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工业发酵灭菌方法梳理:热灭菌、辐射灭菌、化学灭菌、过滤除菌……

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2024/11/14 16:13:46
  概念解析  
 
  消毒:用物理或化学方法杀死物料、容器、环境中的一切病原微生物(表面)一般只能杀死营养细胞而不能杀死细菌芽孢。
 
  灭菌:用物理或化学方法杀死或除去所有微生物。
 
  除菌:采用过滤方法除去空气或液体中的微生物或孢子。
 
  类别:热灭菌法、辐射灭菌法、化学灭菌法、过滤除菌法。
 
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  一、热灭菌法  
 
  1、干热灭菌
 
  概念:在红外线或电热作用下,在设备内加热,主要用于保持干燥的物料、器具等灭菌。
 
  方法:常用在烘箱内,烘箱内的温度160~170度,维持1~2小时。
 
  注意:不能超过180度、灭菌物体不能放得太紧、降温时缓缓进行、温度降到80度以下时才能开烘箱门。
 
  缺点:干热的穿透力弱,微生物对干热的时受力比湿热强很多,需要的灭菌温度相比较要高,时间要长。
 
  火焰灭菌:采用火焰直接杀死微生物。如接种针、接种环等的灭菌,该方法应用范围有限
 
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  2、湿热灭菌
 
  概念:借助蒸汽释放的热,使微生物细胞中的蛋白质、核酸、酶分子内的化学键,特别是氢键受到破坏,引起不可逆的变性,使微生物死亡。
 
  热阻:微生物在某一种条件下的致死时间。
 
  范围:广泛用于生产设备、培养基的灭菌。
 
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同温下相对于干热灭菌,杀菌效力更强。
 
  原因:(1)湿热条件下,菌体吸收水分,蛋白质更易凝固。因为含水量加大,所需凝固温度降低(2)湿热蒸汽的穿透力大(3)湿热的蒸汽有潜热存在。
 
  湿热灭菌类别:煮沸灭菌法、巴氏消毒法、间歇式、高压蒸汽灭菌法等。
 
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百仑GMP疫苗发酵罐(全自动灭菌)
 
  煮沸法
 
  将要消毒的物品放入水中煮沸 (100度) 。
 
  煮沸时间:15—20分,杀死微生物营养细胞。1—2h, 杀死芽孢,加碳酸钠或石炭酸(0.5%)。
 
  对象:适用食品或器材的消毒。
 
  巴氏消毒法
 
  待消毒的物体在60-62 加热30min或在70℃加热15min, 杀死病原菌和一部分微生物。
 
  对象:牛奶、啤酒、黄酒、酱油等食品。
 
  特点:不损害某些食品的营养价值和色香味。
 
  举例:啤酒的灭菌。
 
  间歇灭菌法
 
  采用反复几次常压蒸汽灭菌法,杀死微生物营养体和芽孢。
 
  方法:待灭菌物品,放入灭菌器中加热到 100℃, 维持30-60min, 取出,冷却,37℃恒温箱中培养1 小时,次日同法处理。共三次。
 
  对象:不宜高压灭菌的物质。如糖类明胶牛奶培养基等
 
  高压蒸汽灭菌
 
  主要使用密闭的高压蒸汽灭菌锅。使用广泛。
 
  方法:压力O.1MPa, 温度121度,维持15—30min。
 
  注意:灭菌完毕,缓缓减压。
 
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百仑30TGMP生物反应器(全自动灭菌)
 
  湿热灭菌优缺点
 
  优点:蒸汽来源容易、蒸汽穿透力强,灭菌彻底、蒸汽有很大潜热、可调节压强。
 
  缺点:设备费用高,不能用于怕受潮的物料的灭菌。
 
  二、辐射灭菌法  
 
  概念:利用高能量的电磁辐射和微粒辐射来杀死微生物。紫外线最为常用。
 
  适用:接种室,超净工作台、无菌培养室及物质表面。
 
  注意:紫外线穿透率力底,只能用于表面灭菌。30W紫外线灯照射30min , 可取到杀菌效果。一般和化学试剂合用。
 
  原理:使微生物的DNA链断裂,破坏核糖和磷酸的连接引起DNA分子内或分子间氢键断裂,使微生物死亡。
 
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  三、化学灭菌法  
 
  概念:化学药品直接作用于微生物将其杀死的方法。
 
  范围:生产车间、无菌室、实验室、接种前的小型器具及手的消毒。
 
  方法:浸泡、添加、擦拭、喷洒等。
 
  原理:化学物质容易与微生物细胞中的某种成分产生化学反应。如蛋白质变性、晦类失活、破坏细胞膜通透性,杀灭微生物。
 
  注意:不适合培养基的灭菌,适用于局部空间或器械的灭菌。
 
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  四、过滤除菌法  
 
  概念:利用细菌不能通过致密具孔滤材的原理,以除去气体或液体中微生物。
 
  范围:常用于气体、热不稳定的药品溶液或原料的除菌。主要用于血清、抗生素等不耐热生物制品及空气的除菌。
 
  器具:所用的器具是含有微小孔径的滤菌器。常用的滤菌器有薄膜滤菌器(0.45μm和0.22μm孔径)、陶瓷滤菌器、石棉滤菌器(即Seitz滤菌器)、烧结玻璃滤菌器等。
 
  过滤除菌法分为绝对过滤和深层过滤。
 
  绝对过滤:是过滤介质的滤孔小于固体颗粒,把颗粒截留。
 
  深层过滤:介质滤孔不一定小于固体颗粒,它是藉滤层内的曲折通道,把颗粒截留。
 
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