灭菌与灭菌技术

关于灭菌与灭菌技术第1页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三第一节概述需要灭菌的制剂：直接注入机体或与粘膜、创面接触的药剂无菌（Sterility）：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活的微生物来灭菌（Sterilization）：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，即获得无菌状态的总过程消毒（Disinfection）：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）第2页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三防腐（Antisepsis）：用物理或化学等方法抑制微生物生长的作用，称为防腐或抑菌热原（Pyrogens）：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，能够引起人或动物体温的异常升高。致热能力最强的是革兰氏阴性杆菌所产生的热原无菌操作法（Aseptictechnique）：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的一种操作方法

第3页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三细菌的耐受性致死温度：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，又称热死时间第4页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三灭菌和除菌对制剂的影响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，由于没有菌体的存在，故没有更多的热原产生第5页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三不同菌种的耐热性第6页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三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内水分含量少，加热时蛋白质不易凝固，酶不易失去活性芽胞内含有吡啶2，6-二羧酸钙，它与蛋白质结合成耐热的复合体第7页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三第二节微生物死亡动力学的研究实质是寻找对灭菌效果可靠的验证参数原因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现行方法不易检出残存的微生物第8页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三一、D值D值是指降低微生物数至原来的10％或降低一个对数单位所需的时间或剂量，也就是杀灭90％微生物所需的时间或剂量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；N0为微生物的初始数量；Nu为接受了U单位时间或剂量的灭菌后微生物的数量；Nt为t时间微生物的残留数量热力灭菌或直接用钴-60辐射灭菌第9页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三二、Z值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lgD对温度作图Z=（T2-T1）/（lgD1-lgD2）表示降低一个lgD值所需升高的温度，及灭菌时间减少到原来的10％所需升高的温度第10页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三三、F值与F0值F=△t∑10T-T0/Z

△t是测量被灭菌物温度的时间间隔，一般为0.5～1.0分钟或更小；T是每个时间间隔△t所测得的被灭菌物料的温度，T0是参比温度F值是指在一定温度T下给定Z值所产生的灭菌效力与在参比温度T0下给定Z值所产生的灭菌效力相同时，T0温度下所相当的灭菌时间F值适用于干热灭菌第11页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三F0值-物理F0值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121℃下，Z值为10℃F0=△t∑10T-121/10

F0为一定灭菌温度T，Z值为10℃时所产生的灭菌效力与121℃，Z值为10℃所产生的灭菌效力相同时所相当的时间F0值将各种灭菌温度使微生物的致死力转换为灭菌物品完全暴露于121℃对微生物的致死效力，所以F0值又称为标准灭菌时间，适用于热压灭菌法第12页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三F0值-生物F0值将F0值看作是D121值与微生物数量对数降低值的乘积F0=D121×（lgN0-lgNt）其中Nt为灭菌后预期达到的微生物残存数，又叫染菌度概率，一般取Nt为10-6

生物F0值可认为是以相当于121℃热压灭菌时杀死容器中全部微生物所需要的时间例如，将含有200个嗜热脂肪芽胞杆菌的5％葡萄糖水溶液以121℃热压灭菌时，其D值为2.4分，则F0=2.4×（lg200-lg10-6）=19.92min

