发酵灭菌与消毒方法的选择
作者飞扬 发表于 2010年8月13日
消毒与灭菌方法的选择
1. 前言
在制药、食品、轻工及医疗卫生等各行业领域，常需要对某些物品或产
品、以及使用和生产这些物品或产品所需的原辅料、包装材料、设备、工器 具、生产设施与环境进行必要的消毒和灭菌，甚至包括操作人员同样需要采 取必要的消毒与灭菌措施，以确保经消毒与灭菌后的物品或产品符合规定的 质量标准。
消毒与灭菌是既相似又有区别的二类概念，必须根据处理物品的用途和
危险程度区别对待，以确定是采用消毒或灭菌工艺；其次由于消毒与灭菌处 理的直接对象是待处理物品上被污染的微生物，随微生物种类、性状和抵抗 力的不同，可供选择的消毒与灭菌方法也可有所不同；再者，在用消毒与灭 菌方法杀灭或去除各种微生物的同时，也使被微生物污染的物品处于相同的 消毒灭菌过程中，而这些物品或产品的使用价值、理化性状及除被微生物污 染外的其它影响消毒灭菌效果的情况等又是消毒与灭菌方法选择时需不得不 加以综合考虑的重要因素。因此，为能合理选择消毒与灭菌方法，有必要对 消毒与灭菌的基本概念、微生物的基本知识、各种消毒与灭菌方法的基本特 点、适用范围及影响消毒灭菌效果的基本因素有个全面的认识与了解；而且 一旦选择了消毒灭菌方法，还需对其操作的有效性、可靠性与安全性进行严 格的验证。
. 消毒与灭菌的基本概念
灭菌是指杀灭或去除外环境中一切微生物的过程，包括病原和非病原微
生物及细菌芽孢，使之完全无菌。消毒是指杀灭或去除外环境中病原微生物的过程，使之无害化，不致引
起感染或致病。从上述定义可知，消毒和灭菌都要求杀灭或去除外环境中的微生物，只 是杀灭或去除的目标微生物和程度不同, 即消毒处理不一定都能达到灭菌要 求，而灭菌一定可达到消毒的目的。
另外需指出的是，对灭菌而言，其达到的无菌状态，一方面虽指不含有
任何活体微生物，但并不排除杀灭以后非活体微生物残骇的存在；另一方面， 从定义上来说无菌是一个绝对的概念，但作为一项设定的质量标准，它受到 必须具备的三个基本条件：现实性、可验性和安全的限制，因而从現实情况 而言，无菌是相对的。一般来说，灭菌过程必须使灭菌物品污染的微生物的 存活概率减少到10 －6 ，换言之，若对100 万件物品进行灭菌处理，灭菌后只 容许有一件物品存留活的微生物，即灭菌保证水平必须达到106 级。在制药工 业中，对灭菌的概念不仅如此，对进入人体的无菌物品特别是药物或载药物 品经过灭菌处理后，在使之达到无菌水平的同时，还要求达到无热原和无微 粒的水平，药物的灭菌过程实际上是在灭菌失败危险的最大限度和灭菌药物 变质危险的最大限度之间实现平衡。对消毒而言，一方面由于消毒不能杀灭 细菌的芽孢，当外界环境适宜时，芽孢仍会引起细菌的繁殖而潛伏着再致病 或感染的因素；另一方面由于消毒并不要求杀灭或去除物体污染的全部病原
微生物，而是使其减少到不致于引起疾病的数量，一般来说，若能使污染的 微生物在消毒过程中的存活概率减少到10-3 ，即消毒保征水平为103 级，则认 为是可靠的，换言之，通过消毒后，杀灭或去除了原有微生物的99.9% 即达到 消毒要求3. 微生物的基本知识
消毒和灭菌要求杀灭或去除的微生物是一类必须借助光学或电子显微镜
才能观察到的微小生物总称，它具有形体微小、结构简单、繁殖迅速、容易 变异、种类繁多、分布广泛的特点。
3.1. 微生物的分类
非细胞型： 病毒(必须在宿主活细胞内寄生)
狭义：细菌(包括球菌、杆菌、螺形菌)
微生物
原核细胞型
广义：细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体、放线菌
真核细胞型：真菌(包括酵母菌、霉菌或丝状菌) 、藻类、原虫
灭菌过程中要求杀灭或去除的细菌芽孢是某些细菌在特定环境下，在细
胞内形成一个圆形、橢圆形或圆柱形的休眠体，又称内生孢子；而热原则是 指微量即可引起恒温动物体温异常升高的物质总称，是当菌体死亡时崩解而 游离出来的，主要由微生物产生的代谢产物──内毒素组成，而内毒素一般 由革兰阴性细菌细胞壁中的主要成分脂多糖组成，即热原=内毒素=脂多糖。
3.2. 微生物的大小及抵抗力
表 1.
名称大小对理化因素抵抗力
病毒直径为0.01~0.25 μm
可通过除菌滤器；对热的抵抗力与细菌繁
殖体相似；X 射线、γ射线、紫外线、强
酸、强碱条件下可被灭活。
细菌
繁殖体0.1~10μm
多数无芽孢细菌经55~60℃，30~60min；
80℃湿热5~10min 可被杀死。
芽孢
不同菌形成的芽孢其位置、大
小各不相同，可大于或小于细
菌直径。
对热力、干燥、光、辐射、化学品的抵抗
力比繁殖体为強。
衣原体直径0.25~0.4μm
能通过除菌滤器，对热敏感，常用的消毒
剂能迅速杀灭。
支原体直径0.15~1.0μm
加压下可通过除菌滤器，对热、干燥的抵
抗力低，与细菌繁殖相似，对一般化学消
毒剂敏感。
螺旋体(0.1~0.6) ×(6~20) μm
对理化因素抵抗力低，与细菌繁殖相似；
常用消毒剂可杀死。
立克次体直径0.25~0.4μm 对热、干燥、消毒剂抵抗力低，很容易被
杀死；离开宿主细胞即可死亡。
放线菌直径1.0μm±
真
菌
酵母菌
直径2.0~10μm
对热敏感；对干燥、阳光、紫外线和一些
消毒剂有抵抗力，但对2.5%碘酒、2%结晶
紫和10%甲醛敏感。霉菌或丝状菌
热原大小约1~5 nm
耐热，180℃，3~4h.；250℃，30min 才可
彻底破环；能通过一般滤器(石棉滤板除
外) ；可用蒸馏法、吸附法、反渗透法、超
滤法、溶剂萃取法去除；能被強酸、强碱
和强氧化剂处理。
微生物对各种理化因子的敏感程度如下：
热力法：细菌繁殖体、真菌 > 真菌孢子 > 细菌芽孢。一般能杀死细菌繁 殖体的温度也可杀死立克次体、病毒。
紫外线法：细菌繁殖体(革兰氏阴性菌>革兰氏阳性菌>病毒(脂质包膜病毒 >非脂质包膜病毒)>细菌芽孢>真菌孢子。
