微生物知识及消毒与灭菌知识培训

蚌埠丰原涂山制药有限公司2010.04

微生物与消毒灭菌基本知识

一、前言微生物的概念微生物（microorganism,microbe）是一些肉眼看不见的微小生物的总称。包括属于原核类的细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体和蓝细菌（过去称蓝藻或蓝绿藻），属于真核类的真菌（酵母菌和霉菌）、原生动物和显微藻类，以及属于非细胞类的病毒、类病毒和朊病毒等。我们所生活的环境中，到处都存在着大量的微生物。在一般空气中，微生物达800~3500个/m3，在土壤中达1~500×108个/g，在严重污染的水中可达107个/ml。（饮用水要求细菌总数≤100个/ml，大肠杆菌≤3个/ml。经水塔或贮水池贮存后，短期内可繁殖至105~106个/ml。）人的头皮上有140万个/cm2，两手上约有4~40万个，1g指甲污垢有38亿个，1g粪便可达10~1000亿个。可以说微生物是无处不在，无处不有。许多以前被人们认为是极端（高温、高压、强酸、强碱、低温等）甚至是致死的环境，现在已发现生活着各种类型的微生物（称为极端微生物）。事实说明，微生物有特别顽强的生存、繁殖和变异能力来适应环境。

微生物的特点

分布广，种类多个体小、面积大适应强，易变异代谢强，转化快二、微生物特点分布广、种类多微生物在地球上几乎无处不有，无孔不入，人的皮肤上，口腔，肠道里都有许多微生物。微生物聚集最多的地方是土壤，土壤是各种微生物生长繁殖的大本营，约占微生物总量的70-90%，任意取一把土或一粒土，就是一个微生物世界，不论数量或种类均最多。在肥沃的土壤中，每克土含有20亿个微生物，即使是贫瘠的土壤，每克土中也含有3－5亿个微生物。空气里悬浮着无数细小的尘埃和水滴，它们是微生物在空气中的藏身之地。哪里尘埃多，哪里的微生物就多。迄今为止，我们知道的微生物约有10万种，目前已知的种类只占地球上实际存在的微生物总数的20%，人类生产和生活中仅开发利用了已发现微生物种数的1%。

个体小、面积大生物的个体极其微小，必须借助显微镜放大几倍、几百倍、上千倍，乃至数万倍才能看清。杆菌的宽度是0.5微米，因此80个杆菌“肩并肩”地排列成横队，也只有一根头发丝的宽度。杆菌的长度约2微米，故1500个杆菌头尾衔接起来仅有一颗芝麻长。

物体的表面积和体积之比称为比表面积。大肠杆菌的比表面积是人的30万倍。

适应强、易变异多数细菌能耐0～－196℃的低温；在海洋深处的某些硫细菌可在250～300℃的高温条件下正常生长；一些嗜盐细菌甚至能在饱和盐水中正常生活；产芽孢细菌和真菌孢子在干燥条件下能保藏几十年、几百年。由于微生物繁殖快，也可在短时间内产生大量变异的后代。正是由于这个特性，人们才能够按照自己的要求不断改良在生产上应用的微生物，如青霉素生产菌的发酵水平由每毫升20单位上升到近10万单位，利用变异和育种得到如此大幅度的产量提高。

代谢强、转化快微生物有惊人的繁殖速度，大多数微生物几十分钟内就可以繁殖一代，如细菌一般每20~30分钟既可分裂一次；微生物的食谱非常广泛，凡是动植物能利用的营养，微生物都能利用，大量的动植物不能利用的物质，甚至剧毒的物质，微生物照样可以视为美味佳肴。如大肠杆菌在合适条件下，每小时可以消耗相当于自身重量2000倍的糖，而人体则需要40年之久。

