灭菌与灭菌技术.ppt
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1、关于灭菌与灭菌技术现在学习的是第1页,共93页第一节第一节 概述概述 n需要灭菌的制剂:直接注入机体或与粘膜、创面接触的需要灭菌的制剂:直接注入机体或与粘膜、创面接触的药剂药剂 n无菌(无菌(Sterility):是指物体或任一给定的介质中,没):是指物体或任一给定的介质中,没有任何活的微生物存在或无论用任何方法都鉴定不出有任何活的微生物存在或无论用任何方法都鉴定不出活的微生物来活的微生物来n灭菌(灭菌(Sterilization):应用物理或化学等方法把物):应用物理或化学等方法把物体上或介质中所有的微生物及其芽胞全部杀死,即体上或介质中所有的微生物及其芽胞全部杀死,即获得无菌状态的总过程获
2、得无菌状态的总过程n消毒(消毒(Disinfection):用物理或化学等方法杀灭物体):用物理或化学等方法杀灭物体上或介质中的病原微生物(除了芽胞)上或介质中的病原微生物(除了芽胞)现在学习的是第2页,共93页l防腐(防腐(Antisepsis):用物理或化学等方法抑制微生物):用物理或化学等方法抑制微生物生长的作用,称为防腐或抑菌生长的作用,称为防腐或抑菌 l热原(热原(Pyrogens):热原是微生物的一种内毒素,):热原是微生物的一种内毒素,存在于细菌的细胞膜与固体膜之间,能够引起人或存在于细菌的细胞膜与固体膜之间,能够引起人或动物体温的异常升高。致热能力最强的是革兰氏阴动物体温的异常
3、升高。致热能力最强的是革兰氏阴性杆菌所产生的热原性杆菌所产生的热原 l无菌操作法(无菌操作法(Aseptic technique):是指在整个操作过):是指在整个操作过程中利用和控制一定条件,尽量使产品避免微生物污染程中利用和控制一定条件,尽量使产品避免微生物污染的一种操作方法的一种操作方法 现在学习的是第3页,共93页细菌的耐受性细菌的耐受性 致死温度:是指在一定的时间内,杀死致死温度:是指在一定的时间内,杀死某种细菌所需要的最低温度某种细菌所需要的最低温度致死时间:是指在某一温度下,杀死某致死时间:是指在某一温度下,杀死某种细菌所需要的最短时间,又称热死时种细菌所需要的最短时间,又称热死时
4、间间 现在学习的是第4页,共93页灭菌和除菌对制剂的影响灭菌和除菌对制剂的影响 l灭菌后的制剂中含有细菌的尸体,尸体过多会因菌灭菌后的制剂中含有细菌的尸体,尸体过多会因菌体内毒素(热原)而引起副作用体内毒素(热原)而引起副作用 l除菌是指用特殊的滤材把微生物(死菌、活菌)全部阻除菌是指用特殊的滤材把微生物(死菌、活菌)全部阻留而滤除,除了原已染有的微量可溶性代谢产物,由于留而滤除,除了原已染有的微量可溶性代谢产物,由于没有菌体的存在,故没有更多的热原产生没有菌体的存在,故没有更多的热原产生 现在学习的是第5页,共93页不同菌种的耐热性不同菌种的耐热性现在学习的是第6页,共93页芽胞抗高温的原因
5、芽胞抗高温的原因芽胞壁厚而致密,热力不易透入芽胞内芽胞壁厚而致密,热力不易透入芽胞内 芽胞内水分含量少,加热时蛋白质不易凝芽胞内水分含量少,加热时蛋白质不易凝固,酶不易失去活性固,酶不易失去活性 芽胞内含有吡啶芽胞内含有吡啶2,6-二羧酸钙,它与蛋白二羧酸钙,它与蛋白质结合成耐热的复合体质结合成耐热的复合体 现在学习的是第7页,共93页第二节第二节 微生物死亡动力学的研究微生物死亡动力学的研究 实质实质是寻找对灭菌效果可靠的验证参数是寻找对灭菌效果可靠的验证参数原因原因灭菌温度多是测量灭菌器内的温度而不是灭菌温度多是测量灭菌器内的温度而不是灭菌物体内的温度灭菌物体内的温度 现行方法不易检出残存
