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微生物知识培训 引言 一 微生物学及其发展史二 微生物定义及特性三 微生物的五大共性四 微生物的种类五 微生物的形态六 微生物的结构七 微生物的污染八 微生物的控制九 生产环境的空气洁净度监测 一 微生物学及其发展史 微生物学 mocrobiology 就是研究那些小得必须借助显微镜才能看见的活生物体 我们研究微生物的生命活动 达到控制腐败微生物和病原微生物的活动 以防止食品 药品变质和杜绝因其引起的病害 一 微生物学及其发展史 1 公元前二千多年夏禹时代 就有酿酒的记载 酿酒的记载 酿酒就必须有酵母菌参与 2 十七世纪荷兰人吕文虎克 用自制显微镜首先观察到微生物 细菌 3 十九世纪 法国科学家斯德 发现发酵和腐败是微生物的作用结果 为了防止酒类变质 他创造加温处理方法 巴氏消毒法 二 微生物定义 微生物 microorganism 是指存在于自然界的一大群形体微小 结构简单 进化低级 肉眼直接看不见 必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍 数千倍 甚至数万倍才能观察到的微小生物 二 微生物的特征 小 形体微小 m 微米 级在光学显微镜下可见 nm 纳米 级在电子显微镜下可见简 结构简单 单细胞 简单的多细胞 非细胞低 进化低级 原核类 真核类 非细胞类 三 微生物的五大共性 1 体积小 面积大为五大共性的基础 小体积大面积系统必然有一个巨大的营养物吸收面 代谢废物的排泄面 环境信息的接收面 2 吸收多 转化快为其高速生长繁殖和产生大量代谢产物提供了充分的物质基础 3 生长旺 繁殖快微生物具有极高的生长和繁殖速度 三 微生物的五大共性 4 适应强 易变异微生物对环境条件尤其是恶劣的 极端环境 有惊人的适应能力 堪称生物界之最 微生物的个体一般都是单细胞 简单多细胞或非细胞 通常都是单倍体 繁殖快与外界环境直接接触 即使变异的频率特别低 也可在短时间内产生大量变异的后代 最常见的变异形式是基因突变 三 微生物的五大共性 5 分布广 种类多地球上除了火山的中心区域外 从土壤圈 水圈 大气圈直至岩石圈 到处都有微生物的踪迹 地球上有200万种生物 其中微生物有20万种之多 四 微生物的种类 微生物根据其不同的进化水平和性状上的明显差别可分为原核微生物 真核微生物和非细胞微生物三大类群 原核微生物 细菌 放线菌 蓝细菌 立克次氏体 支原体 衣原体 螺旋体 蛭弧菌等 真核微生物 霉菌 酵母菌等非细胞类微生物 病毒 个体微小 可通过细菌滤器 等 五 微生物的形态 细菌的形态 球状 杆状 螺旋状酵母菌的形态 球状 卵圆状 椭圆状 柱状或香肠状等霉菌的形态 丝状病毒的形态 球状 卵圆形 砖形 杆状 丝状 蝌蚪状等 放线杆菌 弧状菌 酵母菌 葡萄球菌 沙门氏菌 乳酸杆菌 梭状芽孢杆菌 黑曲霉 六 微生物的结构 细菌的结构 基本结构 细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核特殊结构 荚膜 芽孢等 细菌的结构 细胞壁 位于细胞表面 是一层较为坚韧 略具弹性的结构 其功能是可以保护细胞免受机械或渗透压的破坏 维持细胞的外形 细胞壁是多孔性的 具有一定的屏障作用 水和某些化学物质可以通过 但对大分子物质有阻拦作用 细胞膜 是外侧紧贴于细胞壁而内侧包围细胞质的一层柔软而富有弹性的半透性薄膜 