1热力灭菌的动力学基础药品生产质量管理工程课件四2热力灭菌是研究最深、使用最广的灭菌 方式。当温度超过细胞最佳生理活动的温度 范围时，随着温度的升高，细胞代谢减缓， 最终细胞的生长及繁殖将停止。每种细胞生 理活动的温度均有一上限，一旦温度超过它 的上限，起生命作用的蛋白质、酶及核酸会 被永久性破坏，从而导致细胞发生不可逆转 的死亡。热对活细胞的作用3从微观上看，不具备真正核膜结构的原核细 胞（如细菌和蓝绿藻）耐热性最强。某些嗜热性 细菌甚至可在80 以上的高温中存活。但是，绝 大多数生长态菌在80100 下即可被迅速杀灭 。具备核膜结构的真核微生物，如真菌和原生动 物，在6080 下就可被迅速杀灭。多数病毒的 耐热较差，只有乙肝病毒（HBV）例外，它要在 75 下至少曝热3min才能被灭活。热对活细胞的作用4还有一些其他类型的生物体也具有较强的 耐热性。例如，痉挛性假麻痹症的蛋白侵袭子 （Prion）病原体，它既不属细胞型微生物也 不属病毒，需要在132 下加热1h才可完全杀 灭。热对活细胞的作用5在细菌中，需氧菌中的芽孢杆菌属（Bacillus） 和厌氧菌中的梭状芽孢杆菌属（Clostridium）， 也具有较强的耐热性。这些细菌的细胞能产生 内源性孢子（芽孢）或胞间休眠体，一旦形成 这种状态，它们对热、干燥及化学消毒剂的耐 受性增强。要想杀灭这类芽孢，使之下降一个 数量级（一个对数单位），干热灭菌的温度必 须达到100170 ，湿热灭菌的温度在80 129 之间。如以干热灭菌及湿热灭菌的灭菌 率L (Lethality)来计算，芽孢被杀灭困难的程度 比其生长态时增大了104105倍。 热对活细胞的作用6细菌芽孢的耐热性与多种因素有关，有 些因素尚没被人们完全认识。芽孢形成时， 细菌停止生化反应，交将遗传物质包藏在芽 孢中。此过程中发生了一系列生理变化：细 胞质大量脱水，体积变小，在变小的原生质 体周围形成了一层厚壳，此过程中，还生成 了一种特殊化学物质吡啶二羧酸或DPA(吡 啶 26二羧酸)。 热对活细胞的作用7在芽孢形成阶段，吡啶二羧酸钙能与脱 氧核糖核酸（DNA）以及细胞内的酶形成复 合物，从而对休眠状态的芽孢起保护作用。 处于休眠状态的芽孢可以存活很多年，在适 宜的条件下，它们在数分钟内即可恢复到生 长状态。 热对活细胞的作用8影响灭菌效果的因素9影响灭菌效果的因素10影响灭菌效果的因素11影响灭菌效果的因素12热力灭菌的对数规则13热力灭菌的对数规则14热力灭菌的对数规则15NONtlgN0lgNt 图34图35热力灭菌的对数规则16热力灭菌的对数规则17D2tDD1tlgN=1lgN=12121lgNlgN1250C1210CD值与灭菌温度的关系D值的定义图36图37热力灭菌的对数规则18热力灭菌的对数规则19不同灭菌温度下的D值微生物名称温度（oC ）介质D值（min ）嗜热脂肪杆菌 嗜热脂肪杆菌 嗜热脂肪杆菌 嗜热脂肪杆菌 嗜热脂肪杆菌 嗜热脂肪杆菌 梭状芽孢杆菌 梭状芽孢杆菌 梭状芽孢杆菌105 110 115 121 121 121 105 105 115葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖乳酸林格液 注射用水 葡萄糖 注射用水 注射用水87.8 32.0 11.7 2.4 2.1 3.0 1.3 13.7 2.1热力灭菌的对数规则20热力灭菌的对数规则21ZT(0C)lgD=121D值的定义lgD热力灭菌的对数规则22热力灭菌的对数规则23热力灭菌的对数规则24lgD=1Z=100CZ=70CZ=120CZ=100C1211201151101051001.2781.0930.2760.1761.761lgDT1T2热力灭菌的对数规则25热力灭菌的对数规则26热力灭菌的对数规则27FTlgNlgNt图310 T(0C)灭菌值定义热力灭菌的对数规则28热力灭菌的对数规则29热力灭菌的对数规则30热力灭菌的对数规则31热力灭菌的对数规则32热力灭菌的对数规则33不同温度不同Z值下的灭菌率（Lethal rate）见下表 表3-55 湿热灭菌中不同温度和Z值下的灭菌率（L）数据T/oCL值值Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=121000.0010.0020.0060.0080.0120.0181010.0010.0030.0060.0100.0150.0221020.0020.0040.0080.0130.0190.0261030.0030.0060.0100.0160.0230.0321040.0040.0070.0130.0200.0280.0381050.0050.0100.0170.0250.0350.046热力灭菌的对数规则34T/L值值 Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=12 1060.0070.0130.0220.0320.0430.056 1070.0100.0180.0280.0400.0530.068 1080.0140.0240.0360.0500.0660.083 1090.0190.0320.0460.0630.0810.1001100.0260.0420.0600.0790.0100.121 1110.0370.0560.0770.1000.1230.147 1120.0520.0750.1000.1260.1520.178 1130.0720.1000.1290.1580.1870.215 1140.1000.1330.1670.2000.2310.261 114.50.1180.1540.1900.2240.2570.287 1150.1390.1780.2150.2510.2850.316热力灭菌的对数规则35T/L值值 Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=12115.50.1640.2050.2450.2820.3160.3481160.1930.2370.2780.3160.3510.383116.50.2280.2740.3160.3550.3900.422 1170.2680.3160.3590.3980.4330.464117.50.3160.3650.4080.4470.4810.511 1180.3730.4220.4640.5010.5340.562118.50.4390.4890.5270.5620.5930.6191190.5180.5620.5990.6310.6580.681 119.50.6110.6490.6810.7080.7310.750 1200.7200.7500.7740.7940.8110.825 120.50.8480.8660.8800.8910.9010.909 1211.001.001.001.001.001.00热力灭菌的对数规则36T/L值值Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=12121.51.181.161.141.121.111.10 1221.391.331.291.251.231.21 122.51.641.541.471.411.371.33 1231.931.781.671.591.521.47 123.52.282.051.901.781.691.62 1242.682.372.152.001.871.78 1254.393.162.782.822.312.151265.184.223.593.162.852.611277.205.624.643.983.513.1612810.07.506.005.014.333.83 129139.10.07.746.315.344.6413019.313.310.07.946.585.62热力灭菌的对数规则37图311 温度和灭菌率之间的关系L642130120110100T(0C)38热力灭菌的对数规则39热力灭菌的对数规则40热力灭菌的对数规则41热力灭菌的对数规则42101NF0BA104103106105100D D D D D D D D D图312 理想灭菌过程示意99.9 %99 90 102101热力灭菌的对数规则