为什么 121°C 和 15 Psi 高温高压灭菌是灭菌的标准？

121°C 和 15 磅/平方英寸的高压灭菌是一种标准的灭菌方法，因为这些条件可确保有效消灭微生物，包括耐热孢子。温度和压力的结合会产生一种热应力环境，即使是最耐高温的微生物也会失活。这些参数基于平衡效率、安全性和材料兼容性的科学原则。121°C 的温度足以使蛋白质变性并破坏细胞结构，而 15 psi 的压力则可确保蒸汽穿透负载的所有区域，实现均匀灭菌。这种工艺因其可靠性、可重复性以及能够处理各种材料而不会造成损坏而被广泛采用。

要点说明：

温度与微生物失活:
- 121°C 是灭菌的最佳温度 121°C 是灭菌的最佳温度，因为它能有效地使蛋白质和核酸变性，而蛋白质和核酸对微生物的生存至关重要。这种温度甚至足以灭活最耐热的生物，如细菌孢子（如嗜热地杆菌）、 嗜热地杆菌 ），它们通常被用作验证灭菌过程的生物指标。
- 热应力 这种温度会破坏细胞膜和酶，导致微生物不可逆转的损伤和死亡。
压力和蒸汽渗透:
- 15 磅/平方英寸（英镑/平方英寸） 是达到 121°C 温度所需的压力。在此压力下，水沸腾的温度高于其正常沸点（常压下为 100°C），从而产生过热蒸汽。
- 蒸汽渗透 蒸汽渗透对于灭菌至关重要。压力可确保蒸汽穿透高密度材料、缝隙和难以触及的区域，从而确保均匀灭菌。
时间和灭菌效率:
- 15-20 分钟 是 121°C 和 15 psi 下的典型灭菌时间。这个时间足以确保包括孢子在内的所有微生物都被灭活。具体时间可能会因负载的体积和密度而异。
- 杀菌率 是衡量灭菌效果的标准。温度、压力和时间的组合可确保高杀灭率，达到灭菌标准。
121°C 和 15 psi 的科学依据:
- 这些参数由 热死亡时间 (TDT) 这一概念定义了在特定温度下杀死特定微生物所需的时间。研究表明，121°C 是在合理的时间范围内实现高度耐药孢子的 12 个菌落减少（完全灭菌）所需的最低温度。
- D 值 (十进制减少时间）是另一个关键因素。它表示在特定温度下将微生物数量减少 90% 所需的时间。在 121°C 温度下，大多数孢子的 D 值小于 1 分钟，可确保快速灭活。
材料兼容性:
- 121°C 和 15 psi 之所以选择这两个值，是因为它们能有效灭菌，且不会损坏实验室和医疗机构常用的大多数材料，如玻璃器皿、手术器械和某些塑料。
- 较高的温度或压力可能会损害材料的完整性，而较低的数值则可能无法实现完全灭菌。
标准化和验证:
- 这些条件被广泛采纳为 行业标准 灭菌的行业标准。美国食品及药物管理局和世界卫生组织等监管机构推荐使用这些参数来验证高压灭菌器的性能。
- 生物指标 和 化学指标 用于验证灭菌过程是否符合这些标准，确保一致性和可靠性。
能源效率和实用性:
- 121°C 和 15 psi 在效果和能耗之间取得平衡。较高的温度需要更多的能源和更长的冷却时间，而较低的温度则可能需要不切实际的灭菌时间。
- 这些条件适用于实验室、医院和工业环境中的日常使用，是普遍接受的标准。

通过遵守这些参数，高压灭菌可确保灭菌效果和效率，满足不同应用的需求，同时保持安全性和材料完整性。

汇总表：

参数	详细信息
温度	121°C - 使蛋白质和核酸变性、使耐热孢子失活的最佳温度。
压力	15 磅/平方英寸 - 确保蒸汽渗透，实现均匀灭菌。
灭菌时间	15-20 分钟--足以完全灭活微生物。
科学依据	基于热死亡时间 (TDT) 和 D 值原理。
材料兼容性	可安全用于玻璃器皿、手术器械和某些塑料。
标准化	被 FDA、WHO 和行业标准广泛采用。
能源效率	兼顾有效性、实用性和能耗。