三、微生物的类群和形态结构微生物按其结构、化学组成及生活习性等分为三大类：原核细胞型：细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体、螺旋体等真核细胞型：真菌非细胞型：病毒噬菌体微生物的分类按细胞结构的有无，可分为两大类群非细胞生物（如病毒）细胞生物（细菌、真菌等）芽孢杆菌（细菌）乙型肝炎病病毒酵酵母菌细菌形态构构造细菌形态细菌的结构构与生长细胞壁细胞膜核糖体核质体特殊结构———芽孢淡水中的螺螺旋菌spirochetes.蜡样芽孢杆杆菌蜡样芽孢杆杆菌蜡样芽孢杆杆菌蜡样芽孢杆杆菌（细菌菌）

支原体扫描电镜图片支原体（mycoplasma）以前被认为是最小的能独立存活的原核生物，以前也被认为是地球上迄今为止被发现的最小的细胞生物。全世界90%的猪体内寄生着支原体。

立克次氏体（rickettsiae），一种微小的寄生的细菌。上图是动物的淋巴细胞，红色的是寄生的立克次氏体。青霉是种真菌，属于子囊菌。有的能产生青霉素，救了无数人的命。产生无性孢子。根霉（Rhizopus)是种真菌，属于接合菌。能产生无性孢子菌丝体的直径约12um黑的是孢子囊噬菌体SARS病病毒是一类类新发现的的冠状病毒毒禽流感病毒毒爱滋病毒1、细菌细菌是一类类细胞细而而短、结构构简单、细细胞壁坚韧韧，以二等等分裂方式式繁殖的原原核微生物物，分布广广泛。细菌的繁殖殖二分分裂繁繁殖是细菌菌最普遍、、最主要的的繁殖方式式。在分裂裂前先延长长菌体，染染色体复制制为二，然然后垂直于于长轴分裂裂，细胞赤赤道附近的的细胞质膜膜凹陷生长长，直至形形成横隔膜膜，同时形形成横隔壁壁，这样便便产生两个个子细胞。。<==细菌细胞分裂的电镜超薄切片图

杆菌二分裂过程模式图细菌的菌落落单个或少数数细菌细胞胞生长繁殖殖后，会形形成以母细细胞为中心心的一堆肉肉眼可见、、有一定形形态构造的的子细胞集集团，这就就是菌落。。细菌菌落落常表现为为湿润、粘粘稠、光滑滑、较透明明、易挑取取、质地均均匀以及菌菌落正反面面或边缘与与中央部位位颜色一致致等。细菌菌的菌落特特征因种而而异。可作作为鉴定细细菌种的依依据。粘质沙雷氏氏菌的菌落落特征沙门氏菌的的菌落特征征铜绿假单孢孢菌的菌落落特征弗氏志贺氏氏菌的菌落落特征粘质沙雷氏氏菌的菌落落特征2、放线菌菌放线菌的形形态、大小小和结构放线菌的形形态比细菌菌复杂些，，但仍属于于单细胞。。在显微镜镜下，放线线菌呈分枝枝丝状，我我们把这些些细丝一样样的结构叫叫做菌丝，，菌丝直径径与细菌相相似，小于于1微米。。菌丝细胞胞的结构与与细菌基本本相同。根据菌丝形形态和功能能的不同，，放线菌菌菌丝可分为为基内菌丝丝、气生菌菌丝和孢子子丝三种。。链霉菌属属是放线菌菌中种类最最多、分布布最广、形形态特征最最典型的类类群，其形形态如下图图所示。链霉菌的一一般形态和和构造（模式图））放线菌的繁繁殖放线菌没有有有性繁殖殖，主要通通过形成无无性孢子方方式进行无无性繁殖。。放线菌的菌菌落放线菌在固固体培养基基上形成与与细菌不同同的菌落特特征，放线线菌菌丝相相互交错缠缠绕形成质质地致密的的小菌落，，干燥、不不透明、难难以挑取，，当大量孢孢子覆盖于于菌落表面面时，就形形成表面为为粉末状或或颗粒状的的典型放线线菌菌落，，由于基内内菌丝和孢孢子常有颜颜色，使得得菌落的正正反面呈现现出不同的的色泽。放线菌的菌菌落特征A：诺尔斯斯氏链霉菌菌；B：皮皮疽诺卡氏氏菌；C：酒红指指孢囊菌；；D：：游动放线线菌；E：小单单胞菌；F：皱皱双孢马杜杜拉放线菌菌产抗菌素的的放线菌的的菌落特征征

