微生物知識(shí)講座

微生物知識(shí)講座,一前言,什么是微生物微生物（microorganism,microbe）是一些肉眼看不見(jiàn)的微小生物的總稱(chēng)。包括屬于原核類(lèi)的細(xì)菌、放線菌、支原體、立克次氏體、衣原體和藍(lán)細(xì)菌（過(guò)去稱(chēng)藍(lán)藻或藍(lán)綠藻），屬于真核類(lèi)的真菌（酵母菌和霉菌）、原生動(dòng)物和顯微藻類(lèi)，以及屬于非細(xì)胞類(lèi)的病毒、類(lèi)病毒和朊病毒等。,日常生活的環(huán)境中，到處都存在著大量的微生物。在一般空氣中，微生物達(dá)8003500個(gè)/m3，在土壤中達(dá)1500108個(gè)/g，在嚴(yán)重污染的水中可達(dá)107個(gè)/ml。（飲用水要求細(xì)菌總數(shù)100個(gè)/ml，大腸桿菌3個(gè)/ml。經(jīng)水塔或貯水池貯存后，短期內(nèi)可繁殖至105106個(gè)/ml。）人的頭皮上有140萬(wàn)個(gè)/cm2，兩手上約有440萬(wàn)個(gè)，1g指甲污垢有38億個(gè)，1g糞便可達(dá)101000億個(gè)。微生物是無(wú)處不在，無(wú)處不有。許多以前被人們認(rèn)為是極端（高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、低溫等）甚至是致死的環(huán)境，現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)生活著各種類(lèi)型的微生物（稱(chēng)為極端微生物）。事實(shí)說(shuō)明，微生物有特別頑強(qiáng)的生存、繁殖和變異能力來(lái)適應(yīng)環(huán)境。,二微生物特點(diǎn),種類(lèi)多、分布廣微生物在地球上幾乎無(wú)處不有，無(wú)孔不入，人的皮膚上，口腔，腸道里都有許多微生物。微生物聚集最多的地方是土壤哪里塵埃多，哪里的微生物就多。迄今為止，我們知道的微生物約有10萬(wàn)種，目前已知的種類(lèi)只占地球上實(shí)際存在的微生物總數(shù)的20%，人類(lèi)生產(chǎn)和生活中僅開(kāi)發(fā)利用了已發(fā)現(xiàn)微生物種數(shù)的1%。,個(gè)體小、面積大生物的個(gè)體極其微小，必須借助顯微鏡放大幾倍、幾百倍、上千倍，乃至數(shù)萬(wàn)倍才能看清。桿菌的寬度是0.5微米，因此80個(gè)桿菌“肩并肩”地排列成橫隊(duì)，也只有一根頭發(fā)絲的寬度。桿菌的長(zhǎng)度約2微米，故1500個(gè)桿菌頭尾銜接起來(lái)僅有一顆芝麻長(zhǎng)。物體的表面積和體積之比稱(chēng)為比表面積。大腸桿菌的比表面積是人的30萬(wàn)倍。,吸收多、轉(zhuǎn)化快微生物有驚人的繁殖速度，大多數(shù)微生物幾十分鐘內(nèi)就可以繁殖一代，如細(xì)菌一般每2030分鐘既可分裂一次；微生物的食譜非常廣泛，凡是動(dòng)植物能利用的營(yíng)養(yǎng)，微生物都能利用，大量的動(dòng)植物不能利用的物質(zhì)，甚至劇毒的物質(zhì)，微生物照樣可以視為美味佳肴。如大腸桿菌在合適條件下，每小時(shí)可以消耗相當(dāng)于自身重量2000倍的糖，而人體則需要40年之久。,適應(yīng)強(qiáng)、異變異多數(shù)細(xì)菌能耐0196的低溫；在海洋深處的某些硫細(xì)菌可在250300的高溫條件下正常生長(zhǎng)；一些嗜鹽細(xì)菌甚至能在飽和鹽水中正常生活；產(chǎn)芽孢細(xì)菌和真菌孢子在干燥條件下能保藏幾十年、幾百年。由于微生物繁殖快，也可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量變異的后代。正是由于這個(gè)特性，人們才能夠按照自己的要求不斷改良在生產(chǎn)上應(yīng)用的微生物，如青霉素生產(chǎn)菌的發(fā)酵水平由每毫升20單位上升到近10萬(wàn)單位，利用變異和育種得到如此大幅度的產(chǎn)量提高。