电离辐射法：细菌繁殖体(革兰氏阴性菌>革兰氏阳性菌) > 真菌 > 细菌芽 孢 > 病毒。
超声波法：病毒 > 细菌繁殖体(杆菌>球菌) > 酵母菌 > 结核菌 > 细菌 芽孢、真菌菌丝体。
消毒剂法：真菌 > 细菌繁殖体 > 有包膜病毒 > 无包腹病毒 >分枝杆菌 > 细菌芽孢。
4. 消毒灭菌的基本方法与特点
根据杀菌目标物和程度、污染微生物情况及待处理物品和环境的不同，
选择合理的消毒灭菌方法，对确保消毒灭菌质量有着重要意义，因此必须了 解消毒灭菌的各种基本方法及其特点和适用范围。一般，消毒灭菌方法分为 物理法、化学法和生物法三大类，以及协同作用法。
4.1. 物理消毒灭菌法
4.1.1. 基本方法
干热法、焚烧法、火焰法、干热空气法、﹡红外线法。
热力法
湿热法、热压蒸汽法、流通蒸汽法、煮沸法、低温间歇法、低温蒸
汽法、巴氏消毒法。
非电离法、紫外线、红外线、可见光、曰光、微波法。
物理法
电磁辐射法：
电离法、γ射线法、X 射线法、高能电子束法。
非热力超声波法
机械法：滤过法。
等离子体法
﹡ 从杀菌机理来看，红外线依靠辐射产生的热杀菌，故将其归类为热力法。
4.1.2. 杀菌能力
热力法(包括干热和湿热) 、电离辐射法(包括电子加速器和射线、等离子
体法主要用于灭菌，过滤法用于除菌；紫外线法、微波法虽能杀灭各种微生 物，但主要用于消毒；超声波法只能用于消毒。
4.1.3. 基本特点和比较
和化学法相比，由于物理法具有如下共同特点而成为首选的消毒灭菌方
法：杀菌效果可靠、性能稳定；可以准确地控制剂量；对自然环境无污染； 便于生产和管理，消毒灭菌设备均可工业化生产
热力法由于杀菌效果最可靠、使用最广泛、运行费用低而成为所有消毒
灭菌方法中的首选方法。其中湿热法由于杀菌温度低、穿透力强、作用时间 快速，从而使其消毒灭菌效果优于干热法。
湿热法中，低温间歇法因为操作繁琐、费时、工效低，目前已少用；巴
氏消毒法主要用于牛乳和饮料的消毒；煮沸法也因灭菌效果差而仅用于消毒； 流通蒸汽法系非可靠的灭菌，目前也仅用于消毒。而热压蒸汽法却具有杀菌 谱广，杀菌作用强，效果最可靠，作用快速，无任何残留毒性，且由于处于 较高压力下，可使蒸汽穿透力增强，温度提高，极大地提高杀菌效果，到目 前为止，尚无任何一种消毒灭菌方法能完全替代热压蒸汽法，亦即热压蒸汽 法是所有湿热法、热力法、物理法及所有消毒灭菌方法中的首选方法。
热压蒸汽法主要用于耐热耐湿物品的消毒灭菌，如药物及其水溶液、玻
璃、瓷器和金属制品、胶塞、膜过滤器和棉织品等；其它湿热法用于不耐高 热、耐湿的物品，如注射器、棉织品、药品、牛乳等的消毒。
干热法由于使用方便、对金属制品锈蚀较少，可用于畏湿耐高热物品、
湿热难以穿透的物品、或废弃物品和垃圾等独列之处而成为消毒灭菌方法的 重要组成之一。其中焚烧法和火焰法分别完全破坏物体和对物品有一定的损 坏，因而仅在特定场合使用；而干热空气法、红外线法不仅可用于消毒灭菌， 更因其具有去除热原的作用而成为干热法中的首选消毒灭菌方法。不过，干 热法和湿热法相比，存在需要较高的杀菌温度和作用时间、易损坏物品、温 度不易均匀、红外线法只能借助辐射而不能穿透物品、循环的干热空气可能 污染已被消毒灭菌物品等缺点。
在非热力的消毒灭菌方法中，超声波法用于消毒时，则必须要具有消毒
价值的高频率和高強度的超声波波源，为此需要付出的费用与所得的消毒效 果相比，有时显得并不太合理，目前仅用疫苗制品、液体或液体中物品的消 毒。微波法虽具有低温、低能耗、快速而又无选择性的杀菌作用，但其作用 较弱，常与其它化学消毒剂协同作用，主要用于对药品、水性注射液和非金 属器械的消毒。紫外线法由于穿透力弱，可被不同表面反射，故仅用于物体 表面、水和空气的消毒。等离子体法虽有杀菌效果可靠、作用快速、清洁而 无残留等优点的又一新的低温灭菌方法，但其在国内目前尚处于研究开发阶 段。与常用的热压蒸汽法、环氧乙烷气体法相比，电离辐射法是一种具有穿 透力强、杀菌彻底，尤其可对包装后物品灭菌、且物品无温升、无残留毒性、 安全可靠的灭菌方法，其缺点是设备费用高。主要用于不耐热药品及医疗器 械、高分子材料和己包装物品的灭菌。过滤法能够去除除病毒、衣原体、支 原体与L 型细菌外的微生物，使用时不破坏介质，是常用的除菌方法，但由 于其具有潛在的灭菌失败的危险，故应采用双重过滤法除菌，主要用于对热 不稳定溶液、气体、水等的除菌，但不适用于混悬剂、乳剂之类会破坏其剂 型的物品的过滤除菌。
4.2. 化学消毒灭菌法
4.2.1. 消毒剂的分类
用于杀灭微生物的化学物质称为化学消毒剂。按其物理状态可分为固体、 液体和气体；按化学成分和性质，可将常用化学消毒剂分为醛类、烷基化气 体、过氧化物类、鹵素类、醇类、胍类、季铵盐类、酚类和其它类等，此外 还有复方类化学消毒剂。
4.2.2. 消毒剂的使用方法
(1). 药液法：使用含消毒剂的溶液进行浸泡、擦拭、喷洒和气溶胶喷雾
杀灭微生物的方法。其中气溶胶喷雾法是采用现代微粒子喷雾器将消毒液雾 化成50μm 以下的微粒，使其悬浮在气体介质中一定时间，与空气中微生物 充分接触，达到杀灭空气中微生物的方法，该方法既可达到喷洒目的，又可 产生熏蒸作用，因而是一种节约药物、提高效果的好方法，适于此法的化学 消毒剂主要有过氧乙酸、过氧化氢、二氧化氯等。一般，多数消毒剂溶液均 可采用浸泡、擦拭和喷洒法进行消毒和灭菌。
(2). 气体法：利用化学气体或烟雾在密闭空间内进行熏蒸处理，以达到
