二、消毒灭菌
（一）概念
1.消毒 杀灭物体上病原微生物繁殖体的方法叫消毒；但并不能清除或杀灭所有微生物（如芽孢等）。
2.灭菌 杀灭物体上包括芽孢在内的所有病原性及非病原性微生物的方法。
3.防腐 防止或抑制微生物生长繁殖的方法叫防腐。
4.无菌操作 防止微生物进入机体或物品的操作方法叫无菌操作。
（二）物理消毒灭菌法
用于消毒灭菌的物理学方法有热力、紫外线、电离辐射、滤过除菌等。
1.热力灭菌法 是利用高温来杀灭微生物，其方法有干热灭菌法和湿热灭菌法两大类。
（1）干热灭菌法：①焚烧。用火焚烧，仅适用于废弃的污染物品、实验室有传染性的动物尸体等。②烧灼。在火焰上进行，适用在接种前后的接种环或接种针和试管口或瓶口的灭菌。③干烤。干烤灭菌法需在干烤箱内进行，利用热空气达到灭菌。一般玻璃器皿、瓷器、白陶土、滑石粉等均可用此法灭菌。通常加温160～180℃保持2小时即可，切勿超过此温度，否则玻璃试管上的棉塞或包装用纸易被烤焦。④红外线灭菌。在红外线灭菌器内进行，也是一种干热灭菌法。可用于小件医疗器械、剪刀、镊子等及玻璃注射器等的快速灭菌。
（2）湿热灭菌法：最常用，效果比干热灭菌好。湿热灭菌的优点是：①湿热灭菌时菌体蛋白质易变性。蛋白质含水愈多，其凝固所需的温度愈低。蛋白质之所以在有水分存在时易于凝固，是因为水分子在高温下易使氨基酸间的肽键断开，产生变性。②湿热穿透力大。如一卷布放干烤箱内灭菌，不同布层温度差别很大，因而灭菌不完全；而湿热灭菌时布卷内外温度接近，灭菌完全。③湿热蒸汽有潜热存在。水蒸气冷凝成水时，每克水可放出2 260.87 J热量，这种潜热能迅速提高被灭菌物体的温度。
常用的湿热灭菌法有：①巴氏消毒法。这种消毒方法是利用不太高的热力杀死物品中的病原菌或一般杂菌，同时又不致严重损害被消毒物品的质量。常用此法消毒牛奶、酒类等。加温61.1～62.8℃经30分钟或71.7℃经15～30秒，便可达到目的。②煮沸消毒法。在1个大气压下煮沸100℃经5分钟可杀死一切细菌的繁殖体。但一般消毒以煮沸10分钟为宜。主要用于一般外科器械和注射器等的消毒，亦可用于饮水和食具的消毒。杀死芽孢则需煮沸1～3小时。若水中加入1%～2%碳酸氢钠，可提高其沸点至105℃，既可增强杀菌能力，又可防止金属器械生锈。③流通蒸汽消毒法：用阿诺德（Arnold）流通蒸汽灭菌器或普通蒸笼进行，温度通常是100℃加热15～30分钟，可杀死细菌的繁殖体，但不能杀死芽孢。用于一般外科器械、注射器、食具和其他一些不耐高热物品的消毒。如延长时间，可达灭菌目的。④间歇蒸汽灭菌法：利用反复多次的流通蒸汽灭菌，以达到灭菌的目的。只适用于不耐热（100℃以内）的营养物质如某些培养基的灭菌。其具体做法是将待灭菌的物品置于流通蒸汽灭菌器内，加热100℃经15～30分钟，杀死其中的细菌繁殖体，然后取出物品置于37℃温箱中过夜，目的是使残留的芽孢发育成繁殖体，次日如法再做1次。如此连续3次，可杀死全部繁殖体和芽孢。⑤高压蒸汽灭菌法：灭菌效果最好是一密闭的蒸锅，蒸汽不外溢。随着压力增加，则容器内的温度随之相应升高，杀菌力也就增强。通常在103.4 kPa（1.05 kg/cm2）的压力下，温度达121.3℃，维持15～30分钟，可杀死一切微生物（包括细菌芽孢）。凡是耐高热和不怕潮湿的物品，如培养基、废弃培养物、手术衣、手术器械、敷料、注射器、注射液等，均可用此法灭菌（图3-1）。
图3-1 高压蒸汽灭菌锅
近年来，在高压蒸汽灭菌器的基础上，又研制成一种新型的预真空压力蒸汽灭菌器。与高压蒸汽灭菌器相比，该灭菌器是以预真空代替排放灭菌器内的冷空气，因而具有灭菌速度快、节省能源等优点，达到较为理想的灭菌效果。
2.光线与射线的消毒作用
