1微生物及无菌知识培训.docx
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1微生物及无菌知识培训
1微生物及无菌知识培训
一．前言
我们所生活的环境中，到处都存在着大量的微生物。
在一样空气中，微生物达800~3500个/m3，在土壤中达1~500×108个/g，在严峻污染的水中可达107个/ml。
（饮用水要求细菌总数≤100个/ml，大肠杆菌≤3个/ml。
经水塔或贮水池贮存后，短期内可繁育至105~106个/ml。
）人的头皮上有140万个/cm2，两手上约有4~40万个，1g指甲污垢有38亿个，1g粪便可达10~1000亿个。
能够讲微生物是无处不在，无处不有。
许多往常被人们认为是极端（高温、高压、强酸、强碱、低温等）甚至是致死的环境，现在已发觉生活着各种类型的微生物（称为极端微生物）。
事实讲明，微生物有专门坚强的生存、繁育和变异能力来适应环境。
微生物种类繁多，有的对人有益，有的有害，有的无益也无害。
但在药品生产过程中，不可能对环境中的各种微生物加以区不对待，为保证药品的安全有效，需要对其进行操纵。
空气中的微生物多数附着在灰尘上，或以芽孢形式悬浮于空气中，1μm以下者处于悬浮状态，10μm以上者会逐步沉下来而形成菌尘。
因此也要对尘粒进行操纵。
大量临床资料表明，注射剂（专门是静脉注射剂）如污染了7~12μm的尘粒，可导致热原反应、肺动脉炎、微血栓或异物肉芽肿等，严峻的还会致人死命。
而如果污染了细菌，轻则局部红肿化脓，重则引起全身细菌性感染。
因此，对微生物和尘粒进行更加严格的操纵关于针剂生产洁净室专门重要。
人是洁净室最大的污染源，占90%左右。
一样男性每人每分钟向周围排放1000个以上的含菌粒子，女性为750个以上。
穿无菌服时，静止时的发菌量为10~300个/min，一样活动时发菌量为150~1000个/min，行走时发菌量为900~2500个/min。
咳嗽一次发菌量为70~700个/min，喷嚏一次为4000~60000个/min。
因此在洁净室中，人的数量和活动应有专门严格的限制。
二．微生物简介
微生物是广泛存在于自然界的一群体形微小（直径小于1mm）、结构简单、肉眼看不见，必须藉助光学或电子显微镜放大数百至数万倍才能观看到的生物。
需要讲明的是，微生物是一个比较笼统的概念，界线有时专门模糊。
如单细胞藻类和一些原生动物也应确实是微生物，但通常它们并不放在微生物中进行研究。
微生物具有以下特点：
①体积小，面积大；②吸取多，转化快（2000倍体重/h）；③生长旺，繁育快（20min分裂一次）；④易变异，适应强；⑤分布广，种类多（10万种以上）。
微生物按其结构、化学组成及生活习性等差异可分成三大类：
1．真核细胞型 细胞核的分化程度较高，有核膜、核仁和染色体；胞质内有完整的细胞器（如内质网、核糖体及线粒体等）。
真菌属于此类型微生物。
2．原核细胞型 细胞核分化程度低，仅有原始核质，没有核膜与核仁；细胞器不专门完善。
这类微生物种类众多，有细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体和放线菌。
3．非细胞型 没有典型的细胞结构，亦无产生能量的酶系统，只能在活细胞内生长繁育。
体积微小，能通过除菌滤器。
病毒属于此类型微生物。
微生物在自然界中的分布极为广泛，空气、土壤、江河、湖泊、海洋等都有数量不等、种类不一的微生物存在。
在人类、动物和植物的体表及其与外界相通的腔道中也有多种微生物存在。
绝大多数微生物对人类和动、植物的生存是有益而必需的。
自然界中氮、碳、硫等多种元素循环靠微生物的代谢活动来进行。
例如空气中的大量氮气只有依靠微生物的作用才能被植物吸取，土壤中的微生物能将动、植物蛋白质转化为无机含氮化合物，以供植物生长的需要，而植物又为人类和动物所利用。
因此，没有微生物，植物就不能新陈代谢，而人类和动物也将无法生存。
另一方面，由极少数微生物引起的传染病发病快、死亡率高、传播迅速、传播范畴广，严峻危害着人民健康。