6、的微生物现行方法不易检出残存的微生物现在学习的是第8页,共93页一、一、D值值 D值是指降低微生物数至原来的值是指降低微生物数至原来的10或降低一个对或降低一个对数单位所需的时间或剂量,也就是杀灭数单位所需的时间或剂量,也就是杀灭90微生物微生物所需的时间或剂量所需的时间或剂量 D=U/(lgN0-lgNu)U为在一定灭菌条件下灭菌经历的时间或接受的剂量;为在一定灭菌条件下灭菌经历的时间或接受的剂量;N0为微生物的初始数量;为微生物的初始数量;Nu为接受了为接受了U单位时间或剂单位时间或剂量的灭菌后微生物的数量;量的灭菌后微生物的数量;Nt为为t时间微生物的残留数时间微生物的残留数量量 热力灭
7、菌或直接用钴-60辐射灭菌 现在学习的是第9页,共93页二、二、Z值值 l不同温度下对特定的微生物在特定介质或环境中求得不同温度下对特定的微生物在特定介质或环境中求得D值后,就可用值后,就可用lgD对温度作图对温度作图 Z=(T2-T1)/(lgD1-lgD2)l表示降低一个表示降低一个lgD值所需升高的温度,及灭菌时间减少值所需升高的温度,及灭菌时间减少到原来的到原来的10所需升高的温度所需升高的温度 现在学习的是第10页,共93页三、三、F值与值与F0值值 F=t10 T-T0/Z nt是测量被灭菌物温度的时间间隔,一般为是测量被灭菌物温度的时间间隔,一般为0.51.0分钟或更小;分钟或更
8、小;T是每个时间间隔是每个时间间隔t所测得的被所测得的被灭菌物料的温度,灭菌物料的温度,T0是参比温度是参比温度 nF值是指在一定温度值是指在一定温度T下给定下给定Z值所产生的灭菌效值所产生的灭菌效力与在参比温度力与在参比温度T0下给定下给定Z值所产生的灭菌效力相值所产生的灭菌效力相同时,同时,T0温度下所相当的灭菌时间温度下所相当的灭菌时间 nF值适用于干热灭菌值适用于干热灭菌 现在学习的是第11页,共93页F0值值-物理物理F0值值 在湿热灭菌条件下测定的,且以嗜热脂肪芽胞杆菌在湿热灭菌条件下测定的,且以嗜热脂肪芽胞杆菌作为微生物指示菌,该菌在作为微生物指示菌,该菌在121下,下,Z值为值
9、为10 F0=t10 T-121/10 F0为一定灭菌温度为一定灭菌温度T,Z值为值为10时所产生的灭时所产生的灭菌效力与菌效力与121,Z值为值为10所产生的灭菌效力相同所产生的灭菌效力相同时所相当的时间时所相当的时间 F0值将各种灭菌温度使微生物的致死力转换为灭菌物值将各种灭菌温度使微生物的致死力转换为灭菌物品完全暴露于品完全暴露于121对微生物的致死效力,所以对微生物的致死效力,所以F0值值又称为标准灭菌时间,适用于热压灭菌法又称为标准灭菌时间,适用于热压灭菌法 现在学习的是第12页,共93页F0值值-生物生物F0值值 将将F0值看作是值看作是D121值与微生物数量对数降低值的乘值与微生
10、物数量对数降低值的乘积积 F0=D121(lgN0-lgNt)其中其中Nt为灭菌后预期达到的微生物残存数,又叫染菌为灭菌后预期达到的微生物残存数,又叫染菌度概率度概率,一般取,一般取Nt为为10-6 生物生物F0值可认为是以相当于值可认为是以相当于121热压灭菌时杀死容热压灭菌时杀死容器中全部微生物所需要的时间器中全部微生物所需要的时间例如,将含有例如,将含有200个嗜热脂肪芽胞杆菌的个嗜热脂肪芽胞杆菌的5葡萄葡萄糖水溶液以糖水溶液以121热压灭菌时,其热压灭菌时,其D值为值为2.4分,分,则则F0=2.4(lg200-lg10-6)=19.92min 现在学习的是第13页,共93页由于由于F
