微生物控制

4.微生物的控制4.1微生物控制的意义4.2控制微生物的物理方法4.3控制微生物的化学方法---化学消毒剂4.4控制微生物的化学方法---化学疗剂4.5药物制剂的消毒灭菌4.1微生物控制的意义4.1.1控制的重要性4.1.2基本概念4.1.3死亡曲线4.1.4影响微生物死亡的因素4.1.1控制的重要性1.防止疾病的发生、发展和传播2.防止微生物污染3.防止微生物引起的原材料变质和腐败人类宝贵的文化遗产蚀迹斑斑！灾难性事件105℃30min克林霉素磷酸酯4.1.2基本概念„灭菌（sterilization)：用理化方法破坏所有微生物的生命形式的过程。„消毒(disinfection):用理化方法杀灭病原菌和微生物繁殖体的过程。„消毒剂（disinfectant):一种能杀灭病原菌和微生物繁殖体的化学药物„包括芽孢与繁殖体，病原菌和非病原菌工业上的消毒指消除杂菌，除去引起感染的微生物。细菌数对数时间细菌数对数时间细菌数对数时间抗菌：杀灭微生物或干扰和抑制微生物生长及生命活动的过程抗菌抑菌(bacteriostatic)杀菌(bactericidal)溶菌(bacteriolytic)抑菌溶菌杀菌抗微生物（antimicrobial）antibacterial„防腐剂（antiseptic):指一种能干扰和抑制微生物生长繁殖的化学药物，但对动物或人体组织无毒害作用。防止腐败菌感染„清洁剂（sanitizer):使微生物数量减少到公共卫生所要求的安全水平以下，用于非生物材料。„化学疗剂（therapeuticagents):利用具有高度选择毒力的化学物质来抑制或杀灭体内病原微生物的生长繁殖，即用来治疗微生物所引起的感染。控制微生物的措施杀灭除菌抑制消毒（部分杀灭）灭菌（彻底杀灭）防腐（抑制腐败微生物）化疗（抑制宿主体内病原菌）„死亡：在致死剂量因子或亚致死剂量因子作用下，导致微生物不可逆地失去生长、分裂、繁殖的能力，即是将这些因子除去其生长仍不能恢复的生物学现象。„死亡曲线：4.1.3死亡曲线dxdt=-kxlnx0x0-xd=kt获得死亡曲线的条件：匀质性图4.1.2死亡曲线（单击曲线）靶的数目为4×106菌龄、群体中所有个体的生理状态都严格保持一致表4.1.1理论上的消毒作用一例4.1.3苯酚浓度对大肠杆菌杀菌效果的影响斜率：微生物的种类，微生物的生理状态、理化因子的强度或浓度、温度、其它环境干扰等4.1.3影响微生物死亡速率的因素温度微生物的种类细胞的生理状态环境条件4.1.4不同温度对苯酚作用的影响时间苯酚浓度不变4.62g/L，提高温度可以加速大肠杆菌的死亡1.温度灭活因子大肠杆菌细菌芽孢霉菌孢子病毒和噬菌体苯酚11000000001-230甲醛12502-102干热110002-10±1湿热130000002-101-5紫外线12-55-1005-10以大肠杆菌抗性为1单位进行比较2.微生物种类„与细胞的通透性有关3.细胞的生理状态4.环境条件：„酸、碱；含水量；含菌量；粘稠度、外来有机物;温度等与热处理时间有关——热处理时间长，微生物易死亡。与培养基的营养成分有关—培养基中蛋白质含量高时比较耐热.与含菌量有关—含菌量高，抗热性增强，含菌量低，抗热性差。与pH有关—pH适宜时不易死亡，pH不适宜时，容易死亡.与水分有关—含水量大时容易死亡，含水量小时不容易死亡.4.2控制微生物的物理方法物理法机械除菌法热力灭菌法超声波辐射自然干燥渗透压非电离辐射电离辐射紫外线日光微波γ-射线β-射线X-射线4.2.1机械除菌法„1.擦洗法„2.滤过除菌法抗生素、维生素、抗毒素、血清、酶的溶液„3.