三．微生物的形状结构
1．细菌（原核单细胞生物）
细菌按形状可分为：
球菌（0.5~2μm）、杆菌（长1~5μm，宽0.3~1μm）和螺形菌（大小与杆菌相似）。
按革兰氏染色法染色的不同，分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。
革兰氏阳性菌的细胞壁表面含较多的磷壁酸，会产生外毒素，如金黄色葡萄球菌；革兰氏阴性菌的细胞壁表面多含脂蛋白和脂多糖，会产生内毒素（即热原），如大肠杆菌。
细菌一样有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核，有的还有荚膜、鞭毛、菌毛和芽胞等专门结构。
细菌一样为无性繁育，以二分法繁育，几十分钟或1~2小时分裂一次。
资料：
关于芽孢
在温度逐步降低或营养缺乏时，芽胞杆菌属（如炭疽杆菌）及梭状芽胞杆菌属（如破伤风杆菌）能在菌体内形成一个折光性专门强的不易着色小体，称为芽胞。
芽胞是处于休眠状态的细菌，并非细菌的繁育体，当环境适宜时，可复原生长繁育。
芽胞在自然界分布广泛，要注意防止污染。
芽胞的抗击力强，对热力、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抗击力，用一样的方法不易将其杀死。
有的芽胞可耐100℃沸水煮沸数小时。
杀灭芽胞最可靠的方法是高压蒸汽灭菌。
当进行消毒灭菌时往往以芽胞是否被杀死作为判定灭菌成效的指标。
2．霉菌（丝状真菌的通称，真核多细胞生物）
霉菌是真菌的一部分。
在培养基上长成绒毛状或棉絮状的菌丝体的真菌统称为霉菌。
霉菌细胞呈狭长的管状，称为菌丝。
菌丝直径比细菌、放线菌大，约2~10μm。
菌丝分枝连接，交错集合在一起的总体称为菌丝体。
霉菌大多数是多细胞微生物，菌丝细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核和各种细胞器组成。
细胞壁专门薄，往往在表面产生色素，使菌落显现各种颜色。
霉菌靠孢子繁育，有无性繁育和有性繁育两种方式，以无性繁育为主。
有些真菌可用酿酒造酱，或用于发酵生产柠檬酸、葡萄糖酸、酶、抗生素（如青霉素、头孢菌素）；少数真菌能引起各种真菌病。
真菌产生的真菌毒素（如黄曲霉素）有毒。
3．酵母菌（真核单细胞生物，属真菌）
酵母菌以单细胞存在，呈圆形、卵圆形和香肠形，比细菌大，细胞长5~30μm，宽1~5μm。
细胞结构有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核和各种细胞器等。
酵母菌的增殖分无性繁育和有性繁育两个时期，有三种方式：
芽殖、裂殖、孢子生殖。
酵母菌是重要的工业微生物，用于酿酒，生产单细胞蛋白、B族维生素、核酸、辅酶A、细胞色素C等。
一样对人体无害。
4．放线菌（原核单细胞生物）
放线菌有生长发育良好的菌丝体，呈分枝状，菌丝宽为0.2~1.2μm，革兰氏阳性。
其内部构造与细菌相似，无完整的细胞核。
菌落常呈幅射状，因此称放线菌。
繁育方式为无性孢子繁育。
最适pH6.7~7.5，温度25~30℃。
放线菌可用于生产抗生素、维生素和酶类，少数可引起人畜放线菌病。
5．病毒
病毒是一类体积十分微小，结构简单，只含一种核酸（DNA或RNA），没有产生能量的酶系统，只能在活细胞内以复制方式增殖的非细胞型微生物。
病毒在自然界分布专门广泛，在所有其它生物中都有病毒寄居。
病毒是最常见的致病微生物，人类传染病中大约75%是由病毒引起的。
病毒体要紧由核酸和蛋白质组成。
病毒体积微小，最大直径300nm（如牛痘病毒），最小直径20nm（如口蹄疫病毒），绝大多数在150nm以下，能通过细菌滤器，用一般光学显微镜看不见，必须用电子显微镜放大数千至数万倍才能看见。
形状多呈球形，少数为杆状或砖形。
噬菌体（细菌病毒）有呈蝌蚪状的。
朊病毒于1982年发觉，它专门专门，与一样病毒不同，是一种专门蛋白质，不含有核酸。
与疯牛病（牛海绵状脑病）及人克雅氏病关系紧密。
