从本质上讲,高压蒸汽灭菌过程是一种利用高压饱和蒸汽来杀死微生物(包括细菌、病毒和孢子)的灭菌方法。它通过在密闭的压力室中将物品加热到特定温度并保持设定的时间来实现这一点,确保蒸汽与所有表面直接接触,从而使蛋白质变性并有效净化材料。
高压灭菌器不仅仅是加热物品;它会系统地去除充当绝缘体的空气,并用加压蒸汽取而代之。这种直接的蒸汽接触是实现快速彻底灭菌不可或缺的原则。
解构高压灭菌器:核心组件
要理解这个过程,您必须首先了解这台机器。每个组件在创造和维持灭菌所需的精确条件方面都起着关键作用。
压力室
高压灭菌器的主要部分是压力室或容器,通常由不锈钢制成。它有一个用于放置物品的内室和一个外夹套,外夹套有助于预热和保持均匀的温度。
盖子/门
盖子或门形成一个气密密封,这对于建立和维持高压至关重要。它配备了多种关键的安全和监测装置,包括一个用于显示内部压力的压力表、一个用于在压力超过安全限制时自动释放压力的安全阀,以及通常的哨子或警报。
蒸汽发生器
大多数现代高压灭菌器都有一个内置的蒸汽发生器或一个加热器,用于在腔室内部或下方加热水。该组件负责产生作为灭菌剂的饱和蒸汽。
真空和排气系统
该系统负责两项关键任务。在更先进的型号中,使用真空发生器在灭菌开始前主动将所有空气从腔室中抽出。循环结束后,排气系统(或释放阀)安全地排出蒸汽,并将内部压力降低到环境水平。
高压灭菌循环的三个阶段
灭菌过程不是单一事件,而是三个不同阶段的精心控制的顺序。
阶段 1:预处理(或净化)
这是去除腔室内空气的准备阶段。空气是热的不良导体,它的存在会产生微生物可能存活的“冷点”。此阶段确保腔室中只充满纯净的饱和蒸汽。
在简单的自动高压灭菌器中,这是通过重力置换完成的,即进入的蒸汽比空气轻,将较重的空气向下推并通过排水管排出。更先进的高压灭菌器使用真空系统将空气抽出,这更快、更有效。
阶段 2:暴露(或灭菌)
一旦所有空气被清除,蒸汽入口关闭,温度和压力上升到所需的设定点,通常是15 psi 下的 121°C (250°F)。
负载在此设定点保持指定的持续时间——暴露时间——这可能从 15 分钟到一小时以上不等,具体取决于被灭菌物品的数量和类型。这是“杀灭”阶段,高温蒸汽会使任何微生物的细胞蛋白变性。
阶段 3:排气
暴露时间结束后,阀门打开,将蒸汽从腔室中释放,导致压力降回安全的、环境水平。此阶段必须仔细管理。
固体物品和仪器可以快速排气,而液体则需要缓慢排气,以防止它们因压力突然下降而沸腾溢出。此阶段通常包括对固体物品的干燥循环。
理解关键因素
仅仅运行一个循环并不能保证灭菌。成功取决于理解关键变量并避免常见的陷阱。
空气清除的重要性
最常见的灭菌失败原因是滞留的空气。如果在预处理阶段没有完全清除空气,即使压力表读数正确,腔室也无法达到正确的温度。这是因为压力读数反映的是空气和蒸汽的混合物,而不是纯蒸汽。
液体与固体循环
内容物决定了循环类型。“液体”循环使用缓慢排气以防止培养基沸腾溢出和瓶子破裂。“固体”或“重力”循环使用快速排气,并且通常包括后真空干燥阶段,以去除仪器和玻璃器皿中的残留水分。
正确的装载是不可协商的
物品必须装载以便蒸汽可以自由流通。超载腔室、将物品装得太紧或使用密封容器都会阻止蒸汽到达所有表面,从而导致灭菌不完全。
如何确保有效灭菌
您采取的方法应由您要灭菌的物品决定。
- 如果您的主要重点是灭菌液体(如培养基):使用专用的液体循环和缓慢排气,并确保容器装载不超过三分之二,以留出膨胀空间。
- 如果您的主要重点是灭菌固体仪器或玻璃器皿:使用重力或真空循环,并将物品单层排列,确保蒸汽能接触到每个表面。
- 如果您的主要重点是灭菌生物危害废物:使用具有延长暴露时间的循环,以确保完全渗透和净化,并使用允许蒸汽进入的专用高压灭菌袋。
- 如果您的主要重点是安全:在尝试打开门之前,务必等到压力表读数为零且温度降至 80°C 以下。
理解高压蒸汽灭菌是一个精确的多阶段过程——包括空气清除、蒸汽暴露和受控排气——是每次实现可靠和安全灭菌的关键。
摘要表:
| 阶段 | 关键操作 | 目的 |
|---|---|---|
| 1. 预处理 | 从腔室中去除空气 | 消除绝缘空气袋,确保纯蒸汽接触 |
| 2. 暴露 | 在设定的时间内保持 121°C (250°F) 和 15 psi | 使蛋白质变性,杀死包括孢子在内的所有微生物 |
| 3. 排气 | 安全地释放蒸汽和压力 | 将腔室恢复到环境条件;液体缓慢排气,固体快速排气 |
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