第13页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三由于F0是将不同灭菌温度折算到相当于121℃湿热灭菌时的效力，故F0值可作为灭菌过程的比较参数为了使F0测定准确，先应选择灵敏度高，重现性好，精密度为0.1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，经灭菌器通向柜外的湿度记录仪，有些灭菌记录仪附有F0显示器，在灭菌过程中和灭菌后，自动显示F0值第14页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三影响F0值的因素容器的形状、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、中间位置热分布是否均匀，以便合理排布第15页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三为了确保灭菌效果，还应注意两个问题：根据生物F0值的计算公式，若N0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10以下计算F0时，应适当考虑增加安全因素，一般增加50％，如规定F0为8分，则实际操作应控制F0为12分第16页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三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。第17页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三第三节物理灭菌法一、热力灭菌法（Thermalsterilization）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，微生物因而死亡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第18页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三细菌在湿热下，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温度之间的关系看出来，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水，因而发出潜热（汽化热），加速细菌的死亡第19页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三鸡蛋白含水量与凝固温度关系表第20页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三(一)干热灭菌法火焰灭菌法灼烧是最迅速、可靠、简便、紧急的灭菌方法金属品如铂丝、铁或镍制。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、试管等的灭菌都可用此采用该法灭菌时，最少须在火焰中加热20秒，通常是要将灭菌的物品迅速通过火焰3～4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；对于玻璃、瓷制品，操作前应充分干燥，以免烧灼时炸裂损坏第21页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三干热空气灭菌法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留量在10-6以内。根据中国药典规定，干热灭菌条件一般为：160～170℃≥120min、170～180℃≥60min上或250℃≥45min第22页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三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，或极粘稠的液体如甘油、液体石蜡、油类等药物也可以采用此法药物的干热空气灭菌第23页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三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，外面再覆以纱布或一层坚韧的纸，置干热空气灭菌器中，160℃灭菌2小时以上空安瓿的灭菌，可置于密盖的金属盒中，用200℃或200℃以上的高温保持至少45min以上，当温度达到250℃时，灭菌45min后，热原也可以被破坏器皿的干热空气灭菌第24页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三(二)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、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本法是制剂生产中应用最广泛的一种灭菌法