,三微生物的類(lèi)群和形態(tài)結(jié)構(gòu),微生物按其結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成及生活習(xí)性等分為三大類(lèi)：原核細(xì)胞型：細(xì)菌、放線菌、支原體、衣原體、立克次氏體、螺旋體等真核細(xì)胞型：真菌非細(xì)胞型：病毒噬菌體,芽孢桿菌（細(xì)菌）,淡水中的螺旋菌spirochetes.,蠟樣芽孢桿菌,蠟樣芽孢桿菌,蠟樣芽孢桿菌,蠟樣芽孢桿菌（細(xì)菌）,支原體掃描電鏡圖片支原體（mycoplasma）以前被認(rèn)為是最小的能獨(dú)立存活的原核生物，以前也被認(rèn)為是地球上迄今為止被發(fā)現(xiàn)的最小的細(xì)胞生物。全世界90%的豬體內(nèi)寄生著支原體。,立克次氏體（rickettsiae），一種微小的寄生的細(xì)菌。上圖是動(dòng)物的淋巴細(xì)胞，紅色的是寄生的立克次氏體。,青霉是種真菌，屬于子囊菌。有的能產(chǎn)生青霉素，救了無(wú)數(shù)人的命。產(chǎn)生無(wú)性孢子。,根霉（Rhizopus)是種真菌，屬于接合菌。能產(chǎn)生無(wú)性孢子菌絲體的直徑約12um黑的是孢子囊,噬菌體,SARS病毒是一類(lèi)新發(fā)現(xiàn)的冠狀病毒,禽流感病毒,愛(ài)滋病毒,1、細(xì)菌,細(xì)菌是一類(lèi)細(xì)胞細(xì)而短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、細(xì)胞壁堅(jiān)韌，以二等分裂方式繁殖的原核微生物，分布廣泛。,細(xì)菌的繁殖,二分分裂繁殖是細(xì)菌最普遍、最主要的繁殖方式。在分裂前先延長(zhǎng)菌體，染色體復(fù)制為二，然后垂直于長(zhǎng)軸分裂，細(xì)胞赤道附近的細(xì)胞質(zhì)膜凹陷生長(zhǎng)，直至形成橫隔膜，同時(shí)形成橫隔壁，這樣便產(chǎn)生兩個(gè)子細(xì)胞。,=細(xì)菌細(xì)胞分裂的電鏡超薄切片圖,桿菌二分裂過(guò)程模式圖,0,細(xì)菌的菌落,單個(gè)或少數(shù)細(xì)菌細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖后，會(huì)形成以母細(xì)胞為中心的一堆肉眼可見(jiàn)、有一定形態(tài)構(gòu)造的子細(xì)胞集團(tuán)，這就是菌落。細(xì)菌菌落常表現(xiàn)為濕潤(rùn)、粘稠、光滑、較透明、易挑取、質(zhì)地均勻以及菌落正反面或邊緣與中央部位顏色一致等。細(xì)菌的菌落特征因種而異?？勺鳛殍b定細(xì)菌種的依據(jù)。,粘質(zhì)沙雷氏菌的菌落特征,沙門(mén)氏菌的菌落特征,銅綠假單孢菌的菌落特征,弗氏志賀氏菌的菌落特征,粘質(zhì)沙雷氏菌的菌落特征,2、放線菌,放線菌的形態(tài)、大小和結(jié)構(gòu)放線菌的形態(tài)比細(xì)菌復(fù)雜些，但仍屬于單細(xì)胞。在顯微鏡下，放線菌呈分枝絲狀，我們把這些細(xì)絲一樣的結(jié)構(gòu)叫做菌絲，菌絲直徑與細(xì)菌相似，小于1微米。菌絲細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與細(xì)菌基本相同。根據(jù)菌絲形態(tài)和功能的不同，放線菌菌絲可分為基內(nèi)菌絲、氣生菌絲和孢子絲三種。鏈霉菌屬是放線菌中種類(lèi)最多、分布最廣、形態(tài)特征最典型的類(lèi)群，其形態(tài)如下圖所示。,鏈霉菌的一般形態(tài)和構(gòu)造（模式圖）,放線菌的菌落,放線菌在固體培養(yǎng)基上形成與細(xì)菌不同的菌落特征，放線菌菌絲相互交錯(cuò)纏繞形成質(zhì)地致密的小菌落，干燥、不透明、難以挑取，當(dāng)大量孢子覆蓋于菌落表面時(shí)，就形成表面為粉末狀或顆粒狀的典型放線菌菌落，由于基內(nèi)菌絲和孢子常有顏色，使得菌落的正反面呈現(xiàn)出不同的色澤。