微生物控制

生物学术语

微生物广泛存在于自然界，多数为单细胞生物，其生命活动易受各种因素的影响。绝大多数微生物对人类和动植物有益，对工农业及药物生产有利，但也有危害人类的一面，如食品和工农业产品的霉腐变质，实验室中动植物细胞或微生物纯培养物的污染，发酵工业中杂菌的污染；动植物体受病原微生物感染而患各种传染病等。因此如何控制微生物的生长或消灭有害微生物，在实际应用中具有重要的意义。

物理方法

热力灭菌法

微生物必须在适宜的温度范围内才能良好生长繁殖。低于最低生长温度时，微生物的生长受到抑制，新陈代谢降低，处于休眠状态，所以低温适于保藏微生物。高温对菌体具有明显的致死作用，细胞内有机分子发生生物化学变化，DNA断裂、核糖体解体、蛋白质变性及细胞膜结构破坏，从而导致微生物死亡。

热力灭菌就是利用高温杀死微生物的方法。此法简便、经济、有效，应用非常广泛。热力灭菌法分为干热灭菌和湿热灭菌两大类。

一、干热灭菌法

在干燥条件下，一般细菌的繁殖体80～100℃ 1小时可被杀死；芽胞则需160～170℃2小时才能被杀死。其作用机制是脱水干燥和大分子变性。干热灭菌法包括灼烧法、焚烧法、干烤法。

二、湿热灭菌法

湿热灭菌比干热灭菌更有效。多数细菌和真菌的营养细胞在60℃左右处理5～10分钟后即可被杀死，真菌的孢子稍耐热些，在80℃以上的温度才能被杀死，细菌的芽胞最耐热，一般要在120℃下处理15分钟才能被杀死。湿热灭菌法包括：巴氏消毒法、煮沸法、流通蒸汽消毒法、间歇灭菌法、常规高压蒸汽灭菌法等。

紫外线

紫外线波长范围是100～400nm，在200～300nm时有杀菌作用，其中以265～266nm波长紫外线杀菌力最强。核酸、嘌呤、嘧啶和蛋白质等很多物质能吸收紫外线，核酸的最大吸收峰在265nm。当微生物被照射时，DNA吸收紫外线，在链间或链内相邻的胸腺嘧啶之间形成二聚体，从而改变了DNA的分子构型，干扰了DNA复制，造成微生物死亡。如果照射时间或照射剂量不足，则可引起微生物发生突变。此外，紫外线还对病毒、毒素和酶类有灭活作用。

在实际应用方面常使用人工的紫外灯。人工紫外灯是将汞置于石英玻璃灯管中，通电后汞化为气体，放出紫外线。紫外线杀菌力强，但释放能量较低，穿透力差，不能透过普通玻璃、纸张、尘埃和水蒸汽等，故紫外线只适用于空气和物体表面的消毒。人工紫外线广泛用于微生物实验室、医院、公共场所、动物房的空气或不耐热物品表面消毒等。一般无菌室内装一支30W的紫外灯管，照射30分钟即可杀死空气中的微生物。空气的湿度超过55% ～60%时，紫外线的杀菌效果迅速下降。使用紫外线消毒时，要注意防护，不能在灯下操作，紫外线会损伤皮肤和眼结膜。此外，紫外线可能诱导产生环境中有害变化而间接影响微生物的生长，如臭氧、过氧化物等。

电离辐射

电离辐射光波短、能量强、穿透力高、被物质吸收后能引起物体原子或分子放出电子而变成离子，产生极强的致死效应，在足够剂量时，对各种微生物均有致死作用。其中最实用的杀菌射线是X射线、γ 射线及阴极射线等。主要用于不耐热的塑料注射器、吸管、导管等，也可用于食品的消毒，而不破坏其营养成分。

滤过除菌

滤过除菌是用机械方法除去液体或空气中细菌的方法。所用的器具是滤菌器。滤过除菌主要用于一些不耐高温灭菌的血清、毒素、抗毒素、酶、抗生素、维生素的溶液、细胞培养液以及空气等的除菌。过滤除菌主要有3种类型：1、最早使用的是在一个容器的两层滤板中间填充棉花、玻璃纤维或石棉，灭菌后空气通过它就可达到除菌的目的；2、膜滤器是由高分子材料如醋酸纤维或硝酸纤维制成的比较坚韧的具有微孔的膜，灭菌后使用3、核孔滤器，它是由核辐射处理的很薄的聚碳酸胶片（厚10μm）再经化学蚀刻而制成，这种滤器主要用于科研。

化学方法

化学方法是用化学药品来杀死微生物或抑制微生物生长与繁殖的方法。包括用于消毒和防腐的化学消毒剂和防腐剂，用于治疗的化学治疗剂等。化学方法很少能达到灭菌要求，它们只能从物体上除去病原微生物或抑制微生物生长繁殖，起到消毒防腐的作用。

消毒剂：具有消毒作用的化学物质称为消毒剂。一般消毒剂在常用浓度下只能杀死微生物的营养体，对芽胞则无杀灭作用。

防腐剂：具有防腐作用的化学物质称为防腐剂。

化学治疗剂：用于化疗目的的化学物质。最重要的化学治疗剂有各种抗生素、磺胺类药物和中草药中的有效成分等。

实际上消毒剂和防腐剂之间无严格的界限，一种化学物质在高浓度下是消毒剂，在低浓度下是防腐剂，一般统称为消毒防腐剂。消毒防腐剂不仅作用于病原菌，同时对机体组织细胞也有损坏作用，因此只能外用或用于环境的消毒。主要用于体表（皮肤、黏膜、浅表伤口等）、器械、排泄物和周围环境的消毒。理想的消毒剂应是杀菌力强、作用迅速、无腐蚀性、能长期保存、对人畜无毒性或毒性较小的化学药品。

化学疗剂的最大特点是选择性的杀灭或抑制微生物，而对机体没有毒性或不产生明显毒性。包括磺胺、抗生素和中草药中的有效成分等。

意义

一、防止疾病的发生、发展和传播

微生物广泛的存在于人类生活的环境中，控制微生物能够保证公共卫生和人体健康。例如水的净化，牛奶的消毒，食物和药物的保存和制造过程等都需要采取控制微生物的措施，有助于阻止微生物进入人体，或阻断可能导致疾病发生的某一环节，也有一些方法如化学疗剂可直接杀死或抑制机体内的微生物，用以治疗疾病，从而保障社会公众的健康水平。

二、防止微生物污染所引起的原材料腐败变质

微生物的危害性还表现在引起工农业原料、产品、食品、生活用品以及药物的腐变与霉烂。研究危害各种工农业产品的微生物种类、分布、作用机理以及如何防治其危害的科学，就称为霉腐微生物学。全世界每年由于霉腐微生物引起的损失是极其巨大又难以确切估计的。全世界每年因霉变而损失的粮食就占其总产量的2%左右，这是一笔极大的浪费。必须采取有效的控制方法。

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