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第25页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三影响湿热灭菌的因素微生物的种类和数量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繁殖期间的微生物对高温比衰老时期的抵抗力小得多最初菌数越少，越能短时间内达到灭菌，同时，如果最初菌数多，即使细菌全部杀灭，而药液中细菌尸体、热原过多，亦会引起不良反应第26页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三介质的性质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，酸性则不利于微生物的发育第27页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三药物的性质一般说，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比如，维生素C注射液用流通蒸汽15min即可达到灭菌，氯化钠输液用115℃，30min进行灭菌第28页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三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，因此灭菌效力也较大第29页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三过热蒸汽：如在热压灭菌器中的水不足，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，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出，故灭菌效力降低第30页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三1、热压灭菌法本法系在热压灭菌器内进行的用高压饱和蒸汽加热杀灭微生物的方法。是常用的湿热灭菌法热压灭菌器有密盖，可以使饱和蒸汽不逸出，由于蒸汽量不断增加而使器内压力增大，此法有很强的灭菌作用如在表压1.05kg/cm2的饱和蒸汽（达121.3℃）经过20min，能杀灭所有细菌繁殖体和芽胞第31页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三热压灭菌所需的温度及与温度相当的压力及时间如下：①115℃，1.7atm（67kPa，7.1kg/cm2），30min②121℃，2.0atm（97kPa，11kg/cm2），20min③126℃，2.4atm（139kPa，14.1kg/cm2），15min湿热灭菌一般要求F0=1～12分第32页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三卧式热压灭菌柜必须使用饱和蒸汽必须排尽灭菌柜内空气灭菌结束后，应待压力降至零后，缓慢打开柜门后取出样品灭菌时间必须由全部药液达到灭菌温度时算起第33页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三热压灭菌器内灭菌温度检查法①碘淀粉温度指示纸取碘和碘化钾各0.5g，淀粉25g，加水至300ml使成糊状，然后将滤纸条浸入，取出干燥，装入安瓿内熔封，检查时与产品一起灭菌，经灭菌后，观察纸条，如果温度超过114℃～115℃则纸条的蓝色褪为白色，说明灭菌器内温度已到115℃第34页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三②熔融温度指示剂利用某些化学药品，其熔点正好是灭菌所需温度，可以作为温度指示剂取这样的药品结晶少量密封于安瓿中，与待灭菌制剂同置于灭菌器中，观察指示剂是否熔化来判断灭菌温度常用的温度指示剂有焦性儿茶酚（140℃）、氨基比林（107～109℃）、安替比林（110～112℃）、乙酰苯胺（113～114℃）、升华硫（117℃）、苯甲酸（121℃）、β-萘酚（121℃）等在指示剂中加入少许亚甲蓝或苏丹红可以方便观察其熔变情况第35页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三③留点温度计其结构原理与体温表类似，温度指示最高为140℃与一般体温计不同的是当灭菌器内温度达到最高并降低以后，水银面不会随着温度下降而是留在最高点指示灭菌温度达到的最高点④自动记录热电偶自动记录灭菌器内温度的变化和时间。分布于灭菌器不同的水平面和垂直面，探测热量的分布第36页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三脉动真空蒸汽灭菌柜适合对药棉、纱布、手术无菌衣、医疗器械等灭菌。能自动抽真空，可有效地从多孔性物质中驱除空气，并在真空条件下通入水蒸汽，利用饱和蒸汽进行灭菌。灭菌结束后，内层再一次抽真空，把蒸汽从灭菌物品中抽出，而夹层中仍然通有蒸汽，便于物品的干燥第37页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三快速冷却灭菌器适合对玻璃瓶装液体（注射剂、大输液）进行自动真空饱和蒸汽灭菌，并附有喷淋冷水装置，在灭菌时间达到后，可喷淋冷却，使被灭菌物迅速冷却，利于药品的稳定第38页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三软包装灭菌器适合对软包装液体（软塑料装大输液、袋装食品）进行蒸汽灭菌。自动抽真空，饱和蒸汽灭菌后，附有喷淋冷水装置，灭菌结束后迅速冷却，利于药品食品的稳定第39页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三2、流通蒸汽灭菌法流通蒸汽灭菌是在不密闭的容器内，用蒸汽灭菌，压力与大气压相等，即100℃的蒸汽灭菌目前我国某些药厂生产注射剂，特别是1～2ml的注射剂及不耐高热的品种，基本上都是采用这种灭菌法第40页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三3、煮沸灭菌法煮沸灭菌法就是把安瓿或其他物品放入水中煮沸灭菌，一般是100℃30min或60min。此法不能保证杀灭所有的芽胞，例如破伤风菌等厌氧菌的芽胞加有适当抑菌剂时，药液经100℃30min煮沸，可杀死抵抗力强的芽胞。