灭菌原理

紫外线灭菌的原理:

紫外线灭菌是用紫外线管照射进行的。波长在220-300纳米的紫外线称为“杀生命区”，其中以260钠米的杀菌力最强。紫外线作用于细胞DNA，使DNA链上相邻的嘧啶碱形成嘧啶二聚体（如胸腺嘧啶二聚体），抑制了DNA复制。另外，空气在紫外线照射下可以产生臭氧，臭氧也有一定的杀菌作用。紫外线透过物质的能力很差，适用于空气及物体表面的灭菌，与被照物的距离以不超过1.2米为易，照射时间以视紫外线灯管的功率大小、被照空间及面积大小，根据灭菌效果测定结果而定。由于紫外线对人体有伤害作用，因此，不要在紫外线灯照射下进行操作。

氯化汞灭菌的原理：氯化汞也称升汞，是一种剧毒的重金属盐杀菌剂，其杀菌的原理是Hg2+可与带负电荷的蛋白质结合，使细菌蛋白变性，酶失活。氯化汞使用浓度0.1%-0.2%，浸泡6-12分钟时，就可以有效地杀死附着在外植体表面的细菌及真菌芽孢，灭菌效果极好。但用氯化汞灭过菌的外植体材料要用无菌水反复多次洗涤（一般不少于5次），才可将残留的药剂除净。使用氯化汞给环境造成污染，一般情况下，应尽量用其它消毒剂灭菌，而以少用或不用氯化汞为易。

漂白粉灭菌的原理：

漂白粉为白色粉末，一般含10%-20%（质量/体积）的次氯酸钙[Ca(ClO)2],使用时用饱和溶液，杀菌的原理在于它分解出具有杀菌作用的氯气。氯与蛋白质中的氨基结合，使菌体蛋白质氧化，代谢功能发生障碍。注意漂白粉腐蚀金属、棉织品，刺激皮肤，易吸潮散失有效氯而失效，平时要密封储藏，最好现配现用，不要储藏太久。

酒精灭菌的原理：

酒精具有较强的穿透力和杀菌力，它使细菌蛋白质变性。使用的浓度一般为70%-75%。处理时间15-30秒，不宜太长，因为细胞容易收缩脱水。它具有浸润和灭菌的双重作用，适用于表面消毒，但不能达到彻底的灭菌，必须结合其它药剂灭菌。

为了提高乙醇的杀菌效果，可在乙醇溶液中加入0.1%的酸或碱,以改变细胞表面带电荷的性质而增加膜透性,提高乙醇的杀菌效果。

高锰酸钾灭菌的原理：

高锰酸钾能使细菌酶蛋白中的基氧化成二硫基而失去酶活性。浓度稀释时起氧化作用杀死细菌，日常生活中通常用作皮肤、果蔬的表面消毒剂，在一盆清水中加几粒高锰酸钾就可起到杀菌的作用。

臭氧灭菌原理

"臭氧（O3）的消毒原理是：臭氧在常温、常压下分子结构不稳定，很快自行分解成氧气（O2）和单个氧原子（O）；后者具有很强的活性，对细菌有极强的氧化作用，将其杀死，多余的氧原子则会自行重新结合成为普通氧原子（O2），不存在任何有毒残留物，故称无污染消毒剂，它不但对各种细菌（包括肝炎病毒，大肠杆菌，绿浓杆菌及杂菌等）有极强的杀灭能力，而且对杀死霉素也很有效。"

1、臭氧的灭菌机制及过程类属于生物化学过程，氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶。

2、直接与细菌、病毒发生作用，破坏其细胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA，蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌的物质代谢生产和繁殖过程到破坏。

3、渗透胞膜组织，侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖，使细胞发生通透畸变，导致细胞溶解死亡。并且将死亡菌体内遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、枝原体及热原（细菌病毒代谢产物、内毒素）等溶解变性灭亡。

综观无菌技术对微生物作用的原理可分为抑菌、杀菌和溶菌三种。应用臭氧作灭菌剂是属于溶菌。所谓溶菌，即可达到“彻底、永久地消灭物体表面所有微生物”的效果。

等离子体灭菌的原理

1、等离子体的形成：

等离子体属于物理概念，是自然界中存在的一种物质状态(即固体、液体和气体之外的第四态)。低温等离子体的产生通常是在几帕到几百帕的真空环境下，利用特定电磁电场作用，使某些中性气体的分子产生连续不断的电离，形成带负电荷和等量带正电荷的离子相互共存的物质状态，当电离率与复合率达到平衡时，这种稳定存在的物质形态就称之为等离子体。

