微生物基礎(chǔ)知識(shí)

微生物基礎(chǔ)知識(shí)第一章微生物種類一、什么是微生物一般定義：自然界存在的肉眼難以看清的微小生物的總稱，包括病毒、細(xì)菌、真菌、單細(xì)胞藻類以及原生動(dòng)物等。PS：上述微生物中有少數(shù)成員也是肉眼看見的。二、微生物的種類

按照有無細(xì)胞結(jié)構(gòu)以及細(xì)胞結(jié)構(gòu)的類型將微生物分為：病毒、細(xì)菌、真菌等。

病毒：沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，通常由一種核酸（DNA或RNA）和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成。屬于嚴(yán)格的細(xì)胞內(nèi)寄生物。侵入敏感的宿主細(xì)胞后，利用宿主細(xì)胞的酶系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)制、裝配并釋放到細(xì)胞外。

細(xì)菌：分類學(xué)上屬于原核生物，沒有細(xì)胞核，細(xì)胞一般由細(xì)胞壁，細(xì)胞膜，細(xì)胞質(zhì)和核區(qū)組成。

依據(jù)革蘭氏染色結(jié)果分為革蘭氏陽性細(xì)菌和革蘭氏陰性細(xì)菌。依據(jù)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)將廣義的細(xì)菌又分為細(xì)菌、螺旋體、支原體、衣原體、立克次氏體等。

細(xì)菌內(nèi)毒素：是革蘭氏陰性細(xì)胞壁外膜成分之一脂多糖中的類脂A，進(jìn)入人體血液能夠引起機(jī)體發(fā)熱。

真菌：屬于真核生物，細(xì)胞結(jié)構(gòu)包含細(xì)胞壁，細(xì)胞膜，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器，細(xì)胞核。

常見的真菌有酵母菌、霉菌和大型真菌（蕈菌，又稱為蘑菇）。

三、微生物的特點(diǎn)

體積小，面積大：除大型真菌外，絕大多數(shù)微生物肉眼都無法觀察到，需要借助顯微鏡等特殊設(shè)備才能看到。

生長旺，繁殖快：多數(shù)細(xì)菌細(xì)胞分裂一次的時(shí)間為幾十分鐘。

吸收多，轉(zhuǎn)化快：比表面積大，吸收多，代謝轉(zhuǎn)化比較快。

易變異，適應(yīng)強(qiáng)：微生物在生長分裂的過程中易產(chǎn)生變異，5代以上菌種即出現(xiàn)明顯變異。

分布廣，種類多：微生物分布于各種自然環(huán)境中，種類達(dá)到10萬以上。

第二章微生物的營養(yǎng)一、微生物的營養(yǎng)要求

1、組成微生物細(xì)胞的化學(xué)元素：根據(jù)需要量的大小分為主要元素和微量元素。

主要元素：碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵等。微量元素：鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。2、營養(yǎng)物質(zhì)及生理功能碳源：微生物細(xì)胞自身主要組成成分，也是提供維持生命活動(dòng)所需能源的能源物質(zhì)。碳源物質(zhì)：糖類，有機(jī)酸，醇，脂類，烴，二氧化碳，碳酸鹽，其他如蛋白質(zhì)等。

氮源：為微生物提供氮素來源，主要用來合成細(xì)胞中的含氮物質(zhì)。氮源物質(zhì)：蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物，（如蛋白胨，玉米漿，牛肉浸膏，酵母浸出粉等），氨及銨鹽，硝酸鹽，分子氮，其他如嘌呤、嘧啶、脲等。

無機(jī)鹽：微生物生長的必需物質(zhì)，主要調(diào)節(jié)并維持細(xì)胞的滲透壓平衡、控制細(xì)胞的氧化還原電位和作為某些微生物生長的能源物質(zhì)等。一般有磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物等。

生長因子：微生物生長必需且需求量小，但自身不能合成或合成量不足以滿足需要的有機(jī)化合物。這類物質(zhì)有維生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等。水：水是生命之源。二、培養(yǎng)基

人工配制的，適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。

PS：藥品檢驗(yàn)普遍使用成品培養(yǎng)基。

從微生物的營養(yǎng)要求來分析，含有上述營養(yǎng)物質(zhì)的產(chǎn)品或存在上述物質(zhì)的地點(diǎn)，存在著滋生微生物的基礎(chǔ)條件，在生產(chǎn)過程中需要重點(diǎn)監(jiān)控，采取適當(dāng)措施，防止微生物滋生。第三章微生物污染及防治一、微生物存在的環(huán)境