适合煮沸灭菌法使用的抑菌剂主要有：甲酚（0.1%~0.3%）、氯甲酚（0.05%~0.1%）等第41页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三4、低温间歇灭菌法此法系将待灭菌物于80℃加热1h后，在20～25℃保持24h，连续操作三次以上的灭菌方法（以80℃灭菌结束）此法在较高温下可以杀死细菌繁殖体但不能杀死芽胞，所以在较低温度下杀死细菌繁殖体的同时让芽胞发育变为繁殖体，这样下一次加热时可以将其杀死，反复操作至芽胞全部灭绝由于此法效果比较差，所以常常加入抑菌剂增强灭菌效力第42页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三5、油浴和盐水浴灭菌法在制备小量注射剂时，药房中如果没有热压灭菌器，或因为量小而使用不经济时，可用盐水浴代替，能同样达到灭菌的目的可用饱和氯化铵溶液（沸点114℃）在加热锅中同安瓿一起煮沸30min，溶液中可放红色染料少许，用于判断安瓿是否破裂油浴灭菌法即用不发挥性的脂肪油或轻质矿物油置油浴中，将待灭菌的物品浸入，在115℃加热灭菌。此法适用于外科器械与其他锋利的器具第43页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三二、过滤灭菌法过滤灭菌法是使药液通过无菌的滤器除去活的或死的微生物而得到不含微生物的滤液供灭菌用滤器和过滤介质（滤材）的理想条件：有效地从溶液中除净微生物，溶液可以顺畅地从滤器和滤材中通过。滤器和滤材无吸附性，也无落屑进入滤液中，容易清洗、更换第44页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三(一)过滤灭菌法的特点适于不耐热药物的溶液，如生物碱、激素、生化制剂等，可以减少药液中的热原但不能破坏热原加压、减压过滤均可，但加压过滤用的较多，因过滤设备如有漏隙则往外泄漏，而不会污染药液室温下易挥发、易氧化的药物宜用加压过滤法过滤灭菌法应配合无菌操作技术进行在过滤灭菌前，药液应进行预过滤，尽量除去颗粒杂质，以便提高除菌过滤的速度用过滤法灭菌的成品必须进行无菌检查，合格后方能使用第45页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三(二)过滤灭菌常用的滤器与滤材⑴硅藻土滤柱由硅藻土及有机粘合剂等物混合，在1200℃高温下烧制而成。滤孔为3～4μm的细号滤柱可滤除溶液中的颗粒杂质和一部分细菌⑵白陶土滤器由白陶土及细砂混合，经高温烧结而成，为瓷制品，孔径1.3μm以下的可滤除细菌第46页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三⑶垂熔玻璃滤器硬质中性玻璃粉加高温至接近其熔点熔合而成均匀孔径的滤板，然后再把滤板粘连于不同的玻璃器内制成。孔径为1.5～2μm的6号滤器可以滤除细菌但不能滤除芽胞⑷多孔聚乙烯简称多孔PE，是将聚乙烯高分子粉末烧结以后形成的具有一定孔径的滤膜。多孔PE可以滤除杂质和一部分细菌，但不能完全除菌，常用于过滤灭菌前的预过滤，用于滤除药液中的活性炭最方便第47页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三三、紫外线灭菌法紫外线由汞蒸汽灯产生，波长为200～300nm，其中波长在253.7nm的紫外线杀菌作用最强，是近紫外线（300～400nm）的数千倍至数万倍紫外线杀灭细菌的机制是，经紫外线照射后，细菌细胞内脱氧核糖核酸的胸腺嘧啶成为二聚体而失去活性根据紫外线的特性，目前紫外线杀菌应用于：空气灭菌、水中灭菌及固体表面直接照射灭菌第48页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三第49页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三1、紫外线空气灭菌紫外线空气灭菌效果与环境温度有关。室温20℃时，辐射的253.7nm紫外线最强；室温在10℃或40℃时，所辐射的紫外线降低10～15％，而0℃时降低50％室内空气湿度与灰尘影响紫外线在空气中的穿透率，故也影响紫外线的灭菌效果。比如，空气相对湿度75％时，其杀菌率比RH25％时降低18.7％；空气中含尘量8.5×105粒/升时，杀菌率比无尘时降低20～30％第50页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三2、紫外线水中灭菌紫外线对一些液体的透过率很低，使透到液体内部的紫外线量减少，故液体中杀菌所需紫外线剂量比空气中要大的多紫外线透过率与溶液中的溶质浓度有关，溶质浓度增加，透过率减少，溶液灭菌时，照射剂量应相应增加一般来说，紫外线在水中的透过率最高，故紫外灭菌可应用于饮用水、无盐水、纯净水、蒸馏水及注射用水的生产第51页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三3、固体表面灭菌制药生产中，物料、机械、容器等表面所附着的细菌，采用紫外线灭菌比较有效。可以放置于灭菌柜中，柜的内壁应采用反射率较高的铝板，柜的隔板需用网状紫外线灭菌的注意事项：①紫外线能促使易氧化的药物或油脂等氧化变质，故生产此类药物制剂时不能使用紫外线灭菌；②普通玻璃可吸收紫外线，因此安瓿中的药物不能用此法灭菌；③紫外线对人体如果照射过久，会产生眼结膜炎或皮肤灼烧等现象；④各种紫外灯都有一定的有效时间，一般为3000h第52页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三四、微波灭菌法微波通常是指频率大于300兆赫，波长短于1m的高频率振荡电磁波微波灭菌法是利用高频电场使物质内部分子极化迅速升温的灭菌方法。微波穿透物质使之吸收微波能量，并转化为热能呈现灭菌作用微波灭菌常用于口服液的灭菌普通微波炉中可以发射出频率为2450兆赫的微波，产生高温，也可以杀灭细菌。广东格兰仕集团进行了以下测定：用WP700格兰仕微波炉对每克含有200万个细菌的熏肉进行灭菌，发现30秒后仅存活每克18个，60秒后全部杀死第53页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三五、辐射灭菌法辐射灭菌是应用射线灭菌的方法，目前应用的有穿透力较强的γ射线和穿透力较弱的β射线其优点在于：①价格便宜，节约能源；②可在常温下进行，不破坏被辐射的挥发性成分，适合热敏材料的消毒、灭菌，这也是辐射灭菌的最大特点；③穿透力强，在包装条件下也可以灭菌；④速度快，操作简便，便于连续作业第54页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三(一)射线种类γ射线是由钴-60或铯-137发出的电磁波，不带电荷即穿透力很强的光子，适用于较厚样品的灭菌，可用于密封安瓿和和整瓶药物的灭菌，还可以穿透包装进行灭菌β射线是由电子加速器产生的高速电子流，带负电荷，穿透力较弱，通常仅用于非常薄和密度低的物质的灭菌，在物质的比重为1，不计容器壁的比重和厚度时，它平均只能穿透层后约2cm的物质，比γ射线的灭菌效果差第55页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三(二)辐射灭菌的机制⑴

