微生物基础知识2

六、微生物的结构基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞细菌的结构：细胞壁：位于细胞表面，是一层较为坚韧、略具弹性的结构，一般厚度在10~20微米。其功能是可以保护细胞免受机械或渗透压的破坏，维持细胞的外形。细胞壁是多孔性的，具有一定的屏障作用，水和某些化学物质可以通过，但对大分子物质有阻拦作用。细胞膜：是外侧紧贴于细胞壁而内侧包围细胞质的一层柔软而富有弹性的半透性薄膜。它是一个重要的代谢活动中心，具有多种新陈代谢所需的酶。细菌的结构：细胞质：无色透明，呈粘液状。主要成分是水、糖类、脂类、蛋白质、核糖核酸和无机盐。由于它含有大量的核酸，所以呈现较强的嗜碱性。细胞核：细菌的核位于细胞质内，没有核膜、核仁，没有固定形态，结构也很简单，因而称之为原核。荚膜：有些细菌在一定营养条件下，可向细胞壁表面分泌一层松散透明、粘度极大、粘液状或胶质状的物质称为荚膜。细菌的结构：芽孢：某些细菌到一定的发育阶段或当环境条件不适于细菌繁殖时，会在细胞内形成一个圆形或椭圆形的，对不良环境条件具有高度抵抗力的休眠体。枯草杆菌的芽孢用干燥的土壤保存，可以维持92年时间；枯草杆菌的营养细胞加热到100度，20分钟即可杀死；而芽孢要维持三小时才能杀死；自然界中抗热性最强的嗜热脂肪芽孢杆菌的芽孢需要在121度下12分钟才能杀死。微生物的营养碳源碳源是构成细胞的重要物质，有些微生物的碳源必须来自有机碳化合物如糖、蛋白质、脂肪、有机酸等，属异养型；有些微生物不需要有机化合物，以二氧化碳为碳源，属自养型。氮源氮是组成蛋白质和核酸的重要元素。主要有分子态氮、氨硝酸盐等无机含氮化合物；尿素、氨基酸等有机化合物无机盐主要起到提供微生物细胞化学组成中的重要元素（P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe、Co、Zn、Mo等），调节和维持微生物生长过程中渗透压、氢离子浓度和氧化还原电位等生长条件等作用。生长因子是某些微生物生长发育所必需，而其自身又不能合成的一类营养物质。主要有维生素、氨基酸、嘌呤碱和嘧啶碱、固醇等水水是微生物营养中不可缺少的一种物质，它是营养物质和代谢产物的良好溶剂，水占细胞浆的70-90%，是微生物细胞的重要化学组成。微生物生长的影响因素营养物pH值：大多数细菌最适pH为6.8-7.4温度：一般细菌最适温度为30-40℃，细菌为20-30℃，细胞生长的温度极限是-7-90℃氧气：大多数细菌和所有霉菌都是需氧菌，少数细菌为厌氧菌，有些细菌和酵母菌是兼性需氧厌氧的。渗透压：微生物细胞膜和所有生物膜一样是一种半透膜，可让水自由通过，对溶质则有选择性。表面张力：表面活性剂可降低表面张力，它是影响细菌生长的因素之一，很多革兰氏阴性菌特别是大肠菌群可很好的在表面活性剂包围的介质中生长。微生物的分布一）土壤中的微生物（二）水中的微生物（三）空气中的微生物（四）生物体内外的微生物（一）土壤中的微生物土壤是微生物生活的最适环境。在土壤中分布着形形色色的微生物类群。土壤具有微生物生命活动所必需的一切营养物质和适宜的生活条件，土壤中的水分是一种浓度很稀的盐类溶液，其中含有各种有机和无机氮素及各种盐类、微量元素、维生素等，类似于常用的液体培养基。土壤大多是中性偏碱，适宜于大多数微生物生长，土壤中还含有气体，主要是CO2、O2和N2。大部分地区土壤温度的变化在0-30℃之间，并且在一年的大部分时间内其温度变化在10-25℃，为微生物的生长繁殖提供了有利条件。土壤中含有大量固形有机物和矿质元素，是微生物的营养库。（二）水中的微生物水具有微生物生命活动适宜的温度、PH、氧气等。因此，水中生长着众多的微生物类群，它们主要来源土壤、空气、动植物尸体、人和动物的排泻物、工业及生活污水。水中存在的微生物90%为革兰氏阴性菌，主要有弧菌、假单胞菌、黄杆菌等。鞘细菌及有柄附生细菌也常见于水体中。微生物在水体中表现为水平分布和垂直分布的规律。