消毒灭菌目的的一种方法，其中烟雾系将消毒剂与氧化剂、助燃剂或其它药 物配成的复方，通过化学反应产生。上述二类消毒剂通称熏蒸消毒剂，可分 为强穿透性与弱穿透性两类，前者如环氧乙烷、环氧丙烷、溴甲烷等，由于 其可深入孔隙与疏松物质内部，甚至透过包装材料，故适用在密闭空间内对 大批物品、尤其是己包装好的物品进行消毒灭菌处理，但正因为其穿透力强， 很难保持恒定浓度，故不适于进行房间的熏蒸消毒；后者如甲醛、戊二醛、 过氧乙酸、乙型丙内酯等气体与各种烟雾消毒剂，只能作用于物体表面，故 多用于房间内的熏蒸消毒，亦可用在密闭容器内消毒小件物品，但因其穿透 力差，消毒物品间必须留有较大空隙，并且不能使包装好的物品内部达到消 毒和灭菌。
(3). 固体法：即直接用药物粉剂处理，主要为含氯类化学消毒剂。
4.2.3. 杀菌能力
按照其杀灭微生物作用的水平，化学消毒剂可分为灭菌剂、高效消毒剂、 中效消毒剂和低效消毒剂。
灭菌类：可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体、细菌芽孢、真菌和病
毒等的消毒剂，属于此类消毒剂的有：甲醛、戊二醛、环氧乙烷、乙型丙内 酯、二氧化氯、过氧乙酸、过氧化氢、过氧戊二酸等。
高效消毒剂：可以杀灭一切致病性微生物，包括细菌繁殖体、真菌和病
毒，对细菌芽孢也有一定作用的消毒剂。属于此类消毒剂的有含氯消毒剂(鹵 素类) 、臭氧、甲基乙内酰脲(海因) 类化合物和双链季铵盐类等。
中效消毒剂：可以杀死除细菌芽孢外的各种致病性微生物的消毒剂。属
于此类消毒剂的有含碘类消毒剂、醇类消毒剂和酚类消毒剂等。
低效消毒剂：可以杀灭细菌繁殖体和亲脂病毒、不能杀灭细菌芽孢和亲
水病毒的消毒剂。属于此类消毒剂的有苯扎溴铵(新洁尔灭) 等季铵盐类消毒 剂、氯已定(洗必泰) 等二胍类消毒剂、汞、银、铜等金属离子消毒剂。
一般来说，只要减小处理量和作用时间，灭菌剂就可以用作消毒剂。
另外，随着复方化学消毒剂的出現，克服了一些消毒剂单用时的缺点，
并且提高杀菌作用与效果。复方化学消毒剂有二大类：一类是消毒剂与消毒 剂的复配，主要为发挥消毒剂的协同作用，以增加消毒剂的杀菌能力；另一 类是消毒剂与辅助剂的复配，主要为改善消毒剂的综合性能，如提高稳定性， 减轻消毒剂对物品的腐蚀损害等。
4.2.4. 基本特点和比较
化学法具有使用方便、无需特殊设备；适用范围广，各种物品、空气、
水和人体与环境均可使用；节约，一次性投资少；使用方法多样化等优点， 但同时也存在毒性、腐蚀性、刺激性和有可能污染环境等缺点。一般，灭菌 剂和高效消毒剂都具有很强的杀菌能力，同时都不同程度地存在毒性、腐蚀 性、刺激性和不稳定性等诸多缺点；中效消毒剂的毒性、腐蚀性、刺激性都 比较低，但其杀菌能力变化不定，故稍加配伍比较容易提高其杀菌能力；对 低效消毒剂而言，它们基本无腐蚀性和刺激性，但杀菌能力很弱，比较适合 与物理法协同作用，以提高它们的杀菌能力。
醛类消毒剂包括甲醛和戊二醛，均可用作灭菌剂，它们的性能稳定，对
物品几乎无损害，有机物影响小，但存在刺激性和毒性。烷基化类包括环氧 乙烷、环氧丙烷、乙型丙内酯等灭菌剂，对物品无损害或轻微，但对人体有 一定毒性，有些有致癌因素，主要用于帕热、帕湿、帕腐蚀物品的消毒灭菌。 过氧化类主要包括过氧乙酸、过氧化氢、过氧戊二酸、二氧化氯灭菌剂和臭 氧高效消毒剂，其中过氧乙酸等用于医疗器械、器材的消毒灭菌和空气、环 境、物体表面的消毒，臭氧用于饮水消毒、污水处理和空气、环境的消毒。 含氯类包括无机含氯类(漂白粉、漂白粉精、三合二和氯化磷酸钠) ，有机含氯 类(优氯净等) 和甲基海因类(二氯海因、二溴海因、溴氯海因) 等高效消毒剂， 它们杀菌作用迅速，但易受有机物和酸碱度影响，有的种类不稳定，有效氯 易丧失，能漂白和腐蚀物品，该类消毒剂主要用于水和饮水消毒和污染环境 的消毒及污水处理。醇类(乙醇和异丙醇) 和含碘类(碘伏、碘酊、碘甘油、碘
仿) 为中效消毒剂，主要用于皮肤粘膜的消毒，其中醇类还用于物体表面、医 疗器械和环境的消毒。季铵盐类表面活性很强，将其从菌体表面除去较难， 常用化学中和剂，其中的双链季铵盐类为高效消毒剂，作为水、皮肤粘膜、 医疗器械和环境等的消毒。单链类的苯扎溴铵(即新洁尔灭) 为低效消毒剂，由 于抗药性，其消毒效果己有所下降，应用己逐年減少。胍类的氯己定(又称洗 必泰) 也为低效消毒剂，用于皮肤粘膜的消毒。酚类为中效消毒剂，由于其本 身固有的缺点和污染环境问题，且其对人体组织有腐蚀性、刺激性，其气体 还有一定毒性，应用越来越少。
4.3. 生物消毒法
生物消毒法是利用动物、植物、微生物及其代谢产物杀灭或去除外环境
中病原微生物的消毒方法。主要用于水、土壤和生物体表面的消毒处理，目 前可用于消毒的生物主要有细菌、微生物代谢产物、噬菌体和溶菌酶。
4.4. 协同作用法
把二种或二种以上的杀菌因子组合在一起进行杀灭微生物的方法称为协
同消毒法。由于它克服了各种单一消毒法在应用中存在的这样或那样的缺点， 因而其使用范围和应用前途及杀菌作用和效果均比单一消毒法强得多。
目前应用比较成功的主要有如下几类：
(1). 热力与低效消毒剂氯己定、季铵盐类的协同作用，可明显提高消毒
剂的杀菌效果；与甲醛的协同作用，则在加快甲醛作用速度同时极大提高其 穿透力。
(2). 紫外线与过氧化氢的协同作用，可增加低浓度下过氧化氢的杀菌能
力和效果；与乙醇的协同作用同样可增强乙醇的杀菌作用与效果。
(3). 微波与化学消毒剂的协同作用
微波的杀菌作用随微波输出功率增加而增大，但同时温度也升高，对物
品的损坏性也增加。如将微波输出功率降低，再与低效消毒剂协同作用，可 使杀菌作用明显提高。
(4). 超声波与化学消毒剂的协同作用
超声波杀灭微生物的作用较弱，但其有加速分子运动的作用，并可形成
产热和空穴作用，从而可与化学消毒剂协同作用，提高杀菌效果。
(5). 化学消毒剂的协同作用，即前述的复方化学消毒剂。
5. 消毒与灭菌杀灭微生物的基本机理
导致微生物死亡的因素很多，除了因营养条件缺乏或排泄物积聚过多而
