微生物广泛存在于周围环境中,其中有些又是病原微生物,从预防感染出发,医务工作者必须严格执行无菌操作,对所用的物品和工作环境进行消毒灭菌,确保医疗与科研正常进行。
消毒灭菌主要是通过理化因素使微生物的主要代谢发生障碍,或菌体蛋白质变性凝固,或破坏其遗传物质,导致微生物死亡。这里主要介绍物理因素杀灭微生物的几种方法,以及相关器材的使用。
(一)高压蒸汽灭菌器
1. 构造:高压蒸汽灭菌器是一个双层的金属圆筒,两层之间盛水,外层坚固厚实,其上方有金属厚盖,盖旁附有螺旋,借以紧闭盖门,使蒸汽不能外溢,因而蒸汽压力升高,随着其温度亦相应地增高。
高压蒸汽灭菌器上装有排气阀门、安全活塞,以调节蒸汽压力。有温度计及压力表,以表示内部的温度和压力。灭菌器内装有带孔的金属搁板,用以放置要灭菌物体(图3-1)。
2. 用法:加水至外筒内,被灭菌物品放入内筒。盖上灭菌器盖,拧紧螺旋使之密闭。灭菌器下用煤气或电炉等加热,同时打开排气阀门,排净其中冷空气,否则压力表上所示压力并非全部是蒸汽压力,灭菌将不完全。
待冷空气全部排出后(即水蒸气从排气阀中连续排出时),关闭排气阀。继续加热,待压力表渐渐升至所需压力时(一般是101.53 kPa,即15磅/英寸2,温度为121.3℃),调解炉火,保持压力和温度(注意压力不要过大,以免发生意外),维持15~30 min。灭菌时间到达后,停止加热,待压力降至零时,慢慢打开排气阀,排除余气,开盖取物。切不可在压力尚未降低为零时突然打开排气阀门,以免灭菌器中液体喷出。
高压蒸汽灭菌法为湿热灭菌法,其优点有三:一湿热灭菌时菌体蛋白容易变性,二湿热穿透力强,三蒸气变成水时可放出大量热增强杀菌效果,因此,它是效果最好的灭菌方法。凡耐高温和潮湿的物品,如培养基、生理盐水、衣服、纱布、棉花、敷料、玻璃器材、传染性污物等都可应用本法灭菌。
目前已出现全自动电热高压蒸汽灭菌器,操作简单,使用安全。
(二)干热灭菌器(烤箱)
1. 干热灭菌器是由双层铁板制成的方形金属箱,外壁内层装有隔热的石棉板。箱底下放置大型火炉,或在箱壁中装置电热线圈。内壁上有数个孔,供流通空气用。箱前有铁门及玻璃门,箱内有金属箱板架数层。电热烤箱的前下方装有温度调节器,可以保持所需的温度。
2. 用法:将培养皿、吸管、试管等玻璃器材包装后放入箱内,闭门加热。当温度上升至160~170℃时,保持温度2 h,到达时间后,停止加热,待温度自然下降至40℃以下,方可开门取物,否则冷空气突然进入,易引起玻璃炸裂;且热空气外溢,往往会灼伤取物者的皮肤。一般吸管、试管、培养皿、凡士林、液体石蜡等均可用本法灭菌。
(三)除菌滤器
除菌滤器简称滤菌器。种类很多,孔径非常小,能阻挡细菌通过。它们可用陶瓷、硅藻土、石棉或玻璃屑等制成。下面介绍几种常用的滤菌器。
1. 构造
①赛氏(Seitz)滤菌器(图3-2):由三部分组成。上部的金属圆筒,用以盛装将要滤过的液体;下部的金属托盘及漏斗,用以接受滤出的液体;上下两部分中间放石棉滤板,滤板按孔径大小可分为三种:K滤孔最大,供澄清液体之用;EK滤孔较小,供滤过除菌;EK-S滤孔更小,可阻止一部分较大的病毒通过。滤板依靠侧面附带的紧固螺旋拧紧固定。
②玻璃滤菌器(图3-3):由玻璃制成。滤板采用细玻璃砂在一定高温下加压制成。孔径由0.15~250 μm不等,分为G1、G2、G3、G4、G5、G6六种规格,后两种规格均能阻挡细菌通过。
③薄膜滤菌器(图3-4):由塑料制成。滤菌器薄膜采用优质纤维滤纸,用一定工艺加压制成。孔径:200 nm,能阻挡细菌通过。
2.用法:将清洁的滤菌器(赛氏滤菌器和薄膜滤菌器须先将石棉板或滤菌薄膜放好,拧牢螺旋)和滤瓶分别用纸或布包装好,用高压蒸汽灭菌器灭菌。再以无菌操作把滤菌器与滤瓶装好,并使滤瓶的侧管与缓冲瓶相连,再使缓冲瓶与抽气机相连。
将待滤液体倒入滤菌器内,开动抽气机使滤瓶中压力减低,滤液则徐徐流入滤瓶中。滤毕,迅速按无菌操作将滤瓶中的滤液放到无菌容器内保存。滤器经高压灭菌后,洗净备用。
3.用途:用于除去混杂在不耐热液体(如血清、腹水、糖溶液、某些药物等)中的细菌。
(四)紫外线灯的使用
紫外线中波长为240~280 nm者具有杀菌能力,其中265~266 nm的杀菌作用最强。医学上常使用紫外线灯产生紫外线进行消毒灭菌。常用的是水银灯,灯管由石英玻璃制成,管内充满压强为266 Pa的氩和几滴水银。
其杀菌作用主要是因为DNA吸收了紫外线引起胸腺嘧啶形成二聚体,从而干扰了DNA的复制,轻则发生突变,重则导致死亡。紫外线杀菌力强而稳定,但穿透力弱,不能透过普通玻璃和有色纸张,因此,只适用于直接照射的物体表面消毒或空气消毒。
使用方法:将涂有细菌的平皿放置在距紫外线60~100 cm处,直接受紫外线照射30 min后,37℃孵育24h后观察生长情况。
结果:紫外灯管直接照射处无菌生长,如用玻璃和黑纸遮盖,则有菌生长。