制药企业微生物知识及无菌制剂微生物污染培训

微生物与卫生知识培训主讲人：燕海潮石药集团欧意药业简介河北科技大学——生物科学专业河北大学——生物化学与分子生物学石药集团欧意药业微生物与制药行业息息相关药品生产药品检验微生物混入药品中危害人体健康速冻食品中检出金黄色葡萄球菌——新国标乳制品中黄曲霉素超标目录第一章微生物总论第二章微生物的类群第三章消毒与灭菌第四章微生物的污染与控制第一章微生物总论什么是微生物？人类是如何认识微生物的？微生物有什么特点？微生物都分布在哪里？微生物是如何代谢的？日常接触到的微生物日常接触到的微生物食物发霉——霉菌肥面（老面或面肥）——酵母菌酸奶——乳酸菌、双歧链杆菌等流感——病毒微生物（microorganism）是指一些个体微小、结构简单、肉眼看不见只有借助显微镜才能观察到的生物总称。人类对微生物世界的认识过程感性认识阶段（史前时期）形态学发展阶段（初创时期）生理学发展阶段（奠基时期）分子生物学发展阶段（成熟时期）1.感性认识阶段（史前期）细菌冶金沤粪肥田制曲酿酒提倡轮作种痘防花麦曲治泻2.形态学发展阶段（初创期）列文虎克发现微生物，为微生物学的发展做出了极大的贡献。3.生理学发展阶段（奠基期）本期特点①建立了研究微生物所必要的方法和技术②开创了寻找病原微生物的“黄金时期”③从形态学推进到生理学④成为独立的学科形式巴斯德彻底否定了自然发生说证实发酵由微生物引起免疫学—预防接种发明巴氏消毒法代表人物和重要事件巴氏消毒巴氏灭菌法，亦称低温消毒法，是一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法。现用的巴氏杀菌方法一般有两种：一、加热到62～65℃之间，30分钟；二、加热到75～90℃摄氏度以上，至少保持15秒钟。巴氏消毒法所用温度低，故达不到灭菌的程度。但是它可以使细菌总数减少90％－95％，故能起到减少疾病传播，延长食品的使用时间的作用。科赫建立微生物学研究基本技术证实了疾病的病原菌学说提出科赫准则4.分子生物学发展阶段（成熟期）J.D.Waston(沃森),H.F.C.Crick(克里克)发现DNA双螺旋模型微生物分类：三型八类：原核细胞型微生物——细胞核的分化较低，仅有原始核，无核膜、核仁。细胞器很不完善。DNA和RNA同时存在。这类微生物众多，有细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体。微生物分类：三型八类：非细胞型微生物——是最小的一类微生物。无典型的细胞结构，只能在活细胞内生长繁殖。核酸类型为DNA或RNA。病毒属之。微生物分类：三型八类：真核细胞型微生物——细胞核分化程度高，有核膜和核仁，细胞器完整。如真菌。大肠杆菌放线菌支原体扫描电镜图片支原体（mycoplasma）以前被认为是最小的能独立存活的原核生物，以前也被认为是地球上迄今为止被发现的最小的细胞生物。全世界90%的猪体内寄生着支原体。酵母菌青霉是种真菌，属于子囊菌。有的能产生青霉素，救了无数人的命。产生无性孢子。爱滋病病毒微生物五大共性体积小，面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种类多。体积小，面积大微生物大小的单位是μm（1m＝106μm）或nm（1m＝109nm）。物体的表面积和体积之比称为比表面积。把一定体积的物体分割得越小，它们的总表面积就越大。如果把人的比表面积值定为1，则大肠杆菌的比表面积值竟高达30万！吸收多，转化快由于微生物的比表面积大，这非常有利于微生物通过体表吸收营养和排泄废物，就使它们的“胃口”十分庞大。如大肠杆菌在合适条件下，每小时可以消耗相当于自身重量2000倍的糖，而人要完成这样一个规模则需要40年之久。生长旺，繁殖快微生物以惊人的速度“生儿育女”。适应强，易变异微生物对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”具有惊人的适应力，这是高等生物所无法比拟的。微生物个体微小，与外界环境的接触面积大，容易受到环境条件的影响而发生性状变化（变异）。分布广，种类多微生物在地球上几乎无处不有，无孔不入,人类生活在微生物的汪洋大海之中，但常常是“深在菌中不知菌”。微生物种类繁多。迄今为止，我们所知道的微生物约有10万种，有人估计目前已知的种只占地球上实际存在的微生物总数的20%，微生物很可能是地球上物种最多的一类。