,首先将待灭菌物品放入灭菌器中,并添加适量的水,然后密封灭菌器,使其成为一个封闭的高压环境。

接下来,通过加热使灭菌器内的水转化为蒸汽,并使压力和温度升高到所需的灭菌条件。

一般而言,常用的灭菌条件是在121摄氏度和1.1大气压下保持15-30分钟。

当高温高压条件下的蒸汽与待灭菌物品接触时,其热量会迅速传递给物品表面和内部,导致细菌细胞的核酸和蛋白质发生变性和凝固。

此外,高压蒸汽中的水分子也会与细菌内的其他生物大分子相互作用,破坏细胞膜的完整性和稳定性。

这些变化最终导致细菌细胞功能的丧失和死亡,从而达到灭菌的目的。

需要注意的是,湿热灭菌对部分特殊耐热菌、孢子和病毒的灭活效果可能会有所不足。

因此,在一些特殊情况下,如对特定病原体的灭活要求较高时,可能需要采用其他更强效的灭菌方法来确保灭菌效果的可靠性。

紫外灭菌的原理

紫外灭菌的原理

紫外灭菌的原理
紫外灭菌利用紫外线的高能量辐射作用于微生物细胞核酸和蛋白质分子,造成其遗传物质的断裂和蛋白质的变性,从而破坏微生物的遗传信息和代谢功能,达到杀灭微生物的目的。

