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1、发酵灭菌与消毒方法的选择作者飞扬发表于 2010年8月13日消毒与灭菌方法的选择1. 前言在制药、食品、轻工及医疗卫生等各行业领域，常需要对某些物品或产品、以及使用和生产这些物品或产品所需的原辅料、包装材料、设备、工器具、生产设施与环境进行必要的消毒和灭菌，甚至包括操作人员同样需要采取必要的消毒与灭菌措施，以确保经消毒与灭菌后的物品或产品符合规定的质量标准。消毒与灭菌是既相似又有区别的二类概念，必须根据处理物品的用途和危险程度区别对待，以确定是采用消毒或灭菌工艺；其次由于消毒与灭菌处理的直接对象是待处理物品上被污染的微生物，随微生物种类、性状和抵抗力的不同，可供选择的消毒与灭菌方法也可有所不同
2、；再者，在用消毒与灭菌方法杀灭或去除各种微生物的同时，也使被微生物污染的物品处于相同的消毒灭菌过程中，而这些物品或产品的使用价值、理化性状及除被微生物污染外的其它影响消毒灭菌效果的情况等又是消毒与灭菌方法选择时需不得不加以综合考虑的重要因素。因此，为能合理选择消毒与灭菌方法，有必要对消毒与灭菌的基本概念、微生物的基本知识、各种消毒与灭菌方法的基本特点、适用范围及影响消毒灭菌效果的基本因素有个全面的认识与了解；而且一旦选择了消毒灭菌方法，还需对其操作的有效性、可靠性与安全性进行严格的验证。. 消毒与灭菌的基本概念灭菌是指杀灭或去除外环境中一切微生物的过程，包括病原和非病原微生物及细菌芽孢，使之完
3、全无菌。消毒是指杀灭或去除外环境中病原微生物的过程，使之无害化，不致引起感染或致病。从上述定义可知，消毒和灭菌都要求杀灭或去除外环境中的微生物，只是杀灭或去除的目标微生物和程度不同,即消毒处理不一定都能达到灭菌要求，而灭菌一定可达到消毒的目的。另外需指出的是，对灭菌而言，其达到的无菌状态，一方面虽指不含有任何活体微生物，但并不排除杀灭以后非活体微生物残骇的存在；另一方面，从定义上来说无菌是一个绝对的概念，但作为一项设定的质量标准，它受到必须具备的三个基本条件：现实性、可验性和安全的限制，因而从現实情况而言，无菌是相对的。一般来说，灭菌过程必须使灭菌物品污染的微生物的存活概率减少到10 6 ，换
4、言之，若对100 万件物品进行灭菌处理，灭菌后只容许有一件物品存留活的微生物，即灭菌保证水平必须达到106 级。在制药工业中，对灭菌的概念不仅如此，对进入人体的无菌物品特别是药物或载药物品经过灭菌处理后，在使之达到无菌水平的同时，还要求达到无热原和无微粒的水平，药物的灭菌过程实际上是在灭菌失败危险的最大限度和灭菌药物变质危险的最大限度之间实现平衡。对消毒而言，一方面由于消毒不能杀灭细菌的芽孢，当外界环境适宜时，芽孢仍会引起细菌的繁殖而潛伏着再致病或感染的因素；另一方面由于消毒并不要求杀灭或去除物体污染的全部病原微生物，而是使其减少到不致于引起疾病的数量，一般来说，若能使污染的微生物在消毒过程中
5、的存活概率减少到10-3 ，即消毒保征水平为103 级，则认为是可靠的，换言之，通过消毒后，杀灭或去除了原有微生物的99.9% 即达到消毒要求3. 微生物的基本知识消毒和灭菌要求杀灭或去除的微生物是一类必须借助光学或电子显微镜才能观察到的微小生物总称，它具有形体微小、结构简单、繁殖迅速、容易变异、种类繁多、分布广泛的特点。3.1. 微生物的分类非细胞型： 病毒(必须在宿主活细胞内寄生)狭义：细菌(包括球菌、杆菌、螺形菌)微生物原核细胞型广义：细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体、放线菌真核细胞型：真菌(包括酵母菌、霉菌或丝状菌)、藻类、原虫灭菌过程中要求杀灭或去除的细菌芽孢是某些细菌在特定环
