微生物基础知识的培训

微生物基础知识的培训第1页/共65页引言《药品生产质量管理规范》附录中明确规定：洁净室区内的人员数量应严格控制。其工作人员（包括维修、辅助人员）应定期进行卫生和微生物学基础知识、洁净作业等方面的培训及考核；对进入洁净室区的临时外来人员应进行指导和监督。第2页/共65页引言医药工业洁净室（区）必须以尘粒和微生物为环境控制对象。二者相比，微生物更难以控制？1、存在范围广。2、生长速度快。3、生存能力强。

第3页/共65页引言一、微生物的发现二、什么是微生物三、微生物的五大共性四、微生物的种类五、微生物的形态六、微生物的结构七、微生物的分布八、微生物的控制九、生产环境的空气洁净度监测第4页/共65页一、微生物的发现1676年，荷兰人列文虎克，用自己磨制的能放大200-300倍的显微镜观察了污水、牙垢、腐败有机物等，发现了许许多多肉眼看不见的微小的生物，为微生物的存在提供了有力的证据。第5页/共65页二、什么是微生物？微生物(microorganism)

是存在于自然界的一大群形体微小、结构简单、进化低级、肉眼直接看不见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍，甚至数万倍才能观察到的微小生物。第6页/共65页二、什么是微生物？小（形体微小）：μm（微米）级在光学显微镜下可见、nm（纳米）级在电子显微镜下可见简（结构简单）：单细胞、简单的多细胞、非细胞低（进化低级）：原核类、真核类、非细胞类第7页/共65页三、微生物的五大共性1、体积小，面积大为五大共性的基础。小体积大面积系统必然有一个巨大的营养物吸收面、代谢废物的排泄面、环境信息的接收面。2、吸收多，转化快为其高速生长繁殖和产生大量代谢产物提供了充分的物质基础。3、生长旺，繁殖快微生物具有极高的生长和繁殖速度。第8页/共65页三、微生物的五大共性4、适应强，易变异微生物对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”有惊人的适应能力，堪称生物界之最。微生物的个体一般都是单细胞、简单多细胞或非细胞，通常都是单倍体，繁殖快与外界环境直接接触，即使变异的频率特别低，也可在短时间内产生大量变异的后代。最常见的变异形式是基因突变。第9页/共65页三、微生物的五大共性5、分布广，种类多地球上除了火山的中心区域外，从土壤圈、水圈、大气圈直至岩石圈，到处都有微生物的踪迹。地球上有200万种生物，其中微生物有20万种之多。第10页/共65页四、微生物的种类微生物根据其不同的进化水平和性状上的明显差别可分为原核微生物、真核微生物和非细胞微生物三大类群。原核微生物：细菌(Bacteria)、放线菌(Actinomyces)、蓝细菌(Cyanobacteria)、立克次氏体(Rickettsia)、支原体(Mycoplasm)、衣原体(Chlamydia)、螺旋体(Spirochaeta)、蛭弧菌(Bdellovibrio)等真核微生物：霉菌(Mold)、酵母菌(Yeast)等非细胞类微生物：病毒(Virus)[个体微小，可通过细菌滤器]等第11页/共65页五、微生物的形态细菌的形态：球状、杆状、螺旋状酵母菌的形态：球状、卵圆状、椭圆状、柱状或香肠状等霉菌的形态：丝状病毒的形态：球状、卵圆形、砖形、杆状、丝状、蝌蚪状等第12页/共65页六、微生物的结构细菌的结构：基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核特殊结构：荚膜、芽孢等第13页/共65页细菌的结构：细胞壁：位于细胞表面，是一层较为坚韧、略具弹性的结构。其功能是可以保护细胞免受机械或渗透压的破坏，维持细胞的外形。细胞壁是多孔性的，具有一定的屏障作用，水和某些化学物质可以通过，但对大分子物质有阻拦作用。细胞膜：是外侧紧贴于细胞壁而内侧包围细胞质的一层柔软而富有弹性的半透性薄膜。它是一个重要的代谢活动中心，具有多种新陈代谢所需的酶。第14页/共65页细菌的结构：细胞质：无色透明，呈粘液状。其内含有某些结构和内含物。细胞核：细菌的核位于细胞质内，没有核膜、核仁，没有固定形态，结构也很简单，因而称之为原核。荚膜：有些细菌在一定营养条件下，可向细胞壁表面分泌一层松散透明、粘度极大、粘液状或胶质状的物质称为荚膜。第15页/共65页细菌的结构：芽孢：一部分细菌在营养缺乏时，经过一系列形态学改变，经6～8小时形成的具有六层膜的坚实致密的结构。对于热力、干燥、辐射、化学消毒等理化因素有强大的抵抗力。第16页/共65页七、微生物的分布（一）生物体内外的微生物（二）土壤中的微生物（三）水中的微生物（四）空气中的微生物（五）极端环境下的微生物第17页/共65页（一）生物体内外的微生物植物体表面根系和叶面动物体表面人体内外微生物的分布1、皮肤2、口腔3、上呼吸道4、下呼吸道5、胃肠道6、泌尿生殖道第18页/共65页（一）生物体内外的微生物人是洁净室中最大的污染源1、人在代谢过程中会释放和分泌污染物。2、人体表面、衣服能沾染、携带污染物。3、人在洁净室内的各种动作也会产生微粒和微生物。

