除了标准的121°C 15分钟，最常见的替代高压灭菌设置是134°C (273°F) 3-5分钟。还存在其他特殊周期，例如用于大批量物品的延长灭菌时间，或用于销毁高度耐受的朊病毒的特定协议，这可能需要在134°C下保持18分钟或更长时间。选择完全取决于待灭菌的材料和所需的速度。
核心原则不是一个神奇的数字，而是一种反向关系：随着饱和蒸汽的温度和压力的增加，实现完全灭菌所需的暴露时间可以减少。
原理：为什么温度和时间可以互换
高压灭菌器不是用干热灭菌；它是用高压饱和蒸汽灭菌。这种区别对于理解不同周期如何工作至关重要。
饱和蒸汽的作用
对高压灭菌室加压可以使水在远高于其正常100°C (212°F)的温度下沸腾。这种过热的高压蒸汽就是灭菌剂。
当这种蒸汽接触到负载中较冷的物品时，它会迅速凝结回液态水，释放出大量的能量，称为潜热。
这种突然的热量传递正是细菌、病毒和孢子中必需蛋白质和酶瞬间变性，使其失活且无法繁殖的原因。
变量的相互作用
温度、压力和时间是密不可分的。你不能在不影响其他变量的情况下改变其中一个。
更高的温度会导致微生物蛋白质更剧烈、更快速的变性。因此，像134°C这样的更高温度可以在121°C所需时间的一小部分内达到相同的灭菌水平。
标准和替代灭菌周期
虽然理论上可能存在无数种组合，但专业和医疗环境依赖于少数经过充分验证的周期。
通用标准：121°C
121°C (250°F) 15 psi 至少15分钟的周期是使用最广泛的设置。它对绝大多数普通实验室应用有效，包括培养基、玻璃器皿和仪器。
此设置提供了可靠的平衡，既足够热以杀死耐热孢子，又不会损坏大多数实验室塑料（如聚丙烯）或降解常见的培养基成分。
高速替代方案：132-134°C
对于对速度要求很高的应用，使用132°C至134°C (270-273°F) 约30 psi的周期。暴露时间大幅缩短至仅3到5分钟。
这通常被称为“快速灭菌”，在医疗环境中常用于在手术之间快速灭菌未包装的器械。
特殊情况：朊病毒灭活
朊病毒是导致克雅氏病（CJD）等疾病的感染性蛋白质，它们对标准灭菌方法具有极强的抵抗力。
灭活朊病毒需要更积极的方法。世界卫生组织通常建议使用134°C 至少18分钟的周期，有些协议甚至延长到60分钟以确保最大安全性。
最重要的因素：负载大小和密度
至关重要的是，计时器仅在负载本身达到目标温度后才开始。这种“热渗透时间”通常是周期中最长的部分。
一大瓶液体或一袋密集的生物危害废物，其核心达到121°C所需的时间将比单个金属器械长得多。对于这些负载，总周期时间通常会延长到30、45甚至60分钟，以确保整个负载都达到15分钟的暴露时间。
了解权衡和风险
选择更快、更热的周期并非总是更好的选择。它涉及必须考虑的重大权衡。
材料兼容性
更高的温度可能具有破坏性。许多常见的塑料在134°C下会变形或熔化。敏感的溶液，例如含有糖或维生素的细胞培养基，可能会因剧烈的高温而降解或焦糖化，使其无法使用。
灭菌不完全的风险
最大的风险是未能实现灭菌。简单地缩短时间而没有相应且经过验证的温度升高将导致周期失败。这对于热渗透缓慢的密集或液体负载尤其危险。
验证的必要性
无论您选择哪种周期，都必须验证其对特定负载的有效性。在每次负载中使用化学指示剂（变色胶带或条带），并定期使用生物指示剂（高抗性孢子的小瓶）进行验证，以证明您的过程有效。
为您的应用选择正确的周期
使用您的具体目标来确定高压灭菌周期的适当起点。
- 如果您的主要重点是培养基、玻璃器皿或废物的常规灭菌：使用标准121°C 15分钟，对于大批量物品，将总时间延长至30-60分钟。
- 如果您的主要重点是未包装、非多孔器械的速度：132-134°C 3-5分钟的周期是最有效的选择。
- 如果您的主要重点是灭菌热敏塑料或溶液：坚持使用较低的121°C温度，以最大程度地减少对材料的损坏。
- 如果您的主要重点是净化可能接触朊病毒的材料：您必须使用延长周期，例如134°C 至少18分钟。
了解这些核心原则使您能够超越默认设置，实施既安全又有效的灭菌过程，以满足您的特定需求。
总结表：
| 应用 | 推荐周期 | 主要考虑因素 |
|---|---|---|
| 常规灭菌（培养基、玻璃器皿） | 121°C 15-60分钟 | 大批量/密集负载需延长灭菌时间；对大多数塑料安全 |
| 高速（快速灭菌） | 134°C 3-5分钟 | 适用于未包装器械；避免热敏材料 |
| 朊病毒灭活 | 134°C 18-60分钟 | 高风险污染物必需；检查材料兼容性 |
| 热敏塑料/溶液 | 121°C 延长灭菌时间 | 防止变形/降解；验证密集负载的渗透情况 |
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