自然死亡外，还可由于各种外界条件，使微生物的蛋白质凝固、变性或失活 或干扰其繁殖能力而死亡。例如热力法中通过加热；紫外线法通过紫外线的 照射；电离辐射法通过射线电离作用产生的自由基和活性分子；微波法中通 过微波产生的热效应与生物效应；超声波法中通过超声波产生的辐射压强、 超声压強、产热效应、空化作用和化学作用；等离子体法通过氧化性气体等 离子体中含有大量原子氧、自由基、高速粒子和紫外线、化学法中化学药物 的作用来杀灭微生物；化学药物还能通过降低微生物的表面张力，增加菌体 胞浆膜的通透性，从而使细胞破裂或溶解。除了上述的杀灭法外，还有过滤
法可除微生物。对液体除菌的机理以下几种：毛细管阻留、筛孔阻留和静电 吸附；对气体除菌的机理有：随流阻留、重力沉降、惯性碰撞、扩散粘留和 静电吸附。
6. 影响消毒灭菌效果的基本因素
在消毒灭菌的实施过程中，其效果会受到众多因素的影响，掌握和利用
好这些因素，是保证消毒灭菌效果的关键。一般来说，影响消毒灭菌效果的 基本因素可归纳为二大类：即消毒灭菌方法本身需要加以控制的处理剂量的 内在因素及微生物、待处理物体和环境的外在因素。
6.1. 处理剂量
处理剂量是强度和时间的乘积，其中强度在热力法中指温度、紫外线法
中指照射强度、微波法中指输出功率与频率、电离辐射法中指剂量率、超声 波法中指超声频率和强度、等离子体法中指激发功率、化学法中指药物浓度； 时间指所用处理方法对微生物的作用时间。一般，强度越高，微生物越易死 亡；时间越长，微生物遭到杀灭的机率也越大。强度与时间是互补的，但强 度有个最低极限，否则即使再延长作用时间也无杀灭作用；同样，由于受到 微生物的死亡和消毒灭菌作用的穿透所需时间的限制，作用时间的缩短也有 一个极限。因此，在消毒灭菌过程中，必须明确并保证处理所需的强度和时 间，否则难以达到预期的消毒灭菌效果。
6.2. 微生物因素
微生物种类不同，其对理化因子的抵抗力也不同；微生物污染程度越严
重，导致消耗的强度增加、作用时间的延长、彼此重叠的微生物自身机械保 护作用的加强、耐力强的个体随之增加，从而使消毒灭菌也就越困难。
6.3. 待处理物体和环境因素
6.3.1. 温度
除热力法完全依靠温度作用外，其它各种方法也都受温度变化的影响，
一般温度越高效果越好，但影响程度随使用方法、药物和微生物种类不同而 异。另外，有的消毒灭菌方法当温度降低到极限即无法进行，有的方法当温 度升高时，反而可加強细菌芽孢的耐受力。
6.3.2. 湿度
空气的相对湿度对熏蒸消毒影响最显著，它们均有一个最适相对湿度范
围。另外相对湿度的增高可影响紫外线的穿透力，不利其消毒效果。
6.3.3. 酸碱度
酸碱度主要影响化学消毒剂的作用，因其各有适宜的酸碱度条件下的最
佳作用范围。另外，当pH 降低后(pH
6.4. 化学拮抗物质
一般情况下，微生物常与许多其它物质混在一起，如包围在其周围的有
机物，它们既可通过化学反应消耗一部分化学消毒剂，又影响各种消毒因子 的穿透。此外，对了化学法还可有其它拮抗物。因此，将污染物品清洗干诤 后再进行消毒灭菌，其效果更好。
6.5. 穿透条件
在消毒灭菌过程中，各种理化因子必须接触到微生物本身才能起杀灭作
用，不同的消毒灭菌方法，其穿透能力不同，另外消毒所需穿透时间往往比 杀灭微生物所需时间长得多。因此，消毒灭菌时，不仅要保证足够的穿透时 间，还要为杀菌作用的穿透创造条件。
6.6. 表面张力
化学消毒液表面张力的降低有利于药物接触微生物，从而促进其杀灭微
生物作用的进行。
7. 消毒灭菌方法选择的基本原则
消毒和灭菌与人民的生命健康密切相关，对制药工业的药品生产，在达
到消毒灭菌要求的同时，还要确保药品的有效性和稳定性，对无菌药品还要 求无微粒和去热原，因此合理选择消毒灭菌方法是至关重要的。
消毒灭菌方法选择的基本原则如下：
(1). 首先根据待处理物品的用途和危险程度，确定采用消毒或灭菌方法。 高度危险的物品，必须选用灭菌法(灭菌剂或灭菌器) 进行灭菌处理，使其达到 106 级的灭菌保证水平，如临床医疗中要穿人皮肤和粘膜或接触人体无菌组织 和体液的物品；中度危险的物品，必须选用严格的消毒方法进行消毒处理， 使其达到103 级的消毒保证水平，一般指不接触人体内部组织和体液者，即指 那些只接触人体完整的皮肤和粘膜的物品。
(2). 然后根据杀菌因子的基本特点列出分别属于消毒或灭菌范围的那些
处理方法。
(3). 再根据污染微生物的种类、数量和存在的状态，从上述列出的范围
中选出适宜的消毒或灭菌方法。一般来说，不同种类的微生物对理化因子的 抵抗力各不相同，污染数量越多对理化因子的抵抗力也越强。
(4). 最后根据待处理物品的理化性状和使用价值以及其它影响消毒灭菌
效果因素的综合分析与比较后，选择最合理的消毒灭菌方法。这不仅是因为 不同材质的待处理物品对各种理化因子的耐受力不同，不同的理化因子对它 们的作用也各异，而且还要保护待处理物品不受损害，保持其原有的使用价 值(焚烧法除外) ，使消毒灭菌方法易于发挥作用。
①. 耐高温、耐湿物品，如金属、玻璃、药品、棉织物等，可选择热力法， 其中首选压力蒸汽法，对金属、玻璃、粉剂、油脂等还可选干热法。
②. 畏热、畏湿物品和精密仪器，则不能选用热力法，应选用冷消毒灭菌 法，如电离辐射法，等离子体法及环氧乙烷、甲醛等化学气体消毒剂。
③. 畏热、耐腐蚀器械可用过氧化物类、醛类化学消毒液浸泡消毒和灭菌。 ④. 选择表面消毒法，应考虑表面性质：光滑表面应选择紫外线消毒器近 距离照射，或液体消毒剂擦拭；多孔材料表面可采用喷雾和气体消毒法。 ⑤. 对某些可吸收化学因子的物品，消毒灭菌时应适当提高消毒灭菌的使 用浓度。
总之，对一种物品进行消毒灭菌时，首先选择的应是各行业规定的消毒
灭菌方法，如几种方法都可以使用时，就目前而言，仍以热力法为首选，其 次为过滤法和辐射法，在其他方法都不能使用时，才选用适宜的化学消毒剂 进行消毒灭菌。如所选用的消毒灭菌方法在行业中尚末有规定，那么必须进 行严格的论证，以证实该种消毒灭菌方法的有效性、可靠性和安全性。