A：卡卡特利链霉霉菌；B：弗氏氏链霉菌；；C：吸水链链霉菌金泪泪亚种；D：卡那霉霉素链霉菌菌；E：除除虫链霉菌菌；F：生生磺酸链霉霉菌3、霉菌霉菌是丝状状真菌的俗俗称，意即即"发霉的的真菌"，，它们往往往能形成分分枝繁茂的的菌丝体，，但又不象象蘑菇那样样产生大型型的子实体体。在潮湿湿温暖的地地方，很多多物品上长长出一些肉肉眼可见的的绒毛状、、絮状或蛛蛛网状的菌菌落，那就就是霉菌。。霉菌的形态态、大小和和结构霉菌的菌丝丝是构成霉霉菌营养体体的基本单单位。菌丝是一种种管状的细细丝，把它它放在显微微镜下观察察，很像一一根透明胶胶管，它的的直径一般般为3-10微米，，比细菌和和放线菌的的细胞约粗粗几倍到几几十倍。菌菌丝可伸长长并产生分分枝，许多多分枝的菌菌丝相互交交织在一起起，就叫菌菌丝体。霉菌的繁殖殖有性繁殖和和无性繁殖殖两种以无性繁殖殖为主霉菌的菌落落由于霉菌的的菌丝较粗粗而长，因因而霉菌的的菌落较大大，有的霉霉菌的菌丝丝蔓延，没没有局限性性，其菌落落可扩展到到整个培养养皿，有的的种则有一一定的局限限性，直径径1-2厘厘米或更小小。菌落质质地一般比比放线菌疏疏松，外观观干燥，不不透明，呈呈现或紧或或松的蛛网网状、绒毛毛状或棉絮絮状；菌落落与培养基基的连接紧紧密，不易易挑取；菌菌落正反面面的颜色和和边缘与中中心的颜色色常不一致致。各种曲霉的的菌落各种病原真真菌的菌落落青霉的菌落落青霉的菌落落4、酵母菌菌提起酵母菌菌这个名称称，也许有有人不太熟熟悉，但实实际上人们们几乎天天天都在享受受着酵母菌菌的好处。。因为我们们每天吃的的面包和馒馒头就是有有酵母菌的的参与制成成的；我们们喝的啤酒酒，也离不不开酵母菌菌的贡献，，酵母菌是是人类实践践中应用比比较早的一一类微生物物，我国古古代劳动人人民就利用用酵母菌酿酿酒；酵母母菌的细胞胞里含有丰丰富的蛋白白质和维生生素，所以以也可以做做成高级营营养品添加加到食品中中，或用作作饲养动物物的高级饲饲料。酵母菌在自自然界中分分布很广，，尤其喜欢欢在偏酸性性且含糖较较多的环境境中生长，，例如，在在水果、蔬蔬菜、花蜜蜜的表面和和在果园土土壤中最为为常见。酵母菌的形形态、大小小和结构酵母菌是单单细胞真核核微生物。。酵母菌细细胞的形态态通常有球球形、卵圆圆形、腊肠肠形、椭圆圆形、柠檬檬形或藕节节形等。比比细菌的单单细胞个体体要大得多多，一般为为1-5微微米×5-30微米米。酵母菌菌无鞭毛，，不能游动动。酵母菌具有有典型的真真核细胞结结构,有细细胞壁、细细胞膜、细细胞核、细细胞质、液液泡、线粒粒体等，有有的还具有有微体。酵母菌的繁繁殖1、芽殖2、裂殖3、孢子生生殖酵母菌的无无性繁殖芽殖：酵母母菌最常见见的无性繁繁殖方式是是芽殖。芽芽殖发生在在细胞壁的的预定点上上，此点被被称为芽痕痕，每个酵酵母细胞有有一至多个个芽痕。成成熟的酵母母细胞长出出芽体，母母细胞的细细胞核分裂裂成两个子子核，一个个随母细胞胞的细胞质质进入芽体体内，当芽芽体接近母母细胞大小小时，自母母细胞脱落落成为新个个体，如此此继续出芽芽。