微生物学与免疫学：消毒与灭菌

1、消毒与灭菌微生物控制的意义 防止疾病的发生和传播 防止食品和物品等的微生物污染 防止微生物对原材料的破坏（腐败和变质）灭菌（sterilization）:杀灭所有的微生物，包括细菌的芽孢；消毒（disinfection）:杀灭病原微生物；防腐（antiseptic）: 抑制微生物的生长繁殖；化疗(Chemotherapy)：化疗是指利用具有选择毒性的化学物质如磺胺、抗生素等对生物体内部被微生物感染的组织进行治疗，以杀死组织内的病原微生物，但对机体本身无毒害作用的治疗措施。 无菌（asepsis）: 不含活菌 无菌技术（aseptic technique）: 在进行外科手术或分离转接及培养时防止

2、其它微生物污染实验材料或实验材料污染环境的操作方法。 消毒、灭菌方法一般可分为：物理消毒灭菌法化学消毒灭菌法热力灭菌法辐射超声波渗透压滤过除菌重金属盐类、氧化剂酚类、醇类、醛类卤素、酸碱类、表面活性剂烷化剂（一） 热力灭菌法分类：干热灭菌法 湿热灭菌法 一 物理消毒灭菌法 焚烧动物尸体，废弃物。烧灼金属制品（镊子，接种环等）。干烤灭菌（1）160/2h烤箱（oven）（2）适用于耐高温物品。（3）温度下降至90100时方可开启箱门，否则干烤物品会骤冷，破碎或可燃物燃烧。 1 干热灭菌法2.湿热灭菌法 A 巴氏消毒法： 63/30min，72/15-30s， 82/3s B 煮沸消毒法： 100

3、，30min 难以杀灭芽胞 C 流通蒸气消毒法： 100，15-30min 难以杀灭芽胞 D 间歇蒸汽灭菌法： 100，15-30min，37过夜培养（3次） E 高压蒸气灭菌法: （1）含糖培养基: 113（8Ib/in2 ）， 2030min （2） 一般耐高温物品(如培养基)：121.3 ，103.46kPa（15 Ib/in2 ），1530min高压蒸汽灭菌Hirayama 高压灭菌锅全自动高压蒸汽灭菌锅湿热与干热灭菌效果的比较热型 温度（）时间 布层内的温度（）灭菌效果 （h） 20层 40层 100层湿热 90-105.3 3 101 101 101.5 完 全干热 130-140

4、 4 86 72 70.5 不 完 全 湿热比干热灭菌好的原因：1 细菌蛋白质在有水的情况下易于凝固变性2 湿热穿透力强3 湿热蒸气有潜热存在，水蒸气凝固成水释放潜热，迅速提高被灭菌物体的温度湿热对一般营养体和孢子的杀灭条件：多数细菌和真菌的营养细胞：在60左右处理5-10分钟；放线菌和霉菌的孢子：用80以上温度处理；细菌的芽胞：121处理15分钟以上；影响热力灭菌法的因素1、微生物因素2、温度与作用时间3、pH值的影响4、介质的性质 消毒、灭菌方法一般可分为：物理消毒灭菌法化学消毒灭菌法热力灭菌法辐射超声波渗透压滤过除菌重金属盐类、氧化剂酚类、醇类、醛类卤素、酸碱类、表面活性剂烷化剂辐射：1

5、、电离辐射2、非电离辐射：紫外线、日光、微波1、电离辐射使物质中的原子或离子释放出来，成为离子状态；多重机制：通过OH-、O2-等活性游离基杀菌，破坏DNA结构；电离射线的辐射能量极大，对人体有很强的损伤作用；消毒对象：一次性医用塑料，粮食，食品2、非电离辐射-紫外线波长200-300nm，260-266nm的杀菌作用最强；胸腺嘧啶二聚体光复活作用穿透力弱适合于灭菌：手术室、婴儿房、传染病房、无菌制剂室、微生物接种室2、非电离辐射-日光通过紫外线实现；受许多因素影响：尘埃、水蒸气等；只能作为辅助手段；最简单、经济的方法：病人的被褥、衣物、书报曝晒几小时，可杀灭大部分表面微生物2、非电离辐射-微