8. 制药工业常用的消毒灭菌方法
制药工业所采用的消毒灭菌方法在达到杀灭微生物的同时，还应考虑消
毒剂的残留、药品的稳定性、治疗作用与用药安全，对无菌药品还应要求无 热原和无微粒。要实现最终产品合格，除了严格控制最终产品的灭菌，还要 控制中间产品生产过程中的每一环节，亦即微生物控制是药品质量保证的一 个重要保证，贯穿于整个生产过程中，包括原辅料、中间产品、最终产品、
工艺流程、包装材料、水和空气、厂房设备、设备和人员。8.1. 原料药的消毒灭菌 原料药进一步加工成制剂后才能成为患者可使用的药品，因此最大限度
地降低原料中微生物的数量，对最终产品质量保证是相当重要的，其微生物 限度应与最终产品的要求相一致，若最终产品要求无菌，则生产过程又无法 最终灭菌时，则要求原料药无菌。原料药包括化学合成药、植物提取药物和
生化药物。化学合成药多数耐热性好，故对于较高熔点药物常用于干热灭菌法，对 较低熔点的则用湿热灭菌法，如压力蒸汽法和流通蒸汽法。对不耐热药物， 如是晶体，可溶解后过滤除菌；样品量少时，可用乙醇重结晶法，但需用无 菌空气将乙醇吹净，以免乙醇污染。植物提取物若是用常规或高温提取的单 一成分的流浸膏，常用压力蒸汽法、流通蒸汽法消毒灭菌；若是低温提取物， 则优先考虑过滤除菌。生化药物均为大分子量的蛋白质，对热、辐射较敏感， 故常用化学消毒灭菌剂，如低温乙醇法、低温间歇法和过滤法等，也常用高 速离心柱、滤液经冷冻干燥制成无菌制剂，整个过程均应无菌操作。
8.2. 药品制剂的消毒灭菌
输液剂和水针剂中，多数药品对热稳定，压力蒸汽灭菌法是最为常用和
最可靠的方法，且对热稳定的药品过度杀灭的方法还可获得一个额外的安全 系数；对热不稳定药物如冻干粉针剂常采用过滤法除菌，再在无菌操作条件 下进行灌装、冷冻干燥；多数药液对电离辐射稳定，则可采用射线灭菌，如 全营养输液。口服制剂，一般含有抑菌剂，不必消毒灭菌，如需要，则可采 取湿热法或γ射线法。
8,3. 软膏等半固体制剂的消毒灭菌
凡士林等单一成分软膏基质对热稳定，如其中药物也对热稳定，可用干
热法或辐射法消毒灭菌。
8.4. 中药的消毒灭菌
中药的成分复杂，且同一种药材在不同方剂中作用不同，加工泡制的要
求也不同，因此要求饮片和成药生产应根据具体情况选择合适的消毒灭菌方 法，目前常用的有热力法和辐射法，其中除含挥发油、对热不稳定成分的药 材和生、熟功效不同的药材，压力蒸汽法可用于大部份药材的消毒灭菌。
8.5. 抗生素生产中的消毒灭菌
抗生素生产是一个“纯种”的发酵过程，仅允许菌种存在，若在产生抗
生素前染有杂菌，则会影响产量和质量，甚至导致发酵失败。一般，常用压
力蒸汽法对培养基、种子罐和发酵罐进行实罐或空罐消毒灭菌，发酵过程所 需无菌空气多采用过滤法除菌，并以加热法消除其中的噬菌体；接种时对接 种口采用火焰灭菌法；多数抗生素对热不稳定，故其最终产品的后处理主要 以过滤法除菌。
8.6. 水和空气的消毒灭菌
对于纯化水，目前常用反渗透法和过滤法制备或过滤除菌，并配以紫外
线法在线消毒；无菌注射用水则用热力法蒸馏设备、80℃下贮存和65℃不间 断循环防止细菌繁殖和产生热原质，终端使用时再配以过滤除菌。工艺用压 缩空气常采用过滤法除菌；洁净区内空气，采用紫外线法、甲醛蒸气法和臭 氧法定期进行消毒，对无菌区内的空气经高效过滤器过滤后达到100 级洁净 要求，实現局部区域内空气的无菌。
表2 常用消毒灭菌方法在制药生产中的应用
消毒灭菌方法适用范围
干热法(>170℃) 某些设备、器械、耐热干粉粉剂、安瓿和西林瓶等包装容器 湿热法(压力蒸汽、流通蒸
汽、低温间歇法)
设备、釜罐、管道、器械、耐热液体制剂、生药、无菌衣、
清洁工器具等
紫外线法空气、水、工作台、某些设备表面、小量干粉制剂
射线法耐辐射药剂、生药、包装容器等
微波法固体和液体制剂、生药、包装材料等
过滤除菌法空气、水、不耐热液体药剂、生化药剂。
烷基化类(环氧乙烷、溴甲烷) 包装材料、器械、生药等
过氧化物类(过氧乙酸、过氧
化氢、二氧化氯、臭氧等)
某些设备表面、工作台、器械、空气、水等
醛类(甲醛、戊二醛) 器械、工作台、包装台、空气
醇类(乙醇、异丙醇) 器械、工作台、皮肤等
鹵素类(氯气、次氯酸钠、碘、
碘伏等)
水、工作台、皮肤等
酚类(苯酚等) 环境地面、皮肤等
季铵盐、胍类(苯扎溴铵、
氯已定等)
环境地面、工作台、皮肤等
8.7. 包装材料的消毒灭菌
玻璃材质的安瓿、西林瓶常用干热法灭菌；聚乙烯、聚丙烯等塑料包装 材料等可用耐100℃蒸汽灭菌；橡胶塞等则用湿热法灭菌。
8.8. 厂房设施、设备和工器具等消毒灭菌
洁净区内彩钢板隔断、吊顶可用甲醛、戉二醛、过氧乙酸等消毒剂溶液
擦拭或薰蒸、喷洒法消毒灭菌，并用无菌水洗干净；楼地面可用过氧乙酸液 消毒后冲洗。生产所用设备、容器、工器具和管道等的作业要求与相应的生
产要求应一致，对不锈钢制密闭设备、管道可实现在位清洗和压力蒸汽在位 灭菌；对小的设备零部件、工器具和容器等可用干热法或湿热法消毒灭菌； 设备和工作台表面多用消毒剂擦拭或紫外线照射消毒；耐酸碱而不耐高温的 塑料材质物品可用过氧乙酸、过氧化氢、戊二醛等灭菌剂擦拭或浸泡消毒灭 菌。洁净工作服、清洁工具经洗涤后用压力蒸汽法消毒灭菌，手消毒常采用 化学法(75%乙醇擦拭或喷洒) 。
9. 结束语
消毒和灭菌是杀菌目标物和程度有所不同的二种概念，消毒和灭菌方法
的选择首先应该根据待处理物品的用途和危险程度来确定是属于消毒或灭菌 的范畴，并对污染微生物的种类和数量、待处理物品的理化性质和使用价值 以及消毒灭菌方法的特点和影响因素加以综合考虑后，确定最适宜的消毒灭 菌方法。而一旦新的方法选择确定，则还必须进行严格的论证，以证实核方 法的有效性、可靠性和安全性
发酵灭菌与消毒方法的选择