如果酵酵母菌生长长旺盛，在在芽体尚未未自母细胞胞脱落前，，即可在芽芽体上又长长出新的芽芽体，最后后形成假菌菌丝状。酵母菌的芽芽殖过程1．泡；；2．小管管；3．核核；4．液液泡酵母菌菌假菌菌丝的的形成成图图中1、2、3、4···········是是出芽芽的顺顺序酵母菌菌的有有性繁繁殖酵母菌菌是以以形成成子囊囊和子子囊孢孢子的的方式式进行行无性性繁殖殖的。。两个个临近近的酵酵母细细胞各各自伸伸出一一根管管状的的原生生质突突起，，随即即相互互接触触、融融合，，并形形成一一个通通道，，两个个细胞胞核在在此通通道内内结合合，形形成双双倍体体细胞胞核，，然后后进行行减数数分裂裂，形形成4个或或8个个细胞胞核。。每一一子核核与其其周围围的原原生质质形成成孢子子，即即为子子囊孢孢子，，形成成子囊囊孢子子的细细胞称称为子子囊。。酵母菌菌子囊囊孢子子的形形成过过程1、、2、、3、、4：：两个个细胞胞结合合；5：接接合子子；6、7、8、9：核核分裂裂；10、、11：核核形成成孢子子裂殖：：是少少数酵酵母菌菌进行行的无无性繁繁殖方方式，，类似似于细细菌的的裂殖殖。其其过程程是细细胞延延长，，核分分裂为为二，，细胞胞中央央出现现隔膜膜，将将细胞胞横分分为两两个具具有单单核的的子细细胞。。酵母菌菌的菌菌落大多数数酵母母菌的的菌落落特征征与细细菌相相似，，但比比细菌菌菌落落大而而厚，，菌落落表面面光滑滑、湿湿润、、粘稠稠，容容易挑挑起，，菌落落质地地均匀匀，正正反面面和边边缘、、中央央部位位的颜颜色都都很均均一，，菌落落多为为乳白白色，，少数数为红红色，，个别别为黑黑色。。各种酵酵母菌菌的菌菌落啤酒酵酵母的的菌落落红酵母母的菌菌落5、病病毒形态结结构病毒的的形态态基本本可归归纳为为三种种：杆杆状、、球状状和这这两种种形态态结合合的复复合型型。没没有细细胞构构造，，病毒毒粒子子的主主要成成分是是核酸酸和蛋蛋白质质，在在宿主主细胞胞协助助下，，通过过核酸酸的复复制和和核酸酸蛋白白装配配的形形式进进行增增殖。。病毒毒粒子子通常常形成成螺旋旋对称称、二二十面面体对对称和和复合合对称称。病毒粒粒子是是无法法用光光学显显微镜镜观察察的亚亚显微微颗粒粒，但但当他他们大大量聚聚集在在一起起并使使宿主主细胞胞发生生病变变时，，就可可以用用光学学显微微镜加加以观观察。。例如如动、、植物物细胞胞中的的病毒毒包涵涵体；；有的的还可可用肉肉眼看看到，，如噬噬菌体体的噬噬菌斑斑等。。繁殖方方式病毒只只有在在宿主主细胞胞里才才能进进行繁繁殖，，而且且是通通过复复制的的方式式进行行的。。概括括起来来可分分为吸吸附、、侵入入、脱脱壳生生物合合成、、装配配与释释放五五个步步骤。。四、微生生物的营营养水分：水水占细胞胞浆的70%～～90%，是细细胞的重重要组成成成分。。较普遍遍的观点点认为，，只有在在含水的的环境中中微生物物才能存存活。但但也有人人发现在在无水碳碳氢化合合物中微微生物可可长期存存活。碳源：碳碳源是构构成细胞胞的重要要物质。。