1、陸生生境的微生物

陸生生境的主要載體是土壤，土壤中微生物生長所需的有機(jī)和無機(jī)組分，是微生物合適的生存環(huán)境。2、水生生境的微生物

水體中微生物的數(shù)量和分布主要受到營養(yǎng)物質(zhì)水平、溫度、光照、溶解氧、鹽分等因素的影響。含有較多營養(yǎng)物質(zhì)或受生活污水、工業(yè)有機(jī)污水污染的水體有相應(yīng)多量的細(xì)菌。淺水區(qū)：好氧微生物深水區(qū)：兼性厭氧微生物水底區(qū)：厭氧微生物

3、大氣中的微生物

大氣中沒有微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)和足夠的水分，不適合微生物生長。大氣中的微生物主要來源于土壤、水體和其他微生物源。如：土壤塵粒，小水滴，人和動(dòng)物體表的干燥脫落物，呼吸道呼出的氣體等。4、嗜熱微生物分為5個(gè)類群：耐熱菌：最高生長溫度45～55℃兼性嗜熱菌：最高生長溫度50～65℃專性嗜熱菌：最高生長溫度65～70℃極端嗜熱菌：最高生長溫度高于70℃超嗜熱菌：最高生長溫度80～110℃（110℃滅菌是無法達(dá)到無菌要求的）5、動(dòng)物體中的微生物

微生物和動(dòng)物是一種共生關(guān)系，生長在動(dòng)物體上的微生物數(shù)量龐大，種類繁雜，生理功能多樣。不論是人，還是昆蟲或者其他動(dòng)物，對藥品生產(chǎn)來說都是最大的污染源。

人體皮膚表面，口腔和胃腸道是微生物大量存在地方。（潔凈服，口罩，消毒）二、微生物污染及其防治

1、土壤塵埃污染及其防治土壤是微生物生存的環(huán)境之一，通過設(shè)備、物料和人員等進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)境，造成污染。防治措施：設(shè)備清潔，物料清外包及微生物限度控制，定期監(jiān)測。2、水系統(tǒng)污染

飲用水、純化水、注射用水，微生物含量依次降低。水系統(tǒng)污染比空氣中懸浮粒子污染嚴(yán)重。防治措施：水系統(tǒng)、儲(chǔ)罐、管道定期消毒滅菌；定期監(jiān)測微生物數(shù)量，制定警戒限，糾偏限；嚴(yán)格按照SOP執(zhí)行。3、空氣污染

空氣中的懸浮粒子是空氣污染的主要來源。防治措施：空氣凈化系統(tǒng)，按照產(chǎn)品生產(chǎn)要求設(shè)置相應(yīng)級別的空氣凈化系統(tǒng)，按照工藝要求設(shè)定各操作間之間的壓差，定期對空氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行臭氧消毒，定期檢測懸浮粒子和微生物數(shù)量，制定警戒限和糾偏限。4、人員污染

人是最大的污染源（相對）。體表、口腔等部位存在大量的微生物，是環(huán)境、設(shè)備和物料潛在的污染威脅。防治措施：人員清潔消毒，包括洗澡、洗手和消毒，禁止佩戴首飾，禁止化妝，禁止有傳染性皮膚病及表皮有外傷的人員從事直接接觸藥品的工作，穿戴潔凈工作服，佩戴口罩，包裹頭發(fā)、胡須等部位。第四章消毒與滅菌一、概念無菌：不存在任何活的微生物。這是一個(gè)絕對的概念，事實(shí)上在實(shí)際生產(chǎn)和試驗(yàn)中無法做到絕對無菌，無菌制劑也無法證實(shí)其完全無菌。新版GMP無菌附錄規(guī)定：最終滅菌產(chǎn)品中的微生物存活概率不得高于10-6，即無菌保證水平SAL不得小于6。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)到無害化。滅菌：用物理或化學(xué)方法殺滅傳播媒介上所有活的微生物（包括繁殖體和芽孢），使其達(dá)到無菌。二、常用的消毒劑1、70%～75%的乙醇，常用作手消毒；2、甲醛，密閉情況下進(jìn)行空間熏蒸消毒；3、新潔爾滅（苯扎溴銨），設(shè)備表面，手消毒；4、過氧乙酸，用于皮膚消毒；5、過氧化氫（雙氧水），傷口消毒。三、常用滅菌方法1、干熱滅菌常見的有灼燒、干烤和紅外線滅菌等火焰、燒灼：通常用于實(shí)驗(yàn)室無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135~145℃需3~5h，160~170℃需2h以上，170~180℃需1h以上，180~200℃需0.5~1h。除熱原則需250℃30min，或200℃45min，180℃2h。