同一种物质的不同状态，表示这种物质中粒子所具有不同的能量，例如固体冰获得能量融化成水，水获得能量汽化成水蒸气，水蒸气在特定的物理条件下又可形成等离子体，由此可知等离子体是一种能量更高的物质聚集态。组成等离子体的不仅有分子和原子，还有许多带电粒子，其粒子的能量约从几eV（电子福特）到几千eV不等，因而，其具有特殊的理化性能，在与物质的相互作用中会产生许多特殊的物理和化学效应。例如：过氧化氢（双氧水）是普通的临床消毒液，但需要将器械完全浸泡2小时以上，才能达到高级消毒水平；而等离子体灭菌器将极少量双氧水（2～5ml/次）激发成过氧化氢等离子体，可在几十秒钟的时间内、35～45℃条件下将106cpu/片的枯草杆菌芽孢全部杀灭，达到灭菌水平；而用环氧乙烷杀灭同样的芽孢菌片，需要2小时以上。由此可以看出等离子体灭菌的效率所在。

2、等离子体灭菌器的作用原理：

H2O2等离子体能够在常温条件下实现快速、干燥灭菌的目的，是多种灭菌条件综合作用的结果：

（1）活性基团的作用：等离子体中含有的大量活性氧离子、高能自由基团等成分，极易与细菌、霉菌、芽孢和病毒中蛋白质和核酸物质发生氧化反应而变性，从而使各类微生物死亡。

（2）高速粒子击穿作用：在灭菌实验后通过电镜观察，经等离子体作用后的细菌菌体与病毒颗粒图像，均呈现千疮百孔状，这是由具有高动能的电子和离子产生的蚀刻和击穿效应所致。

（3）紫外线的作用：在激发H2O2形成等离子体的过程中，伴随有部分紫外线产生，这种高能紫外光子（3.3～3.6eV）被微生物或病毒中蛋白质所吸收，致使其分子变性失活。

辐射灭菌的原理

辐射灭菌的优点是：(1)灭菌彻底，无污染和残毒，也不会产生感生放射性。(2)灭菌在常温下进行，即“冷灭菌”，不影响中药成分。(3)产品可以在包装后灭菌，没有二次染菌问题，只要包装不透菌，可以长期保证质量。(4)适合大或小批量连续作业，节约能源，成本低廉。

1 γ射线辐照中药灭菌的原理

1．1 电离辐射：电离辐射指的是那些能直接地或间接地通过初级或次级过程而使物质产生电离效应的辐射。用于辐射加工的辐射源主要是：电子加速器产生的高能电子束，能量在0．5～10 MeV；放射性同位素60Co或137cs放射出的γ射线，目前国内中药辐射灭菌大多数采用60Co-γ射线。

1．2 60Co-γ射线辐射灭菌的生物学过程：高能射线照射物质后会引起物质中的微生物、昆虫等发生一系列物理学效应、化学效应和生物学效应达到杀虫、灭菌的效果。其相互作用

过程大致分为5个阶段：物理阶段、物理化学阶段、化学阶段、生物化学阶段、生物学阶段。利用辐射的生物学效应，就可以实现抑制发芽、延缓生理过程、灭菌、杀虫和防霉等目的。1．3 辐照剂量与效应的关系：辐射灭菌剂量由中药所含的细菌种类、初始染菌数、微生物的辐射敏感性以及辐照环境条件决定。实际应用中常用将存活的微生物降低到十分之一时所需要的剂量．即D10值。如果需要辐照的中药产品初始染菌数为N。，辐照后要求达到的细菌数为N，则所需要的辐照剂量D=KD10lgN。／N，K值由经验得出。

环氧乙烷灭菌原理

环氧乙烷（EO）是一种光谱灭菌剂，可在常温下杀灭各种微生物，包括芽孢、结核杆菌、细菌、病毒、真菌等。EO可以与蛋白质上的羧基（-COOH）、氨基（-NH2）、硫氢基（-SH）和羟基（-OH）发生烷基化作用，造成蛋白质失去反应基因，阻碍蛋白质的正常化学反应和新陈代谢，从而导致微生物死亡。EO也可以抑制生物酶活性。EO穿透性很强，可以穿透微孔，达到产品内部相应的深度，从而大大提高灭菌效果，目前医疗器械广泛采用EO进行灭菌。

环氧乙烷灭菌装置是一次性使用无菌医疗器械生产企业的关键设备，安装操作、使用管理有其特殊要求，是安全防范监管重点。环氧乙烷是易燃易爆的有毒气体，分子式为C2H4O，具有芳香的醚味，在4°C时候相对密度为0.884，沸点为10.8°C,其密度为1.52g/cm3，在室温条件下，很容易挥发成气体，当浓度过高时可引起爆炸。今年扬州市客乐医用器械厂环氧乙烷灭菌车间发生爆炸，造成1人死亡、1人重伤，车间严重受损。在此，特别提醒各使用单位要高度注意环氧乙烷的安装、使用操作、贮存的安全。

