微生物疾病的预防

1、一、几个常用的概念一、几个常用的概念1. 灭菌：灭菌：灭菌是指采用任何一种方法，杀死物体上的所有微生物，包括病原微生物和非病原微生物。2. 消毒：消毒：用物理、化学或生物学等方法杀死病原微生物称为消毒。具有消毒作用的药剂称消毒剂。消毒是不完全的灭菌。3. 无菌：无菌：采用强烈的理化因素使任何物体内外的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。4.防腐：防腐：利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，即通过制菌作用防止食品、生物制品等对象发生霉腐的措施。可采用低温、缺氧、干燥、高渗、高酸度、高醇度和加防腐剂等方法。5.化疗：化疗：利用具有高度选择毒力的化学物质来抑制宿主体内的病原微生物的生长繁

2、殖，以达到治疗传染病的措施。l通常利用温度进行灭菌、消毒或防腐。高温往往引起灭菌作用，低温则呈现抑菌作用。l当微生物处于超过它们最高生长温度范围时，会引起死亡。温度越高，死亡越快。高温之所以引起微生物死亡，主要是由于高温使微生物细胞内的蛋白质和酶类变性而失活，代谢发生故障而死亡。l干热灭菌方法l湿热灭菌法l低温的抑菌作用1. 干热灭菌方法干热灭菌方法（1）火焰灼烧灭菌法：）火焰灼烧灭菌法：利用火焰灼烧把微生物直接烧死。利用火焰灼烧把微生物直接烧死。此法彻底可靠，灭菌迅速，但易焚毁物品，所以使用范此法彻底可靠，灭菌迅速，但易焚毁物品，所以使用范围有限，只适合于对接种针、环、试管口及不能用的污围有

3、限，只适合于对接种针、环、试管口及不能用的污染物品或实验动物尸体等的灭菌。染物品或实验动物尸体等的灭菌。（2）烘箱干热灭菌法：）烘箱干热灭菌法：这是实验室常用的一种方法，即将这是实验室常用的一种方法，即将待灭菌的物品均匀地放入烘箱中，升温至待灭菌的物品均匀地放入烘箱中，升温至150170 维维持持12小时。此法适用于玻璃器皿、金属用具及其它干燥小时。此法适用于玻璃器皿、金属用具及其它干燥耐热的物品的灭菌。耐热的物品的灭菌。2. 2. 湿热灭菌法湿热灭菌法l同样温度下，湿热灭菌的效果比干热灭菌好，原因有同样温度下，湿热灭菌的效果比干热灭菌好，原因有二：二：一方面细胞内蛋白质含水量高，容易变性；另

4、一一方面细胞内蛋白质含水量高，容易变性；另一方面高温水蒸汽对蛋白质有高度的穿透力，从而加速方面高温水蒸汽对蛋白质有高度的穿透力，从而加速蛋白质变性而迅速死亡。蛋白质变性而迅速死亡。方法主要有：方法主要有：(1)(1)巴氏消毒法巴氏消毒法(2)(2)煮沸消毒法煮沸消毒法(3)(3)间歇灭菌法间歇灭菌法(4)(4)高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌法 （1）巴氏消毒法l有些食物会因高温破坏营养成分或影响质量，如牛奶、酱牛奶、酱油、啤酒等油、啤酒等，所以只能用较低的温度来杀死其中的病原微生物，这样既保持食品的营养和风味，又进行了消毒，保证了食品卫生。l该法一般在6085 ，3015min，即可达到消毒的目的

5、。采用这种低温消毒方法的具体温度和时间是根据不同物品的性状来决定的。l牛奶的巴氏消毒法： （1）低温维持法低温维持法(LTH) 6165 加热30min （2）高温瞬时法高温瞬时法（HTST） 7172 保持15min。 超高温瞬时法（超高温瞬时法（UHT, ultra high temperature method），），135150，34秒。秒。 (2)煮沸消毒法：将物品放在水中煮沸（100 ) 1520min，一般微生物的营养细胞即可死亡。但不能杀死抗热性强的芽孢，要杀死芽孢可煮沸12小时或于水中添加0.5%石炭酸或碳酸钠。l这种方法适用于食品、器材、器皿、衣服等小型日用品食品、器材、器