11、0是将不同灭菌温度折算到相当于是将不同灭菌温度折算到相当于121湿热灭菌湿热灭菌时的效力,故时的效力,故F0值可作为灭菌过程的比较参数值可作为灭菌过程的比较参数 为了使为了使F0测定准确,先应选择灵敏度高,重现性好,测定准确,先应选择灵敏度高,重现性好,精密度为精密度为0.1的热电偶,并对热电偶进行校验的热电偶,并对热电偶进行校验 灭菌时应将热电偶的探针置于被测物的内部,经灭菌器灭菌时应将热电偶的探针置于被测物的内部,经灭菌器通向柜外的湿度记录仪,有些灭菌记录仪附有通向柜外的湿度记录仪,有些灭菌记录仪附有F0显示器,显示器,在灭菌过程中和灭菌后,自动显示在灭菌过程中和灭菌后,自动显示F0值值
12、现在学习的是第14页,共93页影响影响F0值的因素值的因素 容器的形状、大小、热穿透系数容器的形状、大小、热穿透系数 灭菌产品溶液粘度、容器充填量灭菌产品溶液粘度、容器充填量 容器在灭菌器内的数量与排布容器在灭菌器内的数量与排布注意灭菌器内各层、四角、中间位置热分注意灭菌器内各层、四角、中间位置热分布是否均匀,以便合理排布布是否均匀,以便合理排布 现在学习的是第15页,共93页为了确保灭菌效果,还应注意两个问题:为了确保灭菌效果,还应注意两个问题:n根据生物根据生物F0值的计算公式,若值的计算公式,若N0越大,即被灭菌物中越大,即被灭菌物中微生物越多,则灭菌时间越长,故生产过程中应尽微生物越多
13、,则灭菌时间越长,故生产过程中应尽量减少微生物的污染,应采取各种措施使每个容器量减少微生物的污染,应采取各种措施使每个容器的含菌数控制在的含菌数控制在10以下以下 n计算计算F0时,应适当考虑增加安全因素,一般增加时,应适当考虑增加安全因素,一般增加50,如,如规定规定F0为为8分,则实际操作应控制分,则实际操作应控制F0为为12分分 现在学习的是第16页,共93页药剂学中灭菌法可分为三大类:即物理灭菌、化药剂学中灭菌法可分为三大类:即物理灭菌、化学灭菌、无菌操作法。学灭菌、无菌操作法。现在学习的是第17页,共93页第三节第三节 物理灭菌法物理灭菌法 一、热力灭菌法(一、热力灭菌法(Therm
14、al sterilization)n加热可破坏蛋白质和核酸中的氢键,故导致核酸破加热可破坏蛋白质和核酸中的氢键,故导致核酸破坏,蛋白质变形或凝固,酶失去活性,微生物因而坏,蛋白质变形或凝固,酶失去活性,微生物因而死亡死亡 n热力灭菌法分为干热灭菌法和湿热灭菌法。在同一热力灭菌法分为干热灭菌法和湿热灭菌法。在同一温度下,湿热灭菌的效力比干热灭菌大温度下,湿热灭菌的效力比干热灭菌大现在学习的是第18页,共93页细菌在湿热下,菌体吸收水分,蛋白质较细菌在湿热下,菌体吸收水分,蛋白质较易凝固。这点可以从鸡蛋白含水量与凝固易凝固。这点可以从鸡蛋白含水量与凝固温度之间的关系看出来,凝固蛋白质所需温度之间的
15、关系看出来,凝固蛋白质所需要的温度与蛋白质的含水量有关要的温度与蛋白质的含水量有关 湿热的穿透力比干热大湿热的穿透力比干热大 湿热灭菌时,水蒸气与物品接触而凝结成湿热灭菌时,水蒸气与物品接触而凝结成水,因而发出潜热(汽化热),加速细菌水,因而发出潜热(汽化热),加速细菌的死亡的死亡 现在学习的是第19页,共93页鸡蛋白含水量与凝固温度关系表鸡蛋白含水量与凝固温度关系表现在学习的是第20页,共93页(一一)干热灭菌法干热灭菌法 火焰灭菌法火焰灭菌法 n灼烧是最迅速、可靠、简便、紧急的灭菌方法灼烧是最迅速、可靠、简便、紧急的灭菌方法n金属品如铂丝、铁或镍制。不锈钢制的刮刀、镊子等,金属品如铂丝、铁