6、境下，在细胞内形成一个圆形、橢圆形或圆柱形的休眠体，又称内生孢子；而热原则是指微量即可引起恒温动物体温异常升高的物质总称，是当菌体死亡时崩解而游离出来的，主要由微生物产生的代谢产物内毒素组成，而内毒素一般由革兰阴性细菌细胞壁中的主要成分脂多糖组成，即热原=内毒素=脂多糖。3.2. 微生物的大小及抵抗力表 1.名称大小对理化因素抵抗力病毒直径为0.010.25 m可通过除菌滤器；对热的抵抗力与细菌繁殖体相似；X 射线、射线、紫外线、强酸、强碱条件下可被灭活。细菌繁殖体0.110m多数无芽孢细菌经5560，3060min；80湿热510min 可被杀死。芽孢不同菌形成的芽孢其位置、大小各不相同，可
7、大于或小于细菌直径。对热力、干燥、光、辐射、化学品的抵抗力比繁殖体为強。衣原体直径0.250.4m能通过除菌滤器，对热敏感，常用的消毒剂能迅速杀灭。支原体直径0.151.0m加压下可通过除菌滤器，对热、干燥的抵抗力低，与细菌繁殖相似，对一般化学消毒剂敏感。螺旋体(0.10.6) (620) m对理化因素抵抗力低，与细菌繁殖相似；常用消毒剂可杀死。立克次体直径0.250.4m 对热、干燥、消毒剂抵抗力低，很容易被杀死；离开宿主细胞即可死亡。放线菌直径1.0m真菌酵母菌直径2.010m对热敏感；对干燥、阳光、紫外线和一些消毒剂有抵抗力，但对2.5%碘酒、2%结晶紫和10%甲醛敏感。霉菌或丝状菌热原
8、大小约15 nm耐热，180，34h.；250，30min 才可彻底破环；能通过一般滤器(石棉滤板除外)；可用蒸馏法、吸附法、反渗透法、超滤法、溶剂萃取法去除；能被強酸、强碱和强氧化剂处理。微生物对各种理化因子的敏感程度如下：热力法：细菌繁殖体、真菌 真菌孢子 细菌芽孢。一般能杀死细菌繁殖体的温度也可杀死立克次体、病毒。紫外线法：细菌繁殖体(革兰氏阴性菌革兰氏阳性菌病毒(脂质包膜病毒非脂质包膜病毒)细菌芽孢真菌孢子。电离辐射法：细菌繁殖体(革兰氏阴性菌革兰氏阳性菌) 真菌 细菌芽孢 病毒。超声波法：病毒 细菌繁殖体(杆菌球菌) 酵母菌 结核菌 细菌芽孢、真菌菌丝体。消毒剂法：真菌 细菌繁殖体
9、有包膜病毒 无包腹病毒 分枝杆菌 细菌芽孢。4. 消毒灭菌的基本方法与特点根据杀菌目标物和程度、污染微生物情况及待处理物品和环境的不同，选择合理的消毒灭菌方法，对确保消毒灭菌质量有着重要意义，因此必须了解消毒灭菌的各种基本方法及其特点和适用范围。一般，消毒灭菌方法分为物理法、化学法和生物法三大类，以及协同作用法。4.1. 物理消毒灭菌法4.1.1. 基本方法干热法、焚烧法、火焰法、干热空气法、红外线法。热力法湿热法、热压蒸汽法、流通蒸汽法、煮沸法、低温间歇法、低温蒸汽法、巴氏消毒法。非电离法、紫外线、红外线、可见光、曰光、微波法。物理法电磁辐射法：电离法、射线法、X 射线法、高能电子束法。非热
10、力超声波法机械法：滤过法。等离子体法 从杀菌机理来看，红外线依靠辐射产生的热杀菌，故将其归类为热力法。4.1.2. 杀菌能力热力法(包括干热和湿热)、电离辐射法(包括电子加速器和射线、等离子体法主要用于灭菌，过滤法用于除菌；紫外线法、微波法虽能杀灭各种微生物，但主要用于消毒；超声波法只能用于消毒。4.1.3. 基本特点和比较和化学法相比，由于物理法具有如下共同特点而成为首选的消毒灭菌方法：杀菌效果可靠、性能稳定；可以准确地控制剂量；对自然环境无污染；便于生产和管理，消毒灭菌设备均可工业化生产热力法由于杀菌效果最可靠、使用最广泛、运行费用低而成为所有消毒灭菌方法中的首选方法。其中湿热法由于杀菌温
