一般高压灭菌的标准温度是 121°C (250°F)。 必须将此温度保持至少 15 分钟,才能有效灭菌材料,杀死所有微生物,包括高度耐受的细菌孢子。然而,这个数字只是成功灭菌所需关键三要素方程中的一部分。
高压灭菌的核心原理不仅仅是高温,而是使用加压饱和蒸汽。 强热、直接的蒸汽接触和足够的时间的结合才能可靠地摧毁所有形式的微生物生命。
核心原理:高压灭菌为何有效
要理解为什么 121°C 是标准温度,就必须掌握使高压灭菌器比简单煮沸更有效的作用机制。
超越沸水
在标准大气压下,沸水的温度达到 100°C (212°F)。虽然这个温度可以杀死许多营养型细菌,但不足以消除高度耐受的细菌内生孢子,例如来自耐热芽孢杆菌或芽孢杆菌属的孢子。
这些孢子可以在沸腾中存活很长时间,对污染构成重大风险。
加压蒸汽的力量
高压灭菌器的工作原理类似于一个复杂的压力锅。 通过增加其腔室内的压力,它允许水以远高于正常沸点的温度存在于蒸汽中。
这种饱和蒸汽是真正的灭菌剂。 它有效地将热能传递给腔室内的任何物品,使所有微生物赖以生存的基本蛋白质和酶变性。
“三大要素”:温度、压力和时间
有效的灭菌取决于这三个因素的精确相互作用。 其中一个因素的改变需要调整其他因素。
最常见和普遍认可的一般用途灭菌标准是121°C,在 15 psi(磅/平方英寸)的压力下,保持至少 15 分钟。 这个持续时间是在整个负载达到目标温度之后的保持时间。
标准高压灭菌循环及其目的
虽然 121°C 是基准,但不同的应用可能需要不同的参数。
通用标准:121°C
此循环是大多数研究和临床实验室的主力。 它非常适合灭菌实验室培养基、水溶液、器具、玻璃器皿和许多常见仪器。
其有效性是针对耐热金黄色葡萄球菌孢子(这是已知最耐热的生物之一)进行验证的。 如果一个循环可以杀死这些孢子,则认为它成功地对所有其他常见微生物进行了灭菌。
更高温度循环:132°C - 134°C
对于某些应用,更高的温度可以显著缩短所需的灭菌时间。 132°C (270°F) 的循环通常用于多孔负载或包裹的医疗器械,可能只需要 3-5 分钟的保持时间。
这些通常被称为“快速”循环,用于临床环境中对手术器械的快速灭菌。 极端条件,例如对朊病毒(引起克雅氏病等疾病的传染性蛋白质)的灭活,可能需要更高的温度和更长的暴露时间。
应避免的常见陷阱
仅仅将高压灭菌器设置为 121°C 并不保证无菌。 成功取决于正确的程序和对潜在故障的理解。
灭菌不完全
最常见的故障是蒸汽渗透不完全。 这可能是由不正确地装载高压灭菌器造成的——物品装载得太密集,阻止了蒸汽到达所有表面。
同样,使用盖子拧得太紧的容器会完全阻挡蒸汽。 盖子必须始终松开,以便蒸汽交换。
材料损坏
并非所有材料都能承受高压灭菌器的高温和高压。 许多塑料,特别是那些非聚丙烯类型的,会熔化和变形。
此外,一些化学试剂和复杂的培养基成分(如维生素、抗生素或某些糖类)在强热作用下会降解,使其失效。
验证的重要性
永远不要仅仅因为机器完成了循环就认为灭菌成功了。 化学指示剂,如带有变色条纹的高压灭菌胶带,只能表明达到了某个温度。
真正的验证需要生物指示剂。 这些是含有耐热金黄色葡萄球菌孢子的瓶子。 循环后,对瓶子进行孵育。 如果孢子被杀死,则没有生长,证实灭菌成功。
为您的应用选择正确的循环
使用您的具体目标来确定高压灭菌运行的正确参数。
- 如果您的主要重点是灭菌一般实验室培养基和液体: 使用标准的 121°C 循环至少 15 分钟,但对于更大的体积(例如,2 升烧瓶增加到 30 分钟),请增加时间以确保核心达到温度。
- 如果您的主要重点是生物废物去污: 将循环时间延长至 121°C 下的 30-60 分钟,以确保蒸汽完全穿透生物危害袋中密集且通常不可预测的内容物。
- 如果您的主要重点是灭菌坚硬、不透水的器械: 132°C 的快速循环 3-5 分钟可能有效,但请务必确认器械能够承受此温度。
- 如果您正在处理对热敏感的材料: 请勿使用高压灭菌器;您必须使用替代方法,例如液体的无菌过滤或塑料的环氧乙烷灭菌。
掌握这些参数可确保您的灭菌过程不仅仅是例行公事,而是一种可靠的科学保证。
摘要表:
| 参数 | 标准值 | 目的 |
|---|---|---|
| 温度 | 121°C (250°F) | 灭菌培养基、玻璃器皿和仪器的通用标准 |
| 压力 | 15 psi | 产生饱和蒸汽以实现有效传热 |
| 保持时间 | 最少 15 分钟 | 确保微生物被完全破坏 |
| 高温循环 | 132°C-134°C | 用于器械的快速“闪蒸”灭菌(3-5 分钟) |
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