16、或镍制。不锈钢制的刮刀、镊子等,瓷制品如研钵等,玻璃制器皿如玻棒、载玻片、试管瓷制品如研钵等,玻璃制器皿如玻棒、载玻片、试管等的灭菌都可用此等的灭菌都可用此 n采用该法灭菌时,最少须在火焰中加热采用该法灭菌时,最少须在火焰中加热20秒,通常秒,通常是要将灭菌的物品迅速通过火焰是要将灭菌的物品迅速通过火焰34次。对研钵的次。对研钵的简便灭菌方法是在其中加入少量乙醇点火燃烧;对简便灭菌方法是在其中加入少量乙醇点火燃烧;对于玻璃、瓷制品,操作前应充分干燥,以免烧灼时于玻璃、瓷制品,操作前应充分干燥,以免烧灼时炸裂损坏炸裂损坏 现在学习的是第21页,共93页干热空气灭菌法干热空气灭菌法 本法系指物品于
17、干热灭菌柜、隧道灭菌器等设备中、利本法系指物品于干热灭菌柜、隧道灭菌器等设备中、利用干热空气达到杀灭微生物或消除热原物质的方法用干热空气达到杀灭微生物或消除热原物质的方法 本法并不是一种优良理想的灭菌方法,其原因是干热空本法并不是一种优良理想的灭菌方法,其原因是干热空气的穿透力很弱而不均匀;另外,空气的比热低,是一气的穿透力很弱而不均匀;另外,空气的比热低,是一种不良的传热介质。因此须长时间受高热的作用才能达种不良的传热介质。因此须长时间受高热的作用才能达到灭菌的目的到灭菌的目的 加热温度及时间根据灭菌器和灭菌物性质的不同而异,加热温度及时间根据灭菌器和灭菌物性质的不同而异,目的是达到微生物残
18、留量在目的是达到微生物残留量在10-6以内。根据中国药典规以内。根据中国药典规定,干热灭菌条件一般为:定,干热灭菌条件一般为:160170120min、17018060min上或上或25045min 现在学习的是第22页,共93页对于磺胺等遇高热熔化或容易分解的药物或对热敏感的材对于磺胺等遇高热熔化或容易分解的药物或对热敏感的材料,应采用较低温度与较长时间灭菌料,应采用较低温度与较长时间灭菌 对耐热物品可采用较高的温度和相应较短的时间对耐热物品可采用较高的温度和相应较短的时间 凡应用湿热方法灭菌无效的非水性物质,或极粘稠凡应用湿热方法灭菌无效的非水性物质,或极粘稠的液体如甘油、液体石蜡、油类等
19、药物也可以采用的液体如甘油、液体石蜡、油类等药物也可以采用此法此法 药物的干热空气灭菌药物的干热空气灭菌现在学习的是第23页,共93页对玻璃容器或瓷制与金属制的容器灭菌时,必须先对玻璃容器或瓷制与金属制的容器灭菌时,必须先洗净,不使其沾染有油脂或其他有机物质,然后用洗净,不使其沾染有油脂或其他有机物质,然后用适当的包装材料包裹适当的包装材料包裹 烧瓶或其他容器口上用棉花塞密,外面再覆以纱布烧瓶或其他容器口上用棉花塞密,外面再覆以纱布或一层坚韧的纸,置干热空气灭菌器中,或一层坚韧的纸,置干热空气灭菌器中,160灭灭菌菌2小时以上小时以上 空安瓿的灭菌,可置于密盖的金属盒中,用空安瓿的灭菌,可置于
20、密盖的金属盒中,用200或或200以上的高温保持至少以上的高温保持至少45min以上,当温度达到以上,当温度达到250时,灭菌时,灭菌45min后,热原也可以被破坏后,热原也可以被破坏 器皿的干热空气灭菌器皿的干热空气灭菌现在学习的是第24页,共93页(二二)湿热灭菌法湿热灭菌法 本法系指将物品置于灭菌柜内利用高压饱和蒸汽、本法系指将物品置于灭菌柜内利用高压饱和蒸汽、过热水喷淋等手段使微生物菌体中的蛋白质、核酸过热水喷淋等手段使微生物菌体中的蛋白质、核酸发生变性而杀灭微生物的方法发生变性而杀灭微生物的方法 本法是制剂生产中应用最广泛的一种灭菌法本法是制剂生产中应用最广泛的一种灭菌法 具有可靠、
