知识 为什么要在 121°C 高温高压灭菌?有效灭菌背后的科学原理
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技术团队 · Kintek Solution

更新于 1个月前

为什么要在 121°C 高温高压灭菌?有效灭菌背后的科学原理

高压灭菌的温度为 121°C,因为在压力下达到的这一温度足以杀死所有形式的微生物,包括耐热孢子。蒸汽、压力和时间的结合可确保微生物中的蛋白质凝固,从而将其消灭。121°C 时,蒸汽达到饱和,压力(通常为 15 磅/平方英寸)提高了水的沸点,使温度超过 100°C。这一温度会保持一定时间(通常为 15-30 分钟),以确保完全灭菌。121°C 的选择兼顾了效率、安全性和实用性,因为较高的温度可能会损坏敏感材料,而较低的温度则可能无法实现无菌。

要点说明:

为什么要在 121°C 高温高压灭菌?有效灭菌背后的科学原理
  1. 温度与微生物破坏

    • 121°C 的高温足以使微生物中的蛋白质和核酸变性,导致其死亡。
    • 这一温度对耐热细菌孢子特别有效,而这种细菌孢子是最难消灭的。
    • 许多微生物在 121°C 下的 D 值(杀死 90% 微生物种群所需的时间)都已确定,因此是一个可靠的标准。
  2. 压力和沸点升高

    • 高压灭菌器的工作压力约为 15 磅/平方英寸(psi),可将水的沸点从 100°C 提高到 121°C。
    • 这种升高的温度可确保蒸汽有效地渗透和消毒材料。
    • 压力还有助于使蒸汽保持饱和状态,这对有效传热至关重要。
  3. 蒸汽质量和渗透性

    • 饱和蒸汽是灭菌的理想选择,因为它含有最多的热能,并能有效穿透材料。
    • 从高压灭菌器腔体中适当排出空气对确保蒸汽能到达所有表面至关重要。
    • 夹带的空气会产生冷点,降低灭菌效果。
  4. 时间和灭菌保证

    • 121°C 和 15 psi 的组合需要保持一定的时间(通常为 15-30 分钟),以确保彻底消灭微生物。
    • 对于较大的负载或密度较高的材料,可能需要更长的暴露时间,以确保蒸汽渗透。
    • 根据时间和温度计算 F 值(灭菌过程的总致死率),以确认无菌。
  5. 实用性和材料兼容性

    • 121°C 是兼顾灭菌效率和保存热敏材料的实用温度。
    • 更高的温度(如 132°C)可以缩短灭菌时间,但可能会损坏精密仪器或材料。
    • 121°C 标准因其可靠性和安全性而被医疗、实验室和工业环境广泛接受。
  6. 微生物的热阻

    • 微生物的热阻可通过 D 值、Z 值和 F 值等参数进行量化。
    • 在 121°C 高温下,即使是最顽强的孢子也能在规定时间内克服热阻。
    • 这些参数有助于验证灭菌过程,并确保不同高压灭菌周期的一致性。
  7. 监管和行业标准

    • 监管机构和行业标准(如 ISO、FDA)建议采用 121°C 高温高压灭菌来实现无菌。
    • 这一温度得到了广泛研究和验证研究的支持,确保了其在各种应用中的有效性。
    • 符合这些标准对于医疗保健、制药和研究领域的质量保证至关重要。

高压灭菌器在 121°C 的温度下工作,提供了一种可靠、高效和标准化的灭菌方法,可确保医疗器械、实验室设备和其他关键材料的安全性和完整性。

汇总表:

主要方面 说明
温度 121°C 会使蛋白质和核酸变性,杀死所有微生物。
压力 15 psi 可将水的沸点提高到 121°C,从而有效杀菌。
蒸汽质量 饱和蒸汽可确保最大程度的热传递和材料渗透。
时间 121°C 下 15-30 分钟,确保彻底消灭微生物。
材料兼容性 兼顾灭菌效率和热敏材料的保存。
监管标准 符合 ISO、FDA 和其他行业的无菌保证标准。

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