在微生物实验室中，高压灭菌锅的使用方法是装载材料、密封腔室，然后运行预设程序，该程序会注入高压蒸汽，以达到足以杀死所有微生物的温度（通常为 121°C）。此过程对于在使用前对设备和培养基进行灭菌，或在处理前对生物危害废物进行消毒至关重要。
高压灭菌的核心原理不仅是热量，而是使用高压饱和蒸汽来使蛋白质变性和破坏最顽固的细菌孢子。正确的操作对于科学有效性和实验室安全都是不容妥协的。
原理：为什么是蒸汽和压力？
高压灭菌锅本质上是一个压力室，其功能类似于复杂的压力锅。其有效性依赖于加压蒸汽的独特特性。
湿热的作用
干热是热的不良导体，需要更高的温度和更长的时间才能实现灭菌。以蒸汽形式存在的湿热在穿透材料和传递热能方面要有效得多。
这种能量传递会迅速使微生物内部的基本蛋白质和酶变性并凝固，从而导致其死亡。
压力的影响
通过增加腔室内的压力，高压灭菌锅可以将水的沸点提高到远超 100°C (212°F)。标准灭菌温度是 15 psi 压力下的121°C (250°F)。
这种升高的温度足以杀死嗜热细菌，最重要的是，足以杀死以抗拒较低灭菌方法的细菌内生孢子。
分步操作程序
虽然具体型号各不相同，但使用高压灭菌器的基本过程遵循一个通用的顺序，重点是安全性和有效性。
第 1 步：准备和装载材料
正确装载对于蒸汽穿透至关重要。所有物品必须放置在高压灭菌安全容器或袋子中。
务必使用二次容器，例如聚丙烯托盘，以收集任何潜在的溢出物，特别是液体或生物危害废物。
对于液体，不要拧紧瓶子或烧瓶的盖子。将它们松开，以允许压力均衡，并防止容器在循环过程中破裂。
切勿过度装载腔室。在物品之间留出充足的空间，以允许蒸汽自由循环。
第 2 步：选择正确的循环
高压灭菌器具有针对不同负载设计的不同循环。使用错误的循环可能导致灭菌失败或危险事故。
- 重力/固体循环：用于干燥物品、玻璃器皿和仪器。它有一个快速排气阶段，蒸汽会迅速排出。
- 液体循环：用于培养基和其他液体。它使用缓慢的排气阶段来逐渐冷却液体，防止其在压力下降时剧烈沸腾。
第 3 步：运行循环并安全卸载
一旦门牢固锁上，循环就会开始。在机器加压时，请勿尝试打开门。
循环完成后，确保腔室压力已恢复到零。穿戴适当的个人防护装备 (PPE)，包括耐热手套、实验服和护目镜。
后退并缓慢地稍微打开门，让残留的蒸汽逸出，然后再完全打开。让物品，特别是过热的液体，冷却几分钟后再取出。
应避免的常见陷阱
高压灭菌中的错误可能会影响您的实验并造成严重的安全隐患。
灭菌失败
失败的最常见原因是装载不当。如果腔室装得太紧，蒸汽无法到达所有表面，导致物品未被消毒。
另一个原因是选择的循环时间对于负载的体积来说太短，特别是对于大体积液体。
容器损坏或爆炸
紧密密封容器是极其危险的。随着内容物加热，容器内部会积聚压力。如果没有排气方式，它可能会爆炸，使玻璃破碎并将烫伤的液体喷洒到腔室中。
液体溢出
对液体使用快速排气（重力）循环会导致其沸腾。发生这种情况是因为腔室压力下降的速度快于液体温度，导致剧烈、瞬间的沸腾。这会造成混乱，并导致您的培养基大量损失。
忘记验证
您不能仅凭循环运行就假设它成功了。务必使用方法来验证灭菌效果。高压灭菌胶带上的条纹会变黑，表示已达到温度，但这并不能证明达到了所需的时间。
为了绝对确定，特别是对于生物危害废物的消毒，会使用含有耐热孢子（如枯草芽孢杆菌）的生物指示剂。如果孢子被杀死，则循环成功。
根据您的目标做出正确的选择
您对高压灭菌的方法完全取决于您试图完成的任务。
- 如果您的主要重点是准备无菌培养基或设备：您的首要任务是防止再污染。装载物品以最大限度地暴露于蒸汽中，并在循环完成后进行无菌操作。
- 如果您的主要重点是对生物危害废物进行消毒：您的首要任务是安全和确认的杀灭。使用二次容器，通过生物指示剂验证成功，并使用适当的 PPE 处理所有材料。
归根结底，掌握高压灭菌器是将其视为精密仪器，而不仅仅是“热机器”。
摘要表：
| 步骤 | 关键操作 | 目的 |
|---|---|---|
| 1. 准备 | 将材料装入高压灭菌安全容器中；瓶盖保持松动。 | 确保蒸汽穿透并防止爆炸。 |
| 2. 循环选择 | 选择正确的循环（固体用重力，培养基用液体）。 | 防止溢出并确保完全灭菌。 |
| 3. 安全卸载 | 穿戴 PPE，缓慢地稍微打开门，让物品冷却。 | 保护用户免受烫伤和蒸汽暴露。 |
| 4. 验证 | 使用高压灭菌胶带或生物指示剂。 | 确认循环已达到无菌状态。 |
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