从本质上讲，灭菌并非单一行为，而是一个过程谱。尽管存在多种方法，但它们最好被理解为属于三个主要类别：物理、机械和化学。最常见且对一般实验室用途最有效的方法是使用高压灭菌器进行物理灭菌，它通过在压力下施加高温蒸汽来消灭所有微生物生命。
灭菌的核心挑战是选择一种既能彻底消灭微生物又不会损坏被灭菌物品的方法。虽然热是一种强大而可靠的介质，但过滤和辐射等方法对于处理敏感材料至关重要。
核心原则：彻底灭活
灭菌是一个绝对的过程。其目标是彻底破坏或清除所有形式的微生物生命，包括细菌、病毒、真菌和孢子。
一个物体要么是无菌的，要么不是。这种二元结果将灭菌与消毒区分开来，消毒仅减少活微生物的数量。
物理灭菌方法
物理方法利用热或辐射等能量来杀死微生物。
热力（热）灭菌
最可靠和最广泛使用的灭菌方法是施加热量。这通常通过高压灭菌器实现。
高压灭菌器是一个利用加压蒸汽达到高温的腔室——通常是121°C至少15分钟。
重要的是要理解，杀死微生物的是高温，而不是压力本身。压力只是允许水在高于其正常沸点时以蒸汽形式保持液态，从而实现高效的热传递。
为了使此过程成功，必须首先将所有空气从腔室中排出。这使得过热蒸汽能够渗透到所有被灭菌物品的表面，确保彻底的热应激和细胞死亡。
辐射灭菌
另一种物理方法是辐照，它使用伽马射线或高能电子束。
这种方法非常适合对预包装的一次性医疗用品（如注射器和手套）进行灭菌，因为辐射可以穿透包装而不会损坏产品。
机械灭菌方法
机械方法不杀死微生物，而是将它们从物质中物理去除。
过滤
过滤是主要的机械方法，用于对热敏液体或气体进行灭菌。
流体通过孔径小于微生物的过滤器，通常为0.22微米。这有效地捕获并去除了细菌。
虽然过滤在去除细菌方面有效，但可能无法去除所有病毒或朊病毒，因为它们要小得多。
了解权衡
没有一种灭菌方法是适用于所有应用的完美选择。选择始终是有效性和材料兼容性之间的平衡。
热的威力和局限性
高压灭菌器因其可靠性和消灭最耐热孢子的能力而成为金标准。
然而，高温会破坏或损坏许多塑料、敏感电子设备和某些化学溶液。它仅适用于耐热物品。
过滤的挑战
过滤对于对细胞培养基或药物溶液等液体进行灭菌至关重要，这些液体会因受热而损坏。
其主要局限性在于它只适用于液体和气体。它不能用于对固体物品进行灭菌，例如手术器械或玻璃器皿。
为您的目标做出正确选择
选择正确的方法需要了解您需要灭菌物品的性质。
- 如果您的主要重点是灭菌可重复使用的实验室设备（玻璃器皿、金属器械）：高压灭菌器是最有效和经济的选择。
- 如果您的主要重点是灭菌热敏液体（例如，培养基、蛋白质溶液）：膜过滤是正确且必要的方法。
- 如果您的主要重点是在工业规模上灭菌一次性塑料物品：辐照因其穿透包装的能力而成为行业标准。
最终，有效的灭菌取决于将方法与材料匹配，以实现微生物的完全灭活，同时不损害物品的完整性。
摘要表：
| 方法 | 关键机制 | 最适合 | 主要局限性 |
|---|---|---|---|
| 物理（高压灭菌器） | 压力下的高温蒸汽 | 可重复使用的实验室设备（玻璃器皿、金属器械） | 不适用于热敏材料 |
| 机械（过滤） | 通过小孔过滤器物理去除 | 热敏液体（培养基、溶液） | 不能灭菌固体物品 |
| 物理（辐射） | 伽马射线或电子束 | 预包装一次性物品（注射器、手套） | 工业规模应用 |
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