要实现有效的高压灭菌，材料必须在特定温度下暴露于高压饱和蒸汽中，并保持指定的持续时间。标准要求是将温度保持在 121°C (250°F) 至 134°C (273°F) 之间，持续至少 15 至 20 分钟。至关重要的是，此过程依赖于蒸汽与所有待灭菌表面的直接接触。
高压灭菌的核心原理不仅仅是热量，而是使用加压的饱和蒸汽。压力是用于将蒸汽温度提高到远高于水的正常沸点的工具，从而使湿热能够快速渗透并摧毁所有微生物。
核心原理：压力下的湿热
要正确使用高压灭菌器，了解其工作原理至关重要。该过程依赖于压力、温度和湿热的致命能力之间的直接关系。
压力如何提高温度
在正常大气压下，水的沸点是 100°C (212°F)。通过密封高压灭菌室并强制通入蒸汽，内部压力会急剧增加。
根据物理定律，压力的增加会提高水的沸点。这使得内部的蒸汽能够达到足够高的温度，以杀死甚至是最耐热的微生物，例如细菌芽孢。
饱和蒸汽的力量
高压灭菌器使用的是湿热，而不是干热。饱和蒸汽是一种极其高效的热能传递介质。
当这种高温蒸汽接触到腔室中较冷的物品时，它会凝结成水，将其储存的能量直接释放到表面上。这种快速的热传递比同温度下的干燥空气更能有效地杀死微生物。
杀灭机制：蛋白质凝固
高温和湿气的结合对细胞生命是致命的。它的作用是凝固并不可逆地使微生物内必需的蛋白质和酶变性。
这个过程类似于鸡蛋清在烹饪时凝固。一旦这些蛋白质变性，微生物的细胞功能就会停止，从而导致其死亡。
灭菌的关键参数
有效的灭菌是三个相互依赖变量的函数：时间、温度和蒸汽接触。
温度和时间
温度和时间具有反比关系。较高的温度可以在较短的时间内有效灭菌。
最常见的标准循环是121°C (250°F) 至少 20 分钟。
用于未包装金属器械的较快循环是134°C (273°F) 10 分钟。
压力
压力是达到目标温度的手段。它本身并不是灭菌剂。
对于 121°C 的温度，相应的压力通常比大气压高出约 108 kPa (15 psi)。要达到 134°C，需要更高的压力，约 206 kPa (30 psi)。
直接蒸汽接触
这是最关键但最常被忽视的要求。如果蒸汽无法到达表面，那么无论循环时间或温度如何，该表面都不会被灭菌。
任何被困住的空气都会产生一个“冷点”，使材料与蒸汽隔离，从而阻碍灭菌。
常见陷阱及避免方法
仪表上显示正确的读数并不能保证灭菌成功。必须对该过程进行验证，并避免常见的错误。
滞留空气的问题
空气是热的不良导体，也是蒸汽渗透的主要屏障。确保在高压灭菌循环的初始阶段将所有空气从腔室中排出。容器应侧放，以防止空气滞留在内部。
不正确的装载
高压灭菌器超载或物品堆放过密会阻碍蒸汽自由循环。这是灭菌失败的常见原因。务必在所有物品之间留出足够的空间，以确保蒸汽能够渗透到整个负载中。
验证的必要性
确定灭菌循环是否成功的唯一方法是通过验证。这是使用生物指示剂完成的。
这些指示剂含有高度耐热细菌的孢子，通常是枯草芽孢杆菌 (Bacillus stearothermophilus)。如果孢子在循环中被杀死，则可以高度确信所有其他微生物也已被清除。
根据您的目标做出正确的选择
根据待灭菌的材料和您的操作需求来选择高压灭菌循环。
- 如果您的主要重点是实验室培养基或耐用物品的标准灭菌： 使用 121°C 20 分钟的循环，因为这是普遍接受的标准，对大多数材料有效且温和。
- 如果您的主要重点是未包装器械的最快周转： 134°C 10 分钟的循环非常有效，但请确保您的物品能够承受更高的温度。
- 如果您的主要重点是确认关键应用的绝对无菌状态： 务必定期使用生物指示剂来验证过程，以补充物理监测（温度、压力表）。
了解这些核心要求，使您能够超越仅仅运行机器，确保每次都能实现真正可靠的灭菌。
摘要表：
| 参数 | 关键要求 | 目的 |
|---|---|---|
| 温度 | 121°C (250°F) 至 134°C (273°F) | 将热量提高到微生物的致命水平。 |
| 时间 | 121°C 下 15-20 分钟；134°C 下 10 分钟 | 确保充分暴露以完全杀灭。 |
| 压力 | 108 kPa (15 psi) 至 206 kPa (30 psi) | 使蒸汽能够达到所需的高温。 |
| 蒸汽接触 | 与所有表面的直接、无阻碍接触 | 允许湿热传递能量并凝固蛋白质。 |
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