滅菌原理

紫外線滅菌的原理:
紫外線滅菌是用紫外線管照射進(jìn)行的。波長在220-300納米的紫外線稱為"殺生命區(qū)"，其中以260鈉米的殺菌力最強(qiáng)。紫外線作用于細(xì)胞DNA，使DNA鏈上相鄰的嘧啶堿形成嘧啶二聚體（如胸腺嘧啶二聚體），抑制了DNA復(fù)制。另外，空氣在紫外線照射下可以產(chǎn)生臭氧，臭氧也有一定的殺菌作用。紫外線透過物質(zhì)的能力很差，適用于空氣及物體表面的滅菌，與被照物的距離以不超過1.2米為易，照射時間以視紫外線燈管的功率大小、被照空間及面積大小，根據(jù)滅菌效果測定結(jié)果而定。由于紫外線對人體有傷害作用，因此，不要在紫外線燈照射下進(jìn)行操作。
氯化汞滅菌的原理：氯化汞也稱升汞，是一種劇毒的重金屬鹽殺菌劑，其殺菌的原理是Hg2+可與帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)結(jié)合，使細(xì)菌蛋白變性，酶失活。氯化汞使用濃度0.1%-0.2%，浸泡6-12分鐘時，就可以有效地殺死附著在外植體表面的細(xì)菌及真菌芽孢，滅菌效果極好。
但用氯化汞滅過菌的外植體材料要用無菌水反復(fù)多次洗滌（一般不少于5次），才可將殘留的藥劑除凈。使用氯化汞給環(huán)境造成污染，一般情況下，應(yīng)盡量用其它消毒劑滅菌，而以少用或不用氯化汞為易。
漂白粉滅菌的原理：
漂白粉為白色粉末，一般含10%-20%（質(zhì)量/體積）的次氯酸鈣[Ca(ClO)2],使用時用飽和溶液，殺菌的原理在于它分解出具有殺菌作用的氯氣。氯與蛋白質(zhì)中的氨基結(jié)合，使菌體蛋白質(zhì)氧化，代謝功能發(fā)生障礙。注意漂白粉腐蝕金屬、棉織品，刺激皮膚，易吸潮散失有效氯而失效，平時要密封儲藏，最好現(xiàn)配現(xiàn)用，不要儲藏太久。
酒精滅菌的原理：
酒精具有較強(qiáng)的穿透力和殺菌力，它使細(xì)菌蛋白質(zhì)變性。使用的濃度一般為70%-75%。處理時間15-30秒，不宜太長，因為細(xì)胞容易收縮脫水。它具有浸潤和滅菌的雙重作用，適用于表面消毒，但不能達(dá)到徹底的滅菌，必須結(jié)合其它藥劑滅菌。
     為了提高乙醇的殺菌效果，可在乙醇溶液中加入0.1%的酸或堿,以改變細(xì)胞表面帶電荷的性質(zhì)而增加膜透性,提高乙醇的殺菌效果。
高錳酸鉀滅菌的原理：
高錳酸鉀能使細(xì)菌酶蛋白中的基氧化成二硫基而失去酶活性。濃度稀釋時起氧化作用殺死細(xì)菌，日常生活中通常用作皮膚、果蔬的表面消毒劑，在一盆清水中加幾粒高錳酸鉀就可起到殺菌的作用。
臭氧滅菌原理
"臭氧（O3）的消毒原理是：臭氧在常溫、常壓下分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，很快自行分解成氧氣（O2）和單個氧原子（O）；后者具有很強(qiáng)的活性，對細(xì)菌有極強(qiáng)的氧化作用，將其殺死，多余的氧原子則會自行重新結(jié)合成為普通氧原子（O2），不存在任何有毒殘留物，故稱無污染消毒劑，它不但對各種細(xì)菌（包括肝炎病毒，大腸桿菌，綠濃桿菌及雜菌等）有極強(qiáng)的殺滅能力，而且對殺死霉素也很有效。"
   1、臭氧的滅菌機(jī)制及過程類屬于生物化學(xué)過程，氧化分解了細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶。
   2、直接與細(xì)菌、病毒發(fā)生作用，破壞其細(xì)胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA，蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細(xì)菌的物質(zhì)代謝生產(chǎn)和繁殖過程到破壞。
