微生物学第三章消毒与灭菌

第三章消毒与灭菌微生物有比其他生物更大的表面积，极高的代谢率，惊人的繁殖速度和明显的适应能力。用控制微生物的生长的方法来减少它们对营养资源的破坏。如食物的腐烂、人与动物的疾病等。物理化学生物概念灭菌（Sterilization）：杀死物体上所有微生物的方法，包括杀灭所有细菌芽孢、霉菌孢子在内的全部病原微生物和非病原微生物。消毒（Disinfection）：杀灭物体上的病原微生物的方法，叫消毒。消毒只要求达到消灭传染性的目的，而对非病原微生物及其芽孢、孢子并不严格要求全部杀死。防腐(Antisepsis)或抑菌：指阻止或抑制物品上微生物生长繁殖的方法，微生物不一定死亡。无菌（asepsis）：指没有活的微生物的状态。无菌操作：是指防止或杜绝任何微生物进入动物机体或其他物体的方法。方法第一节物理消毒灭菌法控制温度（高温、低温）干燥渗透压辅射微波声波滤过温度是微生物生长繁殖的重要因素。最适温度：微生物繁殖最快、最盛，并能将它的生活机能充分地表现出来的温度。最高温度：能够生长的最高温度。最低温度：能够生长的最低温度。一、温度与热力灭菌法最适温度最低温度最高温度细菌生长繁殖细菌死亡细菌休眠根据微生物对温度的适应性可分为：嗜冷菌嗜温菌嗜热菌生长温度范围1、热力灭菌法高温杀菌原理：高温可引起菌体蛋白质、核酸酶系统破坏蛋白质受热变性→氢键破坏→失去生物活性热力灭菌法干热灭菌法湿热灭菌法•火焰灭菌法•热空气灭菌法•煮沸灭菌•流通蒸气灭菌法•巴氏消毒法•高压蒸气灭菌法干热灭菌法火焰灭菌法酒精灯以火焰直接灼烧杀死物体中的全部微生物的方法。灼烧焚烧热空气灭菌法干烤箱适用于高温下不损坏、不变质的物品，需在160℃维持1－2小时，才能达到杀死所有微生物及其芽孢、孢子的目的。湿热灭菌法煮沸灭菌100℃，煮沸10～20分钟，可杀死所有细菌繁殖体，芽孢常需煮沸1－2h才能杀死。水中加入2%碳酸钠或2～5%石炭酸增强灭菌效果）流通蒸气灭菌利用蒸汽在蒸笼或流通蒸汽灭菌器内杀死细菌的方法。100℃-30分钟，杀死细菌繁殖体。间歇灭菌法：（含糖培养基；血清培养基）第一天：100℃-30分钟，杀死细菌繁殖体，37℃过夜培养，芽孢发芽为繁殖体；第二天：100℃-30分钟，杀死细菌繁殖体，37℃过夜培养，残余的芽孢发芽为繁殖体；第三天：100℃-30分钟，杀死所有微生物。巴氏消毒法最大限度地消灭病原体，尽可能少地损害食品的营养物质常用于牛乳及一些饮料•低温维持巴氏消毒法（LTH)：•63～65℃-30分钟；•高温短时间巴氏消毒法(HTST):•71～72℃-15秒，•超高温巴氏消毒法(UHT):•132℃-1～2秒高压蒸气灭菌法121.3℃(15磅压力/英寸2)20-30分115℃(10磅压力/英寸2)20-30分（含葡萄糖培养基）影响高温杀菌作用的因素微生物的类型菌龄及发育时温度加热的温度和时间细菌的浓度介质的性质几种细菌的致死温度及时间几种细菌芽胞的致死温度及时间菌龄及发育时温度对数生长期比老龄菌抵抗力低，芽胞最适形成比最高时抵抗力大。加热的温度和时间60℃30分；70℃10~15分；80~100℃→立即、几分钟热毙点：是指一定时间内杀死某菌所需的温度。热毙时：是指一定温度下杀死某菌所需的时间。温度对一种嗜中温菌存活力的影响细菌的浓度浓度越大，杀死最后一个细菌所需时间愈长。介质的性质细菌在非水介质中，比水作介质时对热的抵抗力大水分、2~4℃石炭酸、油类、干焦空气不同介质对微生物抗热力的影响2、低温抑菌法低温可降低微生物代谢的速度。大多数微生物对低温有很强的抵抗力一般的：4-10℃淋球菌、脑膜炎球菌、流行感冒杆菌敏感，伤寒杆菌、白喉杆菌耐低温冷冻干燥：采用迅速冷冻和抽真空除水。