作者飞扬 发表于 2010年8月13日
消毒与灭菌方法的选择
1. 前言
在制药、食品、轻工及医疗卫生等各行业领域，常需要对某些物品或产
品、以及使用和生产这些物品或产品所需的原辅料、包装材料、设备、工器 具、生产设施与环境进行必要的消毒和灭菌，甚至包括操作人员同样需要采 取必要的消毒与灭菌措施，以确保经消毒与灭菌后的物品或产品符合规定的 质量标准。
消毒与灭菌是既相似又有区别的二类概念，必须根据处理物品的用途和
危险程度区别对待，以确定是采用消毒或灭菌工艺；其次由于消毒与灭菌处 理的直接对象是待处理物品上被污染的微生物，随微生物种类、性状和抵抗 力的不同，可供选择的消毒与灭菌方法也可有所不同；再者，在用消毒与灭 菌方法杀灭或去除各种微生物的同时，也使被微生物污染的物品处于相同的 消毒灭菌过程中，而这些物品或产品的使用价值、理化性状及除被微生物污 染外的其它影响消毒灭菌效果的情况等又是消毒与灭菌方法选择时需不得不 加以综合考虑的重要因素。因此，为能合理选择消毒与灭菌方法，有必要对 消毒与灭菌的基本概念、微生物的基本知识、各种消毒与灭菌方法的基本特 点、适用范围及影响消毒灭菌效果的基本因素有个全面的认识与了解；而且 一旦选择了消毒灭菌方法，还需对其操作的有效性、可靠性与安全性进行严 格的验证。
. 消毒与灭菌的基本概念
灭菌是指杀灭或去除外环境中一切微生物的过程，包括病原和非病原微
生物及细菌芽孢，使之完全无菌。消毒是指杀灭或去除外环境中病原微生物的过程，使之无害化，不致引
起感染或致病。从上述定义可知，消毒和灭菌都要求杀灭或去除外环境中的微生物，只 是杀灭或去除的目标微生物和程度不同, 即消毒处理不一定都能达到灭菌要 求，而灭菌一定可达到消毒的目的。
另外需指出的是，对灭菌而言，其达到的无菌状态，一方面虽指不含有
任何活体微生物，但并不排除杀灭以后非活体微生物残骇的存在；另一方面， 从定义上来说无菌是一个绝对的概念，但作为一项设定的质量标准，它受到 必须具备的三个基本条件：现实性、可验性和安全的限制，因而从現实情况 而言，无菌是相对的。一般来说，灭菌过程必须使灭菌物品污染的微生物的 存活概率减少到10 －6 ，换言之，若对100 万件物品进行灭菌处理，灭菌后只 容许有一件物品存留活的微生物，即灭菌保证水平必须达到106 级。在制药工 业中，对灭菌的概念不仅如此，对进入人体的无菌物品特别是药物或载药物 品经过灭菌处理后，在使之达到无菌水平的同时，还要求达到无热原和无微 粒的水平，药物的灭菌过程实际上是在灭菌失败危险的最大限度和灭菌药物 变质危险的最大限度之间实现平衡。对消毒而言，一方面由于消毒不能杀灭 细菌的芽孢，当外界环境适宜时，芽孢仍会引起细菌的繁殖而潛伏着再致病 或感染的因素；另一方面由于消毒并不要求杀灭或去除物体污染的全部病原
微生物，而是使其减少到不致于引起疾病的数量，一般来说，若能使污染的 微生物在消毒过程中的存活概率减少到10-3 ，即消毒保征水平为103 级，则认 为是可靠的，换言之，通过消毒后，杀灭或去除了原有微生物的99.9% 即达到 消毒要求3. 微生物的基本知识
消毒和灭菌要求杀灭或去除的微生物是一类必须借助光学或电子显微镜
才能观察到的微小生物总称，它具有形体微小、结构简单、繁殖迅速、容易 变异、种类繁多、分布广泛的特点。
3.1. 微生物的分类
非细胞型： 病毒(必须在宿主活细胞内寄生)
狭义：细菌(包括球菌、杆菌、螺形菌)
微生物
原核细胞型
广义：细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体、放线菌
真核细胞型：真菌(包括酵母菌、霉菌或丝状菌) 、藻类、原虫
灭菌过程中要求杀灭或去除的细菌芽孢是某些细菌在特定环境下，在细
胞内形成一个圆形、橢圆形或圆柱形的休眠体，又称内生孢子；而热原则是 指微量即可引起恒温动物体温异常升高的物质总称，是当菌体死亡时崩解而 游离出来的，主要由微生物产生的代谢产物──内毒素组成，而内毒素一般 由革兰阴性细菌细胞壁中的主要成分脂多糖组成，即热原=内毒素=脂多糖。
3.2. 微生物的大小及抵抗力
表 1.
名称大小对理化因素抵抗力
病毒直径为0.01~0.25 μm
可通过除菌滤器；对热的抵抗力与细菌繁
殖体相似；X 射线、γ射线、紫外线、强
酸、强碱条件下可被灭活。
细菌
繁殖体0.1~10μm
多数无芽孢细菌经55~60℃，30~60min；
80℃湿热5~10min 可被杀死。
芽孢
不同菌形成的芽孢其位置、大
小各不相同，可大于或小于细
菌直径。
对热力、干燥、光、辐射、化学品的抵抗
力比繁殖体为強。
衣原体直径0.25~0.4μm
能通过除菌滤器，对热敏感，常用的消毒
剂能迅速杀灭。
支原体直径0.15~1.0μm
加压下可通过除菌滤器，对热、干燥的抵
抗力低，与细菌繁殖相似，对一般化学消
毒剂敏感。
螺旋体(0.1~0.6) ×(6~20) μm
对理化因素抵抗力低，与细菌繁殖相似；
常用消毒剂可杀死。
立克次体直径0.25~0.4μm 对热、干燥、消毒剂抵抗力低，很容易被
杀死；离开宿主细胞即可死亡。
放线菌直径1.0μm±
真
菌
酵母菌
直径2.0~10μm
对热敏感；对干燥、阳光、紫外线和一些
消毒剂有抵抗力，但对2.5%碘酒、2%结晶
紫和10%甲醛敏感。霉菌或丝状菌
热原大小约1~5 nm
耐热，180℃，3~4h.；250℃，30min 才可
彻底破环；能通过一般滤器(石棉滤板除
外) ；可用蒸馏法、吸附法、反渗透法、超
滤法、溶剂萃取法去除；能被強酸、强碱
和强氧化剂处理。
微生物对各种理化因子的敏感程度如下：
热力法：细菌繁殖体、真菌 > 真菌孢子 > 细菌芽孢。一般能杀死细菌繁 殖体的温度也可杀死立克次体、病毒。
紫外线法：细菌繁殖体(革兰氏阴性菌>革兰氏阳性菌>病毒(脂质包膜病毒 >非脂质包膜病毒)>细菌芽孢>真菌孢子。