紫外线在照射微生物的过程中,主要通过三种方式杀灭微生物。

首先,紫外线照射微生物的DNA和RNA分子,造成其分子链的断裂,从而阻止微生物的遗传信息传递和复制。

DNA和RNA是微生物生命活动中的重要分子,控制着微生物的遗传信息和蛋白质的合成。

当紫外线照射微生物时,其高能量会引起DNA和RNA分子结构的破坏,导致融合和重组,使微生物无法正常进行DNA和RNA的复制和转录过程,最终导致微生物的死亡。

其次,紫外线还可以直接破坏微生物体内的蛋白质分子。

蛋白质是微生物生命活动中的重要组成部分,控制着微生物的许多生物学过程。

当紫外线照射微生物时,其高能量会引起微生物体内蛋白质的变性,使其失去原有的空间结构和生物活性。

失去正常结构和功能的蛋白质无法维持微生物的正常代谢和生理活动,从而导致微生物的死亡。

最后,紫外线还可以通过形成高浓度的致畸生成,破坏微生物的细胞膜结构。

微生物的细胞膜是一个重要的保护屏障,它控制着微生物内外环境的交换。

当紫外线照射微生物时,其高能量会破坏微生物细胞膜上的脂质分子,破坏细胞膜的完整性和稳定性。

细胞膜破裂后,微生物内外环境的交换受到限制,导致微生物不能正常吸收养分和排出代谢产物,最终导致微生物
的死亡。

总的来说,紫外灭菌通过紫外线的高能量辐射作用于微生物的核酸和蛋白质分子,破坏了微生物的遗传信息和代谢功能,杀灭微生物并起到消毒的作用。

消毒灭菌的原理

消毒灭菌的原理

消毒灭菌的原理
用物理、化学或生物学方法杀灭或抑制微生物生长繁殖,使其达到无害化要求的过程。

一、物理法:利用物理作用破坏微生物的结构或改变其生存条件而达到灭活目的。

1.高温灭菌法:利用煮沸、辐射、烘烤等方法杀死微生物。

2.干燥法:利用水蒸气或二氧化碳将微生物干燥至死。

二、化学法:利用化学药剂破坏或抑制微生物的生命活动而达到灭活目的。

常用的有季铵盐类、有机酸类、过氧化氢类和双链季铵盐类等。

其作用机理是改变细菌表面蛋白,使之失去活性,达到杀灭和抑制微生物的目的。

常用的有过氧乙酸、甲醛、双氧水等。

它们有不同程度的腐蚀和刺激作用,使用时必须注意安全问题。

1.氧化剂:是指具有强氧化性,能破坏微生物新陈代谢过程中所必需的酶系统,使其失去活性或活性丧失殆尽,从而达到灭活微生物的目的。

常用的有过氧化氢、高锰酸钾等。

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热力灭菌的原理及应用

热力灭菌的原理及应用

热力灭菌的原理及应用1. 原理热力灭菌是一种常用的微生物灭活方法,利用高温或蒸汽对目标物进行处理,以达到杀灭细菌、病毒和其他微生物的目的。

热力灭菌的原理主要是通过热量的传递和能量转化,破坏微生物的生物化学结构,使其无法繁殖和生存。

热力灭菌主要包括两种方法:湿热灭菌和干热灭菌。

1.1 湿热灭菌湿热灭菌是指利用高压蒸汽对目标物进行处理的方法。

高压蒸汽的温度可以达到121摄氏度,并保持一定的压力。

湿热灭菌主要通过以下步骤实现:1.加热:将目标物放入蒸汽中,加热使目标物温度升高,与微生物发生热交换。

2.杀菌:高温下,微生物的生物化学结构会发生变化,蛋白质、核酸和细胞膜等物质受到破坏,导致微生物无法生存。

3.冷却:将目标物从高温环境中取出后,通过冷却使其恢复正常温度,进行后续的包装和贮存。

湿热灭菌通常用于消毒医疗器械、生物制品、培养基和培养器皿等物品的处理。

1.2 干热灭菌干热灭菌是指利用热空气对目标物进行处理的方法。

干热灭菌通常采用高温和较长时间的处理。

干热灭菌主要通过以下步骤实现:1.加热:通过加热设备将目标物加热至一定温度,使微生物受到破坏。

2.热传导:高温空气会使微生物内部的水分蒸发,导致细菌细胞膜受损,细胞内部构造发生变化。

3.杀菌:微生物的蛋白质会发生变性,DNA的双链结构会被破坏,从而使微生物无法繁殖和生存。

干热灭菌通常用于灭活制药工业中的药物、原料以及一些粉末和玻璃器皿等。

2. 应用热力灭菌在医疗、制药及食品行业有着广泛的应用。

以下是热力灭菌在不同领域的具体应用示例:2.1 医疗行业•医疗器械消毒:湿热灭菌常用于对手术器械、注射器、电极等进行消毒处理。

•医疗废弃物处理:热力灭菌也常用于医疗废弃物处理,有效杀灭其中的病原体。

•医疗器械灭菌:干热灭菌广泛应用于一次性使用的医疗器械的制造过程中,确保其无菌。

•医药制造:在药品制造中,热力灭菌被用于灭活细菌、病毒和其他微生物,以保证产品的安全性。

2.2 制药行业•药物灭菌:热力灭菌被广泛应用于制药过程中,确保药物的安全性和无菌性。

物理消毒灭菌方法、原理和应用

物理消毒灭菌方法、原理和应用

物理消毒灭菌方法、原理和应用(一)干热消毒灭菌干热的杀菌机制是使微生物的蛋白质发生氧化、变性、炭化,以及使其电解质脱水浓缩,最终导致微生物死亡。

适用于耐高温忌湿的物品、湿热不易穿透的物品以及废弃物品的消毒与灭菌。

常用的方法有干烤、红外线照射、烧灼、焚烧等。

干热对物品的穿透力与杀菌作用不及湿热,所需温度高(>160℃),时间长(1~3h)。

1.干烤法:将待消毒的物品放入特制的烤箱中,依靠热空气对物品加热升温,最终达到消毒或灭菌的目的。

2.红外线照射法:物体吸收红外线可直接转化为热能,不需经空气传导,加热速度快。

通常在特制的红外烤箱中实施消毒与灭菌处理。

人在红外线照射环境中停留时间较长,可使眼睛疲劳和头痛;长期照射眼睛晶体可产生浑浊(热内障),甚至引起视网膜和脉络膜的永久性损伤。

所以,工作人员应佩戴防红外线的护目镜。

3.烧灼:直接用火焰加热物品以达到消毒或灭菌要求。

可通过控制火焰的温度和烧灼时间,而不损伤被处理物品。

4.焚烧:是将污染物品用火烧毁,使其变为灰烬,是一种最彻底的消毒灭菌处理方法,多用于处理污染的医院垃圾或疫源地垃圾。

焚烧需在焚化炉内进行,常用天然气、柴油等助燃使燃烧充分。

(二)湿热消毒灭菌湿热是以水或蒸汽作为热的传导介质,使微生物的蛋白质发生变性、凝固,从而使微生物死亡。

热力灭菌湿度愈高,蛋白质的变性和凝固愈快,对微生物的杀灭效果愈好。

湿热灭菌的优点是:对物品的热穿透力强;湿热蒸汽存在潜热,能迅速提高被灭菌物品的温度;灭菌效果比干热强,干热灭菌160℃需60min左右,而湿热121℃仅需5min。