其复制方式不明。
四．微生物的营养
1．水分：
水占细胞浆的70%～90%，是细胞的重要组成成分。
较普遍的观点认为：
只有在含水的环境中微生物才能存活。
但也有人发觉在无水碳氢化合物中微生物可长期存活。
2．碳源：
碳源是构成细胞的重要物质。
有些微生物的碳源必须来自有机碳化合物如糖、蛋白质、脂肪、有机酸等（同时利用其化学能），属异养型；有些微生物不需有机碳化合物，以CO2为碳源，属自养型（分为光能自养型和化能自养型）。
3．氮源：
氮是组成蛋白质和核酸的重要元素。
4．无机盐类：
细菌所需无机盐包括磷、硫、镁、铁、钾、钠、钙、氯、锰、锌、钴、铜等。
其中磷、硫、镁、钾、钠、铁需要量较多，其他只需微量。
5．生长因子：
生长因子是某些微生物生长发育所必需，而其自身又不能合成的一类营养物质。
包括维生素、嘌呤和嘧啶等。
五．微生物生长的阻碍因素
1．营养物
2．pH值：
各种微生物都有其最适宜的pH值，大多数细菌最适pH为6.8~7.4，但一样有较大的容忍度，在4~9也可存活和生长，少数细菌能在极端pH值范畴内生长。
真菌适于pH值3~6的微酸性环境，但在2~10也可生长。
3．温度：
微生物适于生长繁育要有适宜的温度，当超过其最低或最高可耐受的温度时，即停止生长或死亡。
一样细菌最适温度为30~40℃，真菌为20~30℃。
4．氧气：
大多数细菌和所有霉菌差不多上需氧菌（在有氧环境中才能生长），少数细菌是厌氧菌（在无氧环境中才能生长），有些细菌和酵母菌是兼性需氧厌氧的，在有氧或无氧环境中都能生长繁育。
5．渗透压：
微生物细胞膜和所有生物膜一样是一种半透膜，可让水自由通过，对溶质则有选择性。
由于细胞壁的爱护，微生物能存活在低渗透压的水中。
而在高渗溶液（如高浓度的盐溶液或糖溶液、40%甘油）中，细胞会脱水并停止生长繁育。
但也有一些专性耐高盐细菌只有在高盐（10~15%）条件下才生长。
6．表面张力：
表面活性剂可降低表面张力，它是阻碍细菌生长的因素之一。
专门多革兰氏阴性菌，专门是大肠菌群可专门好地在表面活性剂包围的介质中生长，而大多数革兰氏阳性菌在表面张力低时（0.05N/m）不能专门好生长。
阳离子表面活性剂对专门多有机体有毒性，阴离子表面活性剂毒性专门小，非离子表面活性剂几乎没有毒性，并可成为某些微生物的营养物。
六．消毒与灭菌
消毒与灭菌是微生物实验技术中最差不多的操作，从事药品生产和检验的人员都应当了解消毒与灭菌的方法及其意义，严格遵守操作规程，否则会阻碍产品质量，危害患者安全。
1．概念
无菌——不存在活的生物（GMP指南）。
“无菌”从定义上来讲是一个绝对的概念，但遗憾的是，在科学和技术高度进展的今天，药品的绝对无菌即做不到，也无法加以证实。
然而，无菌制剂的安全性要求人们设定无菌的相对标准。
FDA、欧洲制药工业界曾将百万分之一微生物污染率作为灭菌产品“无菌”的相对标准，它和蒸汽灭菌后产品中微生物存活的概率为10-6（即产品的无菌保证值为6），系同一标准的不同表示法。
这一标准于1980起收录于USPXX中，现在已为世界各国普遍同意和采纳。
灭菌——使达到无菌状态的方法（GMP指南）。
用物理或化学方法杀灭传播媒介上所有的微生物，使其达到无菌（GB）。
通常是指杀灭或除去全部活的微生物（包括繁育体和芽孢）。
消毒——用物理或化学方法杀灭或清除传播媒介上的病原微生物，使其达到无害化（GB）。
通常是指杀死病原微生物的繁育体，但不能破坏其芽孢。
因此消毒是不完全的，不能代替灭菌。
无菌制剂——不存在活的微生物的制剂（GMP指南）。
非无菌制剂——所含活的微生物量符合卫生学标准的制剂（GMP指南）。
2．常用消毒剂
消毒剂
常 用 量
用 途
乙醇
①70%~75%水溶液
②0.5%洗必泰溶于70%乙醇，再加入2%甘油
用于皮肤、器具等消毒
供洗手用消毒
异丙醇
75%水溶液
用于皮肤、器具等消毒
甲醛
37%~40%甲醛液8~9ml，再加入4~5g高锰酸钾
每m3熏蒸量，密闭12~24h。
刺激性强
戊二醛
2%水溶液
用于空气、器具等消毒。