6、皿、衣服等小型日用品的消毒。食用水，几分钟。(3)间歇灭菌法：又称为分段灭菌法或丁达尔灭菌法。利用流动蒸汽进行灭菌。将待灭菌的物品加热至100 ，1530min，杀死其中的营养体，然后冷却，放入37 恒温箱中过夜，让残留的芽孢萌发成营养体。第二天重复上述步骤，三次左右，可达到彻底灭菌的目的。l适用于不耐热培养基的灭菌，不需高压灭菌锅，适于在农村适用于不耐热培养基的灭菌，不需高压灭菌锅，适于在农村推广推广，但操作麻烦，所需时间长。例如培养硫细菌的含硫培含硫培养基养基就可以用此法进行灭菌(因121 硫熔化) 。 (4)高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌法l适用于各种耐热、体积大的培养基的灭菌，也适用于玻璃

7、器皿、工作服等物品的灭菌。l高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌法是把待灭菌的物品放在一个可密闭的高压蒸汽灭菌锅中进行的。一般采用121 (表压1kg/cm2或15磅/英寸2）维持1530min 。在高压蒸汽灭菌中，要引起注意的一个问题是，在恒压之前，一定要排尽灭菌锅中的空气，否则表上的蒸汽压与实际温度不符。l影响灭菌的因素有：影响灭菌的因素有：不同菌种、同一菌种不同菌龄、微生物数量多少、培养基成分与组成。l 高压蒸汽灭菌会减少培养基的营养成分，工厂培养基的灭菌采用高温瞬时连续灭菌（俗称连消法），高温瞬时连续灭菌（俗称连消法），该法提高灭菌温度，但灭菌时间缩短。高温对培养基成分的有害影响及其防止高温对培

8、养基成分的有害影响及其防止1、有害影响、有害影响2、防止法、防止法采用特殊加热灭菌法采用特殊加热灭菌法过滤除菌过滤除菌其他方法其他方法灭菌法灭菌法温度温度(）时间时间(小时小时)布层温度（布层温度（）灭菌效果灭菌效果20层层40层层100层层干热法干热法1301404857270以下以下不完全不完全湿热法湿热法1053102102101.5完全完全干热与湿热的穿透力和杀菌效果干热与湿热的穿透力和杀菌效果3. 低温的抑菌作用l微生物对低温的抵抗力一般较高温强。大部分微生物在低温下只是新陈代谢活动减弱，停止生长，处于休眠状态，但仍具有生命力，有些嗜冷微生物还会生长。因此低温对微生物只起抑制作用，不

9、能灭菌或消毒。l低温抑菌在实践中常用来保存食品保存食品，防止由微生物引起防止由微生物引起的食品腐败的食品腐败。用来保存食品的温度一般在07 左右。若要长期保存，温度还要降低。低温虽能抑菌，但仍有少数微生物能在较低的温度下生长，因此冰冻食品偶尔也能发生腐败，传播疾病。l在微生物学研究工作中，低温常用来保存菌种保存菌种。l利用辐射进行灭菌消毒，可以避免高温或化学药剂消毒的缺点，所以应用越来越广。目前主要应用在以下几个方面：l1、接种室、手术室、食品、药物包装室常应用紫外线杀菌；(136400nm)l2、应用 射线作食品表面杀菌， 射线用于食品内部杀菌。经辐射后的食品，因大量微生物被杀灭，再用冷冻保

10、藏，可使保存期延长。l过滤除菌：用物理阻留的方法，除去液体和气体中的悬浮灰尘，杂质和细菌。这种灭菌方法适用于一些对热不稳定的、体积小的液体培养基的灭菌以及气体的灭菌。它的最大优点是不破坏培养基中各种物质的化学成分。但是比细菌还小的病毒仍留在液体培养基内，有时会给实验带来一定的麻烦。l在发酵工业中，大量的无菌空气就是通过空气过滤器而得到的。目前工厂中的总过滤器一般是一个大的容器，其中二端各铺放一层棉花，中间填入一层活性碳，借以滤去空气中的微生物。分过滤器是用几层超细玻璃纤维替代棉花和活性炭。常用的滤器根据滤材的不同分为：硅藻土滤器、素瓷滤器、石棉滤器和熔结玻璃滤器。l超声波的频率在9000120