电离辐射法：细菌繁殖体(革兰氏阴性菌>革兰氏阳性菌) > 真菌 > 细菌芽 孢 > 病毒。
超声波法：病毒 > 细菌繁殖体(杆菌>球菌) > 酵母菌 > 结核菌 > 细菌 芽孢、真菌菌丝体。
消毒剂法：真菌 > 细菌繁殖体 > 有包膜病毒 > 无包腹病毒 >分枝杆菌 > 细菌芽孢。
4. 消毒灭菌的基本方法与特点
根据杀菌目标物和程度、污染微生物情况及待处理物品和环境的不同，
选择合理的消毒灭菌方法，对确保消毒灭菌质量有着重要意义，因此必须了 解消毒灭菌的各种基本方法及其特点和适用范围。一般，消毒灭菌方法分为 物理法、化学法和生物法三大类，以及协同作用法。
4.1. 物理消毒灭菌法
4.1.1. 基本方法
干热法、焚烧法、火焰法、干热空气法、﹡红外线法。
热力法
湿热法、热压蒸汽法、流通蒸汽法、煮沸法、低温间歇法、低温蒸
汽法、巴氏消毒法。
非电离法、紫外线、红外线、可见光、曰光、微波法。
物理法
电磁辐射法：
电离法、γ射线法、X 射线法、高能电子束法。
非热力超声波法
机械法：滤过法。
等离子体法
﹡ 从杀菌机理来看，红外线依靠辐射产生的热杀菌，故将其归类为热力法。
4.1.2. 杀菌能力
热力法(包括干热和湿热) 、电离辐射法(包括电子加速器和射线、等离子
体法主要用于灭菌，过滤法用于除菌；紫外线法、微波法虽能杀灭各种微生 物，但主要用于消毒；超声波法只能用于消毒。
4.1.3. 基本特点和比较
和化学法相比，由于物理法具有如下共同特点而成为首选的消毒灭菌方
法：杀菌效果可靠、性能稳定；可以准确地控制剂量；对自然环境无污染； 便于生产和管理，消毒灭菌设备均可工业化生产
热力法由于杀菌效果最可靠、使用最广泛、运行费用低而成为所有消毒
灭菌方法中的首选方法。其中湿热法由于杀菌温度低、穿透力强、作用时间 快速，从而使其消毒灭菌效果优于干热法。
湿热法中，低温间歇法因为操作繁琐、费时、工效低，目前已少用；巴
氏消毒法主要用于牛乳和饮料的消毒；煮沸法也因灭菌效果差而仅用于消毒； 流通蒸汽法系非可靠的灭菌，目前也仅用于消毒。而热压蒸汽法却具有杀菌 谱广，杀菌作用强，效果最可靠，作用快速，无任何残留毒性，且由于处于 较高压力下，可使蒸汽穿透力增强，温度提高，极大地提高杀菌效果，到目 前为止，尚无任何一种消毒灭菌方法能完全替代热压蒸汽法，亦即热压蒸汽 法是所有湿热法、热力法、物理法及所有消毒灭菌方法中的首选方法。
热压蒸汽法主要用于耐热耐湿物品的消毒灭菌，如药物及其水溶液、玻
璃、瓷器和金属制品、胶塞、膜过滤器和棉织品等；其它湿热法用于不耐高 热、耐湿的物品，如注射器、棉织品、药品、牛乳等的消毒。
干热法由于使用方便、对金属制品锈蚀较少，可用于畏湿耐高热物品、
湿热难以穿透的物品、或废弃物品和垃圾等独列之处而成为消毒灭菌方法的 重要组成之一。其中焚烧法和火焰法分别完全破坏物体和对物品有一定的损 坏，因而仅在特定场合使用；而干热空气法、红外线法不仅可用于消毒灭菌， 更因其具有去除热原的作用而成为干热法中的首选消毒灭菌方法。不过，干 热法和湿热法相比，存在需要较高的杀菌温度和作用时间、易损坏物品、温 度不易均匀、红外线法只能借助辐射而不能穿透物品、循环的干热空气可能 污染已被消毒灭菌物品等缺点。
在非热力的消毒灭菌方法中，超声波法用于消毒时，则必须要具有消毒
价值的高频率和高強度的超声波波源，为此需要付出的费用与所得的消毒效 果相比，有时显得并不太合理，目前仅用疫苗制品、液体或液体中物品的消 毒。微波法虽具有低温、低能耗、快速而又无选择性的杀菌作用，但其作用 较弱，常与其它化学消毒剂协同作用，主要用于对药品、水性注射液和非金 属器械的消毒。紫外线法由于穿透力弱，可被不同表面反射，故仅用于物体 表面、水和空气的消毒。等离子体法虽有杀菌效果可靠、作用快速、清洁而 无残留等优点的又一新的低温灭菌方法，但其在国内目前尚处于研究开发阶 段。与常用的热压蒸汽法、环氧乙烷气体法相比，电离辐射法是一种具有穿 透力强、杀菌彻底，尤其可对包装后物品灭菌、且物品无温升、无残留毒性、 安全可靠的灭菌方法，其缺点是设备费用高。主要用于不耐热药品及医疗器 械、高分子材料和己包装物品的灭菌。过滤法能够去除除病毒、衣原体、支 原体与L 型细菌外的微生物，使用时不破坏介质，是常用的除菌方法，但由 于其具有潛在的灭菌失败的危险，故应采用双重过滤法除菌，主要用于对热 不稳定溶液、气体、水等的除菌，但不适用于混悬剂、乳剂之类会破坏其剂 型的物品的过滤除菌。
4.2. 化学消毒灭菌法
4.2.1. 消毒剂的分类
用于杀灭微生物的化学物质称为化学消毒剂。按其物理状态可分为固体、 液体和气体；按化学成分和性质，可将常用化学消毒剂分为醛类、烷基化气 体、过氧化物类、鹵素类、醇类、胍类、季铵盐类、酚类和其它类等，此外 还有复方类化学消毒剂。
4.2.2. 消毒剂的使用方法
(1). 药液法：使用含消毒剂的溶液进行浸泡、擦拭、喷洒和气溶胶喷雾
杀灭微生物的方法。其中气溶胶喷雾法是采用现代微粒子喷雾器将消毒液雾 化成50μm 以下的微粒，使其悬浮在气体介质中一定时间，与空气中微生物 充分接触，达到杀灭空气中微生物的方法，该方法既可达到喷洒目的，又可 产生熏蒸作用，因而是一种节约药物、提高效果的好方法，适于此法的化学 消毒剂主要有过氧乙酸、过氧化氢、二氧化氯等。一般，多数消毒剂溶液均 可采用浸泡、擦拭和喷洒法进行消毒和灭菌。
(2). 气体法：利用化学气体或烟雾在密闭空间内进行熏蒸处理，以达到
消毒灭菌目的的一种方法，其中烟雾系将消毒剂与氧化剂、助燃剂或其它药 物配成的复方，通过化学反应产生。上述二类消毒剂通称熏蒸消毒剂，可分 为强穿透性与弱穿透性两类，前者如环氧乙烷、环氧丙烷、溴甲烷等，由于 其可深入孔隙与疏松物质内部，甚至透过包装材料，故适用在密闭空间内对 大批物品、尤其是己包装好的物品进行消毒灭菌处理，但正因为其穿透力强， 很难保持恒定浓度，故不适于进行房间的熏蒸消毒；后者如甲醛、戊二醛、 过氧乙酸、乙型丙内酯等气体与各种烟雾消毒剂，只能作用于物体表面，故 多用于房间内的熏蒸消毒，亦可用在密闭容器内消毒小件物品，但因其穿透 力差，消毒物品间必须留有较大空隙，并且不能使包装好的物品内部达到消 毒和灭菌。