它是一个重要的代谢活动中心 具有多种新陈代谢所需的酶 细菌的结构 细胞质 无色透明 呈粘液状 其内含有某些结构和内含物 细胞核 细菌的核位于细胞质内 没有核膜 核仁 没有固定形态 结构也很简单 因而称之为原核 荚膜 有些细菌在一定营养条件下 可向细胞壁表面分泌一层松散透明 粘度极大 粘液状或胶质状的物质称为荚膜 细菌的结构 芽孢 细菌在一定环境条件下或处在一定的生活阶段 细胞质脱水浓缩 在菌体内形成一个折光性圆形或椭圆形的个体 其对热力 干燥 辐射 化学消毒等理化因素有强大的抵抗力 炭疽杆菌 芽孢形成 七 微生物污染 为什么要对食品生产进行微生物控制 1 致病 引起人及动植物病害 我们不能让我们的顾客有感染致病微生物的潜在危险 2 致腐 致霉 导致产品变质 污染就是指当某物与不洁净的或腐坏物接触或混合在一起使该物变的不纯净或不适用时 即受污染 简单的说当一个产品中存在不需要的物质时 他即受到了污染 污染的形式和载体 污染的形式 尘埃粒子微生物污染的载体 空气 水 表面 人 微生物的污染途径 自身污染 由于患者和员工自身携带微生物而污染 接触污染 由于和非无菌的用具 器械或人的接触而污染 空气污染 由于空气中所含微生物的沉降 附着或被吸入而污染 其他污染 由于其他因素 如昆虫 而污染 控制微生物的污染途径 有效地阻止室外的污染侵入室内 迅速有效地排除室内已发生的污染 控制污染源 减少污染发生量 防止交叉污染 有需要时要洗手及消毒尽量减少直接以双手接触原辅料接触原辅料的表面及用具用后清洗转换产品时清洗 手的卫生 每只手可携带40万个细菌 刚洗过的手 每平方厘米也可检验出3200个细菌 1 10万个细菌 1cm2皮肤表面 洗手的重要性 用流水 如自来水 洗手 能使手上的致病微生物减少80 用皂液充分洗手 再用自来水冲洗能使致病微生物减少95 洗手后正确使用消毒剂能使致病微生物减少99 洗手的正确方法 正确洗手的步骤 更衣 更衣 标准更衣程序 一更 脱衣 换鞋 洗手二更 穿洁净服 戴帽子 戴口罩缓冲 消毒双手 洁净区 更衣 着衣种类测定日期细菌数 100CM上衣内侧使用五日后300外侧使用五日后200裤子内侧使用五日后450外侧使用五日后70帽子内侧使用五日后100外侧使用五日后150口罩内侧使用一日后22000外侧使用一日后100袜子内侧使用一日后30000外侧使用一日后2800 更衣的目的 想混进去 没门 主要的微生物污染源 空气水设备原辅料人员 主要的微生物污染源 空气 灰尘 微生物的飞行器 进入洁净室 区 的空气要经过空气净化系统的处理 洁净室 区 要定期消毒 使用的消毒剂不得对设备 物料和成品产生污染 消毒剂品种应定期更换 防止产生耐药菌株 主要的微生物污染源 水 水体是微生物广泛分布的第二个天然环境 水中的细菌来自土壤 尘埃 污水 人畜排泄物及垃圾等 药品生产质量管理规范 第四章 设备 第三十四条中明确规定 纯化水 注射用水的制备 储存和分配应能防止微生物的滋生和污染 储罐和输送管道所用材料应无毒 耐腐蚀 管道的设计和安装应避免死角 盲管 储罐和管道要规定清洗 灭菌周期 主要的微生物污染源 设备 几乎没有细菌不 吃 的东西设备和器具与食品直接接触设备和器具的清洗清洁程序必须经过验证按清洗周期清洗清洗和存放设备 器具处应与生产区域洁净等级相同 主要的微生物污染源 原辅料 包括厡辅料 内包装材料 厡辅料微生物的限度标准 内包装材料微生物的限度标准 符合药典或行业标准厡辅料 内包装材料的贮存 