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微生物培训课件 一 什么是微生物二 微生物与我们的关系三 微生物的特点四 微生物的生存环境五 微生物的控制 培训内容 一 什么是微生物 微生物 是指存在于自然界中的一群形体微小 结构简单 肉眼看不到 必须借助显微镜放大数百倍 数千倍甚至数万倍后 才能观察到的低等生物体 包括病毒 细菌 真菌 原生动物 和某些藻类 微生物的分类 具有细胞结构的微生物 原核生物 由原核细胞构成的 细胞核无核膜包裹 只存在核区或拟核的裸露dna的原始单细胞生物 真核微生物 由真核细胞构成的 细菌 球菌 杆菌和螺形菌 放线菌 孢子 菌丝状 立克次氏体 呈球状或杆状 支原体衣原体 酵母菌霉菌真菌 灵芝 蘑菇 单细胞藻类原生动物等 没有细胞结构的微生物 病毒 细菌 是在自然界分布最广 个体数量最多的有机体 是大自然物质循环的主要参与者 1 原核细胞类微生物 细菌的一种 大肠杆菌 大肠杆菌是人和许多动物肠道中最主要且数量最多的一种细菌 周身鞭毛 能运动 无芽孢 放线菌与人类的生产和生活关系极为密切 目前广泛应用的抗生素约70 是各种放线菌所产生 一些种类的放线菌还能产生各种酶制剂 蛋白酶 淀粉酶 和纤维素酶等 维生素 b12 和有机酸等 放线菌 立克次氏体 是介于细菌与病毒之间 而接近于细菌的一类原核生物 一般呈球状或杆状 是专性细胞内寄生物 主要寄生于节肢动物 有的会通过蚤 虱 蜱 螨传入人体 如斑疹伤寒 战壕热 支原体 为目前发现的最小的最简单的原核生物 支原体细胞中唯一可见的细胞器是核糖体 支原体是原核细胞 原核细胞的细胞器只有核糖体 常引起生殖疾病及支原体肺炎 细菌鉴别 革兰氏染色法 步骤革兰氏染色法一般包括初染 媒染 脱色 复染等四个步骤 具体操作方法是 1 涂片固定 2 草酸铵结晶紫染1分钟 3 自来水冲洗 4 加碘液覆盖涂面染约1分钟 5 水洗 用吸水纸吸去水分 6 加95 酒精数滴 并轻轻摇动进行脱色 20秒后水洗 吸去水分 7 蕃红染色液 稀 染2分钟后 自来水冲洗 干燥 镜检 8 紫色为阳性 红色为阴性 细菌鉴别 革兰氏染色 原理革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚 肽聚糖网层次较多且交联致密 故遇乙醇或丙酮脱色处理时 因失水反而使网孔缩小 因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内 使其仍呈紫色 革兰氏阴性菌因其细胞壁薄 外膜层类脂含量高 肽聚糖层薄且交联度差 在遇脱色剂后 以类脂为主的外膜迅速溶解 薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出 因此通过乙醇脱色后仍呈无色 再经红色染料复染 就使革兰氏阴性菌呈红色 染色的差异主要是由于阴性与阳性细菌细胞壁的差异所应起的 阳性菌亲水性较强 阴性菌亲脂性强 阳性紫色阴性红色 革兰氏阳性菌能产生外毒素 代谢产物 革兰氏阴性菌能产生内毒素 细菌被破坏时才被释放的细菌毒素 革兰氏阳性菌 革兰氏阳性菌包括 葡萄球菌属 链球菌属 白喉杆菌 炭疽杆菌 破伤风杆菌 蜡样芽孢杆菌等 革兰氏阳性菌通常对青霉素类 第一 或第二 代头孢菌素 万古霉素 克林霉素等高度敏感 革兰氏阴性菌 革兰氏阴性菌对第三代头孢菌素 头孢他啶 头孢噻肟 头孢曲松等 氨基糖苷类 庆大霉素 妥布霉素等 抗假单胞菌属的青霉素类 哌拉西林 替卡西林 羧苄西林等 