消毒与灭菌常用方法及设备

消毒与灭菌常用方法及设备（一）干热灭菌【原理】高温对细菌有明显的致死作用，主要机理是凝固菌体蛋白质，也可能与细菌DNA单螺旋断裂、细菌膜功能受损及菌体内电解质浓缩有关。

干烤箱为常用的干热灭菌器，其杀菌作用是通过脱水干燥和大分子变性完成的。

【构造】干烤箱是中间夹着石棉的双层金属制成的方形或长方形箱，箱底装有热源，箱内有数层金属架，并附有温度计和自动温度调节器等装置。

把待灭菌的物件均匀地放入恒温干燥箱，加热至160℃～170℃维持2小时即可达灭菌目的。

【使用方法及注意事项】1.将包扎好的待灭物品（培养皿、吸管器等）放于箱内，注意不要摆得太挤，以免妨碍气流流通。

2.关门，插上电源插头（常为220伏），拨动开关，旋动恒温调节器，至红灯亮。

3.待温度上升160℃～170℃时，借恒温调节器的自动控制，保持此温度2小时。

4.灭菌后停止加热，待温度下降至40℃以下方可开门取物，在这之前切勿自行打开箱门，否则其内物品(如玻璃器皿等)会因温度骤然下降而爆裂。

【应用】干热灭菌主要用于要求干燥的、耐高温的物品灭菌，如玻璃器材、瓷器、凡士林、液体石蜡、药粉等的灭菌。

一般不耐高温的、含有水份的物质，不能用这种方法灭菌。

（二）湿热灭菌【原理】高温对细菌有明显的致死作用，主要机理是凝固菌体蛋白质，也可能与细菌DNA单螺旋断裂、细菌膜功能受损及菌体内电解质浓缩有关。

湿热灭菌所需温度较低，时间较短(表3-2)。

特别是高压蒸气灭菌，因增加压力而提高温度，灭菌效果最佳。

其主要优点是：①温度较高，灭菌所需时间较短；②蒸气穿透力强；③蒸气冷凝时释放汽化热，能迅速提高物品的温度；④物品不过分潮湿。

表3-2热力消毒灭菌法比较方法温度(℃)时间(min)灭菌器适用物品焚烧干烤＞500瞬时废弃物品、动物尸体灭菌160～170120干热灭菌器（干烤箱）玻璃器材、瓷器等灭菌巴氏消毒法61.1～62.871.73015-30s牛奶、酒类等消毒煮沸消毒法1005食具、刀剪、注射器等流通蒸气消毒法10015～30Arnold流通蒸气灭菌器消毒食具等消毒间歇灭菌法10030流通蒸气灭菌器(重复3次)不耐高温的含糖、牛奶等培养基高压蒸气灭菌法12115～30高压蒸气灭菌器耐高温、高压及不怕潮湿的物品高压蒸气灭菌器是目前应用最广泛、灭菌效果最好的灭菌器具，其种类有手提式、直立式、横卧式等。

它们的构造及灭菌原理基本相同。

高压蒸气灭菌方法的原理是水在大气中100℃左右沸腾，水蒸气压力增加，沸腾时温度将随之增加，因此，在密闭的高压蒸气灭菌器内，当压力表指示蒸气压力增加到15磅(1.05kg/cm)时，温度则相当于121.3℃，在这种温度下20min即可完全杀死细菌的繁殖体及芽胞。

【构造】高压蒸汽灭菌器有各种形式及规格。

下面以常用的高压蒸汽灭菌锅为例进行介绍。

高压蒸汽灭菌锅是一个密闭的耐高温和耐高压的双层金属圆筒，两层之间盛水。

①外锅：供装水产生蒸汽之用。

坚厚，其上方或前方有金属厚盖，盖有螺栓，借以紧闭盖门，使蒸汽不能外溢。

加热后，灭菌器内蒸汽压力升高，温度也随之升高，压力越大，温度越高。

外锅壁上还装有排气阀、温度计、压力表及安全阀。

排气阀用于排出空气；压力表：以表示锅内压力及温度（公制压力单位为公斤/cm2、英制压力单位磅/英寸2、温度单位℃）；安全阀又称保险阀，利用可调弹簧控制活塞，超过定额压力即自行放汽减压，以保证在灭菌工作中的安全。

