1、PAGE 1PAGE 32山東阿華生物(shngw)藥業有限公司衛生學及微生物學(wi shn w xu)基礎知識培訓教材山東阿華生物(shngw)藥業有限公司二九年三月緒論(xln)第一節 微生物微生物（microorganism）是存在于自然界的一大群體形微小、結構簡單(jindn)、肉眼直接看不見，必須籍助光學顯微鏡或電子顯微鏡放大數百倍、數千倍，甚至數萬倍才能觀察到的微小生物。微生物的種類(zhngli)與分布 微生物的種類繁多，在數十萬種以上。按其大小、結構、組成等，可分為三大類。1非細胞型微生物 是最小的一類微生物。無典型的細胞結構，無產生能量的酶系統，只能在活細胞內生長增殖。核酸

2、類型為DNA或RNA，兩者不同時存在。病毒屬之。2原核細胞型微生物 這類微生物的原始核呈環狀裸DNA團塊結構，無核膜、核仁。細胞器很不完善，只有核糖體。DNA和RNA同時存在。這類微生物眾多，有細菌、支原體、衣原體、立克次體、螺旋體和放線菌。后五類的結構和組成與細菌接近，故從分類學觀點，將它們列入廣義的細菌范疇。3真核細胞型微生物 細胞核分化程度高，有核膜和核仁。細胞器完整。真菌屬此類。微生物在自然界的分布極為廣泛。江河、湖泊、海洋、土壤、礦層、空氣等都有數量不等，種類不一的微生物存在。其中以土壤中的微生物最多，例如1g肥沃土壤可有幾億到幾十億個。在人類、動物和植物的體表，以及與外界相通的人類

3、和動物的呼吸道、消化道等腔道中，亦有大量的微生物存在。微生物與人類的關系 絕大多數微生物對人類和動、植物是有益的，而且有些是必需的。自然界中N、C、S等元素的循環要靠有關的微生物的代謝活動來進行。例如土壤中的微生物能將死亡動、植物的有機氮化物轉化為無機氮化物，以供植物生長的需要，而植物又為人類和動物所食用。此外，空氣中的大量游離氮，也只有依靠固氮菌等作用后才能被植物吸收。因此，沒有微生物，植物就不能進行代謝，人類和動物也將難以生存。在農業方面，也可以應用微生物制造菌肥、植物生長激素等；也可利用微生物感染昆蟲這一自然現象來殺死害蟲。例如蘇云金桿菌能在一些農作物害蟲的腸腔中生長繁殖并分泌毒素，導致

4、寄生昆蟲的死亡。這樣，開辟了以菌造肥、以菌催長、以菌防病、以菌治病等農業增產新途徑，為人類創造物質財富。在工業(gngy)方面，微生物應用于食品、皮革、紡織、石油、化工、冶金等行業日趨廣泛。例如采用鹽酸(yn sun)水解法生產1噸味精需要小麥30噸，現改用微生物發酵法只需薯粉3噸。既降低生產成本，又大大節約細糧。又如在煉油工業中，利用多種能以石油為原料的微生物進行石油脫蠟，可以提高石油的質量和產量。 在醫藥工業方面，有許多抗生素是微生物的代謝產物。也可選用(xunyng)微生物來制造一些維生素、輔酶等藥物。此外，在污水處理方面，利用微生物降解有機磷、氰化物等亦有良好效果。近年來，隨著分子生物

5、學的發展，微生物在基因工程技術中的作用更顯輝煌。不僅提供了必不可少的多種工具酶和載體系統，更可人為地定向創建有益的工程菌新品種，能在無污染自然環境中制造出多樣、大量的人類必需品。第二節 微生物學微生物學（microbiology）是生命科學的一個重要分支，是研究微生物的類型、分布、形態、結構、代謝、生長繁殖、遺傳、進化，以及與人類、動物、植物等相互關系的一門科學。微生物學工作者的任務是將對人類有益的微生物用于生產實際，對人類有害的微生物予以改造、控制和消滅；使微生物學朝向人類需要的方向發展。微生物學的發展過程大致可分三個時期。 微生物學經驗時期 古代人類雖未觀察到具體的微生物，但早已將微生物知

6、識用于工農業生產和疾病防治之中。公元前兩千多年前的夏禹時代，就有儀狄作酒的記載。北魏（386534）賈思勰齊民要術一書中，詳細記載了制醋方法。那時也已知道豆類的發酵過程，從而制成了醬。民間常用的鹽腌、糖漬、煙熏、風干等保存食物的方法，實際上都是防止食物因微生物生長繁殖而腐爛變質的有效措施。古代人早已認識到天花是一種烈性傳染病，一旦與患者接觸，幾乎都將受染，且死亡率極高。但已康復者去護理天花病人，則不會再得天花。這種免得瘟疫的現象，是“免疫”一詞的最早概念。我國祖先在這個現象的啟發下，開創了預防天花的人痘接種法。人痘接種預防天花是我國預防醫學上的一大貢獻。實驗微生物學(wi shn w xu)時