常用的方法有:煮沸法、流通蒸汽消毒、巴氏消毒、间歇灭菌和压力蒸汽灭菌等。

各种方法要求的温度不同,适用的对象也不同。

不耐高热的物品选用巴氏消毒法或低温蒸汽法,一般物品可采取煮沸或流通蒸汽法,能耐受高温高压的物品选用压力蒸汽灭菌。

二、紫外线紫外线(ultraviolet,UV)指位于紫光和X线之间的光波,波长为100~380nm,主要来源于太阳、热物体和激发气体。

化学灭菌方法

化学灭菌方法

化学灭菌方法化学灭菌方法是一种通过使用化学物质来杀灭或去除细菌、病毒和其他微生物的方法。

它在医疗、实验室和食品工业等领域得到广泛应用。

本文将介绍几种常见的化学灭菌方法及其原理。

一、酒精灭菌法酒精灭菌法是一种常见的化学灭菌方法,常使用70%的乙醇溶液进行消毒。

酒精能够破坏细菌的蛋白质结构和细胞膜,从而杀死细菌。

这种方法适用于表面消毒,但对于一些耐酒精的细菌和孢子可能不够有效。

二、过氧化氢灭菌法过氧化氢灭菌法是一种常用的化学灭菌方法,常使用3%的过氧化氢溶液。

过氧化氢能够产生氧自由基,对细菌的蛋白质、核酸和细胞膜产生氧化作用,从而杀死细菌。

这种方法广泛应用于医疗设备的消毒,但对于某些耐氧化作用的细菌可能不够有效。

三、氯化物灭菌法氯化物灭菌法是一种常见的化学灭菌方法,常使用含氯消毒剂如次氯酸钠溶液。

氯化物能够破坏细菌的细胞膜和细胞内的蛋白质,从而杀死细菌。

这种方法适用于表面消毒和水处理等领域。

四、气体灭菌法气体灭菌法是一种常用的化学灭菌方法,常使用乙烯氧化物、过氧乙酸或氧化亚氮等气体。

这些气体能够渗透到细菌的细胞内部,对细菌的蛋白质和核酸产生氧化作用,从而杀死细菌。

这种方法适用于灭菌物品的包装和密闭空间的消毒。

五、臭氧灭菌法臭氧灭菌法是一种常用的化学灭菌方法,常使用臭氧气体进行消毒。

臭氧能够破坏细菌的细胞膜和核酸,从而杀死细菌。

这种方法广泛应用于水处理、食品工业和医疗设备的消毒。

除了上述常见的化学灭菌方法外,还有一些其他方法也被广泛应用。

例如,紫外线照射能够破坏细菌的核酸,从而杀死细菌。

电解水是一种通过电解产生氯离子的方法,也可以用于灭菌。

冷凝碘灭菌法是一种使用碘蒸气进行消毒的方法。

总结起来,化学灭菌方法是一种通过使用化学物质来杀灭或去除细菌、病毒和其他微生物的方法,包括酒精灭菌法、过氧化氢灭菌法、氯化物灭菌法、气体灭菌法、臭氧灭菌法和其他一些方法。