21、操作简便,易于控制和经济等优点。缺具有可靠、操作简便,易于控制和经济等优点。缺点是不适用于对湿热敏感的药物点是不适用于对湿热敏感的药物 现在学习的是第25页,共93页影响湿热灭菌的因素影响湿热灭菌的因素 微生物的种类和数量微生物的种类和数量 n各种细菌对热的抵抗力相差很大,处于不同发育阶段,各种细菌对热的抵抗力相差很大,处于不同发育阶段,所需灭菌的温度与时间也不相同所需灭菌的温度与时间也不相同 n繁殖期间的微生物对高温比衰老时期的抵抗力小得繁殖期间的微生物对高温比衰老时期的抵抗力小得多多 n最初菌数越少,越能短时间内达到灭菌,同时,如果最初菌数越少,越能短时间内达到灭菌,同时,如果最初菌数多,
22、即使细菌全部杀灭,而药液中细菌尸体、最初菌数多,即使细菌全部杀灭,而药液中细菌尸体、热原过多,亦会引起不良反应热原过多,亦会引起不良反应 现在学习的是第26页,共93页介质的性质介质的性质 n溶液中若有营养性物质如糖类、氨基酸等,对微生物溶液中若有营养性物质如糖类、氨基酸等,对微生物有营养保护的作用,能增强其抗热性有营养保护的作用,能增强其抗热性 n细菌的生活能力也因介质的酸碱度而不同,一般微生物细菌的生活能力也因介质的酸碱度而不同,一般微生物在中性溶液中耐热性最大,在碱性溶液中次之,酸性则在中性溶液中耐热性最大,在碱性溶液中次之,酸性则不利于微生物的发育不利于微生物的发育 现在学习的是第27
23、页,共93页药物的性质药物的性质 一般说,灭菌所需时间与温度成反比。但是药液温度一般说,灭菌所需时间与温度成反比。但是药液温度增高,药物分解的反应速度也增加。所以在杀灭细菌增高,药物分解的反应速度也增加。所以在杀灭细菌的前提下,可适当降低灭菌温度或时间的前提下,可适当降低灭菌温度或时间 比如,维生素比如,维生素C注射液用流通蒸汽注射液用流通蒸汽15min即可达到灭菌,即可达到灭菌,氯化钠输液用氯化钠输液用115,30min进行灭菌进行灭菌 现在学习的是第28页,共93页蒸汽的性质蒸汽的性质 湿饱和蒸汽:即饱和水蒸汽中带有水分,常由于蒸汽输湿饱和蒸汽:即饱和水蒸汽中带有水分,常由于蒸汽输送管路中
24、热量损失所形成的,因此在蒸汽中混悬着无数送管路中热量损失所形成的,因此在蒸汽中混悬着无数微细水滴,此种蒸汽的热含量较低,穿透力较差,故灭微细水滴,此种蒸汽的热含量较低,穿透力较差,故灭菌效力较低菌效力较低 饱和蒸汽:即蒸汽的温度与水的沸点相当,当蒸汽饱和蒸汽:即蒸汽的温度与水的沸点相当,当蒸汽的压力达到平衡时,蒸汽中不含有微细的水滴。饱的压力达到平衡时,蒸汽中不含有微细的水滴。饱和蒸汽热含量较高,潜热大,穿透力较大,因此灭和蒸汽热含量较高,潜热大,穿透力较大,因此灭菌效力也较大菌效力也较大 现在学习的是第29页,共93页过热蒸汽:如在热压灭菌器中的水不足,液体状态过热蒸汽:如在热压灭菌器中的水
25、不足,液体状态的水完全蒸发后,再继续加热即生成过热蒸汽,这的水完全蒸发后,再继续加热即生成过热蒸汽,这种蒸汽与干热状态相似。在压力不变、温度继续上种蒸汽与干热状态相似。在压力不变、温度继续上升的情况下此温度虽比饱和温度高,但穿透力很差,升的情况下此温度虽比饱和温度高,但穿透力很差,因此灭菌效力不如饱和蒸汽因此灭菌效力不如饱和蒸汽 不饱和蒸汽:若灭菌器内空气未排尽,则蒸汽为不不饱和蒸汽:若灭菌器内空气未排尽,则蒸汽为不饱和蒸汽,内含不同比例的空气,由于空气是热的饱和蒸汽,内含不同比例的空气,由于空气是热的不良导体,空气与被灭菌的物体接触后又无潜热放不良导体,空气与被灭菌的物体接触后又无潜热放出,
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- 灭菌 技术
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