7、期 首先觀察到微生物的是荷蘭人列文虎克（Antony van Leeuwenhoek，1632-1723）。他于1676年用自磨鏡片，創制了一架能放大266倍的原始顯微鏡，發現許多肉眼看不見的微小生物，并正確地描述了微生物的形態(xngti)有球形、桿狀和螺旋樣等，為微生物的存在提供了科學依據。巴斯德為防止(fngzh)酒類發酵成醋創用的加溫處理法，就是至今仍沿用于酒類和牛奶的巴氏消毒法。在巴斯德的影響下，英國外科醫生李斯特（Joseph Lister，1827-1912）創用石炭酸噴灑手術室和煮沸手術用具，以防止術后感染，為防腐、消毒，以及無菌操作奠定基礎。18世紀末，英國琴納（Edward

8、 Jenner，1749-1823）創用牛痘預防天花，為預防醫學開辟了廣闊途徑。隨后，巴斯德研制雞霍亂、炭疽和狂犬病疫苗成功。1929年Fleming發現青霉菌產生的青霉素能抑制金黃色葡萄球菌的生長。直到1940年，Florey等將青霉菌的培養液予以提純，才獲得可供臨床使用的青霉素純品。青霉素的發現，鼓舞了微生物學家們尋找、發掘抗生素的熱潮，于是鏈霉素、氯霉素、金霉素、土霉素、紅霉素等等相繼發現。使許多由細菌引起的感染和傳染病得到控制和治愈，為人類健康作出了巨大貢獻。現代微生物學時期 近30年來，隨著化學、物理學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、免疫學和分子生物學等學科的進展，電子顯微鏡技術、細

9、胞培養、組織化學、標記技術、核酸雜交、色譜技術和電子計算機等新技術的建立和改進，微生物學得到極為迅速的發展。 第一篇 細菌學第1章 細菌的形態與結構 細菌（bacterium）是屬原核生物界（prokaryotae）的一種單細胞微生物，有廣義和狹義兩種范疇。廣義上泛指各類原核細胞型微生物，包括細菌、放線菌、支原體、衣原體、立克次體、螺旋體。狹義上則專指其中數量最大、種類最多、具有典型代表性的細菌。它們形體微小，結構簡單，具有細胞壁和原始核質，無核仁和核膜，除核糖體外無其他細胞器。第一節 細菌(xjn)的大小與形態觀察細菌最常用的儀器是光學顯微鏡 ，其大小可以用測微尺在顯微鏡下進行(jnxng)

10、測量，一般以微米（m）為單位。不同(b tn)種類的細菌大小不一，同一種細菌也因菌齡和環境因素的影響而有差異。細菌按其外形，主要有球菌、桿菌和螺形菌三大類 球菌 多數球菌（coccus）直徑在1m左右，外觀呈圓球形或近似球形。1雙球菌（diplococcus） 肺炎鏈球菌。2鏈球菌（streptococcus） 乙型溶血性鏈球菌。3葡萄球菌（staphylococcus） 金黃色葡萄球菌。4四聯球菌（tetrads） 四聯加夫基菌。 5八疊球菌（sarcina) 藤黃八疊球菌 桿菌 不同桿菌（bacillus）的大小、長短、粗細很不一致。 大的桿菌如炭疽芽胞桿菌長310m，中等的如大腸埃希菌長

11、23m，小的如布魯菌長僅 0.61.5m。螺形菌 螺形菌（spiral bacterium）菌體彎曲，有的菌體長23m，只有一個彎曲，呈弧形, 如霍亂弧菌；有的菌體長36m，有數個彎曲稱為螺菌（spirillum), 如鼠咬熱螺菌；也有的菌體細長彎曲呈弧形或螺旋形，稱為螺桿菌（helicobacterium），如幽門螺桿菌。 細菌的形態受溫度、pH 、培養基成分和培養時間等因素影響很大。一般是細菌在適宜的生長條件下培養818d時形態比較典型， 在不利環境或菌齡老時常出現梨形、氣球狀和絲狀等不規則的多形性（polymorphism），稱為衰退型（involution form）。因此，觀察細菌的

12、大小和形態，應選擇適宜生長條件下的對數期為宜。 細菌的結構 細菌雖小，仍具有一定的細胞結構和功能。細胞壁、細胞膜、細胞質和核質等各種細菌都有，是細菌的基本結構；莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞僅某些細菌具有，為其特殊結構。一、 細菌(xjn)的基本結構 細胞壁 細胞壁（cell wall）位于菌細胞的最外層，包繞在細胞膜的周圍。是一種膜狀結構， 組成(z chn)較復雜， 并隨不同細菌而異。 用革蘭染色法可將細菌分為兩大類，即革蘭陽性菌和革蘭陰性菌。兩類細菌細胞壁的共有組分為肽聚糖，但各自有其特殊組分。1肽聚糖（peptidoglycan） 是細菌細胞壁中的主要組分，為原核細胞所特有，革蘭陽性菌的肽聚糖