（1）日光和紫外线：日晒是一种有效的天然杀菌方法，其杀菌作用主要是靠日光中的紫外线（UV）。一般用于消毒的人工UV是由低压水银蒸汽灯产生的。UV的杀菌效果和诱发突变能力与其波长有密切关系。杀菌范围为240～280 nm，最适波长为260 nm，与DNA吸收光谱范围一致。UV的杀菌机制是损坏DNA构型，使同一股DNA上相邻近的胸腺嘧啶通过共价键形成二聚体，干扰了DNA的复制，导致细菌死亡或变异。亚致死量的UV可以刺激细菌的繁殖或诱导基因突变，获得所需要的菌株。UV穿透力不强，不能穿过普通玻璃、尘埃，只能用于物体表面和空气的消毒。一般常用于微生物实验室、手术室和烧伤病房的空气消毒，亦常用于忌热的有机玻璃或塑料制品（如有机玻璃凹孔板或塑料板等）、纤维薄膜、玻璃纸等的消毒。UV对人体皮肤、眼睛均有一定的损害作用，使用时要注意防护。
（2）电离射线：电离射线具有较高的能量和穿透力，对微生物可产生致死效应。常用于杀菌的电离射线是γ射线和高能量的电子束（阴极射线）。γ射线是由放射性同位素60Co装置产生的。60Co辐射灭菌装置由放射源、放射源贮藏井、升降器、消毒物品传递系统、防护掩体及控制系统组成。被照射物品用输送带送至照射区，工作人员用电视监控。由于γ射线灭菌或消毒不升高温度且穿透力强，故特别适于忌热物品如塑料制品（培养器皿、吸管、试管和注射器等）、生物组织、生物制品、药品、食品和毛皮等的灭菌或消毒。
电离射线的杀菌机理：①使细胞分子产生诱发辐射，干扰微生物代谢，特别是干扰DNA的合成；②破坏细胞膜，引起酶系统紊乱而致死；③水分子经辐射后产生新离子与过氧化氢，这些产物再作用于微生物，也将促进微生物的死亡。
3.滤过除菌 是用滤器（filter）除去空气和液体中的细菌。利用具有微细小孔的滤菌器的筛滤和吸附作用，使带菌液体或空气通过滤菌器后成为无菌液体或空气。该法常用于不耐高温的血清、抗毒素、抗生素等药液的除菌。在微生物实验室内常用滤过法除去不能加热灭菌的血清或液体中的细菌，但不能除去病毒、支原体和L型细菌。滤过除菌的效能取决于滤孔的大小及细菌和滤器之间的静电吸引。滤菌器的种类很多，目前常用的有蔡氏滤菌器、玻璃滤菌器和薄膜滤菌器等。
4.超声波的消毒作用 属于一种机械作用因素。每秒超过2万次振动的声波即为超声波。高频声波有杀菌作用，但不彻底，常有残留。常用的超声波发生器能产生20～100千赫（kHz）的声波。这些高频声波能引起物理作用，可使细菌细胞裂解而死亡，这一方法常用于粉碎细胞，分离提取细胞成分或制备抗原。但在灭菌方面无实用价值。(https://www.daowen.com)
（三）化学消毒灭菌法
1.消毒剂 消毒剂的种类甚多，各具不同性质，它们的杀菌能力也各不相同。因此，在使用消毒剂时首先要考虑对象，视其可能含有何种微生物，然后再选择合适的消毒剂。同时还需要注意消毒剂杀菌能力的强弱和使用方法及影响因素。这类化学物质对人组织细胞有毒害作用，只能外用。
消毒剂的作用机理和常用消毒剂的种类、用法及用途如下：
（1）消毒剂的可能作用机制：①使细胞膜通透性受损：菌体内物质外渗或漏出，造成细菌死亡。属于此类的有表面活性剂、醇类、酚类和己烷等消毒剂。②使菌体蛋白变性和凝固：失去其生物活性，导致细菌死亡。属于这一类的有酸碱类、高浓度的金属盐类消毒剂。此外，醇类消毒剂亦具有此类作用。③破坏或改变蛋白质与核酸功能基团：使菌体酶蛋白失去酶的活性。如－SH基被结合或使其变成－S－S－基，导致细菌代谢机能障碍而死亡。属于这一类的氧化剂、低浓度的金属盐类、卤素及其化合物、醛类、烷基化合物和染料等消毒剂。
常用消毒剂的种类、用法和用途（表3-2）。
表3-2 常用化学消毒剂的种类、性质和用途
续表
（2）影响消毒剂作用的因素
1）消毒剂浓度和作用时间：一般消毒剂浓度越大，作用时间越长，则杀菌效果越好。但酒精例外，以70%～75%浓度杀菌力最强，高于此浓度反而较差。原因可能是更高浓度的酒精使菌体蛋白因迅速脱水而凝固，影响酒精继续向内部渗入，故杀菌效果差。
2）温度：温度可能影响消毒剂的杀菌效能。杀菌基本是一种化学反应，化学反应的速度随温度升高而加快。因此，高温比低温消毒快，如金黄色葡萄球菌在石炭酸溶液中的杀菌时间，在10℃时比20℃约长5倍。
3）细菌种类和数量：不同细菌对消毒剂抵抗力不同。同一细菌，其芽孢比繁殖体抵抗力强，老龄菌比幼龄菌抵抗力强。菌量越大，其所需消毒时间也越长。
4）被消毒物的性质：如为脓、痰等物，其中的细菌可受到有机物的保护。同时这些有机物又可和许多消毒剂结合，因而影响了消毒剂的杀菌作用。