有些微微生物的的碳源必必须来自自有机碳碳化合物物如糖、、蛋白质质、脂肪肪、有机机酸等（（同时利利用其化化学能）），属异异养型；；有些微微生物不不需有机机碳化合合物，以以CO2为碳源源，属自自养型（（分为光光能自养养型和化化能自养养型）。。氮源：氮氮是组成成蛋白质质和核酸酸的重要要元素。。无机盐类类：细菌菌所需无无机盐包包括磷、、硫、镁镁、铁、、钾、钠钠、钙、、氯、锰锰、锌、、钴、铜铜等。其其中磷、、硫、镁镁、钾、、钠、铁铁需要量量较多，，其他只只需微量量。生长因子子：生长长因子是是某些微微生物生生长发育育所必需需，而其其自身又又不能合合成的一一类营养养物质。。包括维维生素、、嘌呤和和嘧啶。。五、微生生物生长长的影响响因素1、营养养物2、PH值3、温度度4、氧气气5、渗透透压6、表面面张力药品变质质与微生生物营养丰富富微生物代代谢产物物金属离子子促进微微生物生生长污染微生生物对人人体的危危害注射了污污染的针针剂回导导致局部部感染或或败血症症；使用了污污染的软软膏或乳乳膏会引引起皮肤肤和粘膜膜感染服用了污污染大肠肠杆菌、、沙门菌菌等致病病菌的制制剂会导导致肠道道传染病病的发生生和流行行消毒与灭灭菌消毒（disinfection)杀死物体体上病原原微生物物的方法法，并不一定能能杀死含含芽胞的的细菌或或非病原原微生物物。用以消消毒的药药品称为为消毒剂剂(disinfectant)。灭菌（sterilization）杀灭物体体上所有微生生物的方法。。灭菌比比消毒要要求高，，包括杀杀灭细菌菌芽胞在在内的全全部病原原微生物物和非病病原微生生物。概念无菌制剂剂——不不存在活活的微生生物的制制剂（GMP指指南）。。非无菌制制剂———所含活活的微生生物量符符合卫生生学标准准的制剂剂（GMP指南南）。EMEA灭菌工工艺的决决策树能否121℃，，15分钟湿热灭菌菌121℃℃，15分钟钟湿热灭菌菌能否采用用F0>8的湿湿热灭菌菌以达到SAL≤≤10-6采用F0>8的的湿热灭灭菌，以达到SAL≤≤10-6能否对药药液除菌菌过滤无菌原料料药、无无菌配制制无菌灌封封药液除菌菌过滤及及无菌灌灌封是否否否是是灭菌工艺艺与灭菌菌前微生生物控制制的关系系灭菌工艺灭菌前微生物控制要求类别过度杀灭F0≥12低，不必每批监控污染菌最终灭菌工艺，无菌保证值≥6残存概率F0≥8高，应每批监控污染菌，尽量加入除菌过滤器，应有原料微生物标准最终灭菌工艺，无菌保证值≥6 F0<8很高，必须采用除菌过滤，每批监控灭菌前污染菌（或过滤前污染菌），监控每批灌装区的环境非最终灭菌工艺（无菌生产工艺）无菌保证值≥3紫外线灭灭菌原理1、260nm波长长辐射对对细菌有有杀灭作作用。2、产生生微量臭臭氧也有有一定杀杀菌作用用。特点穿透力较较弱，仅仅适用于于物体表表面、空空气消毒毒。使用时注注意人员员个人防防护常用消毒毒剂①70%~75%乙乙醇水溶溶液；②0.5%洗洗必泰溶溶于70%乙醇醇，再加加入2%甘油，，用于皮皮肤、器器具等消消毒；③异丙醇醇75%水溶溶液，用用于皮肤肤、器具具等消毒毒；④甲醛37%~40%甲醛醛液8~9ml，再加加入4~5g高高锰酸钾钾，每m3熏蒸蒸量，密密闭12~24h，刺刺激性强强；⑤戊二醛醛2%水溶液液，用于于空气、、器具等等消毒。。