这些方法各有优缺点,应根据具体情况选择合适的灭菌方法。

高温灭菌的原理

高温灭菌的原理

高温灭菌的原理
高温灭菌是一种常见的灭菌方法,它利用高温对微生物进行杀灭。

高温灭菌的原理主要有以下几点:
1. 高温破坏微生物的细胞结构:高温可以破坏微生物的细胞膜和细胞壁,使其失去生存和代谢能力。

微生物的细胞膜和细胞壁是维持其完整性和稳定性的关键结构,一旦被破坏,微生物就会死亡。

2. 破坏微生物的核酸和蛋白质:高温还可以引起微生物内部的核酸和蛋白质的变性和降解。

核酸和蛋白质是微生物生存和繁殖所必需的重要分子,它们的变性和降解会导致微生物的遗传物质和生理功能受到破坏,从而无法生存和繁殖。

3. 杀灭耐热菌和孢子:高温灭菌还可以杀灭一些耐热菌和孢子,这是因为这些菌和孢子具有较高的抵抗温度的能力。

高温灭菌对这些菌和孢子造成的破坏更加彻底,有效杀死它们。

高温灭菌通常需要在一定的温度和时间下进行,常用的温度有121摄氏度,时间一般在15-30分钟左右。

这样的温度和时间
可以确保微生物被彻底杀灭,从而达到灭菌的目的。

高温瞬时灭菌的原理

高温瞬时灭菌的原理

高温瞬时灭菌的原理
高温瞬时灭菌是一种常用的杀菌方法,其原理是将食品或药品在短时间内通过高温处理,使其中的细菌、病毒等微生物被彻底杀灭。

具体过程如下:
1.将食品或药品置于高温环境中,通常温度为121℃。

2.在高温下保持一定时间,通常为15-20分钟。

3.高温下的热量会对微生物中的蛋白质、核酸等分子结构产生破坏作用,细胞膜也会受到显著破坏,从而导致微生物死亡。

4.随着处理时间的增加,越来越多的微生物被杀灭,最终达到灭菌的目的。

需要注意的是,高温瞬时灭菌只能杀灭微生物,对于一些化学性质比较稳定的毒素或化学物质并不能起到很好的去除作用。

因此,在使用高温瞬时灭菌方法时,还需要结合其他处理方法,如过滤、紫外线辐照等,以达到更好的杀菌效果。

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常见的微生物消毒与灭菌方法

常见的微生物消毒与灭菌方法

常见的微生物消毒与灭菌方法物理灭菌法(一)加热灭菌法加热可破坏微生物中酶、蛋白质和核酸,导致微生物死亡。

加热灭菌又分干热灭菌法和湿热灭菌法。

在同一温度下,湿热灭菌的效果比干热灭菌好。

主要是因湿热灭菌时,有水分存在,蛋白质容易变性。

水分又易使微生物膜壁润湿,湿热的穿透力比干热大。

干热灭菌法常用的有火焰灭菌法与干热空气灭菌法两种。

(二)紫外线灭菌法是指用紫外线照射杀灭微生物的方法。

一般用于灭菌的紫外线波长是200~300nm,灭菌力最强的波长是253.7nm。

紫外线作用于核酸蛋白促使其变性,同时空气受紫外线照射后产生微量臭氧,从而起共同杀菌作用。

紫外线进行直线传播,可被不同的表面反射,穿透力微弱,但较易穿透清洁空气及纯净的水。

因此本法适用于照射物体表面之灭菌、无菌室的空气及水的灭菌;不适用于药液的灭菌、固体物质深部的灭菌;普通玻璃可吸收紫外线,因此装于玻璃容器中的药物不能用此法灭菌。

紫外线对人体照射过久,会发生结膜炎,红斑及皮肤烧灼等现象,故一般在人入室前开启紫外线灯1~2小时,关闭后人才进入洁净室。

如果必须在人进去后仍要开紫外线灭菌,则人的皮肤及眼睛应有有效的防护措施。

一般在6~15m3的空间可装置30瓦紫外线灯一盏,离地面2.5~3m为宜。

用紫外线照射灭菌时要注意下列问题:1、紫外线的杀菌力,随使用时间增加而减退,一般使用时间达到额定时间70%时应更换紫外线灯管,以保证杀菌效果。

国产紫外线灯平均寿命一般为2000h。

2、紫外线的杀菌作用随菌种不同而不同,杀霉菌的照射量要比杀杆菌大40~50倍。

3、紫外线照射通常按相对湿度为60%的基础设计,室内湿度增加时,照射量应相应增加。

4、紫外线灭菌效果与照射的时间长短有关,这需要通过验证来确定照射时间。

5、紫外照射灯的安装形式及高度,应根据实际情况,参考使用说明决定。

灭菌方法的验证采用生物指示剂挑战试验,生物指示剂多用枯草芽孢杆菌。

(三)微波灭菌法微波是指频率在30~3000MHz之间的电磁波。

火焰灭菌法原理

火焰灭菌法原理

火焰灭菌法原理
一、火焰灭菌法原理
火焰灭菌法又称之为摩尔灭菌法,也叫熔炼法,是一种技术细菌除去方法,它将微生物灭活、熔炼,从而达到去除细菌的目的,尤其是针对一些抗药性较强的细菌。

火焰灭菌原理:火焰灭菌法利用火焰中高温,使微生物细胞内液体被蒸发,细胞壁被熔融,细胞内质被分解,从而使细菌灭活。

二、火焰灭菌法优缺点
优点:
1、火焰灭菌法可有效灭活抗药性较强的细菌,从而达到去除细菌的目的。

2、可以减少毒素的产生,使杀菌效果更好。

3、无色、无味、无毒,安全性高,使用安全可靠。

缺点:
1、火焰灭菌法有一定的危险性,需要专业的操作工作人员,需要设备的配置和安全措施。

2、火焰温度较高,易造成物品的变形、褪色等问题,所以使用时要注意物品的耐热性。

3、火焰灭菌法的效率较低,只能灭活表面上的细菌,无法有效灭活嵌入物体内部的细菌。

细胞工程实验室常用的灭菌方法和原理

细胞工程实验室常用的灭菌方法和原理

细胞工程实验室常用的灭菌方法和原理细胞工程实验室常用的灭菌方法有湿热灭菌、干热灭菌、紫外线灭菌、过滤除菌等。

以下是这些方法的原理和特点:
1. 湿热灭菌:是利用高温高压的水蒸气进行灭菌。

该方法能够有效地杀灭细菌、真菌和病毒等微生物,常用于培养基、实验器具等的灭菌。

其原理是在高温高压下,水蒸气的穿透力增强,能够使微生物的蛋白质变性,从而达到灭菌的效果。

2. 干热灭菌:是利用高温干燥空气进行灭菌的方法。

常用于玻璃器皿、金属器械等的灭菌。

其原理是在高温下,微生物的蛋白质和核酸会发生变性,从而失去生物活性。

3. 紫外线灭菌:是利用紫外线的杀菌作用进行灭菌的方法。

常用于实验室空气、操作台等的灭菌。

其原理是紫外线能够穿透微生物的细胞膜,使其DNA 发生损伤,从而阻止微生物的繁殖。

4. 过滤除菌:是利用过滤器过滤掉空气或液体中的微生物。

常用于不能耐受高温灭菌的液体或气体的灭菌。

其原理是过滤器能够阻止微生物通过,从而达到除菌的效果。

这些灭菌方法各有优缺点,在细胞工程实验室中,需要根据不同
的物品和实验要求选择合适的灭菌方法。

同时,为了确保灭菌效果,需要严格按照操作规程进行灭菌操作,并对灭菌效果进行检测和验证。

紫外灭菌原理

紫外灭菌原理

紫外灭菌原理
紫外灭菌是利用紫外光的辐射杀灭或抑制微生物的一种方法。

紫外光的波长在200到300纳米之间,称为紫外C波段(UV-C),该波段的光具有很强的杀菌能力。

其原理是通过紫外光的能量,破坏微生物的核酸(DNA和RNA)分子链,从而使其失去繁殖能力和导致死亡。

紫外灭菌的过程中,紫外光会经过空气和空间中的灰尘颗粒等物质,因此需要保持紫外光的强度和剂量。

紫外灭菌装置及其运行条件的选择对于确保有效杀灭微生物非常重要。

同时,紫外灭菌具有瞬间杀菌的能力,并且不会产生化学残留物,不会对水质和环境造成污染。

值得注意的是,紫外灭菌只能对直接照射到的表面进行杀菌,不能对盲区或遮蔽处的微生物产生杀菌作用。

此外,虽然紫外光的辐射对人体和其他生物也有一定的损害作用,但在适当的条件下使用紫外灭菌装置时,人体接触到的紫外光剂量可以控制在安全范围内,不会对人体健康造成明显的危害。