多粘菌素等高度敏感 关于芽孢 特殊的细菌状态 在温度逐渐降低或营养缺乏时 芽胞杆菌属 如炭疽杆菌 及梭状芽胞杆菌属 如破伤风杆菌 能在菌体内形成一个折光性很强的不易着色小体 称为芽胞 芽胞是处于休眠状态的细菌 并非细菌的繁殖体 当环境适宜时 可恢复生长繁殖 芽胞在自然界分布广泛 要注意防止污染 芽胞的抵抗力强 对热力 干燥 辐射 化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力 用一般的方法不易将其杀死 有的芽胞可耐100 沸水煮沸数小时 杀灭芽胞最可靠的方法是高压蒸汽灭菌 车间内杀死芽孢的方法是在消毒时使用杀胞子剂 真核细胞类微生物 具有细胞核 酵母菌和霉菌 单细胞藻类 原生动物等 酵母菌 霉菌分生孢子 真菌显微藻类原生动物 草履虫 病毒 类病毒 拟病毒等 hiv病毒 没有细胞结构的微生物 病毒 二 微生物与我们的关系 没有人微生物可以存活吗 答案 能没有微生物人能存活吗 答案 不能微生物与我们的关系非常密切 如何更好的利用微生物并有效控制微生物是我们责任 微生物与生活 1 发酵馒头 面包 泡菜 蘑菇灵芝 虫草 小球藻螺旋藻营养品2 发酵产品 醋 酒 酸奶等 3 直接食用的微生物 益生菌 双歧因子辅助消化 4 生活垃圾 排泄废物 污水处理由微生物进行 5 微生物与现代农业 复合肥料 6 微生物与转基因技术 7 生物服装 用绿茶细菌材料做出 生物服装 被美国 时代 周刊评选为 2010年度50项最佳发明 之一 微生物与疾病 1 传染性疾病 流感病毒 麻疹病毒 乙肝病毒 艾滋病毒 2 非传染性疾病 咽炎 胃肠道和泌尿道感染及创伤感染 3 中毒 毒蘑菇 腐败的食物 4 大量临床资料表明 注射剂 尤其是静脉注射剂 如污染了7 12 m的尘粒 可导致热原反应 肺动脉炎 微血栓或异物肉芽肿等 严重的还会致人死命 而如果污染了细菌 轻则局部红肿化脓 重则引起全身细菌性感染 因此 对微生物和尘粒进行更加严格的控制对于针剂生产洁净室非常重要 微生物与医药 医药原料如抗生素生产 青霉素 链霉素等维生素生产 维生素c 维生素b 维生素k疫苗的生产转基因技术 微生物与我们公司的关系 1 酶法阿莫西林 利用微生物及其产生的酶生产阿莫西林原料 大大减少了化工三废的排放 同时在工艺控制上简便易于操作控制 2 污水处理 利用微生物的降解作用进行污水的净化处理 3 制剂车间空调系统高效过滤器为了控制尘粒及微生物 通过高效过滤器的空气可以认作是无菌的 4 无菌车间空调系统及相应的灭菌设施设备为了控制微生物 减少微生物可能对药品产生的影响 5 净化区内要求穿专用工作服 为了控制微生物 6 水站 纯化水的灭菌 注射用水的超滤为了除去水中微生物 微生物其实与我们息息相关 我们生活在 微生物的海洋 中 在一般空气中 微生物达800 3500个 m3 在土壤中达1 500 108个 g 在严重污染的水中可达107个 ml 饮用水要求细菌总数 100个 ml 大肠杆菌 3个 ml 经水塔或贮水池贮存后 短期内可繁殖至105 106个 ml 人的头皮上有140万个 cm2 两手上约有4 40万个 1g指甲污垢有38亿个 1g粪便可达10 1000亿个 可以说微生物是无处不在 无处不有 人口腔中的微生物 口腔细菌种类超过500种 一个喷嚏喷出的病菌可高达8500万个 三 微生物的共同特点 1 种类多 分布广 2 体积小 面积大 3 生长旺 繁殖快 4 吸收多 代谢强 5 适应强 易变异 1 1种类多 微生物的种数 