沉积法膜过滤除菌返回4.2.2热力灭菌法------利用高温来杀死微生物的方法热致死时间(thermaldeathtime)：在特定温度条件下，致死微生物所需的最短时间热致死点（thermaldeathpoint):在特定时间内杀死微生物的最低温度4.2.2热力灭菌法„热力杀菌原理－可引起蛋白质、核酸等活性大分子氧化或„变性失活„具体表现：„①热力可使微生物的DNA断裂„②核糖体解体„③蛋白质和酶变性„④细胞膜结构破坏4.2.2热力灭菌法热力灭菌法干热灭菌法湿热灭菌法火焰灼烧法干烤灭菌法常压法巴士消毒法煮沸消毒法加压法间歇灭菌法常规加压灭菌法连续加压灭菌法灼烧焚化4.2.2.1干热灭菌法（dryheatsterilization）：„细菌繁殖体在干燥状态下，在80-100℃1hr即可杀死；芽孢则需160℃2hr后才能杀灭„1.焚烧和灼烧：„适用范围：无经济价值的废弃污染物；能耐受火烧的器皿„如动、植物尸体，接种环，试管口，瓶口2.干烤灭菌法：利用电热烘箱进行灭菌的方法灭菌条件：160-170℃2hr适用范围：药粉、油脂、凡士林等的灭菌；玻璃器皿、瓷器、金属用具等的消毒灭菌4.2.2.2湿热灭菌法：是指在流通蒸汽或水中进行的灭菌„湿热灭菌比干热灭菌更有效表4.2.1干热与湿热空气对不同细菌的致死时间比较加热方式细菌种类干热90℃90℃，相对湿度分别为20%80%白喉棒杆菌24h2h2痢疾杆菌3h2h2伤寒杆菌3h2h2葡萄球菌8h3h2灭菌原理：„①沸水或水蒸汽的穿透能力比干热空气强表4.2.2干热和湿热空气穿透力的比较加热方式温度/℃加热时间/h透过布的层数及温度/℃20层40层100层干热130-1404867270以下湿热1054101101101„②微生物蛋白吸收水分后，比干热状态下更容易凝固变性„③蒸气冷凝放出潜热，灭菌温度迅速提高，加快微生物的死亡表4.2.3蛋白质含水量与其凝固温度的关系蛋白质含水量/%蛋白质凝固温度℃灭菌时间/502518605674-8080-90145160-1703030303030„100℃，10-15min------杀死细菌繁殖体；„2hr-------杀死细菌芽孢„2%Na2CO3、苯酚可加速芽孢的死亡并防止器械生锈1.煮沸法(boiling)：2.巴氏消毒法(pasteurization)：„63℃保持30min„既能杀死病原菌又能保持食品的香味和营养价值„超高温瞬时灭菌：130－140℃1－4秒，急剧冷至75℃均质后降至20℃¦高温瞬间巴斯德消毒法的操作流程图¦„3.流通蒸汽消毒法：„不超过100℃，15-30min可杀死细菌的繁殖体不能杀死芽孢4.（分段灭菌法）间歇灭菌法：„即反复多次的流通蒸汽的灭菌法。„步骤：①100℃15-30min②37℃培养箱过夜③按①重复操作，如法连续三次„应用：适用于某些不抗高温的培养基如含有血清、卵„黄的培养基„低温间歇灭菌55-60℃1h5-6天---生物制品103.42kPa，温度121.5℃，15-30min表3.5.4饱和蒸汽压力和温度的关系蒸汽压力kPa温度℃034.4755.1668.95103.42137.90204.84100.0108.8113.0115.6121.5127.2134.65.高压蒸汽灭菌1.压力表2.安全阀3.放气阀4.软管5.紧固螺栓6.装料桶7.搁架8.水图4.2.3.2手提式高压灭菌锅进气阀冷空气出口夹层压力表蒸汽放气阀门排气阀蒸汽出气口蒸汽室阀图4.2.3.1卧式高压灭菌锅细菌滤纸条规定以下参考菌株作为灭菌标准：（有细菌滤纸条商品出售）1.嗜热脂肪芽孢杆菌的成熟芽孢--------用于检验湿热灭菌效果2.枯草杆菌突变株的芽孢--------------用于检验干热灭菌效果3.不产毒的破伤风杆菌----------------用于检验干热灭菌效果4.短小芽孢杆菌的芽孢----------------用于检验离子辐射效果5.枯草杆菌的FD株-------------------用于检验气体消毒效果„1.灭菌物体含菌量的影响表3.5.5芽孢数目和灭菌所需时间的关系芽孢数/ml1000000007500000050000000250000001000000100000在100℃下杀菌时间(分)1916141286影响高压蒸汽灭菌效果的因素：含菌浓度越高，杀菌时间越长„2.