因此,紫外灭菌作为一种有效、便捷的杀灭微生物的方法,在各类场所和设备的卫生控制中得到广泛应用,例如医院、实验室、餐厅、水处理和空气净化等领域。

微生物灭菌原理与方法

微生物灭菌原理与方法

灭菌灭菌是组织培养重要的工作之一。

初学者要清楚有菌和无菌的范畴。

有菌的范畴是:凡是暴露在空气中的物体,接触自然水源的物体,至少它的表面都是有菌的。

依此观点,无菌室等未处理的地方、超净台的表面、简单煮沸的培养基、我们使用的刀、剪在未处理之前、我们身体的整个外表及与外界相连的内表,如整个消化道、呼吸道,即我们呼出的气体、培养容器无论洗得多干净等等都是有菌的。

这里所指的菌,包括细菌、真菌、放线菌、藻类及其他微生物。

菌的特点是:极小,肉眼看不见。

无处不在,无时不有,无孔不入。

在自然条件下忍耐力强,生活条件要求简单,繁殖力极强,条件适宜时便可大量滋生。

无菌的范畴是:经高温灼烧或一定时间蒸煮过后的物体,经其他物理或化学的灭菌方法处理后的物体(当然这些方法必须已经证明是有效的),高层大气、岩石内部、健康的动、植物的不与外部接触的组织内部,强酸强碱,化学元素灭菌剂等表面和内部都是无菌的。

从以上可以看出:在地球表面无菌世界要比有菌世界小的多。

灭菌是指用物理或化学的方法,杀死物体表面和孔隙内的一切微生物或生物体,即把所有生命的物质全部杀死。

与此相关的一个概念是消毒,它指杀死、消除或充分抑制部分微生物,使之不再发生危害作用,显然经过消毒,许多细菌芽孢、霉菌厚垣孢子等不会完全杀死,即由于在消毒后的环境里和物品上还有活着的微生物,所以通过严格灭菌的操作空间(接种、超净台等)和使用的器皿,以及操作者的衣着和手都不带任何活着的微生物。

在这样的条件下进行的操作,就叫做无菌操作。

植物组织培养对无菌条件的要求是非常严格的,甚至超过微生物的培养要求,这是因为培养基含有丰富的营养,稍不小心就引起杂菌污染。

要达到彻底灭菌的目的,必须根据不同的对象采取不同的切实有效的方法灭菌,才能保证培养时不受杂菌的影响,使试管苗能正常生长。

常用的灭菌方法可分为物理的和化学的两类,即:物理方法如干热(烘烧和灼烧)、湿热(常压或高压蒸煮)、射线处理(紫外线、超声波、微波)、过滤、清洗和大量无菌水冲洗等措施;化学方法是使用升汞、甲醛、过氧化氢、高锰酸钾、来苏水、漂白粉、次氯酸钠、抗菌素、酒精化学药品处理。