11、00Hz/s以上，几乎所有的微生物细胞都能受其破坏。l超声波能使细胞内容物受到激烈的震荡而破坏；一般水溶液内经超声波的作用能产生过氧化氢，有杀菌能力；超声波的热效应，使细胞的酶受到破坏。所以超声波处理可用来保存食品。l微波是指300300000MHz/s的电磁波。l微波对微生物的杀菌作用，是由于微生物在电磁场的作用下，吸收微波的能量而产生热效应，导致死亡，微波造成的分子加速运动而使细胞内部受损致死。l生产中利用微波进行食品的干燥、加热和杀菌等。l特点：加热均匀，热能利用率高，加热时间短。l在食品研究中，绝大多数应用的微波来进行酒类、蜂乳的消毒和杀灭面包中的霉菌等方面。l 一般化学药剂无法杀死所

12、有的微生物，而只能杀死其中的病原微生物，所以是起消毒剂的作用，而不是灭菌剂。l能迅速杀灭病原微生物的药物，称为消毒剂。能抑制或阻止微生物生长繁殖的药物，称为防腐剂。但是一种化学药物是杀菌还是抑菌，常常不易区分。一般在低浓度下抑菌，高浓度下杀菌。 1. 常用的消毒防腐剂 重金属盐类、 有机化合物、氧化剂、表面活性剂、 染料等。 常用消毒防腐剂的种类、使用浓度和用途。（见表）常用消毒防腐剂的种类、使用浓度和用途。（见表）（1）酚及其衍生物）酚及其衍生物l酚类化合物是医学上普遍使用的一种消毒剂。其作用主要是损伤微生物的细胞质膜，钝化酶和使蛋白质变性。使用最早的是苯酚，有效杀菌浓度25，由于具有难闻的

13、气味和对皮肤有刺激性而很少在临床上作消毒用。（2）醇类）醇类l能溶解细胞质膜中的类脂,破坏膜结构并使蛋白质变性，但对芽孢和 无包膜病毒 的杀菌效果较差。目前应用最为广泛的是乙醇，浓度70-75%时灭菌力最强，效果最好。酒精浓 度过高，则会在菌体表面形成一层蛋白膜,妨碍酒精分子进入细胞内，影响杀菌效果。（3）醛类）醛类l能与蛋白质氨基酸中的多种基团(如-NH2、-OH、-COOH和-SH 等 )共价结合而使其变性。福尔马林是福尔马林是3740的的甲醛水溶液甲醛水溶液，加热后易挥发，常用 于保存生物标本和空气消毒，在高浓度下作用可杀死芽孢。其缺点是对眼睛及粘膜组织有刺激作用，穿透性能差，作用慢,有

14、令人不愉快的气味。 （4）新型气态有机杀菌剂）新型气态有机杀菌剂环氧乙烷环氧乙烷l是目前广泛应用的一种新型空气及器械表面消毒剂，能在418h内杀死微生物细胞与芽孢，是一种不需加热的有效杀菌方式，尤其适用于不能经受高温灭菌的物品(如塑料培养皿、注射器、医用缝合线、纺织品、光学器材，人工心脏瓣膜及宇宙飞船等)的灭菌。 （5）卤化物）卤化物l按杀菌力排列的顺序是：FClBrI。其中以碘和氯最常用。碘酒在医疗上广泛用作皮肤、伤口和粘膜的表面消毒剂。碘可能通过与细胞中酶和蛋白质中的酪氨酸的结合而发挥作用，它对细菌、真菌、病毒和芽孢均有较好的杀菌效果。氯主要包括氯气和氯化物。氯气广泛用于饮水、游泳池和垃圾

15、场的消毒。常 用的如碘酊（含1%碘），是常用的皮肤表面消毒剂。 （6）重金属及其化合物）重金属及其化合物l重金属离子具有很强的杀菌效力，其中尤以Hg、Ag和Cu2最强。 （7）氧化剂）氧化剂l通过对细胞成分的氧化作用达到杀菌目的。高锰酸钾（0.1%)和过氧化氢常用作卫生和实验室消毒剂，后者还可用作食品包装材料和镜片的杀菌。臭氧（O3)是很强的氧化剂，将来有可能取代氯气用作饮水消毒，目前存在的问题是成本较高和有效期较短。 （8）染色剂）染色剂l许多生物染色剂，尤其是碱性染料（如结晶紫、亚甲蓝、孔雀绿、吖啶黄等）在低浓度下具有明显的抑菌效果并表现出一定的特异性； 碱性染料的阳离子基团能与细胞蛋白质

