化学消毒灭菌法
化学消毒灭菌法是应用能杀死微生物的化学制剂进行消毒灭菌的方法。这些化学制剂称为消毒剂。消毒剂种类很多,其杀菌机理因种类不同而异:
❶菌体蛋白变性或沉淀: 酚类(高浓度)、醇类、重金属盐类(高浓度)、酸碱类、醛类;
❷妨碍代谢中某些环节:氧化作用(氧化剂)、与-SH基结合(低浓度重金属盐类)、拮抗作用(CO、CN-);
❸损坏细胞膜: 酚类(低浓度)、表面活性剂(肥皂、去污剂、胆盐类);
❹影响细菌代谢: 染料。
消毒剂的种类
(1) 酚类: 石炭酸、来苏等酚类化合物,低浓度破坏细胞膜,使胞质内容物如氨基酸等漏出。高浓度使菌蛋白质凝固。此外,酚类也有抑制细菌脱氢酶、氧化酶等作用。
(2) 醇类: 杀菌力强弱和分子量成正比,但丁醇以上不溶于水。临床应用的主要是乙醇。无水乙醇几无杀菌作用,稀释至70%左右效最大。醇类杀菌机理在于其进入细胞膜内去除膜中的脂类,同时使菌体蛋白质变性。蛋白质变性必须有水,因而无水乙醇杀菌作用不大。异丙醇杀菌作用远比乙醇强,且挥发性低。70%异丙醇可替代乙醇,用以消毒皮肤或浸泡体温计。
(3) 重金属盐类: 高浓度时,易与带阴电的菌体蛋白质结合,使之变性或沉淀。低浓度时,汞、银、砷等离子则与菌体酶蛋白的—SH基结合,使一些以此为必要基的酶类丧失活性。
(4) 氧化剂: 亦可与酶的-SH基结合,使-SH基变为-SS-基,导致酶活性的丧失。强氧化剂还可破坏氨基、吲哚基与酪氨酸上的酚羟基。常用氧化剂有卤素、高锰酸钾、过氧化氢、过氧乙酸等。卤素均有杀菌作用,常用于消毒者有碘和氯两类。碘多用于皮肤消毒,氯多用于水的消毒。用于消毒的氯化合物有漂白粉和氯胺。过氧乙酸 (CH3COOOH) 为无色透明或淡黄色液体,易溶于水,为强氧化剂。对一般细菌、芽胞、真菌、病毒均有杀灭作用,常用0.2~0.5%水溶液消毒。稳定性差,稀释液只能存放3天。本品遇火易燃烧,宜注意。
(5) 表面活性剂: 又称去污剂。易溶于水,能降低液体的表面张力,使物品表面油脂乳化,易于去除,因而具有清洁作用。并能吸附于细菌表面,改变胞壁通透性,使菌体内的酶、辅酶、代谢中间产物逸出,呈现杀菌作用。这类消毒剂有阳离子型、阴离子型和非离子型三类。因细菌带阴电,故阳离子型杀菌作用较强。阴离子型如烷苯磺酸盐与十二烷基硫酸钠解离后带阴电,对革兰阳性菌也有杀菌作用。非离子型对细菌无毒性,有些反有利于细菌生长,如tween 80对结核杆菌有刺激生长,并有使菌分散作用。常用于消毒的表面活性剂有新洁尔灭、杜灭芬等。
(6) 烷化剂: 甲醛、环氧乙烷、戊二醛等的杀菌作用在于对蛋白质的烷化作用,这种作用不可逆,因而使酶发生改变而丧失活性。甲醛系气体,溶于水,40%水溶液称福马林。甲醛与酶蛋白作用时,主要以羟甲基替代羧基、羟基、氨基与巯基上的氢原子,使酶失去活性。戊二醛是一种高效消毒剂,与酶蛋白作用的部位主要在氨基。水溶液在pH7.5~8.5时,杀菌能力最强,能有效地杀死包括结核杆菌、肝炎病毒、细菌芽胞在内的所有微生物。环氧乙烷,又称氧化乙烯。其杀菌机理主要是取代氨基、羧基、羟基、巯基或酚基上的氢原子,变为羟乙基,本反应不可逆。磷酸激酶与某些肽酶对此最敏感。又环氧乙烷可通过磷酸根的酯和核酸中的嘌呤或嘧啶上的氮原子起反应而引起细胞突变。环氧乙烷是一种很好的消毒剂,可用以消毒皮革以及不耐热和耐湿的物品。对抗酸菌、病毒、真菌、细菌芽胞等均有较强杀菌力,但杀菌速度较慢。穿透力强,能穿透包裹物。缺点是浓度超过3%时可与空气形成一种爆炸性混合物,同时应与CO2或氟利昂混合使用,较为安全。又因能引起突变,有致癌可能,故应用上亦受到一定限制。β丙酯是一种无色液体,可用喷雾方式作空气消毒。其杀菌效力为甲醛的25倍,环氧乙烷的4,000倍。有人认为此剂有致癌作用,建议避免使用。
消毒剂杀菌力的测定法
(1) 石炭酸系数试验: 以伤寒杆菌为试验菌,在一定条件下待测杀毒剂对伤寒杆菌在规定时间内杀死所需的最大稀释度,与石炭酸者比较得出的比值称为石炭酸系数。例如待测消毒剂在10分钟内杀死伤寒杆菌的最大稀释度是1∶350,石炭酸在10分钟内杀死伤寒杆菌的最大稀释度为1∶90,所得比值是3.9,则待测消毒剂的石炭酸系数为3.9。换言之,待测消毒剂对伤寒杆菌的作用较石炭酸大3.9倍。本法是测定消毒剂杀菌力的经典方法,但由于影响因素较多,目前少用。
(2) 最小抑菌浓度试验: 系用培养基将待测消毒剂配制成一系列不同的稀释度,在每一稀释度中接种等量的细菌,经孵育后以浊度来测定菌的生长情况。能抑制细菌生长的最低浓度为最小抑菌浓度。此法可用于比较不同消毒剂对同一种细菌的作用强弱。
(3) 琼脂平皿试验: 广泛用于测定消毒剂、抗生素等物质对各种细菌的抑菌作用。方法是在接种大量细菌的营养琼脂平皿表面贴加浸有不同消毒剂的滤纸片,培养后观察纸片周围的抑菌圈。根据抑菌圈的有无或大小来判断消毒剂的作用。
(4) 死亡曲线测定法: 本法较复杂,但为测定消毒剂杀菌力的一种良好方法。系先将消毒剂与受检菌混合,每隔一定时间取出计数残存的活菌数,再根据菌数画成曲线。为保证结果的一致性,必须控制温度、pH、菌量等因素。
防腐 是指防止或抑制微生物的生长繁殖,微生物一般不死亡。用于防腐的化学药物称防腐剂。同一化学物质,不同浓度时可为化学消毒剂(高浓度)或化学防腐剂(低浓度)。例如5%石炭酸是消毒剂,0.5%时则为防腐剂。菌苗、疫苗、类毒素、抗毒素、胰岛素等生物制剂,为防止杂菌污染,常加有防腐剂。除上述的0.5%石炭酸外,尚可用0.01%硫柳汞或0.002%苯基汞硝酸盐。对食品和饮料可用醋酸、安息香酸等来抑制微生物的生长。