11、度低、穿透力强、作用时间快速，从而使其消毒灭菌效果优于干热法。湿热法中，低温间歇法因为操作繁琐、费时、工效低，目前已少用；巴氏消毒法主要用于牛乳和饮料的消毒；煮沸法也因灭菌效果差而仅用于消毒；流通蒸汽法系非可靠的灭菌，目前也仅用于消毒。而热压蒸汽法却具有杀菌谱广，杀菌作用强，效果最可靠，作用快速，无任何残留毒性，且由于处于较高压力下，可使蒸汽穿透力增强，温度提高，极大地提高杀菌效果，到目前为止，尚无任何一种消毒灭菌方法能完全替代热压蒸汽法，亦即热压蒸汽法是所有湿热法、热力法、物理法及所有消毒灭菌方法中的首选方法。热压蒸汽法主要用于耐热耐湿物品的消毒灭菌，如药物及其水溶液、玻璃、瓷器和金属制品、
12、胶塞、膜过滤器和棉织品等；其它湿热法用于不耐高热、耐湿的物品，如注射器、棉织品、药品、牛乳等的消毒。干热法由于使用方便、对金属制品锈蚀较少，可用于畏湿耐高热物品、湿热难以穿透的物品、或废弃物品和垃圾等独列之处而成为消毒灭菌方法的重要组成之一。其中焚烧法和火焰法分别完全破坏物体和对物品有一定的损坏，因而仅在特定场合使用；而干热空气法、红外线法不仅可用于消毒灭菌，更因其具有去除热原的作用而成为干热法中的首选消毒灭菌方法。不过，干热法和湿热法相比，存在需要较高的杀菌温度和作用时间、易损坏物品、温度不易均匀、红外线法只能借助辐射而不能穿透物品、循环的干热空气可能污染已被消毒灭菌物品等缺点。在非热力的消
13、毒灭菌方法中，超声波法用于消毒时，则必须要具有消毒价值的高频率和高強度的超声波波源，为此需要付出的费用与所得的消毒效果相比，有时显得并不太合理，目前仅用疫苗制品、液体或液体中物品的消毒。微波法虽具有低温、低能耗、快速而又无选择性的杀菌作用，但其作用较弱，常与其它化学消毒剂协同作用，主要用于对药品、水性注射液和非金属器械的消毒。紫外线法由于穿透力弱，可被不同表面反射，故仅用于物体表面、水和空气的消毒。等离子体法虽有杀菌效果可靠、作用快速、清洁而无残留等优点的又一新的低温灭菌方法，但其在国内目前尚处于研究开发阶段。与常用的热压蒸汽法、环氧乙烷气体法相比，电离辐射法是一种具有穿透力强、杀菌彻底，尤其
14、可对包装后物品灭菌、且物品无温升、无残留毒性、安全可靠的灭菌方法，其缺点是设备费用高。主要用于不耐热药品及医疗器械、高分子材料和己包装物品的灭菌。过滤法能够去除除病毒、衣原体、支原体与L 型细菌外的微生物，使用时不破坏介质，是常用的除菌方法，但由于其具有潛在的灭菌失败的危险，故应采用双重过滤法除菌，主要用于对热不稳定溶液、气体、水等的除菌，但不适用于混悬剂、乳剂之类会破坏其剂型的物品的过滤除菌。4.2. 化学消毒灭菌法4.2.1. 消毒剂的分类用于杀灭微生物的化学物质称为化学消毒剂。按其物理状态可分为固体、液体和气体；按化学成分和性质，可将常用化学消毒剂分为醛类、烷基化气体、过氧化物类、鹵素类
15、、醇类、胍类、季铵盐类、酚类和其它类等，此外还有复方类化学消毒剂。4.2.2. 消毒剂的使用方法(1). 药液法：使用含消毒剂的溶液进行浸泡、擦拭、喷洒和气溶胶喷雾杀灭微生物的方法。其中气溶胶喷雾法是采用现代微粒子喷雾器将消毒液雾化成50m 以下的微粒，使其悬浮在气体介质中一定时间，与空气中微生物充分接触，达到杀灭空气中微生物的方法，该方法既可达到喷洒目的，又可产生熏蒸作用，因而是一种节约药物、提高效果的好方法，适于此法的化学消毒剂主要有过氧乙酸、过氧化氢、二氧化氯等。一般，多数消毒剂溶液均可采用浸泡、擦拭和喷洒法进行消毒和灭菌。(2). 气体法：利用化学气体或烟雾在密闭空间内进行熏蒸处理，以达到消毒灭菌目的的一种方法，其中烟雾系将消毒剂与氧化剂、助燃剂或其它药物配成的复方，通过化