直接电离作用射线可使微生物体内蛋白质、核酸等有机大分子化合物的分子直接发生电离，产生破坏正常代谢的自由基。这种自由基可以和水中的氢氧自由基或氢自由基继续起反应，形成不稳定的有机过氧化物，导致生物大分子的分解第56页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三⑵

直接激发作用射线除了能促使分子电离以外，也能激发各种复杂的生物大分子，使其结构产生一系列化学变化，继而扰乱正常的代谢过程。如辐射后导致微生物的细胞核和细胞浆不可逆的化学变化，伤害染色体的粗大结构，以致许多细菌立即死亡，剩余的逐渐死亡第57页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三⑶

化学键的断裂大剂量的射线可以使构成微生物体的物质如蛋白质分子中的化学键发生断裂，而使与这些物质有关的某些代谢环节发生障碍，从而使微生物细胞生长和分裂停止，导致死亡⑷间接作用辐射射线还可作用于微生物体内的水分子，引起水的电离和激发，生成自由基进而作用于生物大分子的正常代谢第58页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三(三)灭菌辐射的剂量辐射灭菌剂量是指被照射的药品达到如同用热压灭菌法时所达到的同样的灭菌程度时的剂量。包括最大承受剂量、最大处理剂量和最小处理剂量剂量的确定是由1962年成立的美国医疗仪器发展协会（AAMI）组成的一个辐射灭菌小组委员会确定的第59页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三最大承受剂量是指导致药品质量发生不可接受的变化的极限以下的最大剂量最大处理剂量是由判断决定，通常设定在最大承受剂量以下，以保证产品不会受到过多的辐射。一般是由产品的装载量和辐射源的强度等确定最小处理剂量是指对产品能达到预期的消毒和灭菌目的的最小剂量最大处理剂量和最小处理剂量的比值是辐射灭菌成功的关键第60页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三FDA认可的最小处理剂量一般是1.5Mrad（兆拉德），但也需要提供适当的微生物测试数据作为批准依据。英国药典、美国药典都规定最大辐射灭菌处理剂量为2.5Mrad，实验证明，剂量为2.5Mrad的辐射灭菌等于在高压灭菌器内120℃灭菌20分钟在实际生产应用中，由于制剂不可能污染很多细菌，所以剂量往往要小的多。例如，1～2ml塑料安瓿的阿托品、吗啡注射液和250～500ml塑料袋装的氯化钠或葡萄糖溶液，用5×104～10×104R剂量的γ射线进行照射即可达到灭菌效果第61页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三(四)影响辐射灭菌的因素大肠杆菌混悬液，每ml含80万～1亿个细菌，照射20×104R即可灭菌，而每ml含100亿个细菌，则要照射60×104R才能完全灭菌水和氧气均能增加辐射灭菌的效果，原因是射线可以将水或氧气电离成自由基，进而影响细菌代谢加入卤代酚可使辐射灭菌效应显著增加，并且得到以下规律：I＞Br＞Cl，取代位次序是：对位＞间位＞邻位，并且效应随卤原子数目的增加而增强第62页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三(五)可用辐射法灭菌的药品和材料①