类型低限倾向种数高限病毒与立克次氏体1 2171 2171 217支原体424242细菌与放线菌 1 0001 5001 500蓝细菌1 2271 5001 500藻类15 05123 10023 100真菌37 17547 30068 939原生动物24 06824 06830 000总数79 78098 727127 298 微生物种类繁多 至少有十万种以上 人类已经开发利用的微生物则仅占已发现微生物种的约1 部分微生物对人类生存生产有利 部分有害 1 2分布广 在空气 水 土壤和动植物体表体内 到处都充满了大量的各种微生物 人体体表及体内存在大量的微生物 皮肤表面 平均10万个细菌 平方厘米 口腔 细菌种类超过500种 鼻腔 一天24小时呼吸空气达15000升之多 粪便 大量的大肠杆菌导致鼻腔内细菌群有10000多种 一个喷嚏喷出的病菌可高达8500万个 肠道 微生物总量达100万亿 微生物在土壤中的数量最多 据统计 一克土壤中含有几千万到几百亿的微生物 万米深海 85公里高空 地层下128米到427米沉积岩中都发现有微生物存在 2体积小 比表面积大 病毒 0 2 m杆状细菌 0 5 2 0 m 支原体立克次氏体衣原体 0 2 0 5 m 放线菌 菌丝直径0 5 2 0 m霉菌 菌丝直径2 10 m酵母 1 5 5 30 m 采用过滤除菌的过滤器的孔径应为d 0 22 m 3繁殖快 一般细菌的传代时间为几十分钟至一百多分钟 在最适宜的培养条件下 大肠杆菌每13 20分钟就可分裂出新的一代 微生物繁殖速度快的特性 在发酵工业上有着重要的实践意义 实现发酵工业的短周期 高效率生产 例如生产鲜酵母时 几乎12小时就可以收获一次 每年可以收获数百次 微生物繁殖快 杂菌会迅速造成污染 4代谢强 一接种环的谷氨酸生产菌 经两天的扩大培养和发酵就能将8吨糖和2吨尿素转化为3吨菌体和4吨谷氨酸 一个能够利用乳糖的细菌每小时能消耗 分解 的乳糖量等于其自身细胞重量的2千倍以上 1公斤的酵母菌在一天之内可使几吨糖全部转化为酒精和二氧化碳 代谢能力强的主要原因是由于个体小 比表面积大 因此它们能够在细胞与环境之间迅速交换营养物质和代谢产物 5易变异 突变频率一般为10 5 10 10 微生物易变异原因 个体多为单细胞或结构简单的多细胞 甚至非细胞结构易受到外界物理或化学因素影响 细胞增殖速度快 细胞数量多 因而尽管其自发突变率很低 也会造成在短时间内产生较多的变异后代 生产青霉素的产黄青霉菌 开始筛选获得时 每毫升发酵液仅含约20单位的青霉素 但经过多次诱变选育后 每毫升已超过5万单位了 实例 病原微生物对抗生素的耐药性变异 40年代初至今 成人患者的青霉素注射剂量 已由每天10万单位提高到100万单位甚至上千万单位 四 微生物生长所需的条件 微生物适于生长繁殖要有适宜的温度 当超过其最低或最高可耐受的温度时 即停止生长或死亡 一般细菌最适温度为30 40 真菌为20 30 一般微生物在越潮湿的环境中越容易生存 微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水 碳源 氮源 无机盐和生长因子等 水 水是微生物最基本的组成分 70 90 水是微生物体内和体外的溶剂水是细胞质组分 直接参与各种代谢活动调节细胞温度和保持环境温度的稳定 保持车间干燥可以抑制微生物的生长 碳源 碳源是合成菌体成分的原料 也是微生物获取能量的主要来源 糖类是被最广泛利用的碳源 氮源 氮源主要是供给合成菌体结构的原料 很少作为能源利用 与碳源相似 