课堂笔记
利用培养基可以将人们需要的微生物进行大量增殖，而对于环境中或者实验中杂菌的控制则需要借助一些特殊的方法来进行处理。包括灭菌、消毒和防腐等，不同方法的适用范围和作用结果都有所区别。
灭菌：利用理化因素，杀死物体或介质中所有微生物的过程。灭菌后的物品中不含任何活菌，包括细菌的芽胞。
消毒：利用理化因素杀死物体或介质中的病原微生物。消毒后的物品或环境中可能还含有一定种类和数量的微生物，如一些非病原菌和芽胞菌等。消毒的目的是防止或控制病原微生物的感染和传播。
防腐：利用理化因素抑制微生物生长繁殖的方法。
一、物理消毒灭菌法
常用的物理方法有温度、辐射、超声波、渗透压、过滤及干燥等，其中作用效果最明显的因素是温度。
（一）温度★★★
温度有高温和低温之分。低温通常表现为抑菌，故常用于菌种保藏。高温能使微生物的蛋白质和酶变性或凝固，新陈代谢受到阻碍而死亡，从而达到消毒与灭菌的目的。多数无芽胞细菌经55～60℃作用30～60min后死亡。湿热（即加水条件下）经80℃作用5～10min可杀死所有细菌繁殖体、真菌和酵母菌。细菌芽胞对高温有很强的抵抗力，因此常用作消毒灭菌效果的指标之一。
热力灭菌法分为干热灭菌法与湿热灭菌法两大类。
1．干热灭菌法（即无水条件）
（1）焚烧：焚烧是彻底的灭菌方法，但只限于处理废弃的污染物品。
（2）烧灼：直接用火焰杀死微生物，适用于微生物实验室的接种环、接种针、试管口等的灭菌。
（3）干烤：在干烤箱中利用热空气进行灭菌。通常加热至160～170℃，作用时间为1～2h，可杀死一切微生物，包括细菌芽胞。主要用于玻璃器皿、瓷器、载玻片等的灭菌。
（4）红外线：只适用于表面照射，不能达到均匀加热。多用于医疗器械的灭菌。
2．湿热灭菌法（即加水条件） 在同样的温度相同作用时间下，湿热的灭菌效果比干热灭菌好。其主要原因是：①水蒸气的穿透力比干热空气大；②含水量越大，蛋白质变性和凝固所需温度越低；③水蒸气接触灭菌物品后，凝固放出液化热，使灭菌物品温度迅速升高，加速微生物的死亡。
（1）湿热灭菌的具体实施方法
①煮沸法：将水煮沸至100℃并保持一定时间可杀灭细菌繁殖体。此方法适用于消毒食具、刀剪及注射器等。
②巴氏消毒法：分低温维持法（62℃下维持30min）和高温瞬时法（72℃下作用15～30s）。适用于食品的消毒，可保持食品的风味和营养价值，如酒类、牛乳类制品、果汁及糖浆等。
③间歇蒸汽灭菌法：又称丁达尔灭菌法，利用流通蒸汽灭菌，然后过夜培养并如此反复三次以达到灭菌的目的。本法适用于不耐高温的营养物的灭菌。
④高压蒸汽灭菌法：是使用最普遍、灭菌效果最好的一种方法。常用灭菌条件是121．3℃，维持15～30min，或113℃（对于含糖的培养基等），维持15～30min，可杀灭包括细菌芽胞在内的所有微生物。本法适用于耐高温、高压、不怕潮湿的物品，如敷料、手术器械、生理盐水、药品、细菌培养基等。使用时要注意将灭菌锅内空气全部排出。
（2）影响湿热灭菌的因素
①微生物因素：不同种类微生物个体（包括繁殖体及芽胞）的耐热性有很大的差异。
②温度与作用时间。
③pH：灭菌物品pH为中性时，微生物的抗热性最强；在酸性或碱性条件下，微生物的抗热性均降低。
④介质的性质：待灭菌物品含水越多，所需的灭菌温度越低，效果越好。
（二）辐射★★★
辐射包括紫外线、高速电子、X射线和γ射线等，分为电离辐射和非电离辐射。
1．电离辐射 电离辐射可使物质中的原子或分子释放出电子，成为离子状态。电离辐射常用于大量一次性医用塑料制品的消毒；亦可用于粮食、食品的消毒，且不破坏其营养成分。
2．非电离辐射 不能使原子或分子发生电离。主要包括紫外线、日光及微波等。