13、由聚糖骨架(gji)、四肽側鏈和五肽交聯橋三部分組成，革蘭陰性菌的肽聚糖僅由聚糖骨架和四肽側鏈兩部分組成。 聚糖骨架由N-乙酰葡糖胺（N-acetyl glucosamine）和N-乙酰胞壁酸（N-acetylmuramic acid）交替間隔排列，經-1，4糖苷鍵聯結而成。各種細菌細胞壁的聚糖骨架均相同。2革蘭陽性菌細胞壁特殊組分 革蘭陽性菌的細胞壁較厚（2080nm），除含有1550層肽聚糖結構外，大多數尚含有大量的磷壁酸（teichoic acid），少數是磷壁醛酸（teichuroic acid），約占細胞壁干重的50%。3革蘭陰性菌細胞壁特殊組分革蘭陰性菌細胞壁較薄（1015nm），

14、但結構較復雜。除含有12層的肽聚糖結構外，尚有其特殊組分外膜（outer membrane），約占細胞壁干重的80%。4細胞壁的功能 細菌細胞壁堅韌而富彈性，其主要功能維持菌體固有的形態，并保護細菌抵抗低滲環境。細菌細胞質內有高濃度的無機鹽和大分子營養物質，其滲透壓高達525個大氣壓。由于細胞壁的保護作用，使細菌能承受內部巨大的滲透壓而不會破裂，并能在相對低滲的環境下生存。細胞壁上有許多小孔，參與菌體內外的物質交換。 菌體表面帶有多種抗原表位，可以誘發機體的免疫應答。細胞膜 細胞膜（cell membrane）或稱胞質膜（cytoplasmic membrane），位于細胞壁內側，緊包著細胞質

15、。厚約7.5nm，柔韌致密，富有彈性，占細胞干重的10%30%. 細菌細胞膜是細菌賴以生存的重要結構之一，其功能主要有物質轉運、生物合成、分泌和呼吸等作用。 細胞質 細胞膜包裹的溶膠狀物質為細胞質（cytoplasm）或稱原生質（protoplasm），由水、蛋白質、脂類、核酸及少量糖和無機鹽組成，其中含有(hn yu)許多重要結構。 1核糖體（ribosome）核糖體是細菌合成蛋白質的場所，游離(yul)存在于細胞質中，每個細菌體內可達數萬個。 2質粒（plasmid）質粒是染色體外的遺傳物質，存在于細胞質中。 為閉合環狀的雙鏈DNA，帶有遺傳信息，控制細菌某些特定的遺傳性狀。質粒能獨立自行

16、復制(fzh)，隨細菌分裂轉移到子代細胞中。質粒不是細菌生長所必不可少的，失去質粒的細菌仍能正常存活。質粒除決定該菌自身的某種性狀外，還可通過接合或轉導作用等將有關性狀傳遞給另一細菌。核質 細菌是原核細胞，不具成形的核。細菌的遺傳物質稱為核質（nuclear material）或擬核（nucleoid），集中于細胞質的某一區域，多在菌體中央，無核膜、核仁和有絲分裂器；因其功能與真核細胞的染色體相似，故習慣上亦稱之為細菌的染色體（chromosome）。細菌的染色體（核質）為一個共價閉合環狀雙鏈DNA 分子， 由兩股方向相反的DNA 多聚鏈呈右手雙螺旋結構。 二、細菌的特殊結構莢膜 某些細菌在其

17、細胞壁外包繞一層粘液性物質，為疏水性多糖或蛋白質的多聚體，用理化方法去除后并不影響菌細胞的生命活動。凡粘液性物質牢固地與細胞壁結合，厚度0.2m ，邊界明顯者稱為莢膜（capsule）或大莢膜（macrocapsule）。厚度10%對其有抑制作用。如空腸彎曲菌、幽門螺桿菌。 3兼性厭氧菌(facultative anaerobe) 兼有需氧呼吸和無氧發酵兩種功能，不論在有氧或無氧環境中都能生長，但以有氧時生長較好。大多數病原菌屬于此。 4專性厭氧菌(obligate anaerobe) 缺乏完善的呼吸酶系統，利用氧以外的其他物質作為受氫體，只能在無氧環境中進行發酵。有游離氧存在時，不但不能利用

18、分子氧，且還將受其毒害，甚至死亡。如破傷風梭菌、脆弱類桿菌。 滲透壓 一般培養基的鹽濃度和滲透壓對大多數細菌是安全的，少數細菌如嗜鹽菌(halophilic bacterium)需要在高濃度（3%）的NaCl環境中生長良好。五、細菌的生長繁殖 細菌的生長繁殖表現(bioxin)為細菌的組分和數量的增加。 細菌個體的生長(shngzhng)繁殖 細菌一般以簡單(jindn)的二分裂方式（binary fission）進行無性繁殖。在適宜條件下，多數細菌繁殖速度很快。細菌分裂數量倍增所需要的時間稱為代時(generation time)，多數細菌為2030 min。個別細菌繁殖速度較慢，如結核分枝