第19页/共65页（一）生物体内外的微生物人自出生后，外界的微生物就逐渐进入人体。在正常人体皮肤、粘膜及与外界相通的各种腔道，存在着对人体无害的微生物群，包括细菌、真菌、螺旋体、衣原体等。习惯称之为正常菌群。而身体的器官内部以及血液和淋巴系统内没有微生物，如果在这些部位的任何一处发现有相当数量的微生物，通常表明疾病状态。因此，将在正常情况下，体表和体腔中所存在的一定种类和数量的微生物称为人体的正常微生物群落。第20页/共65页（一）生物体内外的微生物所谓的正常菌群，实际上是相对的、可变的和有条件的。当机体防御机能减弱时，一部分正常菌群会成为病原微生物。另一些正常菌群因其生长部位改变，也可引起疾病。还有一些正常菌群由于某些外界因素的影响，破坏了其中各种微生物间的相互制约关系，也能引起疾病。这种情况在长期服用抗生素后尤为突出。这时，由于肠道内对药物敏感的细菌被抑制，而不敏感菌或耐药性菌就会乘机大量繁殖，从而引起病变，这就是通常所说的菌群失调症。第21页/共65页（一）生物体内外的微生物1、皮肤：皮肤上常见的主要有表皮葡萄球菌、白色葡萄球菌、八叠球菌属细菌、类白喉棒杆菌等，它们组成皮肤上的正常微生物群落。有时也有金黄色葡萄球菌，当皮肤受到损伤时，可引起化脓性感染。第22页/共65页（一）生物体内外的微生物◆《药品生产质量管理规范》中明确规定：进入洁净室（区）的人员不得化妆和佩带饰物，不得裸手直接接触药品。◆《药品生产质量管理规范》中明确规定：无菌工作服必须包盖全部头发、胡须及脚部，并能阻留人体脱落物。第23页/共65页（一）生物体内外的微生物2、口腔口腔中有很多微生物。常见的主要有唾液链球菌、溶血链球菌、乳酸杆菌、流感杆菌、类白喉棒杆菌等，它们组成口腔内的正常微生物群落。第24页/共65页（一）生物体内外的微生物3、上呼吸道包括喉、鼻道和鼻咽。存在甲型链球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感杆菌、乙型链球菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌等微生物。第25页/共65页（一）生物体内外的微生物4、下呼吸道包括气管、支气管和肺。健康人的下呼吸道是无菌的。第26页/共65页（一）生物体内外的微生物5、胃肠道胃酸具有杀菌作用，健康人的胃为一般无菌。肠道内呈碱性，同时又有某些食物消化的产物作为养料，这些都适于微生物的生长繁殖。因此肠道内含有大量的细菌。常见的主要有大肠埃希氏菌、产气杆菌、变形杆菌、粪产碱杆菌、粪链球菌、梭杆菌属、螺旋体属、乳杆菌属、梭菌属、拟杆菌属中的一些种。它们组成肠道内的正常微生物群落。第27页/共65页（一）生物体内外的微生物大肠埃希氏杆菌：在环境卫生和食品卫生学中，常用作被粪便污染的检测指标，是粪便污染的指示菌。

