微生物基础知识

微生物基础知识一、微生物概述（一）微生物的概念微生物是指广泛存在于自然界，体形微小，具有一定形态结构，并且能在适宜的环境中生长繁殖以及发生遗传变异的一大类微小生物。一、微生物概述（二）微生物的特点①体积小，面积大；②吸收多，转化快；③生长旺，繁殖快（；④易变异，适应强；⑤分布广，种类多。一、微生物概述（三）微生物的种类1．真核细胞型细胞核的分化程度较高，有核膜、核仁和染色体；胞质内有完整的细胞器。一、微生物概述（三）微生物的种类2．原核细胞型细胞核分化程度低，仅有原始核质，没有核膜与核仁；细胞器不很完善。一、微生物概述（三）微生物的种类3．非细胞型没有典型的细胞结构，亦无产生能量的酶系统，只能在活细胞内生长繁殖。一、微生物概述（四）微生物的主要分布：微生物是地球上最早的生物。广泛分布在自然界各处，漂浮于空中、栖息于土壤各层，游弋于各类水域，浮着于人和动物植物体表和体内。一、微生物概述（五）微生物与人类的关系绝大多数微生物对人、动物、植物、都是有益的，而且有些是必需的。也有少数微生物能引起人和动植物的病害或物品的腐蚀、变质。二、药品的主要污染途径（一）空气从空气中可分离到芽孢杆菌、梭菌、葡萄球菌、链球菌、棒状杆菌等；还可分离到青霉、曲霉、毛霉、芽枝霉和酵母等。二、药品的主要污染途径（二）水自来水中不应有已知的病原菌，除控制大肠杆菌群数外，仍含有其他微生物。去离子水中，污染微生物仍严重。蒸馏水中，污染的菌群通常是革兰阴性菌，也有发现绿脓杆菌的记载。二、药品的主要污染途径（三）包装材料通常含数量较多的青霉、曲霉、芽孢霉孢子、芽孢杆菌和微球菌等。二、药品的主要污染途径（四）建筑与设备可有上述空气、水及包装材料等中的各种微生物，其中霉菌最常见。二、药品的主要污染途径（五）生产人员人体的皮肤、手、脸、毛孔、皱纹处及潮湿部位等常有金黄色葡萄球菌、藤黄八叠球菌、类白喉杆菌等；偶有革兰阴性菌；在皮肤上还有各种皮肤真菌。二、药品的主要污染途径（五）生产人员人是洁净室最大的污染源，占90%左右。咳嗽一次发菌量为70~700个，喷嚏一次为4000~60000个。所以在洁净室中，人的数量和活动应有特别严格的限制。二、药品的主要污染途径（六）原料中所带微生物1．植物性原料2．动物性原料3．合成原料4．生化制剂原料5．原料贮藏三、引起药品腐败的各类微生物（一）细菌细菌是原核细胞型微生物，一个细菌个体就只有一个细胞。细菌的大小通常以微米（μm）作为计量单位。细菌按其外形，可分为球形菌、杆状菌和螺形菌三大类。细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞浆、核质、核蛋白体等。芽胞：有些细菌在一定的环境条件下能在细胞内形成一个圆形、椭圆型或圆柱型的休眠体，称为芽胞，又称为孢子。三、引起药品腐败的各类微生物（一）细菌芽胞抵抗力强的原因：①芽胞含水量少，蛋白质受热不易变性。②芽胞具有多层致密的厚膜结构（特别是芽胞壳）通透性低，能阻止化学物质等的渗入。③芽胞形成时合成一些较繁殖体有更大抗热性的酶。④芽胞内含有大量特有的吡啶二羟酸钙，它是在芽胞形成过程中合成的，同时芽胞也获得耐热性。革兰氏阳性产芽孢杆菌例子(炭疽杆菌x1000)兰氏阳性短杆菌例子(李斯特菌x1000)革革兰氏阴性弯曲菌例子革兰氏阳性棒状杆菌例子革兰氏阳性葡萄球菌例子(金黄色葡萄球菌x1000)革兰氏阳性链球菌例子三、引起药品腐败的各类微生物（二）真菌真菌属于真核细胞生物。环境中常见真菌主要包括霉菌和酵母菌。单细胞真菌即俗称的酵母菌，多细胞真菌是由菌丝和孢子共同组成的，一般称为丝状真菌或霉菌。三、引起药品腐败的各类微生物（三）病毒病毒是形体微小、结构简单、仅含有一种核酸DNA或RNA，具有超级寄生性，且必须在电子显微镜下才能观察到的一类非细胞型微生物。病毒体的有形成份主要由核酸、蛋白质、脂质及糖类构成。三、引起药品腐败的各类微生物病毒粒子的三个主要特征①只有一种核酸，DNA或RNA。