19、桿菌的代時達1820 h。細菌群體的生長繁殖 細菌生長速度很快，一般細菌約20 min分裂一次。若按此速度計算，一個細胞經7 h可繁殖到約200萬個，10 h后可達10億以上，細菌群體將龐大到難以想象的程度。但事實上由于細菌繁殖中營養物質的逐漸耗竭，有害代謝產物的逐漸積累，細菌不可能始終保持高速度的無限繁殖。經過一段時間后，細菌繁殖速度漸減，死亡菌數增多，活菌增長率隨之下降并趨于停滯。 將一定數量的細菌接種于適宜的液體培養基中，連續定時取樣檢查活菌數，可發現其生長過程的規律性。以培養時間為橫坐標，培養物中活菌數的對數為縱坐標，可繪制出一條生長曲線（growth curve）。根據生長曲線，細菌

20、的群體生長繁殖可分為四期： 1遲緩期(lag phase) 細菌進入新環境后的短暫適應階段。該期菌體增大，代謝活躍，為細菌的分裂繁殖合成并積累充足的酶、輔酶和中間代謝產物；但分裂遲緩，繁殖極少。遲緩期長短不一，按菌種、接種菌的菌齡和菌量，以及營養物等不同而異，一般為1 4 h。 2對數期(logarithmic phase) 細菌在該期生長迅速，活菌數以恒定的幾何級數增長，生長曲線圖上細菌數的對數呈直線上升，達到頂峰狀態。此期細菌的形態、染色性、生理活性等都較典型，對外界環境因素的作用敏感。因此，研究細菌的生物學性狀（形態染色、生化反應、藥物敏感試驗等）應選用該期的細菌。一般細菌對數期在培養后

21、的818h。 3穩定期(stationary phase) 由于培養基中營養物質消耗，有害代謝產物積聚，該期細菌繁殖速度漸減，死亡數逐漸增加，細菌形態、染色性和生理性狀常有改變。一些細菌的芽胞、外毒素和抗生素等代謝產物大多在穩定期產生。 4衰亡(shuiwng)期(decline phase) 穩定期后細菌繁殖越來越慢，死亡數越來越多，并超過(chogu)活菌數。該期細菌形態顯著改變，出現衰退型或菌體自溶，難以辨認；生理代謝活動也趨于停滯。 細菌生長曲線只有在體外人工培養的條件下才能觀察到。在自然界或人類、動物體內繁殖(fnzh)時，受多種環境因素和機體免疫因素的多方面影響，不可能出現在培養基

22、中的那種典型的生長曲線。 細菌的生長曲線在研究工作和生產實踐中都有指導意義。掌握細菌生長規律，可以人為地改變培養條件，調整細菌的生長繁殖階段，更為有效地利用對人類有益的細菌。例如在培養過程中，不斷地更新培養液和對需氧菌進行通氣，使細菌長時間地處于生長旺盛的對數期（稱為連續培養）。第三節 細菌的人工培養 了解細菌的生理需要，掌握細菌生長繁殖的規律，可用人工方法提供細菌所需要的條件來培養細菌 ，以滿足不同的需求。一、 培養細菌的方法 人工培養細菌，除需要提供充足的營養物質使細菌獲得生長繁殖所需要的原料和能量外，尚要有適宜的環境條件，如酸堿度、滲透壓、溫度和必要的氣體等。 根據不同標本及不同培養目的

23、，可選用不同的接種和培養方法。常用的有細菌的分離培養和純培養兩種方法。病原菌的人工培養一般采用3537，培養時間多數為1824 h，但有時需根據菌種及培養目的作最佳選擇，如細菌的藥物敏感試驗則應選用對數期的培養物。二、 培養基 培養基（culture medium）是由人工方法配制而成的，專供微生物生長繁殖使用的混合營養物制品。培養基一般pH為7.27.6，少數的細菌按生長要求調整pH偏酸或偏堿。許多細菌在代謝過程中分解糖類產酸，故常在培養基中加入緩沖劑，以保持穩定的pH。培養基制成后必須經滅菌處理。 培養基按其營養(yngyng)組成和用途不同(b tn)，分為以下幾類： 基礎(jch)培養

24、基 基礎培養基（basic medium）含有多數細菌生長繁殖所需的基本營養成分。它是配制特殊培養基的基礎，也可作為一般培養基用。如營養肉湯（nutrient broth）、營養瓊脂（nutrient agar）、蛋白胨水等。選擇培養基 在培養基中加入某種化學物質，使之抑制某些細菌生長，而有利于另一些細菌生長，從而將后者從混雜的標本中分離出來，這種培養基稱為選擇培養基。鑒別培養基 用于培養和區分不同細菌種類的培養基稱為鑒別培養基（differential medium）。用于鑒別細菌。如常用的糖發酵培養基。此外，還可根據對培養基成分了解的程度將其分為兩大類：化學成分確定的培養基（defined