微生物的“生物界之最”个体最小数量最多分布最广形态最简变异最易起源最早胃口最大抗性最强发现最晚食谱最广休眠最长界级最宽繁殖最快种类最多微生物的营养要求微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。水：水是各种生物细胞必需的。水是良好的溶剂，微生物的新陈代谢过程中的一切生化反应都离不开水的作用。碳源：碳源是合成菌体成分的原料，也是微生物获取能量的主要来源。氮源：氮源主要是供给合成菌体结构的原料。无机盐类：无机盐主要可为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素。微生物需要的无机盐类很多，主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等，其主要功能为构成菌体成分；调节渗透压；作为某些酶的成分，并能激活酶的活性等。生长因子：有些微生物虽然供给它适合的碳源氮源和无机盐类，仍不能生长，还要供给一定量的所谓“生长因子”。其种类很多，主要是B族维生素的化合物等。生长因子可以从酵母浸出液、血液或血清中获得。微生物的生长和繁殖细菌的生长曲线(Ⅰ.延迟期，Ⅱ.对数期，Ⅲ.稳定期，Ⅳ.衰亡期)微生物的生态分布微生物由于结构简单、繁殖快等特点，因此，它们在地球上分布远比动植物要广泛得多。土壤：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。土壤中细菌占大多数。水：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，90%的微生物为革兰氏阴性菌，主要有弧菌、假单胞菌、黄杆菌等。空气：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。但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。正常人体微生物的分布部位主要微生物的种类口腔白色葡萄球菌、绿色链球菌、类白喉杆菌、梭形杆菌、螺旋体、真菌胃一般无菌肠大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、粪链球菌、产气荚膜杆菌、破伤风杆菌、真菌、腺病毒等鼻咽腔葡萄球菌、绿色链球菌、类白喉杆菌、卡答儿球菌、绿浓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌、副大肠杆菌、变形杆菌、腺病毒皮肤葡萄球菌白色葡萄球菌、类白喉杆菌、大肠杆菌、变形杆菌、真菌外耳道葡萄球菌、类白喉杆菌、绿浓杆菌、非病原性抗酸菌第一章小结微生物定义：微生物是指一些个体微小、结构简单、肉眼看不见只有借助显微镜才能观察到的生物总称。人类对微生物认识四个阶段：感性认识阶段、形态学发展阶段、生理学发展阶段、分子生物学发展阶段。微生物分为原核细胞型、真核细胞型和非细胞型微生物。微生物的五大共性是：体积小，面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种类多。微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。细菌生长的四个时期是：延迟期、对数期、稳定期、衰亡期。第二章微生物的类群微生物都有哪些类型？它们有着什么样的结构？每种结构有什么样的作用？第一节细菌细菌是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚韧，以二等分裂方式繁殖的原核微生物，分布广泛。光学性质——细菌为半透明体。表面积——细菌体积微小，相对表面积大。带电现象——均带负电。其带电现象与染色反应、凝集反应、抑菌和杀菌作用等密切相关。半透性——细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性。渗透压——菌体内为高渗透压。细菌的特点一、细菌的形态与结构观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显微镜下进行测量，以微米(μm)为单位。细菌按其外形，主要有球菌杆菌螺形菌链球菌球菌葡萄球菌球菌四联球菌球菌八叠球菌球菌杆菌不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。