对于大多数微生物学应用，标准高压灭菌器温度为 121°C (250°F)。通过在高于大气压约15磅/平方英寸（psi）的压力下使用饱和蒸汽来达到并维持此温度。在此温度下的最短暴露时间通常为15分钟。
有效灭菌的关键不仅仅是温度，而是温度、时间和与加压蒸汽直接接触的结合。这三者是可靠地消灭所有形式微生物生命（包括最具抵抗力的细菌孢子）所必需的。
为何121°C是黄金标准
选择121°C并非随意。这是一个经过科学确定的基准，旨在确保彻底消除微生物，适用于培养基制备和废弃物净化等应用。
饱和蒸汽的力量
干热是热能的不良导体。然而，饱和蒸汽在传热方面异常有效。
在压力下，蒸汽在较冷的表面凝结，迅速传递大量能量，使微生物细胞中必需的蛋白质变性并融化脂质，导致它们死亡。
针对最顽强的对手：细菌孢子
灭菌的主要目标是细菌内生孢子，例如来自Geobacillus和Clostridium属的孢子。这些是休眠的、高度抵抗的结构，可以存活于沸腾和许多化学消毒剂中。
121°C的温度已被证明可以在实际时间内可靠地消灭即使是最耐热的孢子，确保真正的无菌。如果您的过程能够杀死这些孢子，则认为它对所有其他微生物都有效。
压力的关键作用
在开放环境中，水在100°C (212°F)沸腾，这个温度不足以快速杀死细菌孢子。
高压灭菌器内部的压力（通常为15 psi）只有一个主要目的：将水的沸点提高到121°C。压力本身对杀灭作用影响甚微；它是实现高温的促成因素。
超越温度的因素：时间
达到121°C只成功了一半。循环的持续时间同样关键，并且在很大程度上取决于要灭菌的物品。
“15分钟规则”解释
标准的15分钟循环是指整个负载在121°C下保持的时间。这不包括高压灭菌器加热或冷却所需的时间。
此持续时间通常足以灭菌坚硬、无孔的物品，如玻璃器皿或金属器械，这些物品允许蒸汽快速渗透。
为何负载类型决定循环时间
高压灭菌最常见的失败点是特定负载的循环时间不足。蒸汽必须渗透到负载的最中心才能有效。
大量液体、致密材料（如生物危害袋）或紧密包裹的手术包需要明显更长的循环时间。例如，一升培养基可能需要在121°C下30分钟或更长时间，以确保液体中心达到目标温度。
应避免的常见陷阱
成功的灭菌取决于正确的技术。避免这些常见错误对于确保安全和工作完整性至关重要。
不当装载
切勿过度装载高压灭菌器。物品应松散放置，以便蒸汽可以自由地在每个物体周围和内部循环。在物品之间留出空间对于有效灭菌至关重要。
使用密封容器
对密封严密的瓶子或容器进行高压灭菌极其危险，并可能导致爆炸。务必使用带排气孔的盖子或确保盖子松开，以使压力均衡。玻璃器皿应由能承受温度变化的硼硅酸盐玻璃（Pyrex或Kimax）制成。
忽视质量控制
目视确认不足以证明。灭菌必须经过验证。
- 高压灭菌指示胶带上的条纹在受热后会变色，但这仅确认腔室达到了温度，而不是负载已无菌。
- 生物指示剂，含有耐热孢子，如嗜热脂肪芽孢杆菌，是黄金标准。如果循环后孢子被杀死，则表明已确认真正的灭菌。
如何将其应用于您的项目
正确的循环参数完全取决于您的目标。使用这些指南作为制定特定实验室协议的起点。
- 如果您的主要重点是灭菌清洁仪器或玻璃器皿：在正确装载后，标准15-20分钟的121°C循环通常是有效的。
- 如果您的主要重点是制备液体培养基：根据体积增加循环时间——一升烧瓶可能需要30分钟，而四升烧瓶可能需要一小时或更长时间。
- 如果您的主要重点是净化生物危害废弃物：使用更长的循环（45-60分钟），并在高压灭菌袋中加入少量水，以产生足够的蒸汽穿透致密材料。
掌握这些蒸汽灭菌的核心原理对于确保实验室安全和实验结果的有效性至关重要。
总结表：
| 参数 | 标准值 | 主要目的 |
|---|---|---|
| 温度 | 121°C (250°F) | 消灭所有微生物生命，包括孢子 |
| 压力 | 15 psi（高于大气压） | 将水的沸点提高到121°C |
| 最短时间 | 15分钟（在目标温度下） | 确保蒸汽渗透整个负载 |
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