   3、滲透胞膜組織，侵入細(xì)胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖，使細(xì)胞發(fā)生通透畸變，導(dǎo)致細(xì)胞溶解死亡。并且將死亡菌體內(nèi)遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、枝原體及熱原（細(xì)菌病毒代謝產(chǎn)物、內(nèi)毒素）等溶解變性滅亡。
    綜觀無菌技術(shù)對微生物作用的原理可分為抑菌、殺菌和溶菌三種。應(yīng)用臭氧作滅菌劑是屬于溶菌。所謂溶菌，即可達(dá)到"徹底、永久地消滅物體表面所有微生物"的效果。
等離子體滅菌的原理
1、等離子體的形成：
   等離子體屬于物理概念，是自然界中存在的一種物質(zhì)狀態(tài)(即固體、液體和氣體之外的第四態(tài))。低溫等離子體的產(chǎn)生通常是在幾帕到幾百帕的真空環(huán)境下，利用特定電磁電場作用，使某些中性氣體的分子產(chǎn)生連續(xù)不斷的電離，形成帶負(fù)電荷和等量帶正電荷的離子相互共存的物質(zhì)狀態(tài)，當(dāng)電離率與復(fù)合率達(dá)到平衡時，這種穩(wěn)定存在的物質(zhì)形態(tài)就稱之為等離子體。
   同一種物質(zhì)的不同狀態(tài)，表示這種物質(zhì)中粒子所具有不同的能量，例如固體冰獲得能量融化成水，水獲得能量汽化成水蒸氣，水蒸氣在特定的物理條件下又可形成等離子體，由此可知等離子體是一種能量更高的物質(zhì)聚集態(tài)。組成等離子體的不僅有分子和原子，還有許多帶電粒子，其粒子的能量約從幾eV（電子福特）到幾千eV不等，因而，其具有特殊的理化性能，在與物質(zhì)的相互作用中會產(chǎn)生許多特殊的物理和化學(xué)效應(yīng)。例如：過氧化氫（雙氧水）是普通的臨床消毒液，但需要將器械完全浸泡2小時以上，才能達(dá)到高級消毒水平；而等離子體滅菌器將極少量雙氧水（2～5ml/次）激發(fā)成過氧化氫等離子體，可在幾十秒鐘的時間內(nèi)、35～45℃條件下將106cpu/片的枯草桿菌芽孢全部殺滅，達(dá)到滅菌水平；而用環(huán)氧乙烷殺滅同樣的芽孢菌片，需要2小時以上。由此可以看出等離子體滅菌的效率所在。
    2、等離子體滅菌器的作用原理：
    H2O2等離子體能夠在常溫條件下實現(xiàn)快速、干燥滅菌的目的，是多種滅菌條件綜合作用的結(jié)果：
    （1）活性基團(tuán)的作用：等離子體中含有的大量活性氧離子、高能自由基團(tuán)等成分，極易與細(xì)菌、霉菌、芽孢和病毒中蛋白質(zhì)和核酸物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)而變性，從而使各類微生物死亡。
    （2）高速粒子擊穿作用：在滅菌實驗后通過電鏡觀察，經(jīng)等離子體作用后的細(xì)菌菌體與病毒顆粒圖像，均呈現(xiàn)千瘡百孔狀，這是由具有高動能的電子和離子產(chǎn)生的蝕刻和擊穿效應(yīng)所致。
    （3）紫外線的作用：在激發(fā)H2O2形成等離子體的過程中，伴隨有部分紫外線產(chǎn)生，這種高能紫外光子（3.3～3.6eV）被微生物或病毒中蛋白質(zhì)所吸收，致使其分子變性失活。
輻射滅菌的原理
輻射滅菌的優(yōu)點是：(1)滅菌徹底，無污染和殘毒，也不會產(chǎn)生感生放射性。(2)滅菌在常溫下進(jìn)行，即"冷滅菌"，不影響中藥成分。(3)產(chǎn)品可以在包裝后滅菌，沒有二次染菌問題，只要包裝不透菌，可以長期保證質(zhì)量。(4)適合大或小批量連續(xù)作業(yè)，節(jié)約能源，成本低廉。
1 γ射線輻照中藥滅菌的原理