广谱、高效、低毒，可杀芽孢和病毒。
刺激性较轻。
新洁尔灭（苯扎溴铵）
0.1%水溶液
用于皮肤、粘膜、器具等消毒，有清洁和消毒双重功效。
抗菌谱较窄。
杜灭芬（消毒宁）
0.05%~0.1%水溶液
用于皮肤、器具等消毒
过氧乙酸
①0.2%~0.5%水溶液
②新配0.5%水溶液
③1g/m3
用于器具等消毒 抗菌谱广，可
用于皮肤消毒 杀灭某些病毒
熏蒸 但性质不稳固
乳酸
①0.33~1mol/L
②1~1.5ml/m3熏蒸或与等量苯酚合用熏蒸
喷雾，用于空气消毒，有强杀菌作用
熏蒸，密闭12h以上
麝香草酚
5%麝香草酚溶于50%乙醇
喷洒墙面、地面，杀霉菌
3．常用灭菌法
1）干热灭菌法 常见的有火焰、烧灼、干烤和红外线灭菌等。
①火焰、烧灼：
通常用于实验室无菌操作中金属或其它耐火材料制成的器具的灭菌。
②干烤和红外线：
利用干热空气或热辐射进行灭菌。
一样135~145℃需3~5h，160~170℃需2h以上，170~180℃需1h以上，180~200℃需0.5~1h。
除热原则需250℃30min，或200℃45min，180℃2h。
空气传热慢，穿透力不强，故干热灭菌时刻长。
干热灭菌时烤箱内装入物品应留有间隙，以利空气流淌，否则使箱内温度不均，部分物品灭菌不完全。
2）湿热灭菌法 通过热蒸汽或沸水使蛋白质变性而杀灭微生物的方法。
湿热穿透力强，灭菌成效较干热好。
①煮沸或流通蒸汽灭菌：
常压下沸水和蒸汽的温度是100℃，一样处理30~60min可杀死细菌繁育体，但不能完全杀灭芽孢。
此法适用于不能高压蒸汽灭菌的物品。
②低温间隙灭菌（巴斯德灭菌法）：
将物品先用60~80℃加热（或煮沸）1h，然后置20~25℃储存24h（或常温过夜），使其中残存的芽孢萌发成繁育体，再用以上条件灭菌，如此反复三次。
本法适用于不耐高温或高温下易变质的物品，但专门费时。
③高压蒸汽灭菌（热压灭菌法）：
超过一个大气压时，水的沸点高于100℃，反之亦然。
高压蒸汽灭菌确实是通过加压提升蒸汽温度，灭菌成效最好。
它简便、经济、可靠、无毒，是最可靠、应用最广泛的灭菌法。
此法适用于耐高温顺潮湿的物品。
常用条件为：
115.5℃30min
121.5℃20min
126.5℃15min
注意事项：
a.必须完全排出灭菌器内的空气。
否则会阻碍灭菌器内温度达到规定的要求。
b.注意被灭菌物品的温度。
灭菌器内温度与被灭菌物品的温度一样是一致的，但在蒸汽输入过快时，后者可能低于前者，因此升温时要有一定的预热时刻。
另外，降温过快易引起玻璃炸裂。
因此，关于一种灭菌产品，应制定一固定的灭菌曲线（象冻干曲线一样）。
c.定期检查灭菌器内温度的准确性。
3）化学灭菌法 利用化学试剂形成的气体来杀灭微生物的方法。
常用的灭菌剂为环氧乙烷（又称氧化乙烯）。
环氧乙烷是广谱杀菌剂，能杀灭细菌、芽孢和多种病毒，还能杀死昆虫及虫卵。
但由于环氧乙烷易燃易爆且有毒（有致变异性），用于药品方面极有限，多用于医疗器械、塑料制品等灭菌。
（不能用于橡胶和乳胶手套，能将其溶解。
）
4）滤过除菌法 利用细菌不能通过致密具孔滤材的原理，除去对热不稳固的药品溶液或液体物质中的细菌的方法。
过滤法一样只能除菌，不能除去支原体和病毒。
过滤除菌的成效与滤膜的性能、孔径的大小、密度、滤膜的厚度等因素有关。
滤过除菌法要求最终过滤的滤膜孔径为0.22μm。
由于各厂家生产的相同规格的滤膜质量并不一致，为了保证除菌成效，在使用前后应检查滤器的完好性（如压力坚持试验或起泡点试验）。
一个过滤器的使用时刻应按照品种验证后确定，一样不应超过8小时。
5）辐射灭菌法 辐射有两种类型：
一种是电磁波辐射，如紫外线、红外线、微波；一种是电离辐射，如可引起被照耀物电离的X射线、γ射线。
①紫外线：
紫外光波长在136~390nm之间，其中260nm左右能破坏核酸，杀菌作用最强。
另外，空气中的氧受紫外线照耀后，可微量转变为臭氧共同起杀菌作用。
紫外线消毒的成效与光源的功率、光源与被照耀物的距离、照耀时刻、温度和湿度等因素有关。