抗生素类：青霉素G钾、链霉素、土霉素、红霉素、利副平等；②

激素类：雌二醇、可的松、强的松龙等；③

巴比妥类：苯巴比妥、戊巴比妥等；④

疫苗、抗毒素类：斑疹伤害疫苗、白喉抗毒素等；⑤

其他：生理盐水、注射用水、盐酸普鲁卡因溶液、维生素C注射液等第63页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三(六)不宜用辐射法灭菌的药品和材料①

生物碱类：硫酸阿托品注射液、磷酸可待因、盐酸吗啡注射液等；②

生物制品：胰岛素注射液、破伤风抗毒素、冻干人血浆等；③

强心苷类：洋地黄毒苷注射液；④

维生素类：维生素B6注射液、维生素B12注射液等；⑤

酶类：玻璃质酸酶；⑥

其他：5％葡萄糖注射液、20％甘露醇注射液等；⑦

有机颜料：经射线照射易分解产生致癌物，所以应严格控制辐射剂量第64页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三第四节

化学灭菌法一、气体灭菌法

是指用化学品的气体或蒸汽进行灭菌的方法。用于药物灭菌的气体希望具备下列要求：①

在室温时能形成气体或蒸汽；②

穿透力强，并容易在灭菌物中分布；③

灭菌作用快、毒性低，在低浓度就具有杀菌作用；④

无腐蚀性、爆炸性及刺激性第65页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三(一)环氧乙烷在室温下无色，沸点10.8℃，沸点以下为无色透明液体；在水中溶解度很大，1ml水中可溶195ml；有较强的扩散和穿透力，作用快；对细菌芽胞、真菌、病毒等各种微生物均有杀灭作用，属于广谱杀菌剂第66页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三环氧乙烷属烷化剂，细菌蛋白质分子、酶、核酸中的氨基、羟基、羧基与环氧乙烷相结合，对菌体细胞的代谢产生不可逆的破坏

应用范围可用于对热敏感的固体药物、塑料容器、注射器、皮革制品、手术器械等

灭菌机制第67页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三环氧乙烷灭菌的注意事项

环氧乙烷具可燃性，当与空气混合后空气含量达3.0％（V/V）时即可爆炸。故应用时需用惰性气体二氧化碳或卤代烃稀释环氧乙烷对塑料、橡胶、纸板等穿透力强，亲和力强，故灭菌完毕后需通洁净空气12～24h驱除残余气体。另外，某些被灭菌材料能吸收环氧乙烷而降低其浓度第68页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三环氧乙烷灭菌器装置自动化连续作业：加温、加湿、启动真空泵、输入气体、灭菌、残余气体排出灭菌器使用的灭菌气体包括三种：甲：12％环氧乙烷十88％氟利昂乙：30％环氧乙烷十70％二氧化碳丙：纯环氧乙烷第69页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三温度仪和湿度仪控制温度达到50～55℃，湿度50％，此时灭菌效果最好气体输入量准确，常用范围是400～800mg/L

灭菌后，真空泵将环氧乙烷气体抽尽，用滤过后的净化空气输入灭菌柜，保持12～24h驱除残余气体，并防止外界空气的污染第70页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三影响环氧乙烷灭菌效果的因素环氧乙烷的浓度大，灭菌所需的时间短。如浓度为850～900mg/L（45℃），灭菌时间为3h；浓度为450mg/L，灭菌时间为5～6h