环氧乙烷灭菌装置应符合IEC1010－1和1010－2及相应的标准，灭菌车间的管理应执行一次性使用无菌医疗器械产品（注、输器具）生产实施细则要求：一是制定灭菌工艺守则和环氧乙烷使用存放管理制度，专人负责，并持证上岗，操作人员应严格按照规定程序操作贮存；二是环氧乙烷的储存罐应保存在阴凉、通风、防晒处，高温季节可采用水淋降温，钢瓶充装量不得大于0、79kg/L，瓶口必须关紧，防止渗漏；三是贮存场所应有易燃、易爆、有毒警示标志，并配备消防器材；四是灭菌车间周围30-50米范围内不得有明火作业、变电设备、转动马达及其它可发生火花的设备与操作；五是消毒过程中，严禁穿有钉的鞋进入现场，严禁在操作现场抽烟，以防引起爆炸事故；六是消毒结束打开灭菌器时，必须先打开门窗及通风设备，室内环氧乙烷气味很浓时，不得开启电灯照明及手电照明（防爆灯除外）；七是对灭菌排放的环氧乙烷残留气应进行妥善处理并达到相应的环保要求；八是应具有与灭菌能力相适应的解析区域并建立解析管理制度。

预真空压力蒸汽灭菌器灭菌原理和方法

（1）灭菌原理：利用机械抽真空的方法，使灭菌柜室内形成负压，蒸汽得以迅速穿透到物品内部进行灭菌。整齐压力达到205.8kpa，温度达132℃或以上，开始灭菌，到达灭菌时间后，抽真空使灭菌物品迅速干燥。根据一次性或多次抽真空的不同，分为预真空和脉动真空两种，后者因多次抽真空，空气排除更彻底，效果更可靠。

（2）灭菌方法：

1）预真空压力灭菌方法：预真空压力蒸汽灭菌整个过程约25分钟。

1、将待灭菌的物品放入灭菌柜内，关好柜门；

2、将蒸汽通人夹层，使压力达107.8KPa预热4分钟；

3、启动真空泵，抽除柜室内空气使压力达2.0--2.7kpa；

4、停止抽气，向柜室内输入饱和蒸汽，使柜室压力达205.8kpa温度大、达132℃，维持灭菌时间4分钟；

5、停止输入蒸汽再次抽真空使压力达8.0kpa，使灭菌物品迅速干燥；

6、通过过滤后的洁净干燥空气，使灭菌室压力回复为零，温度降至60℃以下，即可开门取出物

医用消毒薰灭菌原理

甲醛是一种高效能化学灭菌剂。不易燃、不爆炸、不腐蚀金属。它能与蛋白质中的氨基酸结合而使蛋白变性，使酶的活性消失。故有强大的杀菌作用。高锰酸钾(PP)为强力的氧化剂。与有机物相遇即释放氧而将有机物氧化，故有杀菌作用。

氏杀菌是利用低于100摄氏度的热力杀灭微生物的消毒方法，由德国微生物学家巴斯德于1863年发明，至今国内外仍广泛应用于牛奶、人乳及婴儿合成食物的消毒。

新鲜原奶中的生物活性物质十分怕热，如果用摄氏100度的消毒方法，则原奶中的生物活性物质将被破坏，而且原奶中的维生素、蛋白质等也有损失。

巴斯德通过大量科学实验证明，如果原奶加工时温度超过85℃，则其中的营养物质和生物活性物质会被大量破坏，但如果低于85℃时，则其营养物质和生物活性物质被保留，并且有害菌大部分被杀灭，有些有益菌却被存留。所以，将低于85℃的消毒法称作巴氏消毒法，可以说，这是新鲜牛奶最科学、最好的加工工艺。采用巴氏灭菌法生产的鲜奶，其营养价值和保健功能与新鲜原奶基本相同。

现用的巴氏杀菌方法一般有两种：一是加热到61.1～65.6摄氏度之间，30分钟；二是加热到71.7摄氏度，至少保持15秒钟。

由于巴氏消毒法所达到的温度低，故达不到灭菌的程度。但是它可使布氏杆菌、结核杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌等致病微生物死亡，可以使细菌总数减少90％－95％，故能起到减少疾病传播，延长物品的使用时间的作用。另外，这种消毒法不会破坏消毒食品的有效成份，且方法简单。