从根本上讲，高压灭菌过程是一个精确控制的灭菌循环，它分为三个不同的阶段。这些阶段是置换/调节阶段（去除空气）、暴露/灭菌阶段（在设定的时间内将物品保持在特定的温度和压力下）以及排气阶段（释放蒸汽并干燥物品）。
理解这三个阶段不仅仅是记住步骤。它是要认识到，有效的灭菌完全取决于用穿透力强的、高温的蒸汽取代所有具有绝缘作用的空气。第一阶段的任何失败都会影响整个过程。
核心原理：为什么蒸汽不仅仅是热量
在研究这些阶段之前，关键是要理解为什么高压灭菌器要使用加压蒸汽。这不仅仅是让东西变热；而是关于热量是如何传递的。
压力和温度的作用
在正常大气压下，水在 100°C (212°F) 沸腾。通过增加密闭容器内的压力，高压灭菌器允许水以饱和蒸汽的形式存在于更高的温度下，通常是在 15 psi 下达到 121°C (250°F)。这种过热蒸汽是杀死微生物的物质。
饱和蒸汽与滞留空气的对比
灭菌的真正敌人是滞留的空气。空气是热的不良导体。如果腔室内部或被灭菌物品内部残留有空气，就会产生“冷点”。这些冷点无法达到所需的灭菌温度，即使高压灭菌器的传感器报告循环成功，微生物也可能存活下来。
灭菌循环的分阶段细分
整个三阶段循环旨在解决滞留空气的问题，并确保每个表面在所需持续时间内都达到目标温度。
第一阶段：置换（或调节）
第一个也是最关键的阶段是清除腔室内的所有空气。在常见的“重力置换”高压灭菌器中，蒸汽被泵入腔室。由于蒸汽的密度低于冷空气，它会从顶部向下填充腔室，将较重的空气通过底部的排水口排出。
此阶段持续进行，直到腔室完全被饱和蒸汽充满，确保没有残留的绝缘空气袋。
第二阶段：暴露（或灭菌）
空气被置换后，排气阀关闭，密封腔室。蒸汽继续被引入，直到内部达到目标温度和压力（例如，121°C 和 15 psi）。
灭菌“时间”的计时器现在开始。负载在此设定点保持指定的持续时间——通常为 15-20 分钟或更长——这足以让穿透性的热量使任何微生物内的蛋白质和酶变性，从而有效地杀死它们。
第三阶段：排气（和干燥）
暴露时间完成后，排气阀打开，蒸汽缓慢地从腔室中释放。压力逐渐恢复到环境水平。
随着压力的下降，物品表面残留的过热水会闪蒸蒸发，这有助于干燥负载。此阶段必须缓慢进行，特别是对于液体，以防止剧烈沸腾和“溢出”。
了解常见陷阱
任何一个阶段的失败都可能导致灭菌循环不完全。了解这些故障点是正确使用的关键。
空气清除不彻底
这是灭菌失败最常见的原因。如果置换循环时间太短或高压灭菌器装载不当，空气袋就会残留并形成冷点，使过程无效。
不正确的装载
过度装载腔室或使用不透蒸汽的材料（如铝箔）包裹物品会阻止蒸汽到达所有表面。必须有足够的空间让蒸汽自由循环。
液体快速排气
在对液体培养基等液体进行灭菌时，快速的排气循环会导致压力突然下降，使过热的液体剧烈沸腾。这可能导致瓶塞弹出、培养基从容器中溢出，并可能造成样品损失。
将这些知识应用于您的流程
您的具体用例决定了哪个阶段和预防措施最为关键。
- 如果您的主要重点是灭菌固体仪器： 确保物品的包装和装载方式允许在置换阶段完全清除空气并实现蒸汽穿透。
- 如果您的主要重点是灭菌液体或培养基： 要特别注意使用缓慢、受控的排气阶段，以防止溢出和样品损失。
- 如果您的主要重点是确保过程完整性： 在负载中最具挑战性的位置放置化学和生物指示剂，以验证暴露阶段是否在所有地方都达到了所需的杀灭温度。
通过了解每个阶段背后的目的，您就从简单地操作机器转变为保证可靠和安全的灭菌结果。
总结表：
| 阶段 | 关键操作 | 目的 |
|---|---|---|
| 1. 置换（调节） | 清除腔室内的空气 | 消除绝缘空气袋，防止“冷点” |
| 2. 暴露（灭菌） | 将物品保持在高温/高压下 | 在设定的时间内（例如 121°C 保持 15-20 分钟）使微生物蛋白质变性 |
| 3. 排气（和干燥） | 释放蒸汽和压力 | 安全地将腔室恢复到环境压力并干燥负载 |
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