25、 medium），又稱為合成培養基（synthetic medium）；和化學成分不確定的培養基（undefined medium），又稱天然培養基（complex medium）。也可根據培養基的物理狀態的不同分為液體、固體和半固體 三大類。在液體培養基中加入1.5%的瓊脂粉，即凝固成固體培養基；瓊脂粉含量在0.3%0.5%時，則為半固體培養基。瓊脂在培養基中起賦形劑作用，不具營養意義。液體培養基可用于大量繁殖細菌，但必須種入純種細菌；固體培養基常用于細菌的分離和純化；半固體培養基則用于觀察細菌的動力和短期保存細菌。三、細菌在培養基中的生長情況 在液體培養基中生長情況 大多數細菌在液體培養基

26、生長繁殖后呈現均勻混濁狀態；少數鏈狀的細菌則呈沉淀生長；枯草芽胞桿菌、結核分枝桿菌等專性需氧菌呈表面生長，常形成菌膜。在固體培養基中生長情況 將培養物劃線接種在固體培養基的表面，經過1824 h培養后，單個細菌分裂繁殖成一堆肉眼可見的細菌（菌落 colony）。挑取一個菌落，移種到另一培養基中，生長出來的細菌均為純種（純培養 pure culture）。這是從臨床標本中檢查鑒定細菌很重要的第一步。各種細菌在固體培養基上形成的菌落，在大小、形狀、顏色、氣味、透明度、表面光滑或粗糙、濕潤或干燥、邊緣整齊與否，以及在血瓊脂平板上的溶血情況等均有不同表現，這些有助于識別和鑒定細菌。 在半固體培養基中生

27、長(shngzhng)情況 半固體培養基粘度低，有鞭毛的細菌在其中仍可自由游動，沿穿刺(chunc)線呈羽毛狀或云霧狀混濁生長。無鞭毛細菌只能沿穿刺線呈明顯的線狀生長。四人工培養(piyng)細菌的用途 在醫學中的應用 細菌培養對疾病的診斷、預防、治療和科學研究都具有重要的作用。 1.感染性疾病的病原學診斷 明確感染性疾病的病原菌必須取病人有關標本進行細菌分離培養、鑒定和藥物敏感試驗，其結果可指導臨床用藥。 2.細菌學的研究 有關細菌生理、遺傳變異、致病性和耐藥性等研究都離不開細菌的培養和菌種的保存等。 3.生物制品的制備 供防治用的疫苗、類毒素、抗毒素、免疫血清及供診斷用的菌液、抗血清等均來

28、自培養的細菌或其代謝產物。 在工農業生產中的應用 細菌培養和發酵過程中多種代謝產物在工農業生產中有廣泛用途，可制成抗生素、維生素、氨基酸、有機溶劑、酒、醬油、味精等產品。細菌培養物還可生產酶制劑，處理廢水和垃圾，制造菌肥和農藥等。在基因工程中的應用 將帶有外源性基因的重組DNA轉化給受體菌，使其在菌體內能獲得表達。細菌操作方便，容易培養，繁殖快，基因表達產物易于提取純化，故可以大大地降低成本。如應用基因工程技術已成功地制備了胰島素、干擾素、乙型肝炎疫苗等。第五節 細菌的分類一、細菌的分類原則與層次 細菌分類學是一個古老的、傳統的學科，又是一個現代化的、發展的學科。細菌的分類原則上分為傳統分類和

29、種系分類兩種。國際上最具權威性的細菌分類系統專著“伯杰氏系統細菌學手冊（1984）”和“伯杰氏鑒定細菌學手冊，第9版（1994）。 細菌的分類層次與其他生物(shngw)相同，也是界、門、綱、目、科、屬、種。在細菌中常用屬和種。二、細菌(xjn)的命名法細菌的命名采用拉丁雙名法，每個菌名由兩個拉丁字組成。前一字為屬名，用名詞，大寫；后一字為種名，用形容詞，小寫。一般(ybn)屬名表示細菌的形態或發現或有貢獻者，種名表明細菌的性狀特征、寄居部位或所致疾病等。中文的命名次序適與拉丁文相反，是種名在前，屬名在后。有時泛指某一屬細菌，不特指其中某個菌種，則可在屬名后加sp.（單數）或spp第3章 消毒

30、與滅菌細菌為單細胞生物，極易受外界條件的影響。若環境適宜，生長繁殖極為迅速；若環境變化過劇，細菌因代謝障礙而生長受到抑制，其至死亡。根據這一現象，可以采用多種物理、化學或生物學方法來抑制或殺死外環境中的病原微生物，以切斷傳播途徑，從而控制或消滅傳染病。另外，微生物學實驗室和外科手術室等為防止微生物的污染或感染，也需殺滅物品或器械上的微生物。以下術語常用來表示物理或化學方法對微生物的殺滅程度。消毒（disinfection） 殺死物體上病原微生物的方法，并不一定能殺死含芽胞的細菌或非病原微生物。用以消毒的藥品稱為消毒劑（disinfectant）。一般消毒劑在常用的濃度下，只對細菌的繁殖體有效，