为什么低温保存微生物时必须迅速冷冻，原因是：（1）冰结晶扰乱胞浆胶体状态；（2）刺伤菌体胞膜、胞壁；（3）迅速冰冻，水分形成均匀的玻璃样状态；二、辅射灭菌法可见光线的影响日光的影响紫外线的影响电离辐射的影响放射性同位素对微生物的影响红外线微波可见光线的影响长时间暴露于光线中，其代谢与繁殖均可受影响而递增。光感作用（photosensitization）:某些染料能增强可见光的杀菌作用。一般在有氧条件下才出现光感作用；G+菌比G-菌对光感作用敏感；伊红、美兰和汞溴红只作用于G+菌，沙黄只作用于G-菌.日光的影响直射阳光有强烈的杀菌作用，是天然的杀菌因素。细菌：0.5-几个小时炭疽杆菌芽胞：20小时紫外线的影响紫外线波长：13.6-400nm；杀菌波长：200-300nm；265-266nm杀菌力最强；紫外线杀菌灯253.7nm；紫外线穿透力较弱，只适用于空气及表面杀菌表面、G—菌（敏感）、葡萄球菌和链球菌（抵抗力大，5~10倍）、芽胞（病毒抵抗力大）紫外线对微生物的作用机理：DNA分子吸收260nm左右的紫外光，同一股DNA链上相邻的胸腺嘧啶通过共价链结合形成胸腺嘧啶二聚体，影响DNA复制与转录时的正常碱基配对，引起致死性突变而死亡。光复活作用：细菌受致死量的紫外线照射后，3h以内若再以可见光照射，则部分细菌又恢复活力，这种现象称为光复活作用(photoreactivatio)。原理：细菌所具有的光裂解酶和经紫外线照射过的DNA在黑暗中结合，在可见光作用下，酶与DNA又复解离，使形成胸腺嘧啶二聚体的DNA分子又恢复为正常的分子结构。光复活作用：最有效波长510nm。电离辐射放射性同位素的射线（α、β、γ射线）、X射线、高能质子、中子在足够剂量时，对各种细菌均有致死作用。常用X射线、β射线、γ射线主要用于塑料制品、食品、饲料等的消毒。放射性同位素对微生物的影响放射性同位素在微生物学中的应用微生物的诱变红外线灭菌利用红外线烤箱灭菌，主要利用红外线的加热效应，效果与干热灭菌类似，主要用于医疗器械的灭菌。微波微波（microwave）是一种波长为1mm至1m的超高频电磁波，微波灭菌主要利用微波的加热作用灭菌。主要用于食品、维生素、中药丸剂的灭菌。常用微波频率为915-2450MHz。三、超声波杀菌法20000－200000Hz的声波称为超声波。对大多数微生物有杀伤作用；实验室常用超声波进行菌体裂解试验。四、滤过除菌滤过除菌是通过机械、物理阻留作用将液体或空气中的细菌等微生物除去的方法。特殊培养基、血清、毒素、抗毒素、抗生素、维生素、氨基酸、糖培养液等常用滤过除菌。滤膜孔径常用的有两种：0.45μm，0.20μm。空气洁净度等级洁净度级别尘粒最大允许数/m3（静态）微生物最大允许数（静态）≥0.5μm尘粒数≥5μm尘粒数浮游菌/m3沉降菌/90mm皿,0.5h100级3,50005110,000级350，0002，000503100，000级350000020，00015010300，000级10，500，00060，00020015五、干燥抑菌法水分—媒质，微生物新陈代谢过程中不可缺少的成分。代谢障碍、菌体蛋白变性或盐类浓度增高而逐渐导致死亡。淋球菌、鼻疽杆菌：几天，不耐干燥结核杆菌：90天芽胞、孢子：数年至数十年六、高渗抑菌灭菌法质壁分离：菌体置于高渗溶液中菌体内的水分向外渗出，胞浆因高度脱水而浓缩，并与细胞壁脱离。胞浆压出：菌体置于低渗溶液中，菌体吸收水分，最终菌体膨大甚至破裂。高盐高糖抑菌第二节化学消毒灭菌法用于体外杀灭病原微生物的化学药物称为消毒剂（disinfectant）；用于抑制微生物生长繁殖的化学药品称为防腐剂（antispetic)或抑菌剂(bacteriostat)。