6、波波长1mm-1m的高频电磁波；主要通过产热使被照射物体温度升高，发挥杀菌作用；穿透力强于紫外线，可透过玻璃、塑料包膜及陶瓷，但不能穿过金属不但用于非金属器械的消毒，还广泛用于食品、药品的消毒 消毒、灭菌方法一般可分为：物理消毒灭菌法化学消毒灭菌法热力灭菌法辐射超声波渗透压滤过除菌重金属盐类、氧化剂酚类、醇类、醛类卤素、酸碱类、表面活性剂烷化剂超声波：不被人耳感受的高于20kHz/s的声波；空穴效应：引起微生物细胞破裂，内容物溢出空穴效应利用冰盐溶液降温 消毒、灭菌方法一般可分为：物理消毒灭菌法化学消毒灭菌法热力灭菌法辐射超声波渗透压滤过除菌重金属盐类、氧化剂酚类、醇类、醛类卤素、酸碱类、表面

7、活性剂烷化剂渗透压渗透压的高低与溶液浓度成正比；渗透压急剧改变时可导致微生物死亡：高渗、低渗日常生活中，主要利用高渗透压进行防腐：盐、糖 消毒、灭菌方法一般可分为：物理消毒灭菌法化学消毒灭菌法热力灭菌法辐射超声波渗透压滤过除菌重金属盐类、氧化剂酚类、醇类、醛类卤素、酸碱类、表面活性剂烷化剂滤过除菌法用物理阻留的方法除去液体或空气里的细菌主要用于不耐高温灭菌的血清、毒素、抗生素以及空气等，但不能除去病毒、支原体醋酸纤维素膜或硝酸纤维素膜截留病毒孔径25-100nm，截留细菌孔径0.22-0.45um操作简单，应用广泛（二）光线与射线的消毒作用1 日光与紫外线机理：细胞DNA吸收能量，形成胸腺嘧啶

8、二聚体，干扰DNA复制和蛋白质合成。 特点：穿透力弱,只适用于物体表面和空气；产生对人有害的臭氧2 电离辐射：包括X射线和射线 机制：干扰DNA的合成；破坏细胞膜； 产生过氧化氢等 特点：穿透力强，不升高温度（四）超声波的消毒作用 可裂解细菌，尤其对G+更敏感 主要用于粉碎细胞，提取细胞组分或制备抗原等 (五）渗透压 高渗引起细胞脱水产生质壁分离。 常用盐腌，糖渍来保存食品。（三）滤过除菌法 a.适用于不耐热、不能用化学方法处理的液体和气体：抗生素、维生素、酶、血清、病毒溶液、毒素溶液、细胞培养液b.不能除去病毒和支原体c.常用膜滤器：0.220.45m 二化学消毒灭菌法机制：使微生物蛋白质凝

9、固变性,发生沉淀.如酒精等.破坏菌体的酶系统,影响菌体代谢.如过氧化氢等.降低微生物表面张力,增加细胞膜的通透性,使细胞发生破裂或溶解.如来苏儿等酚类物质. 消毒剂和防腐剂两者没有本质的区别，主要是使用浓度不同，同一种化学药品在低浓度时是防腐剂，在高浓度时是消毒剂。防腐剂用于防治或抑制微生物的生长，消毒剂用于杀灭一些病原微生物。根据消毒剂杀灭微生物作用的强弱分类：高效消毒剂： 可以杀灭一切微生物，包括细菌芽胞。例如戊二醛、甲醛、环氧乙烷、过氧乙酸。中效消毒剂：能杀灭芽孢以外的微生物。例如乙醇、含氯消毒剂、碘伏等。低效消毒剂：能杀灭细菌繁殖体和亲脂性病毒，对真菌也有一定作用，但不能杀灭细菌芽孢、

10、结核分枝杆菌和亲水性病毒。例如新洁尔灭、洗必泰等。根据化学消毒剂的杀菌机制分类：促进菌体蛋白变性或凝固：酚类、醇类、重金属盐类、酸碱类、醛类；干扰细菌酶系统和代谢：氧化剂、重金属盐类；损伤细菌细胞膜：酚类（低浓度）、表面活性剂、脂溶剂。消毒剂的主要种类、浓度及用途1 酚类：作用：菌体蛋白凝固；损伤细胞膜； 灭活酶类浓度：石炭酸为3%- 5%、来苏儿为2% 用途：地面、器具表面和皮肤的消毒2 醇类 ：作用机制：使菌体蛋白变性与凝固； 干扰细菌代谢浓度：乙醇70%-75%用途：用于皮肤的消毒和体温计等的浸泡 3 重金属盐类： 使细菌发生变性和沉淀；酶活性丧失 （1）2%红汞：皮肤、粘膜和小创伤 （