,放線菌的繁殖,放線菌沒(méi)有有性繁殖，主要通過(guò)形成無(wú)性孢子方式進(jìn)行無(wú)性繁殖。,放線菌的菌落特征A：諾爾斯氏鏈霉菌；B：皮疽諾卡氏菌；C：酒紅指孢囊菌；D：游動(dòng)放線菌；E：小單胞菌；F：皺雙孢馬杜拉放線菌,產(chǎn)抗菌素的放線菌的菌落特征A：卡特利鏈霉菌；B：弗氏鏈霉菌；C：吸水鏈霉菌金淚亞種；D：卡那霉素鏈霉菌；E：除蟲(chóng)鏈霉菌；F：生磺酸鏈霉菌,3、霉菌,霉菌是絲狀真菌的俗稱(chēng)，意即發(fā)霉的真菌，它們往往能形成分枝繁茂的菌絲體，但又不象蘑菇那樣產(chǎn)生大型的子實(shí)體。在潮濕溫暖的地方，很多物品上長(zhǎng)出一些肉眼可見(jiàn)的絨毛狀、絮狀或蛛網(wǎng)狀的菌落，那就是霉菌。,霉菌的形態(tài)、大小和結(jié)構(gòu),霉菌的菌絲是構(gòu)成霉菌營(yíng)養(yǎng)體的基本單位。菌絲是一種管狀的細(xì)絲，把它放在顯微鏡下觀察，很像一根透明膠管，它的直徑一般為3-10微米，比細(xì)菌和放線菌的細(xì)胞約粗幾倍到幾十倍。菌絲可伸長(zhǎng)并產(chǎn)生分枝，許多分枝的菌絲相互交織在一起，就叫菌絲體。,霉菌的菌絲,霉菌的菌落,由于霉菌的菌絲較粗而長(zhǎng)，因而霉菌的菌落較大，有的霉菌的菌絲蔓延，沒(méi)有局限性，其菌落可擴(kuò)展到整個(gè)培養(yǎng)皿，有的種則有一定的局限性，直徑1-2厘米或更小。菌落質(zhì)地一般比放線菌疏松，外觀干燥，不透明，呈現(xiàn)或緊或松的蛛網(wǎng)狀、絨毛狀或棉絮狀；菌落與培養(yǎng)基的連接緊密，不易挑?。痪湔疵娴念伾瓦吘壟c中心的顏色常不一致。,霉菌的繁殖,有性繁殖和無(wú)性繁殖兩種以無(wú)性繁殖為主,各種曲霉的菌落,各種病原真菌的菌落,青霉的菌落,青霉的菌落,4、酵母菌,提起酵母菌這個(gè)名稱(chēng)，也許有人不太熟悉，但實(shí)際上人們幾乎天天都在享受著酵母菌的好處。因?yàn)槲覀兠刻斐缘拿姘宛z頭就是有酵母菌的參與制成的；我們喝的啤酒，也離不開(kāi)酵母菌的貢獻(xiàn)，酵母菌是人類(lèi)實(shí)踐中應(yīng)用比較早的一類(lèi)微生物，我國(guó)古代勞動(dòng)人民就利用酵母菌釀酒；酵母菌的細(xì)胞里含有豐富的蛋白質(zhì)和維生素，所以也可以做成高級(jí)營(yíng)養(yǎng)品添加到食品中，或用作飼養(yǎng)動(dòng)物的高級(jí)飼料。酵母菌在自然界中分布很廣，尤其喜歡在偏酸性且含糖較多的環(huán)境中生長(zhǎng)，例如，在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果園土壤中最為常見(jiàn)。,酵母菌的形態(tài)、大小和結(jié)構(gòu),酵母菌是單細(xì)胞真核微生物。酵母菌細(xì)胞的形態(tài)通常有球形、卵圓形、臘腸形、橢圓形、檸檬形或藕節(jié)形等。比細(xì)菌的單細(xì)胞個(gè)體要大得多，一般為1-5微米5-30微米。酵母菌無(wú)鞭毛，不能游動(dòng)。酵母菌具有典型的真核細(xì)胞結(jié)構(gòu),有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、液泡、線粒體等，有的還具有微體。,酵母菌的繁殖,1、芽殖2、裂殖3、孢子生殖,酵母菌的菌落,大多數(shù)酵母菌的菌落特征與細(xì)菌相似，但比細(xì)菌菌落大而厚，菌落表面光滑、濕潤(rùn)、粘稠，容易挑起，菌落質(zhì)地均勻，正反面和邊緣、中央部位的顏色都很均一，菌落多為乳白色，少數(shù)為紅色，個(gè)別為黑色。,各種酵母菌的菌落,啤酒酵母的菌落,紅酵母的菌落,5、病毒,形態(tài)結(jié)構(gòu)病毒的形態(tài)基本可歸納為三種：桿狀、球狀和這兩種形態(tài)結(jié)合的復(fù)合型。沒(méi)有細(xì)胞構(gòu)造，病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白質(zhì)，在宿主細(xì)胞協(xié)助下，通過(guò)核酸的復(fù)制和核酸蛋白裝配的形式進(jìn)行增殖。