物理消毒与灭菌技术

二、物理消毒与灭菌技术

用于消毒灭菌的物理学方法　主要有热力、紫外线、辐射、滤过、超声波等。

(一)热力灭菌法

高温对微生物具有明显的致死作用，多数无芽胞细菌经55～60℃热力作用30～60 min后死亡。湿热80℃经5～10 min可杀死所有细菌繁殖体和真菌。细菌芽胞对高温有很强的抵抗力，可耐受5～10 min煮沸，肉毒梭菌的芽胞则需煮沸3～5 h才死亡。

热力灭菌法分为干热灭菌和湿热灭菌两大类，在同一温度下，后者的效力比前者大。原因一是湿热比干热穿透力强，能较快提高灭菌物品内部的温度;二是湿热中细菌易吸收水分，使菌体蛋白质易于凝固变性;三是湿热的蒸汽有潜热效应存在，水由气态变为液态时释放出潜热，可迅速提高被灭菌物体的温度。

1．干热灭菌法

(1)焚烧:直接点燃或在焚烧炉内焚烧，是一种彻底的灭菌方法　，但仅适用于废弃物品或动物尸体等。

(2)烧灼:直接用火焰灭菌，适用于微生物学实验室的接种环、试管口等的灭菌。

(3)干烤:利用干烤箱灭菌，一般以160～170℃加热2 h。该法适用于高温下不变质、不损坏、不蒸发的物品，如玻璃器皿、瓷器、玻璃注射器等的灭菌。

2．湿热灭菌法

(1)高压蒸汽灭菌法:是目前微生物实验室最常用的灭菌方法　。高压蒸汽灭菌器是一个密闭、耐高压的容器。灭菌的温度取决于蒸汽的压力，在103．4 kPa(1．05 kg/cm²)蒸汽压下，蒸汽温度达到121．3℃，维持15～20 min，可杀灭包括细菌芽胞在内的所有微生物。此法常用于一般培养基、手术器械、手术敷料等耐高温、耐湿物品的灭菌。

(2)间歇灭菌法:利用反复多次的间歇加热以达到灭菌的目的。将需灭菌的物品以100℃加热15～30 min，杀死其中的繁殖体。取出后放37℃培养箱过夜，使残存的芽胞发育成繁殖体，次日以同法处理，如此连续3次以上，可达到灭菌的效果。此法适用于一些不耐高热的营养培养基，如罗氏培养基(培养结核分枝杆菌)、吕氏血清斜面(培养白喉棒状杆菌)。

此外，常用的物理消毒法还有巴氏消毒法(用于消毒牛乳、酒类)、煮沸法(用于消毒食具、刀剪)等。

(二)紫外线杀菌法

紫外线的杀菌作用与波长有关，波长在200～300 nm的紫外线具有杀菌作用，其中以波长为260～266 nm的紫外线杀菌作用最强。其杀菌机制为，当微生物被紫外线照射后，细胞内的DNA吸收紫外线，DNA链上两个相邻的胸腺嘧啶形成二聚体，使DNA的构型发生改变，从而干扰DNA的复制与转录，导致细菌的变异或死亡。紫外线虽有杀菌作用，但其穿透力较弱，普通玻璃、纸张、尘埃、水蒸汽等均能阻挡紫外线，故一般只用于无菌实验室等的空气消毒，或用于不耐热物品的表面消毒。

紫外线杀菌效果除与紫外线波长有关外，还与紫外线照射的距离、照射时间、空气湿度等因素有关。固定吊装在天花板或墙壁上的紫外灯，离台面、地面1．0～2．5 m为宜。室内应清洁无尘，环境相对湿度为60%。紫外线灯使用过程中，其辐照强度逐渐降低，故应定期测定消毒紫外线的强度，一旦降到要求的强度以下时，应及时更换。此外，杀菌波长的紫外线对人体皮肤、眼睛有损伤作用，使用时应注意个人防护。

(三)电离辐射

高速电子、X射线和γ射线等具有电离辐射作用。在足够剂量时，电离辐射对各种微生物均有致死作用。其机制是:细胞中的水分子经辐射产生H+和OH－，这些游离基具有很强的氧化或还原作用，能破坏微生物的核酸、酶和蛋白质，使微生物死亡。电离辐射常用于大量一次性医用塑料制品的消毒(如一次性培养皿、注射器)，亦可用于食品、药品和生物制品的消毒或灭菌。

(四)滤过除菌法

滤过除菌法是采用物理阻留的方法　除去液体或空气中的微生物，达到无菌目的。所用的器具是滤菌器，滤菌器含有微细小孔，只允许液体或气体通过，而大于孔径的微生物等颗粒不能通过。滤过除菌的效果与滤菌器孔径、电荷吸引、过滤速度等因素有关。常用滤菌器有薄膜滤菌器、玻璃滤菌器、石棉滤菌器等。

滤过除菌法主要用于一些不耐高温的液体(如血清、毒素、抗生素)的除菌，但此法不能除去更小的微生物，如病毒、支原体和某些L型细菌。生物安全柜和超净工作台也是根据这一原理　，利用高效空气过滤器的过滤作用，除去空气中的微生物，以达到保护操作对象、操作者和环境的目的。