平时生活中尤其在药品生产中，上完卫生间之后一定要记住洗手。洗手程序及其注意事项在SOP中有详细规定。第28页/共65页（一）生物体内外的微生物作为粪便污染的指示菌，应具备以下条件：⑴该指示菌在肠道内大量存在,，比其它病原微生物多，对人、畜一般无致病性。⑵受人畜粪便污染的供试品易检出本指示菌，未受污染的供试品无本指示菌。⑶该指示菌在供试品中存活时间与其它病原微生物的存活时间相当，且在供试品中不自行繁殖。⑷该指示菌的性状稳定，检查方法简便、快速、准确。第29页/共65页（一）生物体内外的微生物6、泌尿生殖道常见的有嗜酸乳杆菌、类白喉棒杆菌、葡萄球菌、链球菌和大肠杆菌。第30页/共65页（一）生物体内外的微生物药品生产人员的健康对于药品的质量有很大的影响。故《药品生产质量管理规范》中明确规定：药品生产人员应有健康档案。直接接触药品的生产人员每年至少体检一次。同时还规定：传染病、皮肤病患者和体表有伤口者不得从事直接接触药品的生产。第31页/共65页（二）土壤中的微生物土壤是微生物的大本营，有“微生物天然培养基”的称号。自然界中，土壤是微生物生活最适宜的环境，它具有微生物所需要的一切营养物质和微生物进行生长繁殖及生命活动的各种条件。第32页/共65页（三）水中的微生物水体是微生物广泛分布的第二个天然环境。水中的细菌来自土壤、尘埃、污水、人畜排泄物及垃圾等。《药品生产质量管理规范》第四章《设备》第三十四条中明确规定：纯化水、注射用水的制备、储存和分配应能防止微生物的滋生和污染。储罐和输送管道所用材料应无毒、耐腐蚀。管道的设计和安装应避免死角、盲管。储罐和管道要规定清洗、灭菌周期。第33页/共65页（四）空气中的微生物空气不是微生物生长的良好场所。灰尘——“微生物的飞行器”。进入洁净室（区）的空气要经过空气净化系统的处理。洁净室（区）要定期消毒。使用的消毒剂不得对设备、物料和成品产生污染。消毒剂品种应定期更换，防止产生耐药菌株。第34页/共65页（五）极端环境下的微生物在自然界中，存在着一些可在绝大多数微生物所不能生长的高温、低温、高酸、高碱、高盐、高压和高辐射强度等极端环境下生活的微生物，如嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌、嗜压菌、耐辐射菌等，它们被称为极端环境微生物。第35页/共65页八、微生物的控制（一）5个基本概念（二）消毒剂的种类（三）常用的消毒剂（四）四种灭菌的方法第36页/共65页（一）5个基本概念⑴抑菌：抑制体内或体外细菌的生长繁殖。⑵防腐：防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法。细菌一般不死亡。使用同一种化学药品在低浓度时为防腐剂，在高浓度时为消毒剂。第37页/共65页（一）5个基本概念⑶消毒：杀灭物体上病原微生物的方法。并不一定杀死含芽孢的细菌或非病原微生物。用来消毒的药品叫消毒剂。一般消毒剂在常用浓度下只对细菌的繁殖体有效，对其芽孢则需提高消毒剂的浓度和延长作用时间。第38页/共65页（一）5个基本概念⑷无菌：不存在活菌。⑸灭菌：杀灭物体上所有微生物的方法。比消毒要求高，它杀灭了包括细菌芽孢在内的全部病原微生物和非病原微生物。第39页/共65页（一）5个基本概念灭菌和消毒的比较：共性：杀灭微生物以控制其污染和防止传染。区别：1、杀灭微生物完全性的差异。灭菌要求完全杀灭微生物，灭菌后的药品不应含有活的微生物。而消毒不完全杀灭微生物，只能杀灭一部分微生物即病原微生物。这是相对的。因为强效消毒剂在适宜条件下可能达到灭菌效果；不适宜条件下灭菌，有不完全杀灭微生物的可能。2、方法上的差异：灭菌方法具有多样性，消毒常借化学物质。3、效果检查的差异：灭菌效果用无菌检查法检测，而消毒效果以消毒剂的效价评定。第40页/共65页（二）消毒剂的种类1、重金属及其化合物2、有机化合物3、卤族元素及其化合物4、表面活性剂5、染料第41页/共65页（二）消毒剂的种类1、重金属及其化合物：大多数重金属及其化合物都是有效的杀菌剂或防腐剂。其中作用最强的是Hg、Ag、Cu。汞化合物有二氯化汞（HgCl2）、氯化亚汞(Hg2Cl)、氯化汞(HgCl)和有机汞。二氯化汞又名升汞，是杀菌力极强的消毒剂之一，1：500—1：2000的升汞溶液对大多数细菌有致死作用。2%的红汞是常用的皮肤消毒剂之一。银长期以来作为一种温和防腐剂而被使用。0.1—1%的硝酸银用于皮肤消毒。新生婴儿常用1%硝酸银滴入眼内以预防传染性眼炎。硫酸铜是主要的铜化物杀菌剂，对真菌及藻类效果较好。第42页/共65页（二）消毒剂的种类2、有机化合物其中包括酚及其衍生物、醇类、醛类。酚又名石炭酸。常用来作为比较其它化学消毒剂的杀菌能力的标准。通过酚系数（石炭酸系数）来表示。酚系数越大，表明该消毒剂的杀菌能力越强。醇类：包括乙醇、甲醇。甲醇的杀菌力较差，而且对人，尤其对眼睛有害，不适于作消毒剂。醛类中主要指甲醛。第43页/共65页（二）消毒剂的种类3、卤族元素及其化合物：碘是强杀菌剂。3—7%碘溶解于70—83%的乙醇中配制成碘酊，是皮肤及小伤口有效的消毒剂。氯气或氯化物是一类最广泛应用的消毒剂。氯气用于饮用水的消毒。第44页/共65页（二）消毒剂的种类4、表面活性剂：肥皂是最温和的杀菌剂，为脂肪酸钠盐。肥皂的作用是机械地移去微生物，微生物附着于肥皂泡沫中被水冲洗掉。洗手时，就是使用液体肥皂，双手揉搓产生泡沫，流水冲洗时，泡沫上所附着的所有污垢、皮屑和细菌会被冲掉。5、染料：特别是碱性染料，在低浓度下可抑制细菌生长。第45页/共65页（三）常用的消毒剂洁净室（区）常用的消毒剂甲醛薰蒸（作用机制：阻抑菌细胞核蛋白质合成。甲醛是一种常用的杀细菌和杀真菌剂。市售的福尔马林溶液就是37—40%的甲醛水溶液。常用于保存动物标本，也可以作气体熏蒸和液体消毒。甲醛有挥发性，对眼睛、皮肤有刺激性，引起皮肤硬化或皱褶，不宜做皮肤消毒用。）

