在实践中，高压灭菌是针对几乎所有微生物进行灭菌的权威方法，但它并非对所有潜在的生物威胁都普遍有效。高压蒸汽和极端热量的组合旨在摧毁细菌、病毒、真菌，甚至是高度耐受的细菌孢子。然而，某一特定类别的传染性因子需要更严格的方案。
虽然标准高压灭菌是消除细菌、病毒和孢子的黄金标准，但它对朊病毒的灭活效果并不可靠。真正的完全灭菌不仅取决于目标生物，还取决于高压灭菌过程本身的正确应用。
高压灭菌如何实现灭菌
高压灭菌通过施加高压湿热来实现，这种组合比单独使用干热要有效得多。
加压蒸汽的力量
高压灭菌锅本质上是一个高度受控的高压锅。通过增加压力，它允许水在远高于其正常 100°C 沸点的情况下保持液态（蒸汽）状态。
典型的循环是在 15 psi 下于 121°C (250°F) 保持至少 15 分钟。这种强烈的、富含水分的环境会迅速穿透并摧毁微生物。
破坏机制
热蒸汽会使微生物细胞内必需的蛋白质和核酸变性并凝固。这个过程是不可逆的，并迅速导致细胞死亡，从而有效地对内部的设备或培养基进行灭菌。
标准高压灭菌的局限性
尽管效果极佳，但标准的 121°C 循环存在已知的局限性，主要与一类独特的传染性因子和过程本身的物理特性有关。
主要例外：朊病毒
朊病毒不是活的有机体，而是错误折叠的蛋白质，可引起致命的神经退行性疾病，如克雅氏病 (CJD)。
这些蛋白质极其稳定，标准的高压灭菌循环（用于细菌和孢子）不能可靠地使其失活。它们的结构使其对热、辐射和化学降解具有高度抵抗力。
其他极端耐热生物
在极端环境中，一些极端嗜热古菌可以承受 121°C 的温度。然而，这些不具有致病性，对医疗或典型实验室灭菌来说不是问题。在这些情况下，主要关注点仍然是朊病毒。
导致灭菌失败的常见陷阱
即使对于常见的细菌，只有正确使用高压灭菌锅才有效。过程失败是污染比生物体固有的耐药性更常见的原因。
蒸汽穿透不当
如果蒸汽无法直接接触到物体的每个表面，灭菌就会失败。高压灭菌锅超载、使用密封容器或用不当材料包裹仪器，都会产生被蒸汽屏蔽的冷点。
残留空气
空气是热的不良导体，起到绝缘作用。如果空气没有完全从腔室和多孔负载内部排出，它会阻止蒸汽达到所需温度，导致循环失败。这就是为什么现代高压灭菌锅使用真空循环来在注入蒸汽之前排出空气。
生物膜或有机物的存在
厚厚的污垢、组织或硬化的生物膜层可以物理上隔离微生物与蒸汽的接触。这就是为什么在将仪器放入高压灭菌锅之前彻底预清洁仪器是任何专业环境中不容妥协的步骤。
如何灭活朊病毒
鉴于其极强的抵抗力，对于可能被朊病毒污染的物品，需要遵循世界卫生组织 (WHO) 和 CDC 等组织推荐的特殊方案。
延长的时间和更高的温度
朊病毒的灭活需要更剧烈的条件。一种常见的方案包括在 134°C (273°F) 下高压灭菌最少 18 分钟，有些指南甚至要求循环时间长达 60 分钟。
化学预处理
对于高风险材料，通常需要化学处理和热处理相结合。在延长的高压灭菌循环之前，将仪器浸泡在氢氧化钠 (NaOH) 或次氯酸钠（漂白剂）中，可以提供最高程度的保证。
为您的灭菌目标做出正确的选择
您的灭菌方案必须与潜在风险和所涉及的材料相匹配。
- 如果您的主要重点是日常实验室工作或医疗护理： 在 121°C 下进行 15-30 分钟的标准高压灭菌，对于消除细菌、病毒、真菌和孢子非常有效。
- 如果您的主要重点是去污暴露于 CJD 或其他朊病毒疾病的物品： 您必须使用特殊、高温、长时间的循环，通常需要根据机构和 CDC/WHO 指南结合化学预处理。
- 如果您的主要重点是确保在任何环境中的最大可靠性： 始终优先考虑正确清洁、正确的装载以确保蒸汽穿透，并使用生物指示剂定期验证高压灭菌锅的性能。
最终，掌握灭菌的关键在于理解过程与机器本身同等重要。
摘要表：
| 生物/因子 | 标准高压灭菌器有效性 (121°C) | 特殊注意事项 |
|---|---|---|
| 细菌和孢子 | 高效 | 标准循环就足够了。 |
| 病毒和真菌 | 高效 | 标准循环就足够了。 |
| 朊病毒 | 不可靠有效 | 需要 134°C 保持 18-60 分钟，通常需要化学预处理。 |
| 极端嗜热生物 | 可能存活 | 对医疗/实验室环境不构成问题。 |
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