病毒粒子通常形成螺旋對(duì)稱(chēng)、二十面體對(duì)稱(chēng)和復(fù)合對(duì)稱(chēng)。病毒粒子是無(wú)法用光學(xué)顯微鏡觀察的亞顯微顆粒，但當(dāng)他們大量聚集在一起并使宿主細(xì)胞發(fā)生病變時(shí)，就可以用光學(xué)顯微鏡加以觀察。例如動(dòng)、植物細(xì)胞中的病毒包涵體；有的還可用肉眼看到，如噬菌體的噬菌斑等。,繁殖方式,病毒只有在宿主細(xì)胞里才能進(jìn)行繁殖，而且是通過(guò)復(fù)制的方式進(jìn)行的。概括起來(lái)可分為吸附、侵入、脫殼生物合成、裝配與釋放五個(gè)步驟。病毒的危害不亞于細(xì)菌。不易治療艾滋、狂犬病、各種肝炎、流行性感冒、非典型性肺炎等。,傳染途徑：抗原：抗原是一類(lèi)能刺激人或動(dòng)物產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細(xì)胞，并能與這些產(chǎn)物在體內(nèi)或體外發(fā)生特異性反應(yīng)的物質(zhì)?？贵w：抗體是高等動(dòng)物體在抗原物質(zhì)的刺激下，由漿細(xì)胞所產(chǎn)生的一類(lèi)能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白。,傳染與免疫,四微生物的營(yíng)養(yǎng),水分：水占細(xì)胞漿的70%90%，是細(xì)胞的重要組成成分。較普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為，只有在含水的環(huán)境中微生物才能存活。但也有人發(fā)現(xiàn)在無(wú)水碳?xì)浠衔镏形⑸锟砷L(zhǎng)期存活。碳源：碳源是構(gòu)成細(xì)胞的重要物質(zhì)。有些微生物的碳源必須來(lái)自有機(jī)碳化合物如糖、蛋白質(zhì)、脂肪、有機(jī)酸等（同時(shí)利用其化學(xué)能），屬異養(yǎng)型；有些微生物不需有機(jī)碳化合物，以CO2為碳源，屬自養(yǎng)型（分為光能自養(yǎng)型和化能自養(yǎng)型）。,氮源：氮是組成蛋白質(zhì)和核酸的重要元素。無(wú)機(jī)鹽類(lèi)：細(xì)菌所需無(wú)機(jī)鹽包括磷、硫、鎂、鐵、鉀、鈉、鈣、氯、錳、鋅、鈷、銅等。其中磷、硫、鎂、鉀、鈉、鐵需要量較多，其他只需微量。生長(zhǎng)因子：生長(zhǎng)因子是某些微生物生長(zhǎng)發(fā)育所必需，而其自身又不能合成的一類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。包括維生素、嘌呤和嘧啶。,五微生物生長(zhǎng)的影響因素,1、營(yíng)養(yǎng)物2、PH值3、溫度4、氧氣5、滲透壓6、表面張力,其他因素：溫度氧氣厭氧光照水份等,六、消毒與滅菌,消毒與滅菌是微生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)中最基本的操作，從事藥品生產(chǎn)和檢驗(yàn)的人員都應(yīng)當(dāng)了解消毒與滅菌的方法及其意義，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，否則會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，危害患者安全。,對(duì)生產(chǎn)注射劑的企業(yè)關(guān)鍵！,概念,無(wú)菌不存在活的生物（GMP指南）。“無(wú)菌”從定義上來(lái)說(shuō)是一個(gè)絕對(duì)的概念，但遺憾的是，在科學(xué)和技術(shù)高度發(fā)展的今天，藥品的絕對(duì)無(wú)菌即做不到，也無(wú)法加以證實(shí)。