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［生物及無菌知識

一、前言

我們所生活的環(huán)境中，到處都存在著大量的微生物。在?般空氣

中，微生物達800~3500個/m3,在土壤中達/500*10,個/g,在嚴

重污染的水中可達10?個/ml。（飲用水要求細菌總數(shù)W100個/ml,

大腸桿菌W3個/ml。經(jīng)水塔或貯水池貯存后，短期內(nèi)可繁殖至

10\（?個/ml。）人的頭皮上有140萬個/cm2,兩手上約有4~40

萬個，1g指甲污垢38億個，1g糞便可達10、1000億個。

可以說微生物是無處不在，無處不有。許多以前被人們認為

是極端（高溫、高壓、強酸、強堿、低溫等）甚至是致死的環(huán)境，

現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)生活著各種類型的微生物（稱為極端微生物）。事實說

明，微生物有特別頑強的生存、繁殖和變異能力來適應環(huán)境。

微生物種類繁多，有的對人有益，有的有害，有的無益也無

害。但在藥品生產(chǎn)過程中，不可能對環(huán)境中的各種微生物加以區(qū)

別對待，為保證食品的安全有效，需要對其進行控制?？諝庵械?/p>

微生物多數(shù)附著在灰塵上，或以芽泡形式懸浮于空氣中，1um以

下者處于懸浮狀態(tài)，10um以上者會逐漸沉下來而形成菌塵。所

以也要對塵粒進行控制。

人是潔凈室最大的污染源，占90%左右。一般男性每人每分

鐘向周圍排放1000個以上的含菌粒子，女性為750個以上。穿

無菌服時，靜止時的發(fā)菌量為10^300個/min,一般活動時發(fā)菌量

為150^1000個/min,行走時發(fā)菌量為900^2500個/min?？人砸?/p>

次發(fā)菌量為70^700個/min,噴嚏一次為4000^60000個/min。所

以在潔凈室中，人的數(shù)量和活動應有特別嚴格的限制。

二、微生物簡介

微生物在自然界中的分布極為廣泛，空氣、土壤、江河、湖

泊、海洋等都有數(shù)量不等、種類不一的微生物存在。在人類、動

物和植物的體表及其與外界相通的腔道中也有多種微生物存在。

絕大多數(shù)微生物對人類和動、植物的生存是有益而必需的。

自然界中氮、碳、硫等多種元素循環(huán)靠微生物的代謝活動來進行。

例如空氣中的大量氮氣只有依靠微生物的作用才能被植物吸收，

土壤中的微生物能將動、植物蛋白質(zhì)轉化為無機含氮化合物，以

供植物生長的需要，而植物又為人類和動物所利用。因此，沒有

微生物，植物就不能新陳代謝，而人類和動物也將無法生存。

另一方面，中極少數(shù)微生物引起的傳染病發(fā)病快、死亡率高、

傳播迅速、傳播范圍廣，嚴重危害著人民健康。

推薦：含實操）2020版《中國藥典》醫(yī)療器械無菌微生物檢（化）驗員規(guī)范化實驗實操

微生物是廣泛存在于自然界的一群體形微?。ㄖ睆叫∮?mm）、

結構簡單、肉眼看不見，必須借助光學或電子顯微鏡放大數(shù)百至

數(shù)萬倍才能觀察到的生物。需要說明的是，微生物是一個比較籠

統(tǒng)的概念，界線有時非常模糊。如單細胞藻類和一些原生動物也

應算是微生物，但通常它們并不放在微生物中進行研究。

微生物具有以下特點：①體積小，面積大；②吸收多，轉化快

（2000倍體重/h）;③生長旺，繁殖快（20min分裂一次）；④易變異,

適應強；⑤分布廣，種類多（10萬種以上）。

微生物按其結構、化學組成及生活習性等差異可分成三大類:

1.真核細胞型

細胞核的分化程度較高，有核膜、核仁和染色體；胞質(zhì)內(nèi)有

完整的細胞器（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體及線粒體等）。真菌屬于此類型

微生物。

2.原核細胞型

細胞核分化程度低，僅有原始核質(zhì)，沒有核膜與核仁：細胞

器不很完善。這類微生物種類眾多，有細菌、支原體、衣原體、

立克次體、螺旋體和放線菌。

3.非細胞型

沒有典型的細胞結構，亦無產(chǎn)生能量的酶系統(tǒng)，只能在活細

胞內(nèi)生長繁殖。體積微小，能通過除菌濾器。病毒屬于此類型微

生物。

三、微生物的形態(tài)結構

1,細菌（原核單細胞生物）

細菌按形狀可分為：球菌（0.5~2HIT.）、桿菌（長r5um,寬

0.3~1Pm）和螺形菌（大小與桿菌相似）。

按革蘭氏染色法染色的不同，分為革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰

性菌。革蘭氏陽性菌的細胞壁表面含較多的磷壁酸，會產(chǎn)生外毒

素，如金黃色葡萄球菌；革蘭氏陰性菌的細胞壁表面多含脂蛋白

和脂多糖，會產(chǎn)生內(nèi)毒素（即熱原），如大腸桿菌。

細菌一般有細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核，有的還有莢

膜、鞭毛、菌毛和芽胞等特殊結構。

細菌一般為無性繁殖，以二分法繁殖，兒十分鐘或「2小時

分裂次。

資料：關于芽泡

在溫度逐漸降低或營養(yǎng)缺乏時、芽泡桿菌屬（如炭疽桿菌）及

梭狀芽胞桿菌屬（如破傷風桿菌）能在菌體內(nèi)形成一個折光性很

強的不易著色小體，稱為芽胞，芽胞是處于休眠狀態(tài)的細菌，并

非細菌的繁殖體，當環(huán)境適宜時，可恢復生長繁殖。

芽胞在自然界分布廣泛，要注意防止污染。芽胞的抵抗力強,

對熱力、干燥、輻射、化學消毒劑等理化因素均有強大的抵抗力，

用一般的方法不易將其條死。有的芽胞可耐100C沸水煮沸數(shù)小

時。

殺滅芽胞最可靠的方法是高壓蒸汽滅菌。當進行消毒滅菌時

往往以芽胞是否被殺死作為判斷滅菌效果的指標。

2,霉菌（絲狀真菌的通稱，真核多細胞生物）

霉菌是真菌的一部分。在培養(yǎng)基上長成絨毛狀或棉絮狀的菌

絲體的真菌統(tǒng)稱為霉菌。

霉菌細胞呈狹長的管狀，稱為菌絲，菌絲直徑比細菌、放線

菌大，約2~10um。菌絲分枝連接，交錯集合在一起的總體稱為菌

絲體。

霉菌大多數(shù)是多細胞微生物，菌絲細胞由細胞壁、細胞膜、

細胞質(zhì)、細胞核和各種細胞器組成。細胞壁很薄，往往在表面產(chǎn)

生色素，使菌落出現(xiàn)各種顏色。

霉菌靠電子繁殖，有無性繁殖和有性繁殖兩種方式，以無性

繁殖為主。有些真菌可用釀酒造醬，或用于發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸、葡

萄糖酸、酶、抗生素（如青霉素、頭抱菌素）；少數(shù)真菌能引起各

種真菌病。真菌產(chǎn)生的真菌毒素（如黃曲霉素）有毒。

3,酵母菌（真核單細胞生物，屬真菌）

酵母菌以單細胞存在，呈圓形、卵圓形和香腸形，比細菌天，

細胞長5~30um,寬廣5um0細胞結構有細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、

細胞核和各種細胞器等。

酵母菌的增殖分無性繁殖和有性繁殖兩個階段，有三種方式:

芽殖、裂殖、抱子生殖。

酵母菌是重要的工業(yè)微生物，用于釀酒，生產(chǎn)單細胞蛋白、

B族維生素、核酸、輔酶A、細胞色素C等。一般對人體無害。

4.放線菌（原核單細胞生物）

放線菌有生長發(fā)育良好的菌絲體，呈分枝狀，菌絲寬為

0.2~1.2uni,革蘭氏陽性。其內(nèi)部構造與細菌相似，無完整的細胞

核。菌落常星幅射狀，因此稱放線菌。

繁殖方式為無性抱子繁殖。最適pH6.7~7.5,溫度25?30。C。

放線菌可用于生產(chǎn)抗生素、維生素和酶類，少數(shù)可引起人畜

放線菌病。

5.病毒

病毒是一類體積十分微小，結構簡單，只含一種核酸（DNA或

RNA）,沒有產(chǎn)生能量的酶系統(tǒng)，只能在活細胞內(nèi)以復制方式增殖

的非細胞型微生物。病毒在自然界分布非常廣泛，在所有其它生

物中都有病毒寄居。病毒是最常見的致病微生物，人類傳染病中

大約75%是由病毒引起的。

病毒體主要由核酸和蛋白質(zhì)組成。病毒體積微小，最大直徑

300nm（如牛痘病毒），最小直徑20nm（如口蹄疫病毒），絕大多數(shù)

在150nm以下，能通過細菌濾器，用普通光學顯微鏡看不見，必

須用電子顯微鏡放大數(shù)千至數(shù)萬倍才能看見。形態(tài)多呈球形，少

數(shù)為桿狀或磚形。噬菌體（細菌病毒）有呈蝌蚪狀的。

阮病毒于1982年發(fā)現(xiàn)，它很特殊，與一般病毒不同，是一

種異常蛋白質(zhì)，不含有核酸。與瘋牛?。ㄅ：＞d狀腦?。┘叭丝搜?/p>

氏病關系密切。其復制方式不明。

四、微生物的營養(yǎng)

L水分：

水占細胞漿的70曠90隨是細胞的重要組成成分。較普遍的

觀點認為：只有在含水的環(huán)境中微生物才能存活。但也有人發(fā)現(xiàn)

在無水碳氫化合物中微生物可長期存活。

2.碳源:

碳源是構成細胞的重要物質(zhì)。有些微生物的碳源必須來自有

機碳化合物如糖、蛋白質(zhì)、脂肪、有機酸等（同時利用其化學能），

屬異養(yǎng)型；有些微生物不需有機碳化合物，以C02為碳源，屬自

養(yǎng)型（分為光能自養(yǎng)型和化能自養(yǎng)型）。

3.氮源：

氮是組成蛋白質(zhì)和核酸的重要元素。

4.無機鹽類：

細菌所需無機鹽包括磷、硫、鎂、鐵、鉀、鈉、鈣、氯、鎰、

鋅、鉆、銅等。其中磷、硫、鎂、鉀、鈉、鐵需要量較多，其他

只需微量。

5.生長因子：

生長因子是某些微生物生長發(fā)育所必需，而其自身又不能合

成的一類營養(yǎng)物質(zhì)包括維生素、喋吟和喀咤等。

五、微生物生長的影響因素

L營養(yǎng)物：

2.pH值：

各種微生物都有其最適宜的pH值，大多數(shù)細菌最適

pH6.8、7.4,但一般有較大的容忍度，在4~9也可存活和生長，

少數(shù)細菌能在極端pH值范圍內(nèi)生長。真菌適于pH值3?6的微酸

性環(huán)境，但在2~10也可生長。

3.溫度：

微生物適于生長繁殖要有適宜的溫度，當超過其最低或最高

可耐受的溫度時Z即停止生長或死亡。一般細菌最適溫度為

30~40℃,真菌為20~30℃。

4.氧氣：

大多數(shù)細菌和所有霉菌都是需氧菌（在有氧環(huán)境中才能生長），

少數(shù)細菌是厭氧菌（在無氧環(huán)境中才能生長），有些細菌和酵母菌是

兼性需氧厭氧的，在有氧或無氧環(huán)境中都能生長繁殖。

5.滲透壓：

微生物細胞膜和所有生物膜一樣是一種半透膜，可讓水自由通

過，對溶質(zhì)則有選擇性。由于細胞壁的保護，微生物能存活在低滲

透壓的

水中。而在高滲溶液（如高濃度的鹽溶液或糖溶液、40%甘油）

中，細胞會脫水并停止生長繁殖。但也有一些專性耐高鹽細菌只有

在高鹽（10、15給條件下才生長。

6.表面張力：

表面活性劑可降低表面張力它是影響細菌生長的因素之一。很

多革蘭氏陰性菌，特別是大腸菌群可很好地在表血活性劑包圍的介

質(zhì)中生長，而大多數(shù)革蘭氏陽性菌在表面張力低時.（0.05N/m）不能

很好生長。陽離子表面活性劑對很多有機體有毒性，陰離子表面活

性劑毒性很小，非離子表面活性劑幾乎沒有毒性，并可成為某此微

生物的營養(yǎng)物。

六、消毒與滅菌

消毒和滅菌兩個詞在實際使用中常被混用，其實它們的含義是

有所不同的。消毒是指應用消毒劑等方法殺滅物體表面和內(nèi)部的病

原菌營養(yǎng)體的方法，而滅菌是指用物理和化學方法殺死物體表面和

內(nèi)部的所有微生物，使之呈無菌狀態(tài)。

（一）消毒是指殺滅或清除傳播媒介上的病原微生物，使之達

到無害化的處理。根據(jù)有無已知的傳染源可分預防性消毒和疫源性

消毒；根據(jù)消毒的時間可分為隨時消毒和終末消毒。

（二）滅菌是指殺滅或清除傳播媒介上的所有微生物（包括芽

胞），使之達到無菌程度。經(jīng)過滅菌的物品稱“無菌物品”。

消毒與滅菌是兩個不同的要領。滅菌可包括消毒，而消毒卻不

能代替滅菌。消毒通常用于實驗室檢測環(huán)境、人員手部等，滅菌通

常用于檢測用具、檢測試劑等。

常用滅菌法

1）干熱滅菌法

常見的有火焰、燒灼、干烤和紅外線滅菌等。

①火焰、燒灼：通常用于實驗室無菌操作中金屬或其它耐火材

料制成的器具的滅菌。

②干烤和紅外線：利用干熱空氣或熱輻射進行滅菌。一般

135145c需3、5h,160、170c需2h以上，170~180c需lh以上，

180~200℃需0.5'lh。除熱原則需250c30min,或200℃45min,180℃

2ho

空氣傳熱慢，穿透力不強，故干熱滅菌時間長。

干熱滅菌時烤箱內(nèi)裝入物品應留有空隙，以利空氣流動，否則

使箱內(nèi)溫度不均，部分物品滅菌不徹底。

2）濕熱滅菌法

通過熱蒸汽或沸水使蛋白質(zhì)變性而殺滅微生物的方法。濕熱穿

透力強，滅菌效果較干熱好。

①煮沸或流通蒸汽滅菌：常壓下沸水和蒸汽的溫度是100℃,

般處理30'60min可殺死細菌繁殖體，但不能完全殺滅芽胞。此法

適用于不能高壓蒸汽滅菌的物品。

②低溫間隙滅菌（巴斯德滅菌法）：將物品先用60~80℃加熱（或