低温灭菌法

低温灭菌法

低温灭菌法低温灭菌法是一种常用的杀菌方法,它利用低温条件对微生物进行灭活。

低温灭菌法适用于需要保持物质原有性质的生物制品、药品、食品等领域。

本文将详细介绍低温灭菌法的原理、应用和优缺点。

一、原理低温灭菌法通过将物品暴露在低温环境中,使微生物失去生活活性,达到灭菌的目的。

常用的低温灭菌方法有冷冻、冷冻干燥和超低温灭菌。

1. 冷冻灭菌:将物品置于低温环境中,通常在-20℃以下,使微生物的生理活动减缓甚至停止,从而达到灭菌的效果。

2. 冷冻干燥灭菌:在冷冻的基础上,通过将物品在低温下加压干燥,使水分在固态和气态之间直接转化,避免了常规干燥过程中的热敏感问题,从而实现灭菌。

3. 超低温灭菌:在极低温的条件下,通常在-80℃以下,通过长时间暴露使微生物无法存活。

二、应用低温灭菌法在生物制品、药品、食品等领域有广泛的应用。

1. 生物制品:低温灭菌法常用于制备生物制品,如疫苗、血液制品、酶制剂等。

这些生物制品对温度敏感,采用低温灭菌可以保持其活性和稳定性。

2. 药品:一些药品在常温下易分解、变质,因此需要采用低温灭菌来保证其质量。

低温灭菌不仅可以有效杀灭微生物,还能保持药品的活性成分。

3. 食品:低温灭菌广泛应用于食品加工领域。

例如,对于一些需要长时间保存的食品,如肉制品、水产产品、果蔬等,采用低温灭菌可以延长其保质期,保持其风味和营养。

三、优缺点低温灭菌法具有以下优点:1. 保持原有性质:低温灭菌法在灭菌的同时能够保持物品的原有性质,不会对其造成破坏或变质。

2. 灭菌彻底:低温灭菌法能够彻底杀灭微生物,包括耐热菌、芽孢等。

3. 适用范围广:低温灭菌法适用于各种不同类型的物品,包括液体、固体和气体。

然而,低温灭菌法也存在一些缺点:1. 时间较长:与其他灭菌方法相比,低温灭菌需要较长的时间来达到灭菌效果,这对于一些需要快速处理的物品不太适用。

2. 易受环境影响:低温灭菌需要在严格控制的环境条件下进行,包括温度、湿度等,一旦环境条件不合适,灭菌效果可能会受到影响。

过滤灭菌法

过滤灭菌法

过滤灭菌法过滤灭菌法是一种常见的微生物学实验方法,通过对微生物培养物进行过滤和灭菌处理,得到纯净的微生物菌种。

在医学、生物学、食品科学等领域中,过滤灭菌法被广泛应用。

一、过滤灭菌法的原理过滤灭菌法的原理是利用过滤膜将微生物过滤掉,然后利用高温或化学物质将过滤膜上的微生物杀灭。

过滤膜有不同的孔径大小,可以根据需要选择合适的过滤膜。

一般情况下,使用的过滤膜孔径大小为0.22微米,这种孔径大小可以过滤掉大部分的细菌和真菌。

二、过滤灭菌法的步骤1. 准备培养物将需要进行过滤灭菌处理的培养物制备好,可以是液体培养物或固体培养物。

2. 过滤处理将培养物通过过滤膜过滤,过滤时需要注意过滤器的清洁和消毒,以避免污染。

过滤完成后,将过滤膜放在灭菌器中进行高温灭菌或化学消毒。

3. 菌种分离将过滤膜上的微生物分离出来,可以通过将过滤膜放在营养琼脂平板上进行培养,也可以用其他方法进行分离。

4. 菌种鉴定对分离出来的菌种进行鉴定,确定其种属和特性。

三、过滤灭菌法的应用1. 食品工业过滤灭菌法被广泛应用于食品工业中,可以用来对食品中的微生物进行检测和控制。

例如,对食品中的细菌、酵母菌、霉菌等进行检测,以确保食品的卫生安全。

2. 医学领域在医学领域中,过滤灭菌法可以用来对药品、医疗器械、注射液等进行灭菌处理,以保证其无菌性。

同时,过滤灭菌法也可以用于对微生物进行分离和鉴定。

3. 生物学研究在生物学研究中,过滤灭菌法可以用来对微生物进行分离和培养,以研究微生物的生长、代谢、遗传等方面的特性。

同时,过滤灭菌法也可以用来对生物制剂进行灭菌处理。

四、过滤灭菌法的优缺点过滤灭菌法的优点是操作简单、灭菌效果好、不会破坏培养物中的成分,可以得到纯净的微生物菌种。

缺点是过滤膜的价格较高,而且过滤器需要定期更换,使用成本较高。

五、总结过滤灭菌法是一种常见的微生物学实验方法,可以用于食品工业、医学领域、生物学研究等方面。

过滤灭菌法操作简单、灭菌效果好,可以得到纯净的微生物菌种。

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灭菌灭菌是组织培养重要的工作之一。

初学者要清楚有菌和无菌的范畴。

有菌的范畴是:凡是暴露在空气中的物体,接触自然水源的物体,至少它的表面都是有菌的。

依此观点,无菌室等未处理的地方、超净台的表面、简单煮沸的培养基、我们使用的刀、剪在未处理之前、我们身体的整个外表及与外界相连的内表,如整个消化道、呼吸道,即我们呼出的气体、培养容器无论洗得多干净等等都是有菌的。

这里所指的菌,包括细菌、真菌、放线菌、藻类及其他微生物。

菌的特点是:极小,肉眼看不见。

无处不在,无时不有,无孔不入。

在自然条件下忍耐力强,生活条件要求简单,繁殖力极强,条件适宜时便可大量滋生。

无菌的范畴是:经高温灼烧或一定时间蒸煮过后的物体,经其他物理或化学的灭菌方法处理后的物体(当然这些方法必须已经证明是有效的),高层大气、岩石内部、健康的动、植物的不与外部接触的组织内部,强酸强碱,化学元素灭菌剂等表面和内部都是无菌的。

从以上可以看出:在地球表面无菌世界要比有菌世界小的多。

灭菌是指用物理或化学的方法,杀死物体表面和孔隙内的一切微生物或生物体,即把所有生命的物质全部杀死。

与此相关的一个概念是消毒,它指杀死、消除或充分抑制部分微生物,使之不再发生危害作用,显然经过消毒,许多细菌芽孢、霉菌厚垣孢子等不会完全杀死,即由于在消毒后的环境里和物品上还有活着的微生物,所以通过严格灭菌的操作空间(接种、超净台等)和使用的器皿,以及操作者的衣着和手都不带任何活着的微生物。

在这样的条件下进行的操作,就叫做无菌操作。

植物组织培养对无菌条件的要求是非常严格的,甚至超过微生物的培养要求,这是因为培养基含有丰富的营养,稍不小心就引起杂菌污染。

要达到彻底灭菌的目的,必须根据不同的对象采取不同的切实有效的方法灭菌,才能保证培养时不受杂菌的影响,使试管苗能正常生长。

常用的灭菌方法可分为物理的和化学的两类,即:物理方法如干热(烘烧和灼烧)、湿热(常压或高压蒸煮)、射线处理(紫外线、超声波、微波)、过滤、清洗和大量无菌水冲洗等措施;化学方法是使用升汞、甲醛、过氧化氢、高锰酸钾、来苏水、漂白粉、次氯酸钠、抗菌素、酒精化学药品处理。