微生物作为一个整体来说 能利用的碳源种类十分广泛 某些微生物 如固氮菌 能利用空气中分子态的氮或利用无机氮化物如铵盐 硝酸盐合成有机氮化物 多数致病菌则必须供给蛋白胨 氨基酸等有机氮化物才能生长 无机盐类 无机盐主要可为微生物提供除碳 氮以外的各种重要元素 微生物需要的无机盐类很多 主要有p s k na ca mg fe等 其主要功能为构成菌体成分 调节渗透压 作为某些酶的成分 并能激活酶的活性等 生长因子 一类对微生物正常生活所不可缺少而需要量又不大 但微生物自身不能用简单的碳源或氮源合成 或合成量不足以满足机体生长需要的有机营养物质 不同微生物需求的生长因子的种类和数量不同 微生物在适宜的环境条件下 不断地吸收营养物质 并按照自己的代谢方式进行代谢活动 五 微生物的控制及灭菌方法 相关概念灭菌 指将待处理体系中的所有微生物包括微生物的孢子等生态形式都完全除去或使之丧失活性的过程 杀菌 指将待处理体系中的微生物营养体和繁殖体杀死的过程 消毒 指破坏待处理体系中微生物的过程 但消毒过程一般对微生物孢子无效 消毒不需要杀灭体系中所有微生物 只需要达到预定的处理要求 一般将体系中的致病和条件致病的微生物除去或之丧失活性 抑菌 抑制微生物生长繁殖的作用 抑制待处理体系中微生物的活性 使之繁殖能力降低或停滞繁殖的过程 防腐 指采取一定措施防止物品性能因微生物的破坏而下降的过程和技术 药物制剂污染微生物的主要原因 1 空气中存在大量的微生物 2 制药用原料中含有微生物 3 制药用具及各种容器 设备表面有大量的微生物4 制药人员的皮肤 呼吸道等带菌污染以及不良卫生习惯或由于不正规的操作 使空气 衣物等上的微生物污染药物 5 制药过程中用水中所含微生物很多 如果不严格处理 也是一个污染制剂的重要原因 空气中的微生物多数附着在灰尘上 或以芽孢形式悬浮于空气中 1 m以下者处于悬浮状态 10 m以上者会逐渐沉下来而形成菌尘 所以也要对尘粒进行控制 微生物的控制 控制其载体尘粒 人是洁净室最大的污染源 占90 左右 一般男性每人每分钟向周围排放1000个以上的含菌粒子 女性为750个以上 穿无菌服时 静止时的发菌量为10 300个 min 一般活动时发菌量为150 1000个 min 行走时发菌量为900 2500个 min 咳嗽一次发菌量为70 700个 min 喷嚏一次为4000 60000个 min 所以在洁净室中 人的数量和活动应有特别严格的限制 微生物的控制 控制人员 微生物的控制 灭菌和消毒 干热空气灭菌法是指用高温干热空气灭菌的方法 该法适用于耐高温的玻璃和金属制品以及不允许湿热气体穿透的油脂和耐高温的粉末化学药品的灭菌 不适合橡胶 塑料及大部分药品的灭菌 在干热状态下 由于热穿透力较差 微生物的耐热性较强 必须长时间受高温的作用才能达到灭菌的目的 为了保证灭菌效果 一般规定 135 140摄氏度灭菌3 5h 160 170摄氏度灭菌2 4h 180 200摄氏度灭菌0 5 1h 湿热灭菌湿热灭菌是利用热蒸汽灭菌 在相同温度下 湿热的效力比干热灭菌好的原因是 热蒸汽对细胞成分的破坏作用更强 水分子的存在有助于破坏维持蛋白质三维结构的氢键和其他相互作用弱键 更易使蛋白质变性 热蒸汽比热空气穿透力强 能更加有效地杀灭微生物 蒸汽存在潜热 当气体转变为液体时可放出大量热量 故可迅速提高灭菌物体的温度 为达到良好的灭菌效果 一般要求温度应达到121 压力为0 1mpa 时间维持15 30min 紫外线灭菌波长在220 300纳米的紫外线称为 杀生命区 其中以260纳米的杀菌力最强 