高压灭菌的标准压力通常在高于大气压约 1.1 巴（15 磅/平方英寸）到 2.1 巴（30 磅/平方英寸）之间。然而，仅关注压力具有误导性。需要此压力才能分别达到 121°C (250°F) 和 134°C (273°F) 的必要灭菌温度。温度和与饱和蒸汽的直接接触才是真正的灭菌剂，而不是压力本身。
高压灭菌的关键因素不是压力值，而是压力产生的高温饱和蒸汽。压力只是用于提高水沸点的物理工具，使蒸汽能够达到足以消灭所有微生物生命的温度。
为什么压力对灭菌至关重要
克服沸水的局限性
在正常大气压下，水在 100°C (212°F) 沸腾。虽然这个温度可以杀死许多细菌，但不足以可靠地消除高抗性细菌孢子。
加压环境的作用
高压灭菌器是一个密封的压力容器。通过增加内部压力，它将水的沸点提高到远超 100°C。
这种环境允许产生饱和蒸汽，即在给定温度和压力下含有最大可能水蒸气量的蒸汽。
饱和蒸汽：真正的灭菌剂
这种高温、富含水分的蒸汽是灭菌的关键。当它接触到较冷的物品时，蒸汽会凝结，迅速传递大量的热能。
这种强烈的热量有效且不可逆地使微生物体内必需的蛋白质和酶变性，从而导致它们死亡。
关键关系：温度、压力和时间
高压灭菌的三个核心变量——温度、压力和时间——是内在联系的。理解它们之间的关系是实现有效灭菌的基础。
平衡行为
温度与所需的暴露时间之间存在反比关系。更高的温度可以更快地灭菌。
例如，实现更高的温度需要更高的压力设置，但这会显著缩短所需的循环时间。
常见灭菌周期
虽然具体周期因负载和机器而异，但有两个标准几乎是通用的：
- 121°C 循环： 在大约 1.1 巴（108 kPa 或 15 psi）下实现。此循环通常需要 15 到 20 分钟的暴露时间。
- 134°C 循环： 在大约 2.1 巴（206 kPa 或 30 psi）下实现。此循环快得多，通常只需要 3 到 10 分钟的暴露时间。
直接接触不可协商
为了使任何循环成功，蒸汽必须与待灭菌物品的每个表面直接接触。不当装载导致气穴是灭菌失败的主要原因。
了解陷阱和权衡
仅仅设置正确的压力并不能保证成功。有几个因素可能会影响过程。
滞留空气的危险
如果空气没有从腔室中正确排出，高压灭菌器的压力表可能会显示目标压力，但温度将低于预期。这是因为总压力是蒸汽和空气的混合物，而空气是热的不良导体，导致灭菌失败。
对敏感材料的损坏
高温、高压环境很恶劣。更快的 134°C 循环可能会损坏或熔化某些塑料，降解液体培养基，或损坏精密仪器。选择的循环必须与待灭菌的材料兼容。
只关注压力而不是温度
一个常见的错误是只关注压力读数。目标是维持特定的温度特定的持续时间。压力是达到该目的的手段，但温度是必须监测的关键变量。
为您的应用选择正确的循环
使用您的灭菌过程目标来确定正确的参数。
- 如果您的主要重点是灭菌坚固的材料（玻璃器皿、废物、手术钢）： 更高的温度/压力循环（134°C，约 2.1 巴）通常因其速度和效率而受到青睐。
- 如果您的主要重点是灭菌热敏物品（某些塑料、培养基、复杂仪器）： 较低的温度/压力循环（121°C，约 1.1 巴）是更安全的标准，以防止损坏，尽管其持续时间更长。
- 如果您的主要重点是确保绝对无菌： 始终使用生物指示剂验证您的过程，例如含有嗜热脂肪杆菌孢子的指示剂，它们可以证明该循环对最具抵抗力的生物体是致命的。
最终，掌握压力、温度和时间之间的相互作用，才能使您实现安全可靠的灭菌。
总结表：
| 灭菌周期 | 典型压力（表压） | 温度 | 典型暴露时间 |
|---|---|---|---|
| 标准循环 | ~1.1 巴 (15 psi) | 121°C (250°F) | 15-20 分钟 |
| 快速循环 | ~2.1 巴 (30 psi) | 134°C (273°F) | 3-10 分钟 |
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