16、氨基酸上的羧基或核酸上的磷酸基结合阻断正常的细胞代谢过程。G+细菌一般对碱性染料敏感。染料对G+细菌的作用浓度（一般10ppm）比对G-细菌要低10至几十倍。例如结晶紫在310ppm可抑制G细菌，而G-细菌却需要100ppm。因此，在分离和培养G-细菌(如根瘤菌)时可以利用染色剂的抑菌能力差异抑制G细菌。 （9）表面活性剂）表面活性剂l是能降低液体分子表面张力的化学物质。如肥皂、洗衣粉和新 洁尔灭等 。表面活性剂能影响细胞质膜的稳定性和透性，使细胞的某些必要成分（如）流失,导致微生物生长停滞死亡。肥皂和洗衣粉是阳离子表面活性剂，虽杀菌作用不强，但能通过搓洗过程,使油脂等污物乳化从而净化皮肤及衣

17、物等表面的微生物。 2.石炭酸系数l为比较各种消毒防腐剂的相对杀菌强度，常采用临床上最早使用的消毒剂石炭酸作为比较标准，并提出了石炭酸系数这一指标。l石炭酸系数石炭酸系数：在一定时间内被试药剂能杀死全部供试菌的最高稀释度与达到同效的石炭酸的最高稀释度的比率。一般规定处理时间为10分钟，而供试菌为伤寒沙门氏菌。例如，某药剂以1：300的稀释度在10分钟内杀死所有供试菌，而达到同效的石炭酸的最高稀释度为1：100，则该药剂的石炭酸系数为3。3.消毒防腐剂的作用原理l消毒防腐剂的作用原理，一般来讲有三种方式： （1）使病原微生物蛋白质变性或凝固，发生沉淀。如重金属离子（汞）、龙胆紫能与菌体蛋白质结合

18、，使之变性；又如酒精能与菌体蛋白质或氨基酸结合，发生脱水而凝固。 （2）破坏菌体的酶系统，影响病原体的代谢。如高锰酸钾、过氧化氢均可与酶蛋白中的巯基结合，使酶失去活性，导致代谢机能发生障碍而死亡。 （3）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。如新洁而灭。 l能直接干扰病原微生物的生长繁殖，而用于治疗感染性疾病的化学药物，称为化学治疗剂。化学治疗剂的最主要特点是具有选择性。它分两类，一类是人工合成的，称抗代谢物；另一类是由生物所合成的称抗生素。1、抗代谢物 有些化合物在结构上与生物体内的代谢物相类似，能与特定的酶结合，从而阻碍酶的正常功能，干扰代谢进行，这类物质称抗代谢物

19、。磺胺类、氨基叶酸、异烟肼等。2、抗生素 在食品工业上，抗生素被用作防腐剂来保藏食品。如金霉素、土霉素、四环素来保藏鲜鱼，可使保藏期延长1倍以上；乳链球菌素用于干酪、酸乳，防止梭状芽孢杆菌的破坏；他乐素和枯草杆菌素用以制备罐头食品，可以减低灭菌温度。但对于在食品中应用的抗生素应持慎重态度。若干重要抗生素及其作用机制若干重要抗生素及其作用机制 名称及种类名称及种类作用机制作用机制作用后果作用后果抑制细胞壁合成抑制细胞壁合成D D环丝氨酸环丝氨酸万古霉素万古霉素瑞斯托菌素瑞斯托菌素杆菌肽杆菌肽青霉素青霉素氨苄青霉素氨苄青霉素头孢霉素头孢霉素 抑制抑制L-AlaL-Ala变为变为D-AlaD-Ala

20、的消旋酶的消旋酶抑制糖肽聚合物的伸长抑制糖肽聚合物的伸长抑制糖肽聚合物的伸长抑制糖肽聚合物的伸长抑制糖肽聚合物的伸长抑制糖肽聚合物的伸长抑制肽尾与肽桥间的转肽作用抑制肽尾与肽桥间的转肽作用抑制肽尾与肽桥间的转肽作用抑制肽尾与肽桥间的转肽作用抑制肽尾与肽桥间的转肽作用抑制肽尾与肽桥间的转肽作用 阻止细胞壁上肽尾的合成阻止细胞壁上肽尾的合成阻止肽聚糖的合成阻止肽聚糖的合成阻止肽聚糖的合成阻止肽聚糖的合成阻止肽聚糖的合成阻止肽聚糖的合成阻止糖肽链之间的交联阻止糖肽链之间的交联阻止糖肽链之间的交联阻止糖肽链之间的交联阻止糖肽链之间的交联阻止糖肽链之间的交联引起细胞壁降解引起细胞壁降解溶葡球菌素溶葡球菌