这些方法和药剂要根据工作中的不同材料不同目的适当选用。

1、培养基用湿热灭菌培养基在制备后的24小时内完成灭菌工序。

高压灭菌的原理是:在密闭的蒸锅内,其中的蒸汽不能外溢,压力不断上升,使水的沸点不断提高,从而锅内温度也随之增加。

在0.1MPa的压力下,锅内温度达121℃。

在此蒸汽温度下,可以很快杀死各种细菌及其高度耐热的芽孢。

注意完全排除锅内空气,使锅内全部是水蒸气,灭菌才能彻底。

高压灭菌放气有几种不同的做法,但目的都是要排净空气,使锅内均匀升温,保证灭菌彻底。

常用方法是:关闭放气阀,通电后,待压力上升到0.05MPa时,打开放气阀,放出空气,待压力表指针归零后,再关闭放气阀。

关阀再通电后,压力表上升达到0.1MPa时,开始计时,维持压力0.1-0.15MPa,20分钟。

按容器大小不同,保压时间有所不同,见表。

该表所列数字是彻底灭菌很保险的数字,如果容器体积较大,但是放置的数量很少,也可以减少时间。

培养基高压蒸汽灭菌所必需的最少时间到达保压时间后,即可切断电源,在压力到0.5MPa,可缓慢放出蒸汽,应注意不要使压力降低太快,以致引起激烈的减压沸腾,使容器中的液体四溢。