31、對其芽胞則需要提高消毒劑的濃度和延長作用的時間。滅菌（sterilization） 殺滅物體上所有微生物的方法。滅菌比消毒要求高，包括殺滅細菌芽胞在內的全部病原微生物和非病原微生物。抑菌（bacteriostasis） 抑制體內或體外細菌的生長繁殖。常用的抑菌劑（bacteriostat）為各種抗生素，可在體內抑制細菌的繁殖,或在體外用于抑菌試驗以檢測細菌對抗生素的敏感性。防腐（antisepsis） 防止或抑制體外細菌生長繁殖的方法。細菌一般不死亡。使用同一種化學藥品在高濃度時為消毒劑，低濃度時常為防腐劑。無菌（asepsis） 不存在(cnzi)活菌的意思。防止細菌進入人體或其它物品的操作

32、技術，稱為無菌操作。例如進行外科手術時需防止細菌進入創口，微生物學實驗中要注意防止污染和感染。第一節 物理(wl)消毒滅菌法消毒與滅菌的方法一般可分為物理學方法和化學方法兩大類。用于消毒滅菌的物理因素有熱力(rl)、紫外線、輻射、超聲波、濾過、干燥和低溫等。一、熱力滅菌法高溫對細菌具有明顯的致死作用，因此最常用于消毒和滅菌。多數無芽胞細菌經5560作用3060min后死亡。濕熱80經510min可殺死所有細菌繁殖體和真菌。細菌的芽胞對高溫有很強的抵抗力，例如炭疽芽胞桿菌的芽胞，可耐受510min煮沸，肉毒梭菌的芽胞則需煮沸35h才死亡。熱力滅菌法分干熱滅菌和濕熱滅菌兩大類，在同一溫度下，后者的

33、效力比前者大。這是因為：濕熱中細菌菌體蛋白較易凝固；濕熱的穿透力比干熱大；濕熱的蒸氣有潛熱存在。水由氣態變為液態時放出的潛熱，可迅速提高被滅菌物體的溫度。干熱滅菌法 干熱的殺菌作用是通過脫水干燥和大分子變性。一般細菌繁殖體在干燥狀態下， 80100經h可被殺死；芽胞則需160170經2h才死亡。1.焚燒 直接點燃或在焚燒爐內焚燒。是一種徹底的滅菌方法，但僅適用于廢棄物品或動物尸體等。2.燒灼 直接用火焰滅菌，適用于微生物學實驗室的接種環、試管口等的滅菌。3.干烤 利用干烤箱滅菌，一般加熱至160170經2 h。適用于高溫下不變質、不損壞、不蒸發的物品，例如玻璃器皿、瓷器、玻質注射器等的滅菌。4

34、.紅外線 紅外線是一種0.771000m波長的電磁波，尤以110m波長的熱效應最強。但熱效應只能在照射到的表面產生，因此不能使物體均勻加熱。紅外線的殺菌作用與干熱相似，利用紅外線烤箱滅菌所需的溫度和時間亦同于干烤。此法多用于醫療器械的滅菌。濕熱滅菌法1.巴氏消毒(xio d)法（pasteurization） 用較低溫度殺滅液體中的病原菌或特定微生物，而仍保持物品中所需的不耐熱成分不被破壞(phui)的消毒方法。此法由巴斯德創用以消毒酒類，故名。目前主要用于牛乳等消毒。方法有兩種：一是加熱至61.162.8min；另一是71.7經1530s鐘，今廣泛(gungfn)采用后法。2.煮沸法 在1個

35、大氣壓下，水的煮沸溫度為100，一般細菌的繁殖體5min能被殺死，細菌芽胞常需煮沸12h才被殺滅。此法常用于消毒食具、刀剪、注射器等。水中加入2碳酸鈉，既可提高沸點達105，促進芽胞的殺滅，又可防止金屬器皿生銹。3. 流動蒸氣消毒法 又稱常壓蒸氣消毒法，是利用一個大氣壓下100的水蒸氣進行消毒。細菌繁殖體經1530min可被殺滅，但芽胞常不被全部殺滅。該法常用的器具是Arnold消毒器，我國的蒸籠具有相同的原理。4. 間歇蒸氣滅菌法（fractional sterilization） 利用反復多次的流動蒸氣間歇加熱以達到滅菌的目的。將需滅菌物置于流通蒸汽滅菌器內，100加熱1530min，殺死

