热力灭菌的动力学基础.ppt

1 热力灭菌的动力学基础 药品生产质量管理工程课件四 2 热力灭菌是研究最深 使用最广的灭菌方式 当温度超过细胞最佳生理活动的温度范围时 随着温度的升高 细胞代谢减缓 最终细胞的生长及繁殖将停止 每种细胞生理活动的温度均有一上限 一旦温度超过它的上限 起生命作用的蛋白质 酶及核酸会被永久性破坏 从而导致细胞发生不可逆转的死亡 热对活细胞的作用 3 从微观上看 不具备真正核膜结构的原核细胞 如细菌和蓝绿藻 耐热性最强 某些嗜热性细菌甚至可在80 以上的高温中存活 但是 绝大多数生长态菌在80 100 下即可被迅速杀灭 具备核膜结构的真核微生物 如真菌和原生动物 在60 80 下就可被迅速杀灭 多数病毒的耐热较差 只有乙肝病毒 HBV 例外 它要在75 下至少曝热3min才能被灭活 热对活细胞的作用 4 还有一些其他类型的生物体也具有较强的耐热性 例如 痉挛性假麻痹症的蛋白侵袭子 Prion 病原体 它既不属细胞型微生物也不属病毒 需要在132 下加热1h才可完全杀灭 热对活细胞的作用 5 在细菌中 需氧菌中的芽孢杆菌属 Bacillus 和厌氧菌中的梭状芽孢杆菌属 Clostridium 也具有较强的耐热性 这些细菌的细胞能产生内源性孢子 芽孢 或胞间休眠体 一旦形成这种状态 它们对热 干燥及化学消毒剂的耐受性增强 要想杀灭这类芽孢 使之下降一个数量级 一个对数单位 干热灭菌的温度必须达到100 170 湿热灭菌的温度在80 129 之间 如以干热灭菌及湿热灭菌的灭菌率L Lethality 来计算 芽孢被杀灭困难的程度比其生长态时增大了104 105倍 热对活细胞的作用 6 细菌芽孢的耐热性与多种因素有关 有些因素尚没被人们完全认识 芽孢形成时 细菌停止生化反应 交将遗传物质包藏在芽孢中 此过程中发生了一系列生理变化 细胞质大量脱水 体积变小 在变小的原生质体周围形成了一层厚壳 此过程中 还生成了一种特殊化学物质 吡啶二羧酸或DPA 吡啶 26 二羧酸 热对活细胞的作用 7 在芽孢形成阶段 吡啶二羧酸钙能与脱氧核糖核酸 DNA 以及细胞内的酶形成复合物 从而对休眠状态的芽孢起保护作用 处于休眠状态的芽孢可以存活很多年 在适宜的条件下 它们在数分钟内即可恢复到生长状态 热对活细胞的作用 8 影响灭菌效果的因素 9 影响灭菌效果的因素 10 影响灭菌效果的因素 11 影响灭菌效果的因素 12 热力灭菌的对数规则 13 热力灭菌的对数规则 14 热力灭菌的对数规则 15 NO N t lgN0 lgN t 图3 4 图3 5 热力灭菌的对数规则 16 热力灭菌的对数规则 17 D2 t D D1 t lgN 1 lgN 1 2 1 2 1 lgN lgN 1250C 1210C D值与灭菌温度的关系 D值的定义 图3 6 图3 7 热力灭菌的对数规则 18 热力灭菌的对数规则 19 不同灭菌温度下的D值 热力灭菌的对数规则 20 热力灭菌的对数规则 21 Z T 0C lgD 1 2 1 D值的定义 lgD 热力灭菌的对数规则 22 热力灭菌的对数规则 23 热力灭菌的对数规则 24 lgD 1 Z 100C Z 70C Z 120C Z 100C 121 120 115 110 105 100 1 278 1 093 0 276 0 176 1 761 lgD T1 T2 热力灭菌的对数规则 25 热力灭菌的对数规则 26 热力灭菌的对数规则 27 FT lgN lgN t 图3 10T 0C 灭菌值定义 热力灭菌的对数规则 28 热力灭菌的对数规则 29 热力灭菌的对数规则 30 热力灭菌的对数规则 31 热力灭菌的对数规则 32 热力灭菌的对数规则 33 不同温度不同Z值下的灭菌率 Lethalrate 见下表表3 55湿热灭菌中不同温度和Z值下的灭菌率 L 数据 热力灭菌的对数规则 34 热力灭菌的对数规则 35 热力灭菌的对数规则 36 热力灭菌的对数规则 37 图3 11温度和灭菌率之间的关系 L 6 4 2 130 120 110 100 T 0C 38 热力灭菌的对数规则 39 热力灭菌的对数规则 40 热力灭菌的对数规则 41 热力灭菌的对数规则 42 101