煮沸）lh,然后置20~25c保存24h（或常溫過夜），使其中殘存的芽

抱萌發(fā)成繁殖體，再用以上條件滅菌，如此反復三次。本法適用于

不耐高溫或高溫下易變質(zhì)的物品，但很費時。

③高壓蒸汽滅菌（熱壓滅菌法）：超過一個大氣壓時，水的沸點

高于100℃,反之亦然。

高壓蒸汽滅菌就是通過加壓提高蒸汽溫度，滅菌效果最好c它

簡便、經(jīng)濟、可靠、無毒，是最可靠、應用最廣泛的滅菌法。此法

適用于耐高溫和潮濕的物品。常用條件為：

115.5℃30min

121.5℃20min

126.5℃15min

注意事項：

a.必須完全排出滅菌器內(nèi)的空氣。否則會影響滅菌器內(nèi)溫度達

到規(guī)定的要求。

b.注意被滅菌物品的溫度。滅菌器內(nèi)溫度與被滅菌物品的溫度

般是一致的，但在蒸汽輸入過快時，后者可能低于前者，所以升溫

時要有一定的預熱時間。另外，降溫過快易引起玻璃炸裂。因此，

對于一種滅菌產(chǎn)品，應制定固定的滅菌曲線（象凍干曲線樣）。

c.定期檢查滅菌器內(nèi)溫度的準確性。

3）化學滅菌法

利用化學試劑形成的氣體來殺滅微生物的方法。常用的滅菌劑

為環(huán)氧乙烷（又稱氧化乙烯）。

4）濾過除菌法

利用細菌不能通過致密具孔濾材的原理，除去對熱不穩(wěn)定的藥

品溶液或液體物質(zhì)中的細菌的方法。過濾法般只能除菌，不能除去

支原體和病毒。

過濾除菌的效果與濾膜的性能、孔徑的大小、密度、濾膜的厚

度等因素有關。

濾過除菌法要求最終過濾的濾膜孔徑為0.22p.mo由于各廠家

生產(chǎn)的相同規(guī)格的濾膜質(zhì)量并不一致，為了保證除菌效果，在使用

前后應檢查濾器的完好性（如壓力維持試驗或起泡點試驗）。一個過

濾器的使用時間應根據(jù)品種驗證后確定，一般不應超過8小時。

5）輻射滅菌法

輻射有兩種類型：一種是電磁波輻射，如紫外線、紅外線、微

波；一種是電離輻射，如可引起被照射物電離的X射線、y射線。

①紫外線：紫外光波長在136~390nm之間，其中260nm左石能破壞

核酸，殺菌作用最強。

另外，空氣中的氧受紫外線照射后，可微量轉變?yōu)槌粞豕餐?/p>

殺菌作用。紫外線消毒的效果與光源的功率、光源與被照射物的距

離、照射時間、溫度和濕度等因素有關。我國規(guī)定紫外燈照射強度

在距離1m處不低于70pW/cn】2（以紫外線測強儀測定）

在操作面上要求強度達40uW/cm2以上。一般每10m2裝30W

燈管1支，工作前開30^60mino紫外燈的輸出功率隨使用時間增

加而降低。國產(chǎn)紫外燈的平均壽命（點到70%額定功率的時間）一般

為2000h,超過平均壽命時，就達不到預期效果，必須更換。

紫外線的穿透力很弱，不能穿透一般包裝材料，如玻璃、塑料

薄膜、紙等。玻璃能強烈吸收小于350nm的紫外線，石英玻璃能吸

收小于200nm的紫外線。因此，它主耍月于空氣和物體表面消毒，

特制的紫外燈裝置也可用于水的消毒。

②紅外線：通過加熱碳化硅板產(chǎn)生的輻射熱能，由空氣傳導加

熱滅菌。如紅外線烤箱，溫度可達180℃左右。熱效應特點是由表

及里。

③微波：微波滅菌主要是因其熱效應。微波加熱升溫快，溫度

高且均勻，殺菌作用強。熱效應特點是由里及表。不同性質(zhì)的物品

吸收微波的能力不同，其熱效應和消毒效果也不同。

微波有一定穿透力，但不強。微波對人體有害，要注意防護。

@60Co滅菌：放射性同位素60Co（或137Cs）衰變時可放射出y

射線，P射線的能量高、穿透力強，可使細胞內(nèi)各種活性物質(zhì)發(fā)生

化學變化，從而使細菌損傷或死亡。經(jīng)60co輻射滅菌的物品溫度

升高很少，一般僅約5℃,故又稱“冷滅菌”

60Co輻射存在兩個方面的安全問題：一是輻射的直接作用。y

射線對人體細胞同樣有害；二是經(jīng)過輻射的食品、藥品的安全性。

1984年美國農(nóng)業(yè)部食品安全實驗室用輻射處理的雞肉喂飼小鼠，

發(fā)現(xiàn)患**腫瘤增加，包括加重癌病損害。因此60co輻射用于食品

和藥品都應經(jīng)過安全試驗，進行科學的、全面的評價，高劑量的輻

射藥品更應慎重。

美國藥典（？版）規(guī)定25kGy為有效滅菌劑量。1997年我國衛(wèi)生

部頒發(fā)了60Co中