包装严密 不得破损 污染 清洁贮存 主要的微生物污染源 人员 人体内外微生物的分布1 皮肤2 口腔3 上呼吸道4 下呼吸道5 胃肠道6 泌尿生殖道人是洁净室中最大的污染源1 人在代谢过程中会释放和分泌污染物 2 人体表面 衣服能沾染 携带污染物 3 人在洁净室内的各种动作也会产生微粒和微生物 主要的微生物污染源 人员 No Yes 人体散发的尘粒数 万个 每分钟 1050100 250 人员不良行为所产生的污染 当有如下行为时将相应增加微粒的产生量 吸烟者的呼吸500 喷嚏2000 搓手200 行走200 跺脚5000 极端环境下的微生物 在自然界中 存在着一些可在绝大多数微生物所不能生长的高温 低温 高酸 高碱 高盐 高压和高辐射强度等极端环境下生活的微生物 如嗜热菌 嗜冷菌 嗜酸菌 嗜碱菌 嗜盐菌 嗜压菌 耐辐射菌等 它们被称为极端环境微生物 八 微生物的控制 一 5个基本概念 二 消毒剂的种类 三 常用的消毒剂 四 四种灭菌的方法 一 5个基本概念 抑菌 抑制体内或体外细菌的生长繁殖 防腐 防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法 细菌一般不死亡 使用同一种化学药品在低浓度时为防腐剂 在高浓度时为消毒剂 一 5个基本概念 消毒 杀灭物体上病原微生物的方法 并不一定杀死含芽孢的细菌或非病原微生物 用来消毒的药品叫消毒剂 一般消毒剂在常用浓度下只对细菌的繁殖体有效 对其芽孢则需提高消毒剂的浓度和延长作用时间 一 5个基本概念 无菌 不存在活菌 灭菌 杀灭物体上所有微生物的方法 比消毒要求高 它杀灭了包括细菌芽孢在内的全部病原微生物和非病原微生物 一 5个基本概念 灭菌和消毒的比较 共性 杀灭微生物以控制其污染和防止传染 区别 1 杀灭微生物完全性的差异 灭菌要求完全杀灭微生物 灭菌后的药品不应含有活的微生物 而消毒不完全杀灭微生物 只能杀灭一部分微生物即病原微生物 这是相对的 因为强效消毒剂在适宜条件下可能达到灭菌效果 在不适宜条件下灭菌 有不完全杀灭微生物的可能 2 方法上的差异 灭菌方法具有多样性 消毒常借助化学物质 3 效果检查的差异 灭菌效果用无菌检查法检测 而消毒效果以消毒剂的效价来评定 二 消毒剂的种类 1 重金属及其化合物2 有机化合物3 卤族元素及其化合物4 表面活性剂5 染料 三 常用的消毒剂 洁净室 区 常用的消毒剂甲醛薰蒸 作用机制 阻抑菌细胞核蛋白质合成 甲醛有挥发性 对眼睛 皮肤有刺激性 引起皮肤硬化或皱褶 不宜做皮肤消毒用 0 1 新洁尔灭溶液 作用机制 使蛋白质变性 破坏细胞膜 75 酒精溶液 常用于皮肤消毒 能迅速杀死细菌繁殖体 对一般病毒有一定的消毒作用 5 来苏水 甲酚皂 溶液 作用机制 损伤细胞膜 四 灭菌的方法 1 热力灭菌2 气体灭菌3 辐射灭菌4 过滤灭菌 四 灭菌的方法 1 热力灭菌 主要是利用高温的致死作用 使微生物的蛋白质和核酸等重要生物高分子发生变性 破坏 而导致细胞死亡 分为干热灭菌与湿热灭菌 四 灭菌的方法 1 干热灭菌 灼烧与火焰灭菌 干烤灭菌灼烧主要用于接种工具灭菌 如接种针 接种环 刀 剪等在火焰上烧灼即可达到彻底灭菌 火焰灭菌是在无菌操作中 将试管口 玻璃瓶口 硅氟塑料塞等反复通过火焰数次 利用火焰对管口等进行灭菌 防止管口污染 作为无菌操作过程中的辅助灭菌手段 干烤灭菌是利用热辐射及干热空气进行灭菌 四 灭菌的方法 2 湿热灭菌法 通过热蒸汽或沸水使细菌蛋白质变性而杀灭微生物的方法 