当压力降到零后,才能开盖,取出培养基,摆在平台上,以待冷凝。

不可久不放气,引起培养基成分变化,以至培养基无法摆斜面。

一旦放置过久,由于锅炉内有负压,盖子打不开,只要将放气阀打开,大气压入,内外压力平衡,盖子便易打开了。

对高压灭菌后不变质的物品,如无菌水、栽培介质、接种工具,可以延长灭菌时间或提高压力。

而培养基要严格遵守保压时间,既要保压彻底,又要防止培养基中的成分变质或效力降低,不能随意延长时间。

对于一些布制品,如实验衣、口罩等也可用高压灭菌。

洗净晾干后用耐高压塑料袋装好,高压灭局20-30分钟。

高压灭菌前后的培养基,其PH值下降0.2-.3单位。

高压后培养基PH值的变化方向和幅度取决于多种因素。

在高压灭菌前用碱调高PH值至预定值的则相反。

培养基中成分单一时和培养基中含有高或较高浓度物质时,高压灭菌后的PH值变化幅度较大,甚至可大于2个PH值单位。

环境PH值的变化大于0.5单位就有可能产生明显的生理影响。

高压灭菌通常会使培养基中的蔗糖水解为单糖,从而改变培养基的渗透压。

在8%-20%蔗糖范围内,高压灭菌后的培养基约升高0.43倍。

培养基中的铁在高压灭菌时会催化蔗糖水解,可使15%-25%的蔗糖水解为葡萄糖和果糖。

培养基值小于5.5,其水解量更多,培养基中添加0.1%活性炭时,高压下蔗糖水解大大增强,添加1%活性炭,蔗糖水解率可达5%。

为防止高压灭菌产生的上诉一些变化可用下列方法:(1)经常注意搜集有关高压灭菌影响培养基成分的资料,以便及时采取有效措施。

(2)设计培养基配方时尽量采用效果类似的稳定试剂并准确掌握剂量。

如避免使用果糖和山梨醇而用甘露醇,以IBA代替IAA,控制活性炭的用量(在0.1%以下)注意PH值对高压灭菌下培养基中成分的影响等。

(3)配制培养基时应注意成分的适当分组与加入的顺序。

如将磷、钙和铁放在最后加入。

(4)注意高压灭菌后培养基PH值的变化及回复动态。

如高压灭菌后的PH值常由5.8升高至6.48。

而96小时后又回降至5.8左右。

这样在实验中就可以根据这一规律加以掌握。

2、用于无菌操作的器械采用灼烧灭菌在无菌操作时,把镊子、剪刀、解剖刀等浸入95%的酒精中,使用之前取出在酒精灯火焰上灼烧灭菌。

冷却后,立即使用。

操作中可采用250或500毫升的广口瓶,放入95%的酒精,以便插入工具。

3、玻璃器皿及耐热用具采用干热灭菌干热灭菌是利用烘箱加热到160-180℃的温度来杀死微生物。

由于在干热条件下,细菌的营养细胞的抗热性大为提高,接近芽孢的抗热水平,通常采用170℃持续90分钟来灭菌。

干热灭菌的物品要预先洗净并干燥,工具等要妥为包扎,以免灭菌后取用时重新污染。

包扎可用耐高温的塑料。

灭菌时应渐进升温,达到预定温度后记录时间。

烘箱内放置的物品的数量不宜过多,以免防碍热对流和穿透,到指定时间断电后,待充分冷凉,才能打开烘箱,以免因骤冷而使器皿破裂。

干热灭菌能源消耗太大,浪费时间。

4、不耐热的物质采用过滤灭菌一些生长调节剂,如赤霉素、玉米素、脱落酸和某些微生物是不耐热的,不能用高压灭菌处理,通常采用过滤灭菌方法。

一些化学成分在高温高压下回发生降解而失去效能或降低效能。

经高温灭菌后赤霉素GA3的活性仅及不经高温灭菌的新鲜溶液的10%。

蔗糖经高温后部分被降解成D-葡萄糖和D-果糖,果糖又可被部分水解,产生抑制培养的植物组织生长的物质。

高温还可使碳水化合物和氨基酸发生反应。

IAA,NAA,2,4-D、激动素和玉米素在高温下是比较稳定的。

维生素具有不同程度的热稳定性,但如果培养基的PH值高于5.5,则维生素B1会被迅速降解。

泛酸钙、植物组织提取物等要过滤灭菌,不能高温灭菌,否则会失去作用。

防细菌滤膜的网孔的直径为0.45微米以下,当溶液通过滤液后,细菌的细胞和真菌的孢子等因大于滤膜直径而被阻,在需要过滤灭菌的液体量大时,常使用抽滤装置;液量小时,可用注射器。

使用前对其高压灭菌,将滤膜装在注射器的靠针管处,将待过滤的液体装入注射器,推压注射器活塞杆,溶液压出滤膜,从针管压出的溶液就是无菌溶液。

过滤除菌操作步骤:首先将过滤器、接液瓶用纸包好,滤膜可放在培养皿内用纸包好。

使用前先经121℃高压蒸汽灭菌30分钟;在超净工作台上,将滤器装置装好,用灭菌无齿镊子将滤膜安放在隔板上,滤膜粗糙面向上;然后将待除菌的液体注入滤器内,开动真空泵即可过滤除菌。

滤液经培养证明无菌生长后可保存备用。

5、空间采用紫外线和熏蒸灭菌(1)紫外线灭菌在接种室、超净台上或接种箱用紫外灯灭菌。

紫外线灭菌是利用辐射因子灭菌,细菌吸收紫外线后,蛋白质很核酸发生结构变化,引起细菌的染色体变异,造成死亡。

紫外线的波长为200-300nm,其中260nm的杀菌能力最强,但是由于紫外线的穿透能力很弱,所以只适于空气和物体表面的灭菌,而且要求距照射物以不超过1.2米为宜。

(2)熏蒸灭菌用加热焚烧、氧化等方法,使化学药剂变为气体状态扩散到空气中,以杀死空气和物体表面的微生物。

这种方法简便,只需要把消毒的空间关闭紧密即可。

化学消毒剂的种类很多,它们使微生物的蛋白质变性,或竞争其酶系统,或降低其表面张力,增加菌体细胞浆膜的通透性,使细胞破裂或溶解。

一般说来,温度越高,作用时间越长,杀菌效果越好。

另外,由于消毒剂必须溶解于水才能发挥作用,所以要制成水溶状态,如升汞与高锰酸钾。

还有消毒剂的浓度一般是浓度越大,杀菌能力越强,但石炭酸和酒精例外。

常用熏蒸剂是甲醛,熏蒸时,房间关闭紧密,按5-8ml/m3用量,将甲醛置于广口容器中,加5g/m3高锰酸钾氧化挥发。

熏蒸时,房间可预先喷湿以加强效果。

冰醋酸也可进行加热熏蒸,但效果不如甲醛。

6、一些物体表面用药剂喷雾灭菌物体表面可用一些药剂涂搽,喷雾灭菌。

如桌面、墙面、双手、植物材料表面等,可用75%的酒精反复涂搽灭菌,1%-2%的来苏儿溶液以及0.25%-1%的新洁尔灭也可以。

7、植物材料表面用消毒剂灭菌从外界或室内选取的植物材料,都不同程度地带有各种微生物。

这些污染源一旦带入培养基,便会造成培养基污染。

因此,植物材料必须经严格的表面灭菌处理,再经无菌操作手续接种到培养基上,这一过程叫做接种。

接种的植物材料叫做外植体(explant)。

首先,将采来的植物材料除去不用的部分,将需要的部分仔细洗干净,如用适当的刷子等刷洗。

把材料切割成适当大小,即灭菌容器能放入为宜。

置自来水龙头下流水冲洗几分钟至数小时,冲洗时间视材料清洁程度而宜。

易漂浮或细小的材料,可装入纱布袋内冲洗。

流水冲洗在污染严重时特别有用。

洗时可加入洗衣粉清洗,然后再用自来水冲洗洗衣粉水。

洗衣粉可除去轻度附着在植物表面的污物,除去脂质性的物质,便于灭菌液的直接接触。

当然,最理想的清洗物质是表面活性物质吐温。

第二步是对材料的表面浸润灭菌。

要在超净台或接种箱内完成,准备好消毒的烧杯、玻璃棒、70%酒精、消毒液、无菌水、手表等。

用70%酒精浸10-30秒。

由于酒精具有使植物材料表面被浸湿的作用,加之70%酒精穿透力强,也很易杀伤植物细胞,所以浸润时间不能过长。

有一些特殊的材料,如果实、花蕾、包有苞片、苞叶等的孕穗,多层鳞片的休眠芽等等,以及主要取用内部的材料,则可只用70%酒精处理稍长的时间。

处理完的材料在无菌条件下,待酒精蒸发后再剥除外层,取用内部材料。

第三步是用灭菌剂处理。

表面灭菌剂的种类较多,可根据情况选取1-2种使用见下表。

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