空氣傳熱慢，穿透力不強(qiáng)，故干熱滅菌時(shí)間長。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。2、濕熱滅菌法通過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。

PS：煮沸或流通蒸汽處理不屬于通常的滅菌方法，因?yàn)槌合路兴驼羝臏囟仁?00℃，處理30~60min可殺死細(xì)菌繁殖體，但不能完全殺滅芽孢。

PS:

芽孢：是芽孢桿菌屬與梭菌屬中的細(xì)菌產(chǎn)生的特殊休眠體，有極強(qiáng)的抗逆性，對熱、堿、酸、高滲以及輻射均有強(qiáng)耐受性。通常使用的殺滅芽孢的方法為高壓滅菌。普通的巴斯德消毒法無法殺滅芽孢。

低溫間隙滅菌（巴斯德滅菌法）：將物品先用60~80℃加熱（或煮沸）1h，然后置20~25℃保存24h（或常溫過夜），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)。通常用于液態(tài)奶和啤酒等。

高壓蒸汽滅菌（熱壓滅菌法）：通過加壓提高蒸汽溫度，滅菌效果最好。特點(diǎn)：簡便、經(jīng)濟(jì)、可靠、無毒，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：

115.5℃

30min121.5℃

20min

要求F0值要大于8

脈動(dòng)真空壓力蒸汽滅菌：通過真空泵借助水的流動(dòng)抽出滅菌柜室內(nèi)冷空氣，使其處于負(fù)壓狀態(tài)，然后輸入飽和熱蒸氣并加壓，使其迅速穿透到物品內(nèi)部進(jìn)行滅菌。常用滅菌參數(shù)：132℃10min

濕熱滅菌注意事項(xiàng)：必須完全排出滅菌器內(nèi)的空氣，否則會(huì)影響滅菌器內(nèi)溫度達(dá)到規(guī)定的要求。

滅菌器內(nèi)溫度與被滅菌物品的溫度一般是一致的，但在蒸汽輸入過快時(shí)，后者可能低于前者，所以升溫時(shí)要有一定的預(yù)熱時(shí)間。另外，降溫過快易引起玻璃炸裂。因此，對于一種滅菌產(chǎn)品，應(yīng)制定一固定的滅菌曲線。3、化學(xué)滅菌法：利用化學(xué)試劑形成的氣體來殺滅微生物的方法。常用的滅菌劑為環(huán)氧乙烷（又稱氧化乙烯）。但由于環(huán)氧乙烷易燃易爆且有毒（有致變異性），用于藥品方面極有限，多用于醫(yī)療器械、塑料制品等滅菌。4、濾過除菌法：利用細(xì)菌不能通過致密具孔濾材的原理，除去對熱不穩(wěn)定的藥品溶液或液體物質(zhì)中的細(xì)菌的方法。過濾法一般只能除菌，不能除去支原體和病毒。

過濾除菌的效果與濾膜的性能、孔徑的大小、密度、濾膜的厚度等因素有關(guān)。

濾過除菌法要求最終過濾的濾膜孔徑為0.22μm。由于各廠家生產(chǎn)的相同規(guī)格的濾膜質(zhì)量并不一致，為了保證除菌效果，在使用前后應(yīng)檢查濾器的完好性（如壓力維持試驗(yàn)或起泡點(diǎn)試驗(yàn)）。

5、輻射滅菌：紫外線：260nm左右能破壞核酸，殺菌作用最強(qiáng)。主要用于空氣和物體表面消毒，特制的紫外燈裝置也可用于水的消毒。

紅外線：通過加熱碳化硅板產(chǎn)生的輻射熱能，由空氣傳導(dǎo)加熱滅菌。如紅外線烤箱，溫度可達(dá)180℃左右。