紫外线的直接作用是通过破坏微生物的核酸及蛋白质等而使其灭活 间接作用是通过紫外线照射产生的臭氧杀死微生物 紫外线透过物质的能力很差 适用于空气及物体表面的灭菌 与被照物的距离以不超过1 2米为宜 照射时间30分钟 紫外灯对皮肤 眼睛会造成一定伤害 因此 使用紫外灯时就加以注意 开传递窗时应注意紫外灯是否已关闭 辐照灭菌放射性同位素60co 或137cs 衰变时可放射出 射线 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 冷灭菌 化学药剂灭菌 75 的酒精酒精能够吸收细菌蛋白的水分 使其脱水变性凝固 从而达到杀灭细菌的目的 酒精杀菌消毒能力的强弱与其浓度大小有直接的关系 过高或过低都不行 效果最好的是70 75 如果使用高浓度酒精 对细菌蛋白脱水过于迅速 使细菌表面蛋白质首先变性凝固 形成了一层坚固的包膜 酒精反而不能很好地渗入细菌内部 以致影响其杀菌能力 酒精极易挥发 因此 消毒酒精配好后 应立即置于密封性能良好的瓶中密封保存 备用 以免因挥发而降低浓度 影响杀菌效果 新洁尔灭溶液新洁尔灭属季胺盐类消毒剂 为淡黄色胶状液 易溶于水 呈碱性反应 性质稳定 摇动时有大量泡沫 可用0 1 0 5 新洁尔灭溶液进行喷洒 浸泡 擦抹等灭菌工作 新洁尔灭消毒液应随用随配 奥星伟士芬溶液使用奥星伟士芬溶液对墙壁等抹拭10分钟后需用同等级别的水擦干净 甲醛熏蒸药厂大型无菌操作 常用甲醛溶液加热熏蒸进行空气灭菌 甲醛气体能使菌体蛋白质变性凝固和溶解菌体类脂 可以杀灭物体表面和空气中的细菌繁殖体 芽胞下真菌和病毒 所以经一定时间后可杀死病原微生物 甲醛气体熏蒸消毒 40 甲醛溶液10ml 再加入4 5g高锰酸钾 为每m3空间的熏蒸量 按房间由里到外的顺序 房间熏蒸消毒12 24小时 室温应保持25 以上 湿度应保持60 以上 熏蒸后应保证洁净区内无甲醛味才可进入工作 臭氧消毒灭菌臭氧 o3 是一种气体强氧化剂 消毒原理是 臭氧在常温 常压下分子结构不稳定 很快自行分解成氧气 o2 和单个氧原子 o 后者具有很强的活性 对细菌有极强的氧化作用 臭氧氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖所必须的酶 从而破坏其细胞膜 将它杀死 多余的氧原子则会自行重新结合成为普通氧原子 o2 不存在任何有毒残留物 故称无污染消毒剂 它不但对各种细菌有极强的杀灭能力 而且对杀死霉菌也很有效 为保证消毒效果 防止耐药菌的出现 消毒剂要进行定期更换 臭氧 o3 灭菌优势 传统灭菌方法的缺陷和臭氧灭菌的特点传统的灭菌方法主要有三种 一是紫外线灭菌 二是试剂灭菌 三是加热灭菌 这些方法已被人们习惯使用 其安全性可靠性已被长期的实践所确认 人们对它们放心 但是任何事情都有一分为二的它们也有各自的缺陷 紫外线以光波辐射作用杀菌 光波为直线传播 其照射强度与距离平方成反比 只有照射到的位置且达到照射标准才有杀菌效果 并且所有紫外灯的杀菌能力随使用时间的增加而减弱 紫外线灭菌的主要问题在于 它穿透能力小 在紫外线照射不到的地方 消毒效果不好 其杀菌能力随着使用时间的增加而减小 而且灯管寿命短 更换过于频繁 运行费用高 臭氧 o3 灭菌优势 化学试剂灭菌 药味大 不能自然排出 需要空调长时间置换新风 从而增加了能耗 同时也存在二次污染的问题 剩余的药物直接排入大气 造成对周围环境的污染 如甲醛熏蒸 操作麻烦 熏蒸时间长 有二次污染物 对人体有一定的危害 做一次甲熏蒸需