灭菌温度如果低于最佳温度50～55℃，则灭菌效果差相对湿度30％～60％为宜，50％最佳，小于20％大于80％则灭菌效果减弱，RH在25％以下对芽胞不起作用灭菌器内压力较大则灭菌效果较好各种微生物对环氧乙烷的敏感性不同，最敏感的是酵母菌、真菌，最差的是芽胞第71页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三(二)甲醛甲醛也是一种灭菌力强的广谱抗菌体，广泛应用于无菌操作室的灭菌灭菌时，将甲醛溶液加热熏蒸，每立方米空间用40％甲醛溶液30ml

室内需较高的相对湿度，可以增加灭菌效果。但甲醛对人体伤害较大，灭菌结束后需将甲醛气体排除第72页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三(三)其他丙二醇：具有不挥发性和引火性的特点，灭菌用量1ml/m3，加热蒸汽灭菌β-丙内酯：环状内酯，属烷化剂，灭菌机制与环氧乙烷类似。室温不燃烧，不爆炸，水解产物无毒性，但穿透力差，多用于房间表面灭菌。常用蒸汽浓度为2～4mg/L，温度不低于24℃，相对湿度不少于70％，暴露灭菌时间2h以上第73页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三乳酸：用量2ml/m3，杀菌力虽不及甲醛，但对人体无害过氧乙酸：常用于车间的室内灭菌，效力比相同浓度的甲醛大2.5倍，对眼部、粘膜无刺激性，对布制品、木制品、医疗器械无影响，用量是20％的过氧乙酸溶液30～50ml/m3，暴露灭菌时间2h以上第74页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三二、表面消毒大多数化学消毒剂仅能杀灭微生物的繁殖体，而不能杀灭芽胞，所以在制药工业中主要用来进行表面消毒，即在已控制的环境中减少细菌或维持无菌状态第75页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三理想的表面消毒剂须具备的性质

使用条件下高效在有效抗菌浓度时，易溶或混溶于水无腐蚀性，低毒，对皮肤等组织无害、无过敏作用对布及金属无害与其他抗微生物试剂和其他消毒剂无配伍禁忌贮存过程中稳定，对大幅度的温度变化显示长效稳定性价格便宜无特殊的嗅、味和颜色

第76页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三常用的消毒剂

酚类：对细菌的细胞壁和细胞质膜有损害作用，使菌体内成分漏出，蛋白质变性，也可抑制某些酶系统。苯酚常用0.5～3％，甲苯酚常用2～5％醇类：能使菌体蛋白质变性。常用70％～90％的乙醇醛类：甲醛烷基化合物：常用环氧乙烷第77页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三氧化剂：可氧化菌体酶系统，使其失去活性。如过氧乙酸、高锰酸钾、双氧水等表面活性剂：0.1～0.2％洗必泰，0.1～0.2％新洁尔灭卤素和卤素化合物：如氯气、漂白粉等重金属盐类：高浓度的汞、银、铜离子是蛋白质沉淀剂第78页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三第五节其他灭菌方法紫外线灭菌：穿透能力小，在紫外线照射不到的地方，消毒效果不好；其杀菌能力随着使用时间的增加而减小，而且，灯管寿命短，更换过于频繁，运行费用高化学试剂灭菌：操作麻烦，熏蒸时间长，有二次污染物，对人体有一定的危害，残留物附着洁净室的墙壁上，和设备的表面上，需要擦除。在消毒后的几天内，其悬浮粒子数会增加加热灭菌：温度高，能耗大，有的物品如某些原材料，仪器仪表，塑料制品等就不宜加热第79页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三一、臭氧灭菌法

臭氧是一种强氧化剂，是氧的同素异形转变的一种，分子式是O3

O3灭菌形式：氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞器和DNA、RNA，破坏细菌的新陈代谢侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡第80页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三臭氧的消毒原理臭氧在常温、常压下分子结构不稳定，很快自行分解成氧气（O2）和单个氧原子（O）O具有很强的活性，对细菌有极强的氧化作用，从而杀灭细菌多余的O则会自行重新结合成为氧分子（O2），不存在任何有毒残留物，故称无污染消毒剂第81页，讲稿共93页，2023年5月2日，星期三O3在容器灭菌中的应用传统方法：酒精浸泡。缺