11、2）0.05-0.01%升汞：非金属器皿 4 氧化剂： 氧化作用；使蛋白质变性 （1）0.1%高锰酸钾：皮肤、尿道、水果 （2）3%过氧化氢：创伤、皮肤粘膜 （3）2%-2.5%碘酒：皮肤消毒 （4）0.2ppm-0.5ppm氯：饮水和游泳池 （5）10%-20%漂白粉：地面、厕所等 5 表面活性剂： 损伤细胞膜；灭活氧化酶等酶的活性；蛋白质沉淀（1）0.05%-0.1%新洁尔灭：皮肤粘膜、手术器械（2） 0.05%-0.1%杜灭芬：伤口冲洗，金属器械、塑料、橡皮类6 烷化剂： 使菌体蛋白和核酸的烷基化（1）10%甲醛：物品表面、空气（2）2%戊二醛： 精密仪器、内窥镜等 缺点：有一定的毒性消

12、毒剂的应用 1 病人的排泄物：等量的20%漂白粉、5%石炭酸或2%来苏儿、搅拌均匀，作用2小时 2 皮肤：2.5%碘酒、70%酒精、2%红汞 3 粘膜：1%硝酸银、3%过氧化氢、0.1% 高锰酸钾等 4 饮水: 氯气、漂白粉 5 厕所：生石灰 6 空气：甲醛熏蒸 7 手：2%来苏儿、2%碘酊、70%酒精 影响消毒剂灭菌的因素消毒剂的性质、浓度与作用时间微生物的种类与数量温度、酸碱度消毒剂的使用浓度和作用时间环境因素 三、化学疗剂（一）抗代谢物有些化合物在结构上与生物体所必需的代谢物很相似，以至可以和特定的酶结合，从而阻碍了酶的功能，干扰了代谢的正常进行，这些物质称为抗代谢物(Antimetab

13、olite)。叶酸对抗物（磺胺）、嘌呤对抗物（6-巯基嘌呤）、苯丙氨酸对抗物（对氟苯丙氨酸）、尿嘧啶对抗物（5-氟尿嘧啶）胸腺嘧啶对抗物（5-溴胸腺嘧啶）等等（二）抗生素(Antibiotic)是由某些生物合成或半合成的一类次级代谢产物或衍生物，它们在很低浓度时就能抑制或影响它种生物的生命活动，如杀死微生物或抑制其生长。最小抑菌浓度（MIC）:表示抗生素的抗菌活性，单位是g/ml，MIC可以在液体试管或固体平板上测定抗菌谱：抗生素的作用对象有一定范围，这种作用范围称该抗生素的抗菌谱。广谱：对多种微生物有作用（如：土霉素、四环素）；窄谱：仅对某一类微生物有作用（如：多粘菌素）抑制细胞壁的合成；

14、如：青霉素 破坏细胞膜功能； 如：多粘菌素可作用于膜磷脂使膜溶解 抑制蛋白质合成； 如：氯霉素，四环素、链霉素等干扰核酸代谢； 如：利福霉素、新生霉素、丝裂霉素、灰黄霉素抗生素作用机制抗菌药物的使用与细菌的耐药性的关系 无直接关系 抗菌药物只起到一种选择和扩大耐药菌株的作用控制耐药性的策略 (1)第一次使用的药物剂量要足； (2)避免在一个时期或长期多次使用同种抗生素； (3)不同的抗生素(或与其他药物)混合使用； (4)对现有抗生素进行改造或筛选新的更有效的抗生素，这样既可以提高治疗效果，又不会使细菌产生抗药性。生物安全广义的概念包括所有生物及其产品的安全性问题。目前成为国际社会焦点的，则主

15、要指现代生物技术从研究、开发到生产应用全过程中的安全性问题，特别是转基因生物及其产品的个各个环节中可能对人体健康和生态环境造成潜在风险与危害的安全性评价、防范和管理。根据微生物以及各种生物活性因子对个体和群体的危害性将其分为四级。危害等级I（低个体危害，低群体危害）不会导致健康工作者和动物致病的细菌、真菌、病毒和寄生虫等生物因子。它们中绝大多数因为种系屏障而不感染人类，如某些不致病的动物病毒。危害等级II（中等个体危害，有限群体危害）能引起人和动物发病，但一般情况下对健康工作者、群体、家畜或环境不会引起严重危害的病原体。实验室感染不导致严重疾病，具备有效治疗和预防措施，并且传播风险有限。对其所致的感染有高效的药物或疫苗防治，例如铜绿假单胞菌。危害等级III（高个体危害，低群体危害）能引起人类或动物严重疾病，或造成要重经济损失，但