0.1%新洁尔灭溶液(作用机制：使蛋白质变性，破坏细胞膜。)75%酒精溶液（常用于皮肤消毒。能迅速杀死细菌繁殖体，对一般病毒有一定的消毒作用。）

5%来苏水(甲酚皂)溶液（作用机制：损伤细胞膜）第46页/共65页（四）灭菌的方法1、热力灭菌2、气体灭菌3、辐射灭菌4、过滤灭菌第47页/共65页（四）灭菌的方法1、热力灭菌：主要是利用高温的致死作用，使微生物的蛋白质和核酸等重要生物高分子发生变性、破坏，而导致细胞死亡。分为干热灭菌与湿热灭菌第48页/共65页（四）灭菌的方法(1)干热灭菌：灼烧与火焰灭菌、干烤灭菌灼烧主要用于接种工具灭菌，如接种针、接种环、刀、剪等在火焰上烧灼即可达到彻底灭菌。火焰灭菌是在无菌操作中，将试管口、玻璃瓶口、硅氟塑料塞等反复通过火焰数次，利用火焰对管口等进行灭菌，防止管口污染，作为无菌操作过程中的辅助灭菌手段。干烤灭菌是利用热辐射及干热空气进行灭菌。第49页/共65页（四）灭菌的方法(2)湿热灭菌法：通过热蒸汽或沸水使细菌蛋白质变性而杀灭微生物的方法。包括：煮沸灭菌、流通蒸汽灭菌、高压蒸汽灭菌煮沸灭菌：加热使水至沸而杀灭细菌的方法。凡不适于高压蒸汽灭菌的物品可常压下在水中煮沸一段时间达到灭菌目的。流通蒸汽灭菌：常压下，用蒸笼、蒸锅等在100℃灭菌。仅可杀死细菌繁殖体，不能完全杀灭芽孢。第50页/共65页（四）灭菌的方法高压蒸汽灭菌：通过加压提高蒸汽温度，用高压蒸汽灭菌，穿透力强、温度高、灭菌效果最好。是最可靠最适用最广泛的灭菌方法，凡耐高温和潮湿的物品可应用本法灭菌。注意事项：完全排出高压灭菌器内的冷空气。（冷空气存在时，同一表压下所达到的温度值偏低，不符合规定的要求，灭菌就不彻底。〕第51页/共65页（四）灭菌的方法2、气体灭菌：利用化学消毒剂形成的气体来杀灭微生物。臭氧杀菌消毒广泛存在于自然界中，雷雨过后的空气有一种清新的感觉，是因为空中放电产生臭氧，消灭了空气中的微生物，净化了空气。臭氧具有强烈的杀菌消毒作用。其杀菌消毒原理是：臭氧在常温、常压下分子结构不稳定，很快自行分解成氧和单个氧分子，后者具有很强的活性，对细菌具有很强的氧化作用，臭氧氧化