36、其中的繁殖體；但芽胞尚有殘存。取出后放37孵箱過夜，使芽胞發育成繁殖體，次日再蒸一次，連續三次以上，可達到滅菌的效果。此法適用于一些不耐高熱的含糖、牛奶等培養基。若有些物質不耐100，則可將溫度減低至7580，每次加熱時間延長至3060min，次數增加至3次以上，也可達到滅菌目的。5.高壓蒸氣滅菌法 是一種最有效的滅菌方法。滅菌的溫度取決于蒸氣的壓力。在一個大氣壓下，蒸氣的溫度是100。如果蒸氣被限制在密閉的容器中，隨著壓力升高，蒸氣的溫度也相應升高。在103.4kPa(1.05kg/cm2)蒸氣壓下，溫度達到121.3，維持1520min，可殺滅包括細菌芽胞在內的所有微生物。高壓蒸汽滅菌器（

37、autoclave）就是根據這一原理制成的，常用于一般培養基、生理鹽水、手術敷料等耐高溫、耐濕物品的滅菌。二、輻射殺菌法紫外線 波長200300nm的紫外線（包括日光中的紫外線）具有殺菌作用，其中以265266nm最強，這與DNA的吸收光譜范圍一致。紫外線主要作用于DNA，使一條DNA鏈上相鄰的兩個胸腺嘧啶共價結合而形成二聚體，干擾DNA的復制與轉錄，導致細菌的變異或死亡。紫外線穿透力較弱，普通玻璃、紙張、塵埃、水蒸氣等均能阻擋紫外線，故只能用于手術室、傳染病房、細菌實驗室的空氣消毒，或用于不耐熱物品的表面消毒。殺菌波長的紫外線對人體皮膚、眼睛有損傷作用，使用時應注意防護。電離輻射 包括(bo

38、ku)高速電子、X射線和射線等。在足夠劑量時，對各種細菌均有致死作用。其機制在于產生(chnshng)游離基，破壞DNA。電離輻射常用于大量一次性醫用塑料制品的消毒；亦可用于食品的消毒，而不破壞其營養成分。微波(wib) 微波是一種波長為1mm到1m左右的電磁波，可穿透玻璃、塑料薄膜與陶瓷等物質，但不能穿透金屬表面。消毒中常用的微波有2450MHZ與915MHZ兩種，多用于檢驗室用品、非金屬器械、無菌病室的食品食具、藥杯及其它用品的消毒。三、濾過除菌法濾過除菌法（filtration）是用物理阻留的方法將液體或空氣中的細菌除去，以達到無菌目的。所用的器具是濾菌器（filter），濾菌器含有微細

39、小孔，只允許液體或氣體通過，而大于孔徑的細菌等顆粒不能通過。濾過法主要用于一些不耐高溫滅菌的血清、毒素、抗生素以及空氣等的除菌。濾菌器的除菌性能，與濾器材料的特性、濾孔大小、靜電作用等因素有關。濾菌器的種類很多，目前常用的有薄膜濾菌器、素陶瓷濾菌器、石棉濾菌器（亦稱Seitz濾菌器）、燒結玻璃濾菌器等。四、超聲波殺菌法不被人耳感受的高于20千周/s的聲波，稱為超聲波。超聲波可裂解多數細菌，尤其是革蘭陰性菌更為敏感，但往往有殘存者。目前超聲波主要用于粉碎細胞，以提取細胞組分或制備抗原等。超聲波裂解細菌的機制主要是它通過水時發生的空（腔）化作用，在液體中造成壓力改變，應力薄弱區形成許多小空腔，逐漸

40、增大，最后崩破。崩破時的壓力可高達1000個大氣壓。五、干燥與低溫抑菌法有些細菌的繁殖體在空氣中干燥時會很快死亡，例如腦膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌、霍亂弧菌、蒼白密螺旋體等。但有些細菌的抗干燥力較強，如溶血性鏈球菌在塵埃中存活25d，結核分枝桿菌在干痰中數月不死。芽胞的抵抗力更強，如炭疽芽胞桿菌的芽胞耐干燥20余年。干燥法常用于保存食物，濃鹽或糖漬食品可使細菌體內水分逸出，造成生理性干燥，使細菌的生命活動停止，從而防止食物變質。低溫可使細菌的新陳代謝減慢，故常用作保存細菌菌種。當溫度回升至適宜范圍時，又能恢復生長繁殖(fnzh)。為避免解凍時對細菌的損傷，可在低溫狀態下真空抽去水分，此法稱為冷凍真

41、空干燥法（lyophilization）。該法是目前保存菌種的最好方法(fngf)，一般可保存微生物數年至數十年。第二節 化學消毒(xio d)滅菌法許多化學藥物能影響細菌的化學組成、物理結構和生理活動，從而發揮防腐、消毒甚至滅菌的作用。消毒防腐藥物一般都對人體組織有害，只能外用或用于環境的消毒。根據化學消毒劑的殺菌機制不同，主要分以下幾類：促進菌體蛋白質變性或凝固，例如酚類（高濃度）、醇類、重金屬鹽類（高濃度）、酸堿類、醛類；干擾細菌的酶系統和代謝，例如某些氧化劑、重金屬鹽類（低濃度）與細菌的SH基結合使有關酶失去活性；損傷菌細胞膜，例如酚類（低濃度）、表面活性劑、脂溶劑等，能降低菌細胞的表