然而，無(wú)菌制劑的安全性要求人們?cè)O(shè)定無(wú)菌的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)。FDA、歐洲制藥工業(yè)界曾將百萬(wàn)分之一微生物污染率作為滅菌產(chǎn)品“無(wú)菌”的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，它和蒸汽滅菌后產(chǎn)品中微生物存活的概率為10-6（即產(chǎn)品的無(wú)菌保證值為6），系同一標(biāo)準(zhǔn)的不同表示法。這一標(biāo)準(zhǔn)于1980起收錄于USP中，如今已為世界各國(guó)普遍接受和采用。,滅菌使達(dá)到無(wú)菌狀態(tài)的方法（GMP指南）。用物理或化學(xué)方法殺滅傳播媒介上所有的微生物，使其達(dá)到無(wú)菌（GB）。通常是指殺滅或除去全部活的微生物（包括繁殖體和芽孢）。消毒用物理或化學(xué)方法殺滅或清除傳播媒介上的病原微生物，使其達(dá)到無(wú)害化（GB）。通常是指殺死病原微生物的繁殖體，但不能破壞其芽孢。所以消毒是不徹底的，不能代替滅菌。,無(wú)菌制劑不存在活的微生物的制劑（GMP指南）。非無(wú)菌制劑所含活的微生物量符合衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的制劑（GMP指南）。,常用消毒劑,70%75%乙醇水溶液；0.5%洗必泰溶于70%乙醇，再加入2%甘油，用于皮膚、器具等消毒；異丙醇75%水溶液，用于皮膚、器具等消毒；甲醛37%40%甲醛液89ml，再加入45g高錳酸鉀，每m3熏蒸量，密閉1224h，刺激性強(qiáng)；戊二醛2%水溶液，用于空氣、器具等消毒。廣譜、高效、低毒，可殺芽孢和病毒，毒性較輕；,新潔爾滅（苯扎溴銨）0.1%水溶液，用于皮膚、粘膜、器具等消毒，有清潔和消毒雙重功效，抗菌譜較窄；杜滅芬（消毒寧）0.05%0.1%水溶液，用于皮膚、器具等消毒；過(guò)氧乙酸a、0.2%0.5%水溶液；b、新配0.5%水溶液；c、1g/m3；用于器具等消毒，抗菌譜廣，可用于皮膚消毒殺滅某些病毒；熏蒸，但性質(zhì)不穩(wěn)定。乳酸a、0.331mol/L；b、11.5ml/m3熏蒸或與等量苯酚合用熏蒸噴霧，用于空氣消毒，有強(qiáng)殺菌作用；熏蒸，密閉12h以上。麝香草酚5%麝香草酚溶于50%乙醇，噴灑墻面、地面，殺霉菌。,干熱滅菌,常見(jiàn)的有火焰、燒灼、干烤和紅外線滅菌等?；鹧妗疲和ǔＳ糜趯?shí)驗(yàn)室無(wú)菌操作中金屬或其它耐火材料制成的器具的滅菌。干烤和紅外線：利用干熱空氣或熱輻射進(jìn)行滅菌。一般135145需35h，160170需2h以上，170180需1h以上，180200需0.51h。除熱原，則需25030min，或20045min，1802h?？諝鈧鳠崧┩噶Σ粡?qiáng)，故干熱滅菌時(shí)間長(zhǎng)。干熱滅菌時(shí)烤箱內(nèi)裝入物品應(yīng)留有空隙，以利空氣流動(dòng)，否則使箱內(nèi)溫度不均，部分物品滅菌不徹底。,濕熱滅菌,通過(guò)熱蒸汽或沸水使蛋白質(zhì)變性而殺滅微生物的方法。濕熱穿透力強(qiáng)，滅菌效果較干熱好。煮沸或流通蒸汽滅菌：常壓下沸水和蒸汽的溫度是100，一般處理3060min可殺死細(xì)菌繁殖體，但不能完全殺滅芽孢。此法適用于不能高壓蒸汽滅菌的物品。低溫間隙滅菌（巴斯德滅菌法）：將物品先用6080加熱（或煮沸）1h，然后置2025保存24h（或常溫過(guò)夜），使其中殘存的芽孢萌發(fā)成繁殖體，再用以上條件滅菌，如此反復(fù)三次。本法適用于不耐高溫或高溫下易變質(zhì)的物品，但很費(fèi)時(shí)。,高壓蒸汽滅菌（熱壓滅菌）,超過(guò)一個(gè)大氣壓時(shí)，水的沸點(diǎn)高于100，反之亦然。高壓蒸汽滅菌就是通過(guò)加壓提高蒸汽溫度，滅菌效果最好。它簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、可靠、無(wú)毒，是最可靠、應(yīng)用最廣泛的滅菌法。此法適用于耐高溫和潮濕的物品。常用條件為：