消毒剂在低浓度时只能抑菌，而防腐剂在高浓度时也能杀菌，二者之间无明显界限，统称为防腐消毒剂。消毒剂只能体外使用。消毒剂分类（一）酸类：氢离子（二）碱类：OH—（三）重金属（四）氧化剂（五）卤素（六）酚类（七）醇类（八）醛类（九）染料（十）表面活性剂（十一）胆汁和胆酸盐选择消毒剂应考虑的因素：应具有强大的杀菌力易溶水，使用方便，价格低性质稳定，便于贮存，安全对动物体应毒性小，无残留杀菌力不受有机物影响影响消毒剂作用的因素药物性质：一般认为化学消毒剂的作用是没有选择性药物浓度：一般浓度愈大，对微生物毒害作用愈强，但酒精有一定限度（70－75％）。作用时间微生物的种类及其数量温度pH有机物的存在药物的相互拮抗化学治疗剂对微生物的作用用于消除宿主体内病原微生物和其他寄生物的化学药品称为化学治疗剂（chemotherapeuticagent）。第三节生物因素对微生物的影响一、抗菌素对微生物的影响二．细菌素对微生物的作用三．噬菌体对微生物的作用一、抗菌素对微生物的影响抗菌素：是由某些微生物（真菌、放线菌或细菌）产生的一类能抑制或杀死另一些微生物的物质。抗生素的抗菌作用主要是干扰细菌的代谢过程：干扰细菌细胞壁的合成损伤细胞膜而影响其通透性影响菌体蛋白的合成影响细菌核酸的合成细菌抗生素作用机制二、细菌素对微生物的作用细菌素是由某种细菌产生的一种具有杀菌作用的蛋白质，它主要作用于与它同种的其他菌株的细菌以及与它亲缘关系相近的细菌。如大肠菌素。植物杀菌素：某些植物中存在的杀菌物质。三、噬菌体对微生物的作用噬菌体（phage）：是指寄生于微生物（细菌、霉形体、螺旋体、放线菌以及蓝细菌等）中的病毒。烈性噬菌体（virulentphage）：凡能使大量敏感细菌迅速裂解引起溶菌反应的噬菌体。温和噬菌体（temperatephage）：有些噬菌体侵入菌体后，将其基因整合于细菌的基因组中，与细菌DNA一起复制，并随细菌的分裂而传给后代，因此，这种温和噬菌体的侵入并不引起宿主细胞裂解，这种现象称为溶原性或溶原现象。引起溶原性的噬菌体也称为溶原性噬菌体（lysogenicphage）。前噬菌体（prophage）：整合到细菌DNA上的噬菌体基因称为前噬菌体。溶原性细菌（lysogenicbacterium）：带有前噬菌体的细菌称为溶原性细菌。噬菌体的应用细菌的鉴定与分型检测未知细菌作为分子生物学研究的工具第四节兽医微生物实验室的生物安全生物安全实验室生物安全实验室（biosafetylaboratory，BSL），也称生物安全防护实验室(biosafetycontainmentforlaboratories)，是通过防护屏障和管理措施，能够避免或控制被操作的有害生物因子危害，达到生物安全要求的生物实验室和动物实验室。实验室生物安全的含义一、防止病原微生物及其他有害生物或物质传入实验室，biosecurity；二、防止病原微生物等传出实验室，biosafety；三、实验室人员的自身安全防护。生物安全实验室的分级实验室分级处理对象一级(BSL-1)对人体、动植物或环境危害较低，不具有对健康成人、动植物致病的致病因子。二级(BSL-2)对人体、动植物或环境具有中等危害或具有潜在危险的致病因子，对健康成人、动物和环境不会造成严重危害。有有效的预防和治疗措施。三级(BSL-3)对人体、动植物或环境具有高度危险性，主要通过气溶胶使人传染上严重的甚至是致命疾病，或对动植物和环境具有高度危害的致病因子。通常有预防治疗措施。四级(BSL-4)对人体、动植物或环境具有高度危险性，通过气溶胶途径传播或传播途径不明，或未知的、危险的致病因子。没有预防治疗措施。