熱力滅菌的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-4

1熱力滅菌的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理工程課件四2熱力滅菌是研究最深、使用最廣的滅菌方式。當(dāng)溫度超過細(xì)胞最佳生理活動(dòng)的溫度范圍時(shí)，隨著溫度的升高，細(xì)胞代謝減緩，最終細(xì)胞的生長及繁殖將停止。每種細(xì)胞生理活動(dòng)的溫度均有一上限，一旦溫度超過它的上限，起生命作用的蛋白質(zhì)、酶及核酸會(huì)被永久性破壞，從而導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的死亡。熱對(duì)活細(xì)胞的作用3從微觀上看，不具備真正核膜結(jié)構(gòu)的原核細(xì)胞（如細(xì)菌和藍(lán)綠藻）耐熱性最強(qiáng)。某些嗜熱性細(xì)菌甚至可在80℃以上的高溫中存活。但是，絕大多數(shù)生長態(tài)菌在80～100℃下即可被迅速殺滅。具備核膜結(jié)構(gòu)的真核微生物，如真菌和原生動(dòng)物，在60～80℃下就可被迅速殺滅。多數(shù)病毒的耐熱較差，只有乙肝病毒（HBV）例外，它要在75℃下至少曝?zé)?min才能被滅活。熱對(duì)活細(xì)胞的作用5在細(xì)菌中，需氧菌中的芽孢桿菌屬（Bacillus）和厭氧菌中的梭狀芽孢桿菌屬（Clostridium），也具有較強(qiáng)的耐熱性。這些細(xì)菌的細(xì)胞能產(chǎn)生內(nèi)源性孢子（芽孢）或胞間休眠體，一旦形成這種狀態(tài)，它們對(duì)熱、干燥及化學(xué)消毒劑的耐受性增強(qiáng)。要想殺滅這類芽孢，使之下降一個(gè)數(shù)量級(jí)（一個(gè)對(duì)數(shù)單位），干熱滅菌的溫度必須達(dá)到100～170℃

，濕熱滅菌的溫度在80～129℃之間。如以干熱滅菌及濕熱滅菌的滅菌率L(Lethality)來計(jì)算，芽孢被殺滅困難的程度比其生長態(tài)時(shí)增大了104～105倍。熱對(duì)活細(xì)胞的作用6細(xì)菌芽孢的耐熱性與多種因素有關(guān)，有些因素尚沒被人們完全認(rèn)識(shí)。芽孢形成時(shí)，細(xì)菌停止生化反應(yīng)，交將遺傳物質(zhì)包藏在芽孢中。此過程中發(fā)生了一系列生理變化：細(xì)胞質(zhì)大量脫水，體積變小，在變小的原生質(zhì)體周圍形成了一層厚殼，此過程中，還生成了一種特殊化學(xué)物質(zhì)—吡啶二羧酸或DPA(吡啶－26－二羧酸)。

熱對(duì)活細(xì)胞的作用7在芽孢形成階段，吡啶二羧酸鈣能與脫氧核糖核酸（DNA）以及細(xì)胞內(nèi)的酶形成復(fù)合物，從而對(duì)休眠狀態(tài)的芽孢起保護(hù)作用。處于休眠狀態(tài)的芽孢可以存活很多年，在適宜的條件下，它們?cè)跀?shù)分鐘內(nèi)即可恢復(fù)到生長狀態(tài)。熱對(duì)活細(xì)胞的作用9影響滅菌效果的因素10影響滅菌效果的因素11影響滅菌效果的因素13熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則14熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則15NONtlgN0lgNt圖3－4圖3－5熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則17D2tDD1t△lgN=1△lgN=12121lgNlgN1250C1210CD值與滅菌溫度的關(guān)系D值的定義圖3－6圖3－7熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則18熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則19

不同滅菌溫度下的D值微生物名稱溫度（oC）介質(zhì)D值（min）嗜熱脂肪桿菌嗜熱脂肪桿菌嗜熱脂肪桿菌嗜熱脂肪桿菌嗜熱脂肪桿菌嗜熱脂肪桿菌梭狀芽孢桿菌梭狀芽孢桿菌梭狀芽孢桿菌105110115121121121105105115葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖乳酸林格液注射用水葡萄糖注射用水注射用水87.832.011.72.42.13.01.313.72.1熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則21ZT(0C)△lgD=121D值的定義lgD熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則22熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則23熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則25熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則26熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則29熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則30熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則31熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則32熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則33不同溫度不同Z值下的滅菌率（Lethalrate）見下表表3-55濕熱滅菌中不同溫度和Z值下的滅菌率（L）數(shù)據(jù)T/oCL值Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=121000.0010.0020.0060.0080.0120.0181010.0010.0030.0060.0100.0150.0221020.0020.0040.0080.0130.0190.0261030.0030.0060.0100.0160.0230.0321040.0040.0070.0130.0200.0280.0381050.0050.0100.0170.0250.0350.046熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則34T/℃L值Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=121060.0070.0130.0220.0320.0430.0561070.0100.0180.0280.0400.0530.0681080.0140.0240.0360.0500.0660.0831090.0190.0320.0460.0630.0810.1001100.0260.0420.0600.0790.0100.1211110.0370.0560.0770.1000.1230.1471120.0520.0750.1000.1260.1520.1781130.0720.1000.1290.1580.1870.2151140.1000.1330.1670.2000.2310.261114.50.1180.1540.1900.2240.2570.2871150.1390.1780.2150.2510.2850.316熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則35T/℃L值Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=12115.50.1640.2050.2450.2820.3160.3481160.1930.2370.2780.3160.3510.383116.50.2280.2740.3160.3550.3900.4221170.2680.3160.3590.3980.4330.464117.50.3160.3650.4080.4470.4810.5111180.3730.4220.4640.5010.5340.562118.50.4390.4890.5270.5620.5930.6191190.5180.5620.5990.6310.6580.681119.50.6110.6490.6810.7080.7310.7501200.7200.7500.7740.7940.8110.825120.50.8480.8660.8800.8910.9010.9091211.001.001.001.001.001.00熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則36T/℃L值Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=12121.51.181.161.141.121.111.101221.391.331.291.251.231.21122.51.641.541.471.411.371.331231.931.781.671.591.521.47123.52.282.051.901.781.691.621242.682.372.152.001.871.781254.393.162.782.822.312.151265.184.223.593.162.852.611277.205.624.643.983.513.1612810.07.506.005.014.333.83129139.10.07.746.315.344.6413019.313.310.07.946.585.62熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則37圖3－11溫度和滅菌率之間的關(guān)系L642130120110100T(