1．1 電離輻射：電離輻射指的是那些能直接地或間接地通過初級或次級過程而使物質(zhì)產(chǎn)生電離效應(yīng)的輻射。用于輻射加工的輻射源主要是：電子加速器產(chǎn)生的高能電子束，能量在0．5～10 MeV；放射性同位素60Co或137cs放射出的γ射線，目前國內(nèi)中藥輻射滅菌大多數(shù)采用60Co-γ射線。
1．2 60Co-γ射線輻射滅菌的生物學(xué)過程：高能射線照射物質(zhì)后會引起物質(zhì)中的微生物、昆蟲等發(fā)生一系列物理學(xué)效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物學(xué)效應(yīng)達(dá)到殺蟲、滅菌的效果。其相互作用過程大致分為5個階段：物理階段、物理化學(xué)階段、化學(xué)階段、生物化學(xué)階段、生物學(xué)階段。利用輻射的生物學(xué)效應(yīng)，就可以實現(xiàn)抑制發(fā)芽、延緩生理過程、滅菌、殺蟲和防霉等目的。
1．3 輻照劑量與效應(yīng)的關(guān)系：輻射滅菌劑量由中藥所含的細(xì)菌種類、初始染菌數(shù)、微生物的輻射敏感性以及輻照環(huán)境條件決定。實際應(yīng)用中常用將存活的微生物降低到十分之一時所需要的劑量．即D10值。如果需要輻照的中藥產(chǎn)品初始染       菌數(shù)為N。，輻照后要求達(dá)到的細(xì)菌數(shù)為N，則所需要的輻照劑量D=KD10lgN。／N，K值由經(jīng)驗得出。
環(huán)氧乙烷滅菌原理
環(huán)氧乙烷（EO）是一種光譜滅菌劑，可在常溫下殺滅各種微生物，包括芽孢、結(jié)核桿菌、細(xì)菌、病毒、真菌等。EO可以與蛋白質(zhì)上的羧基（-COOH）、氨基（-NH2）、硫氫基（-SH）和羥基（-OH）發(fā)生烷基化作用，造成蛋白質(zhì)失去反應(yīng)基因，阻礙蛋白質(zhì)的正?；瘜W(xué)反應(yīng)和新陳代謝，從而導(dǎo)致微生物死亡。EO也可以抑制生物酶活性。EO穿透性很強(qiáng)，可以穿透微孔，達(dá)到產(chǎn)品內(nèi)部相應(yīng)的深度，從而大大提高滅菌效果，目前醫(yī)療器械廣泛采用EO進(jìn)行滅菌。
環(huán)氧乙烷滅菌裝置是一次性使用無菌醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，安裝操作、使用管理有其特殊要求，是安全防范監(jiān)管重點。環(huán)氧乙烷是易燃易爆的有毒氣體，分子式為C2H4O，具有芳香的醚味，在4°C時候相對密度為0.884，沸點為10.8°C,其密度為1.52g/cm3，在室溫條件下，很容易揮發(fā)成氣體，當(dāng)濃度過高時可引起爆炸。今年揚州市客樂醫(yī)用器械廠環(huán)氧乙烷滅菌車間發(fā)生爆炸，造成1人死亡、1人重傷，車間嚴(yán)重受損。在此，特別提醒各使用單位要高度注意環(huán)氧乙烷的安裝、使用操作、貯存的安全。
環(huán)氧乙烷滅菌裝置應(yīng)符合IEC1010－1和1010－2及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，滅菌車間的管理應(yīng)執(zhí)行一次性使用無菌醫(yī)療器械產(chǎn)品（注、輸器具）生產(chǎn)實施細(xì)則要求：一是制定滅菌工藝守則和環(huán)氧乙烷使用存放管理制度，專人負(fù)責(zé)，并持證上崗，操作人員應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定程序操作貯存；二是環(huán)氧乙烷的儲存罐應(yīng)保存在陰涼、通風(fēng)、防曬處，高溫季節(jié)可采用水淋降溫，鋼瓶充裝量不得大于0、79kg/L，瓶口必須關(guān)緊，防止?jié)B漏；三是貯存場所應(yīng)有易燃、易爆、有毒警示標(biāo)志，并配備消防器材；四是滅菌車間周圍30-50米范圍內(nèi)不得