②内锅：为放置灭菌物的空间。

图3-1高压蒸汽灭菌锅模式图【使用方法及注意事项】1.使用前的准备：灭菌器内清洗干净，检查进气阀及排气阀是否灵活有效，并加入适量水。

2.装放灭菌物：将待灭菌的物品放入灭菌器内，注意不要放得太挤，以免影响蒸汽的流通和灭菌效果。

然后加盖旋紧螺旋，密封。

3.预热及排气：加热升温使水沸腾，并由小至大打开排气管（排气阀），排除冷空气，继续加热升温，再关闭排气管（阀）。

4.升压保温：让温度随蒸汽压力增高而上升待压力逐渐上升，待蒸汽压力升至所需压力(一般为103.43kPa，温度则相当于121.3℃)时，控制热源，维持所需时间，持续15～20min即可达到灭菌目的。

5.降压开盖取物：保压到规定时间之后，就停止加热，缓缓排气，待其压力下降至零时，方可开盖取物。

6.注意事项⑴此法灭菌是否彻底的一个关键是压力上升之前，必须先把蒸汽锅内的冷空气完全驱尽，否则，即使压力表已指到103.43kPa，而锅内温度则只有100℃，这样芽孢则不能被杀死，造成灭菌不彻底，所以必须进行排气。

⑵降压一般通过自行冷却。

如果时间来不及，可以稍开排气阀降压，但排气阀不能开得太大，排气不能过急，否则灭菌器内骤然降压，灭菌物内的液体会突然沸腾，将棉塞冲湿，甚至外流。

另外，降压时压力表上读数虽已降至“0”时，灭菌物内温度有时还会在100℃以上，如果开锅太快还有沸腾的可能，所以最好在降压后再稍停一会，灭菌物温度下降后再出锅较妥当。

灭菌物灭菌后仍处于高温时，容器内呈真空状，降温过程中外部空气要重新进入容器。

一般叫“回气”，降温过快，回气就急，如棉塞不严密，空气中杂菌就会重新进入灭菌物使其污染，这往往造成高压蒸汽灭菌的失败。

因而降压开盖取物不宜过急。

【应用】高压蒸汽灭菌可用于耐高温、高压及不怕潮湿的物品，如普通培养基、生理盐水、纱布、敷料、手术器械、玻璃器材、隔离衣等的灭菌。

（三）紫外线杀菌【原理】紫外线（ultraviolet ray,UV）是一种肉眼看不见的光波，存在于光谱紫外线端的外侧，故称之为紫外线，依据不同的波长范围，被割分为A、B、C三种波段。

紫外线中波长为240nm～280nm具有杀菌能力，其中265～266nm的杀菌作用最强。

医学上常使用紫外线灯产生紫外线进行消毒灭菌。

现代紫外消毒杀菌技术是国际上90年代末兴起的最新一代消毒技术。

它是基于现代防疫学、光学、数学、生物学及物理化学的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的C波段紫外光（240nm～260nm）发生装置产生的强紫外C光照射流水、空气或固体表面，当水、空气或固体表面中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体受到一定剂量的紫外C光辐射后，细菌（细胞）DNA相邻的胸腺嘧啶形成二聚体，从而破坏DNA构型，干扰其正常复制，导致细菌（细胞）变异或死亡。

