熱力滅菌的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)課件

熱力滅菌的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理工程課件四1熱力滅菌是研究最深、使用最廣的滅菌方式。當(dāng)溫度超過細(xì)胞最佳生理活動(dòng)的溫度范圍時(shí)，隨著溫度的升高，細(xì)胞代謝減緩，最終細(xì)胞的生長(zhǎng)及繁殖將停止。每種細(xì)胞生理活動(dòng)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(zhì)、酶及核酸會(huì)被永久性破壞，從而導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的死亡。熱對(duì)活細(xì)胞的作用2從微觀上看，不具備真正核膜結(jié)構(gòu)的原核細(xì)胞（如細(xì)菌和藍(lán)綠藻）耐熱性最強(qiáng)。某些嗜熱性細(xì)菌甚至可在80℃以上的高溫中存活。但是，絕大多數(shù)生長(zhǎng)態(tài)菌在80～100℃下即可被迅速殺滅。具備核膜結(jié)構(gòu)的真核微生物，如真菌和原生動(dòng)物，在60～80℃下就可被迅速殺滅。多數(shù)病毒的耐熱較差，只有乙肝病毒（HBV）例外，它要在75℃下至少曝?zé)?min才能被滅活。熱對(duì)活細(xì)胞的作用3在細(xì)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(qiáng)的耐熱性。這些細(xì)菌的細(xì)胞能產(chǎn)生內(nèi)源性孢子（芽孢）或胞間休眠體，一旦形成這種狀態(tài)，它們對(duì)熱、干燥及化學(xué)消毒劑的耐受性增強(qiáng)。要想殺滅這類芽孢，使之下降一個(gè)數(shù)量級(jí)（一個(gè)對(duì)數(shù)單位），干熱滅菌的溫度必須達(dá)到100～170℃

，濕熱滅菌的溫度在80～129℃之間。如以干熱滅菌及濕熱滅菌的滅菌率L(Lethality)來計(jì)算，芽孢被殺滅困難的程度比其生長(zhǎng)態(tài)時(shí)增大了104～105倍。熱對(duì)活細(xì)胞的作用5細(xì)菌芽孢的耐熱性與多種因素有關(guān)，有些因素尚沒被人們完全認(rèn)識(shí)。芽孢形成時(shí)，細(xì)菌停止生化反應(yīng)，交將遺傳物質(zhì)包藏在芽孢中。此過程中發(fā)生了一系列生理變化：細(xì)胞質(zhì)大量脫水，體積變小，在變小的原生質(zhì)體周圍形成了一層厚殼，此過程中，還生成了一種特殊化學(xué)物質(zhì)—吡啶二羧酸或DPA(吡啶－26－二羧酸)。

熱對(duì)活細(xì)胞的作用6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(xì)胞內(nèi)的酶形成復(fù)合物，從而對(duì)休眠狀態(tài)的芽孢起保護(hù)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?cè)跀?shù)分鐘內(nèi)即可恢復(fù)到生長(zhǎng)狀態(tài)。熱對(duì)活細(xì)胞的作用7影響滅菌效果的因素8影響滅菌效果的因素10熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則12熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則14NONtlgN0lgNt圖3－4圖3－5熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則15熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則16D2tDD1t△lgN=1△lgN=12121lgNlgN1250C1210CD值與滅菌溫度的關(guān)系D值的定義圖3－6圖3－7熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則17熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則18熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則20ZT(0C)△lgD=121D值的定義lgD熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則21熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則23△lgD=1Z=100CZ=70CZ=120CZ=100C1211201151101051001.2781.0930.2760.1761.761lgDT1T2熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則24熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則26FT△lgNlgNt圖3－10T(0C)滅菌值定義熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則27熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則28熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則30熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則31熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則32不同溫度不同Z值下的滅菌率（Lethalrate）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Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=121000.0010.0020.0060.0080.0120.0181010.0010.0030.0060.0100.0150.0221020.0020.0040.0080.0130.0190.0261030.0030.0060.0100.0160.0230.0321040.0040.0070.0130.0200.0280.0381050.0050.0100.0170.0250.0350.046熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則33T/℃L值Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=121060.0070.0130.0220.0320.0430.0561070.0100.0180.0280.0400.0530.0681080.0140.0240.0360.0500.0660.0831090.0190.0320.0460.0630.0810.1001100.0260.0420.0600.0790.0100.1211110.0370.0560.0770.1000.1230.1471120.0520.0750.1000.1260.1520.1781130.0720.1000.1290.1580.1870.2151140.1000.1330.1670.2000.2310.261114.50.1180.1540.1900.2240.2570.2871150.1390.1780.2150.2510.2850.316熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則34T/℃L值Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=12115.50.1640.2050.2450.2820.3160.3481160.1930.2370.2780.3160.3510.383116.50.2280.2740.3160.3550.3900.4221170.2680.3160.3590.3980.4330.464117.50.3160.3650.4080.4470.4810.5111180.3730.4220.4640.5010.5340.562118.50.4390.4890.5270.5620.5930.6191190.5180.5620.5990.6310.6580.681119.50.6110.6490.6810.7080.7310.7501200.7200.7500.7740.7940.8110.825120.50.8480.8660.8800.8910.9010.9091211.001.001.001.001.001.00熱力滅菌的對(duì)數(shù)規(guī)則35T/℃L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(duì)數(shù)規(guī)則36圖3－11溫度和滅菌率之間的關(guān)系L642130120110100T(0C)37