包括 煮沸灭菌 流通蒸汽灭菌 高压蒸汽灭菌煮沸灭菌 加热使水至沸而杀灭细菌的方法 凡不适于高压蒸汽灭菌的物品可常压下在水中煮沸一段时间达到灭菌目的 流通蒸汽灭菌 常压下 用蒸笼 蒸锅等在100 灭菌 仅可杀死细菌繁殖体 不能完全杀灭芽孢 四 灭菌的方法 高压蒸汽灭菌 通过加压提高蒸汽温度 穿透力强 温度高 灭菌效果最好 是最可靠最适用最广泛的灭菌方法 凡耐高温和潮湿的物品可应用本法灭菌 注意事项 完全排出高压灭菌器内的冷空气 冷空气存在时 同一表压下所达到的温度值偏低 不符合规定的要求 灭菌就不彻底 四 灭菌的方法 2 气体灭菌 利用化学消毒剂形成的气体来杀灭微生物 臭氧杀菌消毒广泛存在于自然界中 雷雨过后的空气有一种清新的感觉 是因为空中放电产生臭氧 消灭了空气中的微生物 净化了空气 臭氧具有强烈的杀菌消毒作用 其杀菌消毒原理是 臭氧在常温 常压下分子结构不稳定 很快自行分解成氧和单个氧分子 后者具有很强的活性 对细菌具有很强的氧化作用 臭氧氧化 四 灭菌的方法 分解了细菌内氧化葡萄糖所必需的酶 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分子 不存在任何有毒残留物 故称为无污染消毒剂 不但对各种细菌 包括肝炎病毒 大肠杆菌 绿脓杆菌及杂菌等 有极强的杀灭能力 且对杀死霉菌也很有效 四 灭菌的方法 3 辐射灭菌 1 电离辐射 用引起电离的X射线 射线灭菌 电离辐射对微生物的致死作用 主要是细胞内生物化学的变化所致 辐射的药品 食品的安全问题 辐射灭菌用于药品或食品都应经过安全试验 完全有必要进行科学全面的评价 高剂量的辐射更应慎重 2 电磁波辐射 包括紫外线 波长190 350nm 红外线 波长0 77 1000 m 微波 波长1 1000mm 四 灭菌的方法 紫外线灭菌1 紫外线辐射的穿透力很弱 因此主要用于无菌室 某些工作区的空气灭菌 物体表面灭菌 2 实践工作中在无菌室无菌柜净化工作台工作室及车间安装紫外灯 一般仅起杀死空气中部分微生物的作用 而不能起到完全灭菌的作用 3 紫外线消毒方法验证中紫外灯需确认的参数主要有紫外线的波长 紫外线强度 灯管的寿命 4 紫外灯消毒的效果与紫外线强度 照射时间 温度与湿度等因素有关 还需通过验证来确定 5 注意事项 紫外线直射对眼 皮肤有损害 紫外线照射过程中产生臭氧 臭氧过多对眼及鼻腔有刺激 产生头晕 胸闷 血压降低 所以无菌室及净化工作台紫外线照射停止后 请稍等片刻 让臭氧消散 方可进行实验操作 四 灭菌的方法 4 过滤灭菌 以物理的方法除去介质中的微生物 常将空气或液体中的微生物及杂质用不同材料制成的薄膜滤器过滤得到无菌 无杂质的空气或液体 滤过病毒的滤膜孔径为25 100nm 滤过细菌的滤膜孔径为0 22 0 45 m 九 生产环境的空气洁净度监测 根据GMP的有关规定 洁净室分为四个等级 即100级 10 000级区 100 000级和300 000级 各级别的要求如下 九 生产环境的空气洁净度监测 浮游菌和沉降菌测试我国对医药工业洁净室和控制区的浮游菌和沉降菌的测试 国家标准有明确规定 九 生产环境的空气洁净度监测 浮游菌测试 采用浮游细菌采样器原理 根据颗粒撞击原理 在抽气泵作用下 把采样空气中的细菌分离出来 空气中细菌一般在1 m左右 不同粒径的颗粒有不同的冲击惯性 当空气通过狭缝加速后 气流速度大 0 5 m以上的粒子 由于惯性冲击到培养皿里的培养基上被粘附 同时细