21、素 水解肽尾和分解胞壁酸葡糖胺水解肽尾和分解胞壁酸葡糖胺链链 溶解葡萄球菌溶解葡萄球菌干扰细胞膜干扰细胞膜短杆菌酪肽短杆菌酪肽短杆菌肽短杆菌肽多粘菌素多粘菌素 损害细胞膜，降低呼吸作用损害细胞膜，降低呼吸作用使氧化磷酸化解偶联，与膜结合使氧化磷酸化解偶联，与膜结合使细胞膜上的蛋白质释放使细胞膜上的蛋白质释放 细胞内含物外露细胞内含物外露细胞内含物外露细胞内含物外露细胞内含物外露细胞内含物外露抑制蛋白质合成抑制蛋白质合成链霉素链霉素新霉素新霉素卡那霉素卡那霉素四环素四环素伊短菌素伊短菌素嘌呤霉素嘌呤霉素氯霉素氯霉素红霉素红霉素林可霉素林可霉素 与与30S30S核糖体结合核糖体结合与与30S30S

22、核糖体结合核糖体结合与与30S30S核糖体结合核糖体结合与与30S30S核糖体结合核糖体结合与与30S30S核糖体结合核糖体结合与与50S50S核糖体结合核糖体结合与与50S50S核糖体结合核糖体结合与与50S50S核糖体结合核糖体结合与与50S50S核糖体结合核糖体结合 促进错译，抑制肽链延伸促进错译，抑制肽链延伸促进错译，抑制肽链延伸促进错译，抑制肽链延伸促进错译，抑制肽链延伸促进错译，抑制肽链延伸抑制胺基酰抑制胺基酰tRNAtRNA与核糖体结合与核糖体结合抑制胺基酰抑制胺基酰tRNAtRNA与核糖体结合与核糖体结合引起不完整肽链的提前释放引起不完整肽链的提前释放抑制胺基酰抑制胺基酰tRN

23、AtRNA附着核糖体附着核糖体引起构象改变引起构象改变阻止肽链形成阻止肽链形成抑制抑制DNADNA合成合成狭霉素狭霉素C C萘啶酮酸萘啶酮酸灰黄霉素灰黄霉素 抑制黄苷酸胺基酶抑制黄苷酸胺基酶作用于复制基因作用于复制基因不清楚不清楚 因阻止因阻止GMPGMP合成而抑制合成而抑制DNADNA 切断切断DNADNA合成合成抑制有丝分裂中的纺锤体功能抑制有丝分裂中的纺锤体功能抑制抑制DNADNA复制复制丝裂霉素丝裂霉素 使使DNADNA的互补链相结合的互补链相结合 抑制复制后的分离抑制复制后的分离抑制抑制RNARNA转录转录放线菌素放线菌素D D 与与DNADNA中的鸟嘌呤结合中的鸟嘌呤结合 阻止依赖

24、于阻止依赖于DNADNA的的RNARNA合成合成抑制抑制RNARNA和合成和合成利福平利福平利福霉素利福霉素 与与RNARNA聚合酶结合聚合酶结合与与RNARNA聚合酶结合聚合酶结合 阻止阻止RNARNA合成合成阻止阻止RNARNA合成合成青霉素：细胞壁合成中，抑制肽与肽桥间的转肽作用青霉素：细胞壁合成中，抑制肽与肽桥间的转肽作用 头孢菌素：头孢菌素： 阻止肽链间的交联阻止肽链间的交联 链霉素链霉素: 与与30SRb结合，促进错译抑制延伸结合，促进错译抑制延伸 卡那霉素：卡那霉素： 与与30SRb结合，促进错译抑制延伸结合，促进错译抑制延伸 四环素：四环素：30S 抑制氨酰抑制氨酰tRNA与与Rb结合结合 氨霉素：氨霉素：50S 抑制氨酰抑制氨酰tRNA与与Rb结合结合 利福平：与利福平：与RNA聚合酶聚合酶 阻止阻止RNA合成合成3、生物药物素：比抗生素疗效更为广泛的生理活性产物。、生物药物素：比抗生素疗效更为广泛的生理活性产物。如酶抑制剂、受体拮抗剂和抗氧化剂。如酶抑制剂、受体拮抗剂和抗氧化剂。 4、微生物的抗药性：、微生物的抗药性：l随着化学药物的广泛应用，某些病原微生物如葡萄球随着化学药物的广泛应用，某些病原微生物如葡萄球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌、结核杆菌等的抗药性日益菌、大肠杆菌