广谱、、高效、、低毒，，可杀芽芽孢和病病毒，毒毒性较轻轻；常用消毒毒剂⑥新洁尔尔灭（苯苯扎溴铵铵）0.1%水溶液液，用于于皮肤、、粘膜、、器具等等消毒，，有清洁洁和消毒毒双重功功效，抗抗菌谱较较窄；⑦杜灭芬芬（消毒毒宁）0.05%~0.1%水溶溶液，用用于皮肤肤、器具具等消毒毒；⑧过氧乙乙酸a、0.2%~0.5%水溶液液；b、、新配0.5%水溶液液；c、、1g/m3；用用于器具具等消毒毒，抗菌菌谱广，，可用于于皮肤消消毒杀灭灭某些病病毒；熏熏蒸，但但性质不不稳定。。⑨乳酸a、、0.33~1mol/L；；b、1~1.5ml/m3熏蒸蒸或与等等量苯酚酚合用熏熏蒸喷喷雾，用用于空气气消毒，，有强杀杀菌作用用；熏蒸蒸，密闭闭12h以上。。⑩麝香草草酚5%麝麝香草酚酚溶于50%乙乙醇，喷喷洒墙面面、地面面，杀霉霉菌。干热灭菌菌常见的有有火焰、、烧灼、、干烤和和红外线线灭菌等等。①火焰、、烧灼：：通常用用于实验验室无菌菌操作中中金属或或其它耐耐火材料料制成的的器具的的灭菌。。②干烤和和红外线线：利用用干热空空气或热热辐射进进行灭菌菌。一般般135~145℃需需3~5h，160~170℃需2h以上上，170~180℃℃需1h以上，，180~200℃需需0.5~1h。除热热原，则则需250℃30min，或或200℃45min，180℃2h。空空气传热热慢，穿穿透力不不强，故故干热灭灭菌时间间长。干干热灭菌菌时烤箱箱内装入入物品应应留有空空隙，以以利空气气流动，，否则使使箱内温温度不均均，部分分物品灭灭菌不彻彻底。湿热灭菌菌通过热蒸蒸汽或沸沸水使蛋蛋白质变变性而杀杀灭微生生物的方方法。湿湿热穿透透力强，，灭菌效效果较干干热好。。①煮沸或或流通蒸蒸汽灭菌菌：常压压下沸水水和蒸汽汽的温度度是100℃，，一般处处理30~60min可杀死死细菌繁繁殖体，，但不能能完全杀杀灭芽孢孢。此法法适用于于不能高高压蒸汽汽灭菌的的物品。。②低温间间隙灭菌菌（巴斯斯德灭菌菌法）：：将物品品先用60~80℃加加热（或或煮沸））1h，，然后置置20~25℃℃保存24h（（或常温温过夜）），使其其中残存存的芽孢孢萌发成成繁殖体体，再用用以上条条件灭菌菌，如此此反复三三次。本本法适用用于不耐耐高温或或高温下下易变质质的物品品，但很很费时。。高压蒸汽汽灭菌（（热压灭灭菌）超过一个个大气压压时，水水的沸点点高于100℃℃，反之之亦然。。高压蒸蒸汽灭菌菌就是通通过加压压提高蒸蒸汽温度度，灭菌菌效果最最好。它它简便、、经济、、可靠、、无毒，，是最可可靠、应应用最广广泛的灭灭菌法。。此法适适用于耐耐高温和和潮湿的的物品。。常用条件件为：115.5℃、、30min；121.5℃℃、20min；126.5℃、15min。。注意事项项a.必须完全排排出灭菌菌器内的的空气。。否则会会影响灭灭菌器内内温度达达到规定定的要求求。b.注注意被灭灭菌物品品的温度