42、面張力并增加其通透性，胞外液體內滲，致使細菌破裂。一、消毒劑的主要種類酚類 石炭酸、來蘇、洗必泰等酚類化合物，低濃度時破壞菌細胞膜，使胞質內容物漏出；高濃度時使菌體蛋白質凝固。也有抑制細菌脫氫酶、氧化酶等作用。醇類 殺菌機制在于去除細菌胞膜中的脂類，并使菌體蛋白質變性。乙醇最常用，濃度為7075時殺菌力最強，更高濃度因能使菌體表面蛋白質迅速凝固，殺菌效力反而減低。異丙醇的殺菌作用比乙醇強，且揮發性低，但毒性較高。兩者主要用于皮膚消毒和浸泡體溫計等。重金屬鹽類 高濃度時易與帶陰電荷的菌體蛋白質結合，使之發生變性或沉淀，又可與細菌酶蛋白的SH基結合，使其喪失酶活性。氧化劑 常用的有過氧化氫、過氧乙

43、酸、高錳酸鉀與鹵素等。它們的殺菌作用是依靠其氧化能力，可與酶蛋白中的SH基結合，轉變為SS基，導致酶活性的喪失。過氧化氫在水中可形成氧化能力很強的自由羥基，破壞蛋白質的分子結構。過氧乙酸為強氧化劑，易溶于水，對細菌繁殖體和芽胞、真菌、病毒等都有殺滅作用，應用廣泛；但穩定性差，易分解并有刺激性與腐蝕性，不適用于金屬器具等的消毒。用于消毒的鹵素有碘和氯兩類，碘多用于皮膚消毒；氯多用于水的消毒。氯化合物有漂白粉、次氯酸鈣、次氯酸鈉等。表面(biomin)活性劑 又稱去污劑，易溶于水，能減低液體的表面張力，使物品表面油脂乳化易于除去，故具清潔作用。并能吸附(xf)于細菌表面，改變胞壁通透性，使菌體內的

44、酶、輔酶、代謝中間產物逸出，呈現殺菌作用。表面活性劑有陽離子型、陰離子型和非離子型三類。因細菌帶陰電，故陽離子型殺菌作用較強。陰離子型如烷苯磺酸鹽與十二烷基硫酸鈉解離后帶陰電，對革蘭陽性菌也有殺菌作用。非離子型對細菌無毒性，有些反而有利于細菌的生長，例如吐溫80（tween 80）對結核分枝桿菌有刺激生長、并有使菌分散的作用。常用于消毒(xio d)的表面活性劑有新潔爾滅、杜滅芬等。烷化劑 殺菌機制在于對細菌蛋白質和核酸的烷化作用，殺菌譜廣，殺菌力強。常用的有甲醛、環氧乙烷和戊二醛等。甲醛與環氧乙烷的殺菌作用主要是取代細菌酶蛋白中氨基、羧基、巰基或羥基上的氫原子，使酶失去活性。戊二醛主要是取代

45、氨基上的氫原子。環氧乙烷能穿透包裹物，對分枝桿菌、病毒、真菌和細菌芽胞均有較強的殺菌力。缺點是對人體有一定毒性，且有些烷化劑，如丙脂等可能有致癌作用。二、消毒劑的應用病人排泄物與分泌物 糞、尿、膿、痰等，一般多用等量的20漂白粉、5石炭酸或2來蘇，攪拌均勻，作用2h再傾去。皮膚 2.5%碘酒、70乙醇、2紅汞均可應用。粘膜 新生兒預防淋病奈瑟菌性眼結膜炎可用1硝酸銀或2蛋白銀滴眼；口腔粘膜消毒可用3過氧化氫；沖洗尿道、陰道、膀胱等可用0.01%0.1%洗必泰或0.1高錳酸鉀。飲水 自來水用氯氣，少量的飲用水可用漂白粉。廁所、陰溝 可用生石灰，其有效成分是氫氧化鈣。空氣(kngq) 常用(chn yn)福爾馬林（甲醛溶液）加熱法：12.525ml/m3熏蒸(xnzhng)1224 h；或福爾馬林混合高錳酸鉀法：福爾馬林40ml加高錳酸鉀30g/m3, 熏蒸1224 h；肝炎病房可用過氧乙酸3g/m3熏蒸90min。手 一般用2來蘇。當疑有肝炎病毒污染時，用0.2%0.4%過氧乙酸浸泡12min后，流水沖洗。或用2碘酊涂擦后用70乙醇擦洗。表31 常用消毒劑的種類、作用機制與用途類 別作 用 機 制常 用 消 毒 劑用 途酚類蛋白質變性，損傷細胞膜，滅活酶類35石炭酸2來蘇；0.01%0.05%洗必泰地面、