我国规定紫外灯照耀强度在距离1m处不低于70μW/cm2（以紫外线测强仪测定）。
在操作面上要求强度达40μW/cm2以上。
一样每10m2装30W灯管1支，工作前开30~60min。
紫外灯的输出功率随使用时刻增加而降低。
国产紫外灯的平均寿命（点到70%额定功率的时刻）一样为2000h，超过平均寿命时，就达不到预期成效，必须更换。
紫外线的穿透力专门弱，不能穿透一样包装材料，如玻璃、塑料薄膜、纸等。
玻璃能强烈吸取小于350nm的紫外线，石英玻璃能吸取小于200nm的紫外线。
因此，它要紧用于空气和物体表面消毒，特制的紫外灯装置也可用于水的消毒。
紫外线对眼、皮肤有损坏，照耀过程中产生的臭氧对眼、鼻腔有刺激，臭氧过多时使人头晕、胸闷、血压下降。
②红外线：
通过加热碳化硅板产生的辐射热能，由空气传导加热灭菌。
如红外线烤箱，温度可达180℃左右。
热效应特点是由表及里。
③微波：
微波灭菌要紧是因其热效应。
微波加热升温快，温度高且平均，杀菌作用强。
热效应特点是由里及表。
不同性质的物品吸取微波的能力不同，其热效应和消毒成效也不同。
微波有一定穿透力，但不强。
微波对人体有害，要注意防护。
④60Co灭菌：
放射性同位素60Co（或137Cs）衰变时可放射出γ射线，γ射线的能量高、穿透力强，可使细胞内各种活性物质发生化学变化，从而使细菌损害或死亡。
经60Co辐射灭菌的物品温度升高专门少，一样仅约5℃，故又称“冷灭菌”。
60Co辐射存在两个方面的安全咨询题：
一是辐射的直截了当作用。
γ射线对人体细胞同样有害；二是通过辐射的食品、药品的安全性。
1984年美国农业部食品安全实验室用辐射处理的鸡肉喂饲小鼠，发觉患睾丸肿瘤增加，包括加重癌病损害。
因此60Co辐射用于食品和药品都应通过安全试验，进行科学的、全面的评判，高剂量的辐射药品更应慎重。
美国药典（？
版）规定25kGy为有效灭菌剂量。
1997年我国卫生部颁发了60Co中药灭菌标准，该标准限国内流通中药可用60Co辐照灭菌，规定了承诺辐照的药材和中成药的品种和剂量。
散剂3kGy
片剂3kGy
丸剂5kGy
中药原料粉6kGy
附录：
1．药品生产洁净室（区）的空气洁净度等级（GMP1998）
洁净度级不
尘粒最大承诺数（个/m3）
微生物最大承诺数
0.5μm
5μm
浮游菌（个/m3）
沉降菌（个/皿）
100级
3,500
0
5
1
10,000级
350,000
2,000
100
3
100,000级
3,500,000
20,000
500
10
300,000级
10,500,000
60,000
－
15
注：
①我国GMP1998附录规定：
“洁净室（区）在静态条件下检测的尘埃粒子数、浮游菌数或沉降菌必须符合规定，应定期监控动态条件下的洁净状况。
”因此，洁净室（区）空气洁净度的测定要求为静态测试，动态监控。
对尘粒和微生物中的两项测定指标，至少各测一项。
②空气洁净度为100级的洁净室，室内大于等于5μm尘粒的计数，应进行多次采样，当某一测试值多次显现时，该值方可认可。
③测试按《医药工业洁净室（区）悬浮粒子、浮游菌和沉降菌的测试方法》。
饮用水
某些辅料#
二部片剂
二部胶囊剂%
XX霜*
细菌总数
100/ml
1000/g
1000/g
1000/g
100/g
霉菌、酵母菌数
100/g
100/g
100/g
10/g
大肠杆菌
3/100ml
－
－
－
NC
沙门氏菌
NC
NC
NC
NC
铜绿假单胞菌
NC
NC
NC
－
金黄色葡萄球菌
NC
NC
NC
－
注：
#：
包括有乳糖、药用炭、淀粉、葡萄糖、糊精。
%：
XX胶囊属中药制剂，含胎盘粉，按中国药典2000版一部规定，还不得检出沙门菌。
*：
XX霜属中药制剂，用于创伤、烧伤，故要求细菌总数≤100个/g、霉菌数≤10个/g。
讲明：
－：
表示每1g或每1ml不得检出。
NC：
表示无规定。
可不检查。
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