第52页/共65页（四）灭菌的方法

分解了细菌内氧化葡萄糖所必需的酶，从而破坏其细胞膜，将它杀死。多余的氧原子则会自行重新结合成为普通氧分子，不存在任何有毒残留物，故称为无污染消毒剂。不但对各种细菌（包括肝炎病毒、大肠杆菌、绿脓杆菌及杂菌等）有极强的杀灭能力，且对杀死霉菌也很有效。第53页/共65页（四）灭菌的方法3、辐射灭菌（1）电离辐射:用引起电离的X射线、γ射线灭菌。电离辐射对微生物的致死作用，主要是细胞内生物化学的变化所致。辐射的药品、食品的安全问题：辐射灭菌用于药品或食品都应经过安全试验，完全有必要进行科学全面的评价，高剂量的辐射更应慎重。Co60辐射灭菌后，被辐射物质的温度升高很少，一般仅约5℃，故Co60辐射灭菌又称“冷灭菌”。（2）电磁波辐射（包括紫外线[波长190～350nm]、红外线[波长0.77～1000μm]、微波[波长1～1000mm]）。第54页/共65页（四）灭菌的方法紫外线灭菌1、紫外线辐射的穿透力很弱，因此主要用于无菌室、某些工作区的空气灭菌、物体表面灭菌。2、实践工作中在无菌室无菌柜净化工作台工作室及车间安装紫外灯，一般仅起杀死空气中部分微生物的作用，而不能起到完全灭菌的作用。3、紫外线消毒方法验证中紫外灯需确认的参数主要有紫外线的波长、紫外线强度、灯管的寿命。4、紫外灯消毒的效果与紫外线强度、照射时间、温度与湿度等因素有关，还需通过验证来确定。5、注意事项：紫外线直射对眼、皮肤有损害。紫外线照射过程中产生臭氧，臭氧过多对眼及鼻腔有刺激，产生头晕、胸闷、血压降低，所以无菌室及净化工作台紫外线照射停止后，请稍等片刻，让臭氧消散，方可进行实验操作。第55页/共65页（四）灭菌的方法4、过滤灭菌：以物理的方法除去介质中的微生物。常将空气或液体中的微生物及杂质用不同材料制成的薄膜滤器过滤得到无菌、无杂质的空气或液体。滤过病毒的滤膜孔径为25～100nm；滤过细菌的滤膜孔径为0.22～0.45μm。第56页/共65页九、生产环境的空气净化度监测

根据98年版GMP的有关规定，洁净室分为四个等级，即100级区、10，000级区、100，000级和300，000级，各级别的要求如下：洁净度级别尘粒最大允许数/立方米微生物最大允许数≥0.5μm≥5μm浮游菌/立方米沉降菌/皿100级3,50005110,000级350,0002,0001003100,000级3,500,00020,00050010300,000级10,500,00060,0001,00015第57页/共65页九、生产环境的空气净化度监测浮游菌和沉降菌测试我国对医药工业洁净室和控制区的浮游菌和沉降菌的测试，国家标准有明确规定。第58页/共65页九、生产环境的空气净化度监测浮游菌测试：