微生物实验室有哪些不同的灭菌方法？确保实验可靠且安全

在微生物学中，灭菌通过几种主要方法实现，每种方法都基于不同的物理或化学原理。最常见和最可靠的方法是使用高压灭菌器进行蒸汽灭菌，它利用高压和高温下的饱和蒸汽。其他主要方法包括干热灭菌、化学灭菌、辐射灭菌和过滤灭菌，根据待灭菌材料和具体的实验室要求进行选择。

实验室工作的核心原则是控制。灭菌不仅仅是清洁；它是彻底消除所有微生物生命，以确保您的实验结果是您设计的产物，而不是污染的产物。

基本原则：为什么灭菌是不可或缺的

有效的灭菌是微生物学的基础。没有它，每个实验都将无效，生物材料的处理也将具有不可接受的危险性。

无菌技术是指防止污染的做法。灭菌确保您的起始材料——培养基、玻璃器皿和仪器——是“一张白纸”，完全没有可能干扰您工作的任何细菌、真菌或病毒。

当处理多种微生物培养物时，即使是一个单独的游离细胞也可能通过受污染的仪器从一个样本转移到另一个样本。在使用之间对接种环和玻璃器皿等工具进行灭菌对于保持每种培养物的纯度至关重要。

实验结束后，所有用过的材料，如培养皿和培养管，都被视为生物危害废物。对这些废物进行灭菌（通常在高压灭菌器中进行）是强制性的安全规程，用于在丢弃材料之前杀死微生物，从而保护实验室人员和环境。

方法的选择完全取决于您需要灭菌物品的性质。加热是最常见的方法，但并非普遍适用。

热通过使微生物必需的蛋白质和酶变性来杀死它们。热灭菌有两种主要形式。

湿热（高压灭菌）：这是黄金标准。高压灭菌器本质上是一个高度精密的压力锅。它使用加热到121°C (250°F)、压力为15 psi的蒸汽，持续至少15-20分钟。高压使蒸汽达到高于水沸点的温度，水分迅速传导热量，有效杀死甚至顽强的细菌孢子。它用于培养基、玻璃器皿和手术器械。
干热（热风烘箱）：这种方法在没有水分的情况下使用高温，通常为160-170°C (320-340°F)，持续2-3小时。它通过氧化杀死微生物。干热效率低于湿热，但对于不能暴露于蒸汽的材料（如油、粉末和某些金属或玻璃物品）是必需的。

许多重要的实验室物品，特别是塑料和复杂的电子设备，无法承受高压灭菌器的高温。对于这些物品，使用化学试剂。

辐射会损害微生物的DNA，使其无法复制。

电离辐射（伽马射线、X射线）：这种高能辐射具有深层穿透能力，用于工业灭菌预包装的一次性用品，如手套、注射器和拭子。您通常会收到已经通过此方法灭菌的物品。
非电离辐射（紫外线）：紫外线穿透力差，主要用于表面去污。它通常用于生物安全柜中，以灭菌空气和工作表面。

有时您需要灭菌含有热敏成分（如维生素、抗生素或某些蛋白质）的液体。在这种情况下，用热杀死微生物也会破坏有价值的成分。

过滤的工作原理是使液体通过一个孔径非常小（通常为0.22微米）的膜，使细菌无法通过。这通过物理方式去除微生物而不是杀死它们，使热敏溶液保持无菌。

没有一种方法对所有情况都完美。了解它们的局限性是做出正确选择的关键。

高压灭菌是最有效和最可靠的方法，但其高温和湿气会熔化许多塑料并损坏敏感电子设备。干热是某些物品的替代方法，但随着时间的推移可能会腐蚀，并且不适用于液体。

湿热和电离辐射具有出色的穿透力，确保物品内外都得到灭菌。相比之下，紫外线仅灭菌其照射的直接表面，留下“阴影”区域受到污染。

高压灭菌器在高压和高温下运行，必须经过适当培训才能使用，以避免严重伤害。EtO等化学灭菌剂毒性极高，需要专门的通风室。过滤和干热烘箱通常更安全，更容易用于日常实验室工作。

您的目标决定了您的方法。选择最有效和最经济的方法，同时不会损坏您的材料。

选择正确的灭菌方法是可靠和安全微生物学实践的基础。

方法	原理	常见用途	主要考虑因素
湿热（高压灭菌）	高压饱和蒸汽（121°C）	培养基、玻璃器皿、手术器械	最可靠；不适用于热敏塑料/电子设备
干热（烘箱）	高温氧化（160-170°C）	粉末、油、某些金属/玻璃物品	循环时间较长；无水分损坏
化学（气体/液体）	灭菌剂的作用（例如，EtO）	热敏塑料、精密仪器	通常需要专用设备/安全协议
辐射（紫外线/伽马射线）	辐射对DNA的损伤	表面去污、预包装一次性用品	紫外线穿透力低；伽马射线用于工业用途
过滤	通过膜物理去除（0.22 µm）	热敏液体（抗生素、血清）	去除微生物而不损坏溶液成分