有效高压灭菌器蒸汽灭菌的标准最低温度是121°C (250°F)。 必须使用饱和蒸汽达到此温度，相应的压力约为高于大气压15 psi（磅/平方英寸）。然而，温度和压力只是等式中的两个部分；必须将这种状态保持最短持续时间，以确保所有微生物都被消灭。
成功的灭菌并非简单地设定温度和压力。它是四个相互关联变量的函数：温度、压力、时间以及蒸汽质量。误解其中任何一个都可能导致灭菌失败，即使高压灭菌器看似运行正常。
有效蒸汽灭菌的四大支柱
为确保微生物完全灭活，您必须了解每个参数如何促进该过程。它们并非孤立运作。
温度：杀灭因素
高温会使微生物生存所需的必需蛋白质和酶变性。
最常见的灭菌温度是121°C (250°F)。第二个常见标准是132°C (270°F)，用于较短的循环，通常称为“快速灭菌”。
压力：高温的促成因素
压力本身不灭菌。其唯一目的是提高水的沸点。
在正常大气压下，水在100°C (212°F)沸腾。通过增加密封高压灭菌室内的压力，我们可以产生温度显著更高的蒸汽，从而使121°C等温度成为可能。
时间：确保完全穿透
必须将指定温度保持最短接触时间才能有效。此持续时间允许热量穿透整个负载，包括致密包装的内部或液体的内容物。
对于标准121°C循环，最短灭菌时间通常为15至30分钟，具体取决于负载的大小和性质。更致密的负载需要更长的时间。
蒸汽质量：关键的热量传输介质
这是最容易被忽视但也是最关键的参数。理想的灭菌剂是干饱和蒸汽，其具体成分为：大约97%的蒸汽（水蒸气）和3%的水分（夹带水）。
少量水分至关重要，因为它能以极高的效率携带和传递蒸汽的潜热到物品上。当蒸汽在较冷的表面凝结时，会释放出大量的能量，导致快速加热和微生物死亡。
理解权衡和常见陷阱
仅依靠温度和压力读数是常见的错误来源。蒸汽的质量和负载的性质同样重要。
过热蒸汽：过于干燥而无效
如果蒸汽的水分含量低于3%，它就会变成过热蒸汽（干燥）。这种蒸汽更像热空气，是一种非常差的灭菌剂。它传热效率低下，可能无法杀死耐受性微生物。
湿蒸汽：干燥不完全的问题
如果蒸汽含有过多的水分，可能导致湿包。循环后仍潮湿的物品在从高压灭菌器中取出时很容易被污染。水分可以通过包装渗透微生物，从而损害无菌性。
气囊：灭菌的冷点
滞留的空气是蒸汽灭菌的敌人。如果空气未能从腔室和负载中正确排出，就会产生“冷点”，蒸汽无法接触到。这些气囊中的微生物将在循环中存活。这就是为什么许多高压灭菌器使用预真空循环在引入蒸汽之前排出空气。
不当装载：穿透的敌人
高压灭菌器过载或物品包装过紧会阻止蒸汽自由循环。这是一个常见的操作错误，会阻碍蒸汽穿透，导致负载的某些部分无论循环设置如何都未被灭菌。
为您的应用做出正确选择
为确保无菌性，您必须将循环参数与正在处理的特定物品相匹配。
- 如果您的主要关注点是标准实验室培养基或非多孔仪器： 在121°C和15 psi下进行30分钟的重力置换循环是普遍接受的标准。
- 如果您的主要关注点是未包装、耐用仪器的快速周转： 使用预真空系统在132°C和约30 psi下进行4-5分钟的“快速”循环可能适用，但需要严格验证。
- 如果您的主要关注点是多孔负载，如手术服或动物垫料： 预真空循环是必不可少的，以确保完全排气和蒸汽穿透。
- 如果您正在验证任何新工艺或负载配置： 始终使用放置在负载中最具挑战性部分的化学和生物指示剂，以证明已达到灭菌条件。
关注时间、温度、压力和蒸汽质量之间的相互作用，将灭菌从简单的机器设置转变为可靠的科学过程。
总结表：
| 参数 | 最低标准 | 目的 |
|---|---|---|
| 温度 | 121°C (250°F) | 使微生物蛋白质变性以进行灭菌。 |
| 压力 | 高于大气压15 psi | 通过提高水的沸点，实现更高的蒸汽温度。 |
| 时间 | 121°C下15-30分钟 | 确保热量穿透整个负载，以彻底杀灭微生物。 |
| 蒸汽质量 | 干饱和蒸汽（97%蒸汽，3%水分） | 有效地将潜热传递给物品，实现有效灭菌。 |
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