此外，相同水域的不同浓度微生物的含量及分布也不同。通过水体传播的病原微生物主要有沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱弧菌等。因此，做好水的卫生学检查至关重要。新版GMP要求第九十九条纯化水、注射用水的制备、贮存和分配应当能够防止微生物的滋生。纯化水可采用循环，注射用水可采用70℃以上保温循环。第一百零一条应当按照操作规程对纯化水、注射用水管道进行清洗消毒，并有相关记录。发现制药用水微生物污染达到警戒限度、纠偏限度时应当按照操作规程处理。（三）空气中的微生物空气本身缺乏微生物生活所必需的营养物，日光对微生物也具有很强的杀菌作用，另外空气一般是干燥的，因此空气不是微生物生活的良好环境。空气中的微生物主要来源于带有微生物菌体及孢子的灰尘，这类微生物大多数是腐生性的，还来源于人和动物，它们大多数是通过呼吸道排出的，其中也包含有病原微生物，悬浮在大气中。空气中微生物的分布随环境条件及微生物的抵抗力不同而呈现不同的分布规律。空气中存在较多的、存活时间较长的是各种真菌、放线菌的孢子及细菌芽胞。空气中微生物的数目决定于尘埃的总量。空气中的微生物的数量随人的密度、活动程度(尘土被搅动的情况)以及温度、湿度、风力等因素而异。空气中因缺乏营养物，微生物在其中不能繁殖与久留，只有抵抗力较强的微生物如芽胞杆菌、八叠球菌、葡萄球菌以及真菌(如青霉菌、曲霉菌、毛霉菌等)存活时间较长。空气携带细菌主要有2种方式；一是细菌可附着在尘土上(细微颗粒)，长时间浮游在空气中；其二，细菌在人咳嗽、喷嚏、唱歌、讲话、呼吸时通过口腔、鼻腔部喷出的飞沫(大多数飞沫为4—8μm)可长时间浮游在空气中，飞沫的水分蒸发后便成飞沫核，直径缩至l～2μm，附着的微生物随气流悬浮不定。空气中微生物是药品生产中引起污染的重要来源之一。因此必须做好空气的清洁卫生和消毒管理工作。微生物的控制（一）5个基本概念（二）消毒剂的种类（三）常用的消毒剂（四）四种灭菌的方法（一）5个基本概念⑴抑菌：抑制体内或体外细菌的生长繁殖。⑵防腐：防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法。细菌一般不死亡。使用同一种化学药品在低浓度时为防腐剂，在高浓度时为消毒剂。⑶消毒：杀灭物体上病原微生物的方法。并不一定杀死含芽孢的细菌或非病原微生物。用来消毒的药品叫消毒剂。一般消毒剂在常用浓度下只对细菌的繁殖体有效，对其芽孢则需提高消毒剂的浓度和延长作用时间。⑷无菌：不存在活菌。⑸灭菌：杀灭物体上所有微生物的方法。比消毒要求高，它杀灭了包括细菌芽孢在内的全部病原微生物和非病原微生物。灭菌和消毒的比较：共性：杀灭微生物以控制其污染和防止传染。区别：1、杀灭微生物完全性的差异。灭菌要求完全杀灭微生物，灭菌后的药品不应含有活的微生物。而消毒不完全杀灭微生物，只能杀灭一部分微生物即病原微生物。这是相对的。因为强效消毒剂在适宜条件下可能达到灭菌效果；在不适宜条件下灭菌，有不完全杀灭微生物的可能。2、方法上的差异：灭菌方法具有多样性，消毒常借助化学物质。3、效果检查的差异：灭菌效果用无菌检查法检测，而消毒效果以消毒剂的效力来评定。（二）消毒剂的种类1、重金属及其化合物2、有机化合物3、卤族元素及其化合物4、表面活性剂（三）常用的消毒剂类别作用机制常用种类用途酚类蛋白变性，细胞膜损伤石炭酸地面、器具表面、皮肤消毒醇类蛋白变性乙醇皮肤、体温计消毒氧化剂氧化、蛋白沉淀高锰酸钾皮肤、尿道、蔬菜、水果消毒重金属盐氧化、蛋白酶变性红汞、硫柳汞皮肤、粘膜、小创伤消毒氧化剂氧化、蛋白沉淀过氧乙酸、碘酒塑料、玻璃器材、皮肤消毒表面活性剂蛋白变性，细胞膜损伤新洁而灭手术洗手、浸泡手术器械①70%乙醇水溶液；②70%异丙醇水溶液；③酸性苯酚；④碱性苯酚；（四）灭菌的方法1、热力灭菌2、气体灭菌3、辐射灭菌4、过滤除菌（四）灭菌的方法1、热力灭菌：主要是利用高温的致死作用，使微生物的蛋白质和核酸等重要生物高分子发生变性、破坏，而导致细胞死亡。