有明火作業(yè)、變電設(shè)備、轉(zhuǎn)動馬達(dá)及其它可發(fā)生火花的設(shè)備與操作；五是消毒過程中，嚴(yán)禁穿有釘?shù)男M(jìn)入現(xiàn)場，嚴(yán)禁在操作現(xiàn)場抽煙，以防引起爆炸事故；六是消毒結(jié)束打開滅菌器時，必須先打開門窗及通風(fēng)設(shè)備，室內(nèi)環(huán)氧乙烷氣味很濃時，不得開啟電燈照明及手電照明（防爆燈除外）；七是對滅菌排放的環(huán)氧乙烷殘留氣應(yīng)進(jìn)行妥善處理并達(dá)到相應(yīng)的環(huán)保要求；八是應(yīng)具有與滅菌能力相適應(yīng)的解析區(qū)域并建立解析管理制度。

預(yù)真空壓力蒸汽滅菌器滅菌原理和方法
（1）滅菌原理：利用機(jī)械抽真空的方法，使滅菌柜室內(nèi)形成負(fù)壓，蒸汽得以迅速穿透到物品內(nèi)部進(jìn)行滅菌。整齊壓力達(dá)到205.8kpa，溫度達(dá)132℃或以上，開始滅菌，到達(dá)滅菌時間后，抽真空使滅菌物品迅速干燥。根據(jù)一次性或多次抽真空的不同，分為預(yù)真空和脈動真空兩種，后者因多次抽真空，空氣排除更徹底，效果更可靠。
（2）滅菌方法：
1）預(yù)真空壓力滅菌方法：預(yù)真空壓力蒸汽滅菌整個過程約25分鐘。
1、將待滅菌的物品放入滅菌柜內(nèi)，關(guān)好柜門；
2、將蒸汽通人夾層，使壓力達(dá)107.8KPa預(yù)熱4分鐘；
3、啟動真空泵，抽除柜室內(nèi)空氣使壓力達(dá)2.0--2.7kpa；
4、停止抽氣，向柜室內(nèi)輸入飽和蒸汽，使柜室壓力達(dá)205.8kpa溫度大、達(dá)132℃，維持滅菌時間4分鐘；
5、停止輸入蒸汽再次抽真空使壓力達(dá)8.0kpa，使滅菌物品迅速干燥；
6、通過過濾后的潔凈干燥空氣，使滅菌室壓力回復(fù)為零，溫度降至60℃以下，即可開門取出物

醫(yī)用消毒薰滅菌原理
甲醛是一種高效能化學(xué)滅菌劑。不易燃、不爆炸、不腐蝕金屬。它能與蛋白質(zhì)中的氨基酸結(jié)合而使蛋白變性，使酶的活性消失。故有強(qiáng)大的殺菌作用。高錳酸鉀(PP)為強(qiáng)力的氧化劑。與有機(jī)物相遇即釋放氧而將有機(jī)物氧化，故有殺菌作用。
氏殺菌是利用低于100攝氏度的熱力殺滅微生物的消毒方法，由德國微生物學(xué)家巴斯德于1863年發(fā)明，至今國內(nèi)外仍廣泛應(yīng)用于牛奶、人乳及嬰兒合成食物的消毒。
新鮮原奶中的生物活性物質(zhì)十分怕熱，如果用攝氏100度的消毒方法，則原奶中的生物活性物質(zhì)將被破壞，而且原奶中的維生素、蛋白質(zhì)等也有損失。
巴斯德通過大量科學(xué)實驗證明，如果原奶加工時溫度超過85℃，則其中的營養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物質(zhì)會被大量破壞，但如果低于85℃時，則其營養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物質(zhì)被保留，并且有害菌大部分被殺滅，有些有益菌卻被存留。所以，將低于85℃的消毒法稱作巴氏消毒法，可以說，這是新鮮牛奶最科學(xué)、最好的加工工藝。采用巴氏滅菌法生產(chǎn)的鮮奶，其營養(yǎng)價值和保健功能與新鮮原奶基本相同。
現(xiàn)用的巴氏殺菌方法一般有兩種：一是加熱到61.1～65.6攝氏度之間，30分鐘；二是加熱到71.7攝氏度，至少保持15秒鐘。
由于巴氏消毒法所達(dá)到的溫度低，故達(dá)不到滅菌的程度。但是它可使布氏桿菌、結(jié)核桿菌、痢疾桿菌、傷寒桿菌等致病微生物死亡，可以使細(xì)菌總數(shù)減少90％－95％，故能起到減少疾病傳播，延長物品的使用時間的作用。另外，這種消毒法不會破壞消毒食品的有效成份，且方法簡單。