熱力滅菌的動力學基礎PPT課件

1、1 熱力滅菌是研究最深、使用最廣的滅菌方式。當溫度超過細胞最佳生理活動的溫度范圍時，隨著溫度的升高，細胞代謝減緩，最終細胞的生長及繁殖將停止。每種細胞生理活動的溫度均有一上限，一旦溫度超過它的上限，起生命作用的蛋白質、酶及核酸會被永久性破壞，從而導致細胞發(fā)生不可逆轉的死亡。熱對活細胞的作用熱對活細胞的作用第1頁/共42頁2 從微觀上看，不具備真正核膜結構的原核細胞（如細菌和藍綠藻）耐熱性最強。某些嗜熱性細菌甚至可在80 以上的高溫中存活。但是，絕大多數(shù)生長態(tài)菌在80100 下即可被迅速殺滅。具備核膜結構的真核微生物，如真菌和原生動物，在6080 下就可被迅速殺滅。多數(shù)病毒的耐熱較差，只有乙肝病

2、毒（HBV）例外，它要在75 下至少曝熱3min才能被滅活。熱對活細胞的作用熱對活細胞的作用第2頁/共42頁3 還有一些其他類型的生物體也具有較強的耐熱性。例如，痙攣性假麻痹癥的蛋白侵襲子（Prion）病原體，它既不屬細胞型微生物也不屬病毒，需要在132 下加熱1h才可完全殺滅。熱對活細胞的作用熱對活細胞的作用第3頁/共42頁4 在細菌中，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），也具有較強的耐熱性。這些細菌的細胞能產(chǎn)生內源性孢子（芽孢）或胞間休眠體，一旦形成這種狀態(tài)，它們對熱、干燥及化學消毒劑的耐受性增強。要想殺滅這類芽孢，使之下降一個數(shù)量

3、級（一個對數(shù)單位），干熱滅菌的溫度必須達到100170 ，濕熱滅菌的溫度在80129 之間。如以干熱滅菌及濕熱滅菌的滅菌率L (Lethality)來計算，芽孢被殺滅困難的程度比其生長態(tài)時增大了104105倍。 熱對活細胞的作用熱對活細胞的作用第4頁/共42頁5 細菌芽孢的耐熱性與多種因素有關，有些因素尚沒被人們完全認識。芽孢形成時，細菌停止生化反應，交將遺傳物質包藏在芽孢中。此過程中發(fā)生了一系列生理變化：細胞質大量脫水，體積變小，在變小的原生質體周圍形成了一層厚殼，此過程中，還生成了一種特殊化學物質吡啶二羧酸或DPA(吡啶 26二羧酸)。 熱對活細胞的作用熱對活細胞的作用第5頁/共42頁6

4、在芽孢形成階段，吡啶二羧酸鈣能與脫氧核糖核酸（DNA）以及細胞內的酶形成復合物，從而對休眠狀態(tài)的芽孢起保護作用。處于休眠狀態(tài)的芽孢可以存活很多年，在適宜的條件下，它們在數(shù)分鐘內即可恢復到生長狀態(tài)。 熱對活細胞的作用熱對活細胞的作用第6頁/共42頁7影響滅菌效果的因素第7頁/共42頁8影響滅菌效果的因素第8頁/共42頁9影響滅菌效果的因素第9頁/共42頁10影響滅菌效果的因素第10頁/共42頁11熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第11頁/共42頁12熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第12頁/共42頁13熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第13頁/共42頁14NONtlgN0lgNt圖3

5、4圖35熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第14頁/共42頁15熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第15頁/共42頁16D2tDD1tlgN=1lgN=12121lgNlgN1250C1210CD值與滅菌溫度的關系D值的定義圖36圖37熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第16頁/共42頁17熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第17頁/共42頁18 不同滅菌溫度下的D值微生物名稱溫度（oC）介質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105110115121121 121105105115葡萄糖葡萄糖葡萄糖

6、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熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第18頁/共42頁19熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第19頁/共42頁20ZT(0C)lgD=121D值的定義lgD熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第20頁/共42頁21熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第21頁/共42頁22熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第22頁/共42頁23lgD=1Z=100CZ=70CZ=120CZ=100C1211201151101051001.2781.0930.2760.1761.761lgDT1T

7、2熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第23頁/共42頁24熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第24頁/共42頁25熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第25頁/共42頁26FTlgNlgNt圖310 T(0C)滅菌值定義熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第26頁/共42頁27熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第27頁/共42頁28熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第28頁/共42頁29熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第29頁/共42頁30 下表列舉了 Z=10oC 時不同溫度下的滅菌率值，比較110oC 和 121oC 的滅菌率，可以得出結論： 110oC 滅菌 12.6min

8、和 121oC 滅菌 1min 等效； 滅菌時間相等時， 110oC 滅菌效果只有 121oC 下滅菌效果的 7.9%。 熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第30頁/共42頁31熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第31頁/共42頁32 不同溫度不同Z值下的滅菌率（Lethal rate）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

9、.0261030.0030.0060.0100.0160.0230.0321040.0040.0070.0130.0200.0280.0381050.0050.0100.0170.0250.0350.046熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第32頁/共42頁33T/L值值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.

10、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熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第33頁/共42頁34T/T/L值值Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=12115.50.1640.2050.245

11、0.2820.3160.3481160.1930.2370.2780.3160.3510.383116.50.2280.2740.3160.3550.3900.4221170.2680.3160.3590.3980.4330.464117.50.3160.3650.4080.4470.4810.5111180.3730.4220.4640.5010.5340.562118.50.4390.4890.5270.5620.5930.6191190.5180.5620.5990.6310.6580.681119.50.6110.6490.6810.7080.7310.7501200.7200.750

12、0.7740.7940.8110.825120.50.8480.8660.8800.8910.9010.9091211.001.001.001.001.001.00熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第34頁/共42頁35T/T/L值值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熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第35頁/共42頁36圖311 溫度和滅菌率之間的關系L642130120110100T(0C)第36頁/共42頁37熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則熱力滅菌的對數(shù)規(guī)則第37