炭疽芽胞杆菌3-10μm大中大肠埃希菌2-3μm杆菌的形态多样分枝杆菌双歧杆菌杆菌螺形菌弧菌螺菌螺杆菌细菌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、芽胞基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞细菌的结构革兰阳性菌革兰阴性菌革兰染色革兰染色法：涂片风干固定结晶紫碘液95%乙醇蕃红1min1min脱色革兰氏染色意义鉴别细菌选择药物与致病性有关革兰氏阳性菌能产生外毒素，革兰氏阴性菌能产生内毒素，两者的致病作用不同。细菌荚膜抗吞噬作用黏附作用抗有害物质的损伤作用抗干燥作用当缺乏营养时，荚膜可被利用作碳源和能源，有的荚膜还可作氮源。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，叫做芽孢.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。因此，在日常的消毒灭菌中，均选择芽胞菌作为生物指示剂。辐照灭菌中，选择短小杆菌芽胞；热力灭菌中，选择嗜热脂肪杆菌芽胞；环氧乙烷消毒灭菌，选择枯草杆菌黑色变种芽胞。蜡状芽孢杆菌芽孢细菌内毒素内毒素：细胞壁外层，属于细胞壁的组成部分（脂质A）一般与细胞结合在一起不分泌到环境中，只有当细菌溶解（裂解）后才释放出来，故称内毒素。少量内毒素（0.001µg）入血即可引起发热反应。内毒素被吞噬细胞吞饮后，细胞释放出内源性致热原，经血流到达下丘脑，体温调节中枢引起发热。作用特点：没有组织器官的选择性肌体发热，腹泻，出血性休克或其他组织损伤不能经甲醛脱毒热原热原系指由微生物产生的能引起恒温动物体温异常升高的致热物质。特点：耐高温；不具挥发性（重要疏水原理）；易被强酸、强碱破坏；可滤过性；易吸附性；可稀释性（水溶性）。热原通常是磷脂多醇与蛋白质结合而成的复合物。磷脂多醇是复合物的活性中心，致热作用最强。其化学组成因菌种不同而有所差异。分子量为5×104～5×105，分子量越大致热作用也越强。它包括细菌性热原、内源性高分子热原、内源性低分子热原及化学热原等。这里所指的“热原”，主要是指细菌性热原，是某些细菌的代谢产物、细菌尸体及内毒素。致热能力最强的是革兰氏阴性杆菌的产物，其次是革兰阳性杆菌类，革兰阳性球菌则较弱，霉菌、酵母菌、甚至病毒也能产生热原。细菌的繁殖二分分裂繁殖菌落单个或少数细菌细胞生长繁殖后，会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态构造的子细胞集团，这就是菌落。细菌菌落常表现为湿润、粘稠、光滑、较透明、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。细菌的菌落特征因种而异。可作为鉴定细菌种的依据。粘质沙雷氏菌的菌落特征沙门氏菌的菌落特征弗氏志贺氏菌的菌落特征第二节放线菌放线菌的形态、大小和结构在显微镜下，放线菌呈分枝丝状，我们把这些细丝一样的结构叫做菌丝，菌丝直径与细菌相似，小于1微米。根据菌丝形态和功能的不同，放线菌菌丝可分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。放线菌的菌丝放线菌的繁殖放线菌主要通过形成无性孢子方式进行无性繁殖，成熟的分生孢子或孢囊孢子散落在适宜环境里发芽形成新的菌丝体；另一种方式是菌丝体的无限伸长和分枝，在液体振荡培养（或工业发酵）中，放线菌每一个脱落的菌丝片段，在适宜条件下都能长成新的菌丝体，也是一种无性繁殖方式。第三节霉菌霉菌的菌丝构成霉菌营养体的基本单位。菌丝是一种管状的细丝，把它放在显微镜下观察，很像一根透明胶管，它的直径一般为3-10微米，比细菌和放线菌的细胞约粗几倍到几十倍。菌丝可伸长并产生分枝，许多分枝的菌丝相互交织在一起，就叫菌丝体。霉菌的繁殖霉菌有着极强的繁殖能力，而且繁殖方式也是多种多样的。虽然霉菌菌丝体上任一片段在适宜条件下都能发展成新个体，但在自然界中，霉菌主要依靠产生形形色色的无性或有性孢子进行繁殖。孢子有点像植物的种子，不过数量特别多，特别小。霉菌的无性孢子直接由生殖菌丝的分化而形成，常见的有节孢子、厚垣孢子、孢囊孢子和分生孢子。第四节酵母菌酵母菌