②大部分病毒没有酶，所以不能独立进行代谢作用。③均为专性寄生，只能在适合的其他生物活细胞内生长繁殖。三、引起药品腐败的各类微生物（三）病毒理化因素对病毒的影响：（1）物理因素温度：大多数病毒耐冷不耐热，50℃~60℃30min可使多数病毒灭活。酸碱度：一般病毒在PH6~9时稳定。1%~3%盐酸溶液浸泡，可用作对病毒的消毒。射线：γ线、X线及紫外线可破坏病毒核酸结构灭活病毒。三、引起药品腐败的各类微生物（三）病毒（2）化学因素脂溶剂及去污剂：脂溶剂及去污剂对包膜病毒有灭活作用。醛类：可破坏核酸，使病毒灭活。氧化剂及卤素化合物：对病毒衣壳蛋白有破坏作用.总之,病毒对外界理化因素的抵抗力强于一般细菌,而弱于细菌芽孢.三、引起药品腐败的各类微生物（四）细菌内毒素及热原许多细菌、病毒和真菌（如酵母菌）都能产生热原。热原是微量即可引起恒温动物体温异常升高的物质的总称。主要物质为细菌内毒素、胞壁酰二肽及其他抗原抗体复合物、半抗体原物质和某些药物（类固醇）等。三、引起药品腐败的各类微生物（1）内毒素概念细菌内毒素一般指革兰阴性细菌细胞壁的结构成分，主要是脂多糖。（2）细菌内毒素生物学活性可分为两类：一是致病作用，一是保护性反应。三、引起药品腐败的各类微生物（3）其他理化特性①耐热性：120℃加热4h，可破坏98%。180℃加热2h或250℃加热30min，才可彻底破坏。②滤过性：其体积小，约在1~5nm之间，故能通过滤器进入滤液中。③具有水溶性及不挥发性。④能被强酸、强碱和氧化剂破坏。（4）生产过程的污染①水的污染：在蒸馏水制取过程中由于操作不当、水质不好、室温下存放过久造成细菌繁殖，使灭活后存在细菌裂解物。②盛水容器污染。③生产装置和输送管道污染。④制药原料含菌量过高。⑤灭菌工艺不合格，造成灭菌不彻底。三、引起药品腐败的各类微生物三、引起药品腐败的各类微生物（5）消除细菌内毒素的方法①高温破坏法：可用180℃干烤3~4h或250℃干烤30min。②吸附法：一般选用活性炭。③蒸馏法：此法仅限于制备蒸馏水。④化学酸碱和氧化法。⑤离子交换法。⑥反渗透法。⑦凝胶过滤法。⑧超滤法。四、消毒与灭菌（一）概念1、灭菌——使达到无菌状态的方法（GMP指南）。通常是指杀灭或除去全部活的微生物（包括繁殖体和芽孢）。2、消毒——用物理或化学方法杀灭或清除传播媒介上的病原微生物，使其达到无害化。所以消毒是不彻底的，不能代替灭菌。四、消毒与灭菌（二）常用灭菌法1、干热灭菌法常见的有火焰、烧灼、干烤和红外线灭菌等。干热通过使蛋白质氧化、变性、炭化和电解质浓缩中毒而使微生物死亡，但对微生物的灭活能力远不及湿热。①火焰、烧灼。②干烤和红外线：利用干热空气或热辐射进行灭菌。空气传热慢，穿透力不强，故干热灭菌时间长。四、消毒与灭菌2、湿热灭菌法通过热蒸汽或沸水使蛋白质变性而杀灭微生物的方法。湿热穿透力强，灭菌效果较干热好。其杀菌所需温度较低，对物品的穿透速度快，要求持续时间短，因此是目前最好的消毒与灭菌方法。四、消毒与灭菌①煮沸或流通蒸汽灭菌：常压下沸水和蒸汽的温度是100℃，一般处理30~60min可杀死细菌繁殖体，但不能完全杀灭芽孢。四、消毒与灭菌②低温间隙灭菌（巴斯德灭菌法）：将物品先用60~80℃加热（或煮沸）1h，然后置20~25℃保存24h（或常温过夜），使其中残存的芽孢萌发成繁殖体，再用以上条件灭菌，如此反复三次。四、消毒与灭菌③高压蒸汽灭菌（热压灭菌法）：超过一个大气压时，水的沸点高于100℃，反之亦然。高压蒸汽灭菌就是通过加压提高蒸汽温度，灭菌效果最好。常用条件为：115.5℃30min121.5℃20min126.5℃15min四、消毒与灭菌注意事项：a.必须完全排出灭菌器内的空气。b.注意被灭菌物品的温度。灭菌器内温度与被灭菌物品的温度一般是一致的，但在蒸汽输入过快时，后者可能低于前者，所以升温时要有一定的预热时间。另外，降温过快易引起玻璃炸裂。c.定期检查灭菌器内温度的准确性。四、消毒与灭菌3、化学灭菌法利用化学试剂形成的气体来杀灭微生物的方法。