灭菌锅内空气排除程度的影响表3.5.6空气排除度对灭菌温度的影响压力表数kg/cm20.350.71.051.401.752.10锅内温度纯蒸汽排除1/2空气不排除空气109947211510590121112100126118109130124115134128121应排净空气„3.灭菌对象pH的影响表3.5.7pH对灭菌时间的影响温度℃120115110100芽孢数（个/ml）10000100001000010000灭菌时间pH6.1pH5.3pH5.0pH4.7pH4.58753325251213137065353024740720180150150不利于生长的pH有利于灭菌„4.灭菌对象的体积血清瓶容器在121-123℃下所需灭菌时间三角烧瓶5020050010002000900012-1412-1517-2220-2530-3550-55„5.加热与散热速度体积越大，灭菌时间越长高温灭菌的不利影响1.形成沉淀物2.破坏营养成分，提高色泽3.改变pH（一般降低）4.降低培养基浓度补救措施1.分开灭菌2.低温灭菌3.间歇灭菌4.连续灭菌5.过滤除菌6.加螯合剂等如10%G121度灭菌15min会被破坏24%，而112度15min只会破坏0.6%高压蒸汽灭菌法----连续灭菌实消：实罐灭菌空消：空罐灭菌连消：连续灭菌—高温、短时、避免营养损失返回„1.紫外线：„100-400，265对微生物最具杀伤力产生胸腺嘧啶二聚体缺点：1.穿透力弱，湿度超过55-60%，杀菌效果下降2.伤皮肤、眼结膜3.使空气中产生臭氧，培养基产生过氧化物------适用于表面消毒和空气消毒„1W/M3计算照射剂量，15M2的房间照射20-30分钟，有效照射距离为1M4.2.4辐射----非电离辐射紫外线照射后无菌生长4.2.4辐射----非电离辐射„2.日光„杀菌因素：„①紫外线„②光敏感物质氧化产生过氧化物图4.2.4MikroClave微波灭菌系统1.2升4.5min100ml45sec原理---能量被水分吸收，摩擦产生热量4.2.4辐射----非电离辐射3.微波：是指频率在300兆赫至300千兆赫的电磁波4.2.4辐射----离子辐射„2、电离辐射（离子辐射）：„X-射线、β-射线、γ-射线，能使原子离子化，或激发出高能电子，导致细胞内分子发生化学变化而死亡„用途：适用于密封的物品和不耐热物品的灭菌。„缺点：不适用于液体分子可能发生的变化：氢键断裂、双键氧化、环结构破裂、聚合反应等产生的游离基导致产生氧化还原反应4.2.5干燥：„引起微生物脱水和盐类浓度增高----抑制微生物的生长„用途：各种干品、固体药物„盐腌、糖渍----质壁分离，抑制生长4.2.6渗透压„超声波：声波频率在2万Hz/s以上为超声波图4.2.3超声波破碎细胞（杀菌）的机理超声波装置形成空泡气泡破裂微生物细胞破裂冷沸4.2.7超声波缺点：只适用于液体空穴作用控制微生物的化学方法非选择性有选择性消毒剂(Disinfectant)防腐剂(Antiseptic)抗代谢药物antimetabolite抗生素antibiotic中草药有效成分（对所有细胞均有毒性）（对病原微生物有选择毒性）化学疗剂下一页4.3控制微生物的化学方法„4.3.1理想消毒剂应具备的条件„4.3.2抗微生物作用机理„4.3.3常用消毒剂的种类和应用„4.3.4影响化学消毒剂作用的因素4.3.1理想消毒剂应具备的条件„价格低廉，运输使用方便„1.作用强大„2.使用方便„3.性能稳定„4.易于销售„广谱杀菌、作用快、穿透力强、不受有机物等环境因素影响„易溶于水或形成乳化液、无毒无特殊刺激味、不损伤体表或被消毒材料„对热、光等不良环境条件不敏感、不易分解选择消毒剂的依据消毒剂的性质和作消毒剂的性质和作用方式用方式环境因素环境因素微生物种类微生物种类待消毒材料的性质待消毒材料的性质有全能消毒剂吗？衡量消毒剂的相对杀菌强度的指