（1）紫外线：波长200～300nm的紫外线（包括日光中的紫外线）具有杀菌作用，其中以260～266nm的杀菌作用最强，因为DNA对这一波长范围的紫外线具有最大吸收值。其原理是紫外线被DNA吸收后，一条DNA链上相邻的两个胸腺嘧啶共价结合而形成二聚体，从而干扰DNA的复制与转录，导致蛋白质合成受到影响，从而影响菌体正常代谢，导致细菌死亡或变异。在使用紫外杀菌时需要注意光复活现象的发生：如果将受紫外线照射后损伤的微生物迅速暴露于可见光下，其中部分微生物又能恢复正常生长，这种现象被称为光复活作用。光复活现象说明微生物细胞对紫外线引起的DNA损伤有一定的修复能力。其原理是微生物细胞内有一种能专一性地作用于胸腺嘧啶二聚体的酶，该酶能使胸腺嘧啶二聚体重新分解为单体，从而使DNA结构恢复正常。由于该酶是在接受可见光条件下被激活的，故称为光复活酶。
另外，由于紫外线穿透力较弱，普通玻璃、纸张、尘埃、水蒸气等均能阻挡紫外线，故只能用于房间内的空气消毒，或用于不耐热物品的表面消毒。同时杀菌波长的紫外线对人体皮肤、眼睛有损伤作用，使用时应注意防护。
（2）日光：该杀菌作用主要是通过其中的紫外线实现的，其作用受到许多因素的影响，如空气中的尘埃、水蒸气等都能减弱日光的杀菌力。所以，只适用于日常生活中被褥、衣服、书报等的消毒。
（3）微波：杀菌机制除热效应外，还有电磁共振效应、场致力效应等的作用。微波的穿透力要强于紫外线，它可以透过玻璃、塑料薄膜及陶瓷等介质，但不能穿透金属。适用于非金属器械的消毒，目前广泛应用于食品、药品的消毒。
（三）超声波★
超声波可引起微生物细胞破裂，内含物逸出，导致细胞死亡。使用时需利用冰盐溶液进行降温处理。
（四）渗透压★
渗透压急剧改变时可以导致微生物死亡。如将微生物细胞置于高渗溶液中，就会引起质壁分离，使微生物不能生长甚至死亡；若将其置于低渗溶液中，溶液中的水就会向细胞内扩散，引起细胞膨胀，以致破裂。在日常生活中，主要利用高渗透压进行防腐。如腌制食品等。
（五）干燥★
降低物质中的含水量直至干燥，可抑制微生物的生长，从而起到防腐作用。各种微生物的抗干燥能力存在较大的差异。
（六）过滤★★
过滤是用物理介质除去液体或空气中的细菌，达到除菌目的。主要用于一些不耐高温灭菌的血清、毒素、抗生素以及空气等的除菌。除菌效果受滤膜孔径大小的影响。
二、化学消毒灭菌法★★
化学灭菌法通过消毒剂或防腐剂的使用实现。根据作用效果、杀菌机制或消毒剂的化学性质等可将消毒剂进行不同的类型划分。
1．根据作用效果分 高效消毒剂（可以杀灭包括芽胞在内的一切微生物）、中效消毒剂（杀灭细菌芽胞以外的微生物）和低效消毒剂（能杀灭大多数细菌繁殖体和亲脂性病毒）。
2．根据杀菌机制分 促进菌体蛋白质变性或凝固、干扰细菌的酶系统和代谢及损伤细菌细胞膜。
3．根据化学结构与性质不同分 重金属盐类、酚、醛、醇、酸、碱等有机化合物、卤素化合物、各种氧化剂、表面活性剂及染料等。例如2%红汞、0．1%高锰酸钾、2%来苏儿、70%～75%乙醇、37%～40%甲醛溶液、2．0%～2．5%碘酒、0．1%苯扎溴铵（新洁尔灭）和2%～4%龙胆紫等。
另外，需要注意的是化学消毒灭菌法的杀菌效果除了与消毒剂本身的性质、杀菌机制和使用浓度及作用时间有关外，还受待灭菌物品中微生物的种类和数量、物品的介质和性质以及环境因素等的影响。这些因素在使用时都要考虑到，根据实际情况进行选择，既达到消毒目的，又不对环境造成污染和损害人类健康。
重点难点提示
1．消毒、灭菌的概念。
2．热力灭菌法、紫外线杀菌法的原理及特点。
测试及考研
最佳选择题
1．紫外线诱导细菌发生基因突变，主要是由于（ ）
A．影响DNA解旋
B．影响DNA聚合酶活性
C．导致胸腺嘧啶二聚体
D．影响tRNA的功能
E．干扰转录
本题考点：紫外线杀菌的原理。
2．高压蒸汽灭菌法中，真正起到杀菌作用的因素是（ ）
A．高温 B．高压 C．真空 D．蒸汽 E．缺氧
本题考点：热力灭菌的原理。
答案：
1．C；2．A
（马晓楠）
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