常用的灭菌剂为环氧乙烷（又称氧化乙烯）。环氧乙烷是广谱杀菌剂，能杀灭细菌、芽孢和多种病毒，还能杀死昆虫及虫卵。四、消毒与灭菌化学消毒法：利用化学药物杀灭病原微生物的方法。平时大量使用的多为化学消毒剂。常用化学消毒剂的类型及选择杀灭病原微生物所用化学药物称为化学消毒剂。有的化学消毒剂杀灭微生物的能力较强，可以达到灭菌，又称为灭菌剂。按化学成分与性质，可将常用化学消毒剂分为8类：①含氯消毒剂；②过氧化物类消毒剂；③醛类消毒剂；④杂环类气体消毒剂；⑤醇类消毒剂；⑥酚类消毒剂；⑦季铵盐类消毒剂；⑧其他类消毒剂（氯己定、碘、碘伏、高锰酸钾、高氧化还原电位酸性水等）。四、消毒与灭菌化学消毒剂的使用方式多种多样，可归纳为三大类：第一，用消毒剂溶液浸泡、擦拭、喷洒或进行气溶胶喷雾。多数消毒剂都可采用此种方式。第二，用其气体或烟雾进行熏蒸。第三，直接用药物粉剂处理。主要为含氯消毒剂。四、消毒与灭菌理想的消毒剂应该具备以下特征：①能广谱地杀灭微生物；②对人体无毒；③无腐蚀性，对设备无污染；④具有洗涤剂作用；⑤具有稳定性；⑥作用迅速；⑦不因有机物的存在而失去活性；⑧产生所期望的后效作用；⑨廉价。四、消毒与灭菌4、滤过除菌法利用细菌不能通过致密具孔滤材的原理，除去对热不稳定的药品溶液或液体物质中的细菌的方法。过滤法一般只能除菌，不能除去支原体和病毒。过滤除菌的效果与滤膜的性能、孔径的大小、密度、滤膜的厚度等因素有关。滤过除菌法要求最终过滤的滤膜孔径为0.22μm。四、消毒与灭菌5、辐射灭菌法辐射有两种类型：一种是电磁波辐射，如紫外线、红外线、微波；一种是电离辐射，如可引起被照射物电离的X射线、γ射线。四、消毒与灭菌①紫外线：紫外光波长在136~390nm之间，其中260nm左右能破坏核酸，杀菌作用最强。另外，空气中的氧受紫外线照射后，可微量转变为臭氧共同起杀菌作用。紫外线消毒的效果与光源的功率、光源与被照射物的距离、照射时间、温度和湿度等因素有关。四、消毒与灭菌紫外灯的输出功率随使用时间增加而降低。国产紫外灯的平均寿命一般为2000h。紫外线的穿透力很弱，不能穿透一般包装材料，如玻璃、塑料薄膜、纸等。因此，它主要用于空气和物体表面消毒，特制的紫外灯装置也可用于水的消毒。四、消毒与灭菌◆UV杀菌的影响因素：①电压：在相同光源和条件下，电压越低照射强度也越低，照射强度与电压呈直线关系。②距离：照射强度与距离呈负向关系。③温度：在实际应用中一般推荐20℃左右的环境温度进行照射。④相对湿度：40%~60%以下的相对湿度有利于UV对空气的消毒。四、消毒与灭菌⑤照射时间：一定程度的杀灭率要求一定的照射剂量，即在一定UV照射强度时要保证足够的照射时间。⑥有机物的保护：有机物明显影响UV消毒效果，使杀菌效果降低。⑦微生物的敏感度：不同微生物对紫外线的抵抗力水平不同，进行消毒时，应当选用合适的UV照射强度和剂量。⑧微生物数量：被照射物品上微生物含量越多，杀灭效果越差。四、消毒与灭菌◆UV消毒应用UV可杀灭多种微生物，包括细菌、真菌、病毒、立克次体、螺旋体、原虫、藻类等。①空气消毒：非常有效，一般在无人状态下要求照射强度是2~2.5W/m3,照射时间1h以上.②物品表面消毒:用UV进行表面消毒时,要求灯管距离污染表面不超过1m,30WUV灯照射时,照射时间不应短于30min,灯管周围1.5~2.0m为消毒有效区.③水消毒:我国目前常见的UV水消毒装置属小型处理系统,主要包括直流式紫外线消毒器和套管式紫外线消毒器。四、消毒与灭菌②红外线：通过加热碳化硅板产生的辐射热能，由空气传导加热灭菌。③微波：微波灭菌主要是因其热效应。微波加热升温快，温度高且均匀，杀菌作用强。微波有一定穿透力，但不强。微波对人体有害，要注意防护。四、消毒与灭菌④60Co灭菌：放射性同位素60Co（或137Cs）衰变时可放射出γ射线，γ射线的能量高、穿透力强，可使细胞内各种活性物质发生化学变化，从而使细菌损伤或死亡。经60Co辐射灭菌的物品温度升高很少，一般仅约5℃，故又称“冷