分为干热灭菌与湿热灭菌(1)干热灭菌：灼烧与火焰灭菌、干烤灭菌灼烧主要用于接种工具灭菌，如接种针、接种环、刀、剪等在火焰上烧灼即可达到彻底灭菌。火焰灭菌是在无菌操作中，将试管口、玻璃瓶口、硅氟塑料塞等反复通过火焰数次，利用火焰对管口等进行灭菌，防止管口污染，作为无菌操作过程中的辅助灭菌手段。干烤灭菌是利用热辐射及干热空气进行灭菌。(2)湿热灭菌法：通过热蒸汽或沸水使细菌蛋白质变性而杀灭微生物的方法。包括：煮沸灭菌、流通蒸汽灭菌、高压蒸汽灭菌煮沸灭菌：加热使水至沸而杀灭细菌的方法。凡不适于高压蒸汽灭菌的物品可常压下在水中煮沸一段时间达到灭菌目的。流通蒸汽灭菌：常压下，用蒸笼、蒸锅等在100℃灭菌。仅可杀死细菌繁殖体，不能完全杀灭芽孢。高压蒸汽灭菌：通过加压提高蒸汽温度，穿透力强、温度高、灭菌效果最好。是最可靠最适用最广泛的灭菌方法，凡耐高温和潮湿的物品可应用本法灭菌。2、气体灭菌：利用化学消毒剂形成的气体来杀灭微生物。臭氧杀菌消毒广泛存在于自然界中，雷雨过后的空气有一种清新的感觉，是因为空中放电产生臭氧，消灭了空气中的微生物，净化了空气。臭氧具有强烈的杀菌消毒作用。其杀菌消毒原理是：臭氧在常温、常压下分子结构不稳定，很快自行分解成氧和单个氧分子，后者具有很强的活性，对细菌具有很强的氧化作用，臭氧氧化分解了细菌内氧化葡萄糖所必需的酶，从而破坏其细胞膜，将它杀死。多余的氧原子则会自行重新结合成为普通氧分子，不存在任何有毒残留物，故称为无污染消毒剂。不但对各种细菌（包括肝炎病毒、大肠杆菌、绿脓杆菌及杂菌等）有极强的杀灭能力，且对杀死霉菌也很有效。3、辐射灭菌（1）电离辐射:用引起电离的X射线、γ射线灭菌。电离辐射对微生物的致死作用，主要是细胞内生物化学的变化所致。辐射的药品、食品的安全问题：辐射灭菌用于药品或食品都应经过安全试验，完全有必要进行科学全面的评价，高剂量的辐射更应慎重。（2）电磁波辐射（包括紫外线[波长190～350nm]、红外线[波长0.77～1000μm]、微波[波长1～1000mm]）。紫外线灭菌1）、紫外线辐射的穿透力很弱，因此主要用于无菌室、某些工作区的空气灭菌、物体表面灭菌。2）、实践工作中在无菌室无菌柜净化工作台工作室及车间安装紫外灯，一般仅起杀死空气中部分微生物的作用，而不能起到完全灭菌的作用。3）、紫外线消毒方法验证中紫外灯需确认的参数主要有紫外线的波长、紫外线强度、灯管的寿命。4）、紫外灯消毒的效果与紫外线强度、照射时间、温度与湿度等因素有关，还需通过验证来确定。5）、注意事项：紫外线直射对眼、皮肤有损害。紫外线照射过程中产生臭氧，臭氧过多对眼及鼻腔有刺激，产生头晕、胸闷、血压降低，所以无菌室及净化工作台紫外线照射停止后，请稍等片刻，让臭氧消散，方可进行实验操作。4、过滤灭菌：多数细菌的直径在0.2-1.0微米范围内，常用过滤法除去溶液或空气中的细菌。以物理的方法除去介质中的微生物。常将空气或液体中的微生物及杂质用不同材料制成的薄膜滤器过滤得到无菌、无杂质的空气或液体。滤过病毒的滤膜孔径为25～100nm；滤过细菌的滤膜孔径为0.22～0.45μm。人员卫生保证药品区域的人员着装、卫生行为和健康的所有措施。人类是微生物的携带者人类可以携带和传播微生物，人体中大约有500种不同的微生物人体大约由1012个体细胞组成，附着着大约1015个细菌细胞。在我们自己的身体中，我们是“少数民族”（细菌细胞是体细胞的1000倍）人体不同部位所带细菌数量部位细菌数量手部100-1000/cm2前额1000-100000/cm2头皮约100万/cm2腋窝约1000万/g鼻腔分泌物约1000万/g唾液约10亿/g粪便约710亿/g人是空气中微生物主要携带者人在移动时散播的微生物和颗粒要比静止的时候多汗液和盥洗液中含有大量的微生物洁净室中人员的微生物散播人员散播的微生物数量指尖20-100手数千个打喷嚏/咳嗽104-106吐痰106-108/ml流鼻涕106-107/ml坐10-