同时，紫外线不仅可杀灭DNA病毒，对RNA病毒（包括SARS-coV等）也有灭活作用。

即在不使用任何化学药物的情况下杀灭细菌、病毒以及其它致病体。

紫外消毒杀菌技术具有高效率、广谱性、低成本、长寿命和无二次污染的特点，是国际上公认的21世纪的主流消毒技术。

【使用方法及注意事项】1.医学常用的是水银灯，灯管由石英玻璃制成，管内充满压强为266Pa的氩和几滴水银。

紫外线杀菌力虽较强，但穿透力较弱，普通玻璃、纸张、尘埃、水蒸气等均能阻挡紫外线。

因此灯管上之灰尘、油渍都会直接影响其穿透能力。

所以新灯管在使用前，应用沾以75%酒精的纱布擦拭，清除油渍、手汗及灰尘。

使用中的灯管、石英管应定期擦拭清洁，以免影响紫外线穿透率及照射强度。

2.紫外照射灯的安装形式及高度，应根据实际情况，参考使用说明决定。

期间，必须考虑到紫外线以下传播性质：紫外线进行直线传播；紫外光强度与距离的平方成比例减弱；可被不同的表面反射，穿透力弱。

3.需预防紫外线辐射。

紫外线对细菌有强大的杀伤力，对人体同样有一定的伤害，启动消毒灯时，应避免对人体直接照射，必要时可使用防护眼镜，不可直接用眼睛正视光源，以免灼伤眼膜。

【紫外线杀菌试验】1.用无菌接种环取大肠埃希菌肉汤培养物，密集划线接种于普通琼脂平板。

2.用无菌镊子把经灭菌的黑色纸片贴于平板表面中央部分。

3.打开皿盖的2/3，置于紫外灯下距离约20cm～30cm处照射30分钟。

4.除去纸片，盖好平皿盖，置37℃温箱培养18小时～24小时观察细菌生长情况。

结果：纸片及平皿盖遮盖处有细菌生长，未遮盖处无细菌生长。

【应用】1.空气和物体表面杀菌：传统紫外线灯常用于无菌操作室、外科换药室、病房、手术室及实验室的空气和物体表面的消毒灭菌。

一般照射20min～30min即可杀死空气中的细菌。

2.在水处理中的应用：近年来，紫外线杀菌灯在水处理领域有广泛的用途。

水处理（water treatment）从使用紫外线杀菌灯的方法来分，有直接把灯放入水中，称为浸没式；紫外线灯放入套管里使用，称为过流式。

（目前主要采用的是过流式的方法。

）与过流式相比，浸没式结构简单。

紫外线杀菌灯直接放在水中，这种方法可用于流动的动态水，也可用于静态水。

这种处理方法要注意灯管有可能由于意外情况发生破裂；长时间处理，灯管表面会被水中藻类等污染物覆盖，将严重影响紫外线透出。

紫外线杀菌灯在水处理中主要应用它的杀菌功能，如过流式的设备工作原理如：经水泵产生压力的一定流速的水流流过能透紫外的石英套管外围，紫外线灯产生的254nm紫外线对水进行消毒、杀菌。

其特点是水流流速很快，一般在石英外套流过的时间不超过1秒，因此要求杀菌灯的紫外线强度很高，一般要求在表面强度超过30000uw/cm2。

要产生如此高的紫外线强度，需选用高强度大功率的紫外线杀菌灯。

如果仍然想通过延长时间来提高消毒效果，一般选用较长的灯，做较长的设备，或在外壁上处理成涡流旋转式结构，来延长水流过的时间。

紫外线杀菌器在水处理方面广泛用于：医院、各类实验室用水消毒，以及高含量致病体废水消毒；生物化学制药，化妆品生产用冷却水消毒；食品加工工业水体消毒，包括果汁、牛奶、饮料、啤酒、食用油及各类罐头、冷饮制品等用水；生活用水消毒，包括居民住宅小区、办公大楼、自来水厂、旅馆餐厅等；电子工业用超纯水，等等。

（四）过滤除菌在实验室最常用的过滤除菌法主要包括：其一是利用滤菌器除去不耐高温液体中的细菌；其二是利用生物安全柜除去气体中可能含有的病原微生物。

1.滤菌器【原理】滤菌器种类很多，孔径非常小，能阻挡细菌通过。

它们可用陶瓷、硅藻土、石棉或玻璃屑等制成。

适用于除去对热不稳定的药品溶液或液体物质中的细菌的方法。

过滤除菌的效果与滤膜的性能、孔径的大小、密度、滤膜的厚度等因素有关。

滤过除菌法要求最终过滤的滤膜孔径为0.22μm。

由于各厂家生产的相同规格的滤膜质量并不一致，为了保证除菌效果，在使用前后应检查滤器的完好性（如压力维持试验或起泡点试验）。

一个过滤器的使用时间应根据品种验证后确定，一般不应超过8小时。

下面介绍几种常用的滤菌器。

【构造】（1）蔡氏(Seitz)滤菌器：上部的金属圆筒，用以盛装将要滤过的液体；下部的金属托盘及漏斗，用以接受滤出的液体；上下两部分中间放石棉滤板，每次用后换一石棉滤板。

滤板按孔径大小可分为K号、EK和EK-S号3种：K滤孔最大，供澄清液体之用；EK滤孔较小，供滤过除菌；EK-S滤孔更小，能阻止一部分较大的病毒通过。