(3). 固体法：即直接用药物粉剂处理，主要为含氯类化学消毒剂。
4.2.3. 杀菌能力
按照其杀灭微生物作用的水平，化学消毒剂可分为灭菌剂、高效消毒剂、 中效消毒剂和低效消毒剂。
灭菌类：可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体、细菌芽孢、真菌和病
毒等的消毒剂，属于此类消毒剂的有：甲醛、戊二醛、环氧乙烷、乙型丙内 酯、二氧化氯、过氧乙酸、过氧化氢、过氧戊二酸等。
高效消毒剂：可以杀灭一切致病性微生物，包括细菌繁殖体、真菌和病
毒，对细菌芽孢也有一定作用的消毒剂。属于此类消毒剂的有含氯消毒剂(鹵 素类) 、臭氧、甲基乙内酰脲(海因) 类化合物和双链季铵盐类等。
中效消毒剂：可以杀死除细菌芽孢外的各种致病性微生物的消毒剂。属
于此类消毒剂的有含碘类消毒剂、醇类消毒剂和酚类消毒剂等。
低效消毒剂：可以杀灭细菌繁殖体和亲脂病毒、不能杀灭细菌芽孢和亲
水病毒的消毒剂。属于此类消毒剂的有苯扎溴铵(新洁尔灭) 等季铵盐类消毒 剂、氯已定(洗必泰) 等二胍类消毒剂、汞、银、铜等金属离子消毒剂。
一般来说，只要减小处理量和作用时间，灭菌剂就可以用作消毒剂。
另外，随着复方化学消毒剂的出現，克服了一些消毒剂单用时的缺点，
并且提高杀菌作用与效果。复方化学消毒剂有二大类：一类是消毒剂与消毒 剂的复配，主要为发挥消毒剂的协同作用，以增加消毒剂的杀菌能力；另一 类是消毒剂与辅助剂的复配，主要为改善消毒剂的综合性能，如提高稳定性， 减轻消毒剂对物品的腐蚀损害等。
4.2.4. 基本特点和比较
化学法具有使用方便、无需特殊设备；适用范围广，各种物品、空气、
水和人体与环境均可使用；节约，一次性投资少；使用方法多样化等优点， 但同时也存在毒性、腐蚀性、刺激性和有可能污染环境等缺点。一般，灭菌 剂和高效消毒剂都具有很强的杀菌能力，同时都不同程度地存在毒性、腐蚀 性、刺激性和不稳定性等诸多缺点；中效消毒剂的毒性、腐蚀性、刺激性都 比较低，但其杀菌能力变化不定，故稍加配伍比较容易提高其杀菌能力；对 低效消毒剂而言，它们基本无腐蚀性和刺激性，但杀菌能力很弱，比较适合 与物理法协同作用，以提高它们的杀菌能力。
醛类消毒剂包括甲醛和戊二醛，均可用作灭菌剂，它们的性能稳定，对
物品几乎无损害，有机物影响小，但存在刺激性和毒性。烷基化类包括环氧 乙烷、环氧丙烷、乙型丙内酯等灭菌剂，对物品无损害或轻微，但对人体有 一定毒性，有些有致癌因素，主要用于帕热、帕湿、帕腐蚀物品的消毒灭菌。 过氧化类主要包括过氧乙酸、过氧化氢、过氧戊二酸、二氧化氯灭菌剂和臭 氧高效消毒剂，其中过氧乙酸等用于医疗器械、器材的消毒灭菌和空气、环 境、物体表面的消毒，臭氧用于饮水消毒、污水处理和空气、环境的消毒。 含氯类包括无机含氯类(漂白粉、漂白粉精、三合二和氯化磷酸钠) ，有机含氯 类(优氯净等) 和甲基海因类(二氯海因、二溴海因、溴氯海因) 等高效消毒剂， 它们杀菌作用迅速，但易受有机物和酸碱度影响，有的种类不稳定，有效氯 易丧失，能漂白和腐蚀物品，该类消毒剂主要用于水和饮水消毒和污染环境 的消毒及污水处理。醇类(乙醇和异丙醇) 和含碘类(碘伏、碘酊、碘甘油、碘
仿) 为中效消毒剂，主要用于皮肤粘膜的消毒，其中醇类还用于物体表面、医 疗器械和环境的消毒。季铵盐类表面活性很强，将其从菌体表面除去较难， 常用化学中和剂，其中的双链季铵盐类为高效消毒剂，作为水、皮肤粘膜、 医疗器械和环境等的消毒。单链类的苯扎溴铵(即新洁尔灭) 为低效消毒剂，由 于抗药性，其消毒效果己有所下降，应用己逐年減少。胍类的氯己定(又称洗 必泰) 也为低效消毒剂，用于皮肤粘膜的消毒。酚类为中效消毒剂，由于其本 身固有的缺点和污染环境问题，且其对人体组织有腐蚀性、刺激性，其气体 还有一定毒性，应用越来越少。
4.3. 生物消毒法
生物消毒法是利用动物、植物、微生物及其代谢产物杀灭或去除外环境
中病原微生物的消毒方法。主要用于水、土壤和生物体表面的消毒处理，目 前可用于消毒的生物主要有细菌、微生物代谢产物、噬菌体和溶菌酶。
4.4. 协同作用法
把二种或二种以上的杀菌因子组合在一起进行杀灭微生物的方法称为协
同消毒法。由于它克服了各种单一消毒法在应用中存在的这样或那样的缺点， 因而其使用范围和应用前途及杀菌作用和效果均比单一消毒法强得多。
目前应用比较成功的主要有如下几类：
(1). 热力与低效消毒剂氯己定、季铵盐类的协同作用，可明显提高消毒
剂的杀菌效果；与甲醛的协同作用，则在加快甲醛作用速度同时极大提高其 穿透力。
(2). 紫外线与过氧化氢的协同作用，可增加低浓度下过氧化氢的杀菌能
力和效果；与乙醇的协同作用同样可增强乙醇的杀菌作用与效果。
(3). 微波与化学消毒剂的协同作用
微波的杀菌作用随微波输出功率增加而增大，但同时温度也升高，对物
品的损坏性也增加。如将微波输出功率降低，再与低效消毒剂协同作用，可 使杀菌作用明显提高。
(4). 超声波与化学消毒剂的协同作用
超声波杀灭微生物的作用较弱，但其有加速分子运动的作用，并可形成
产热和空穴作用，从而可与化学消毒剂协同作用，提高杀菌效果。
(5). 化学消毒剂的协同作用，即前述的复方化学消毒剂。
5. 消毒与灭菌杀灭微生物的基本机理
导致微生物死亡的因素很多，除了因营养条件缺乏或排泄物积聚过多而
自然死亡外，还可由于各种外界条件，使微生物的蛋白质凝固、变性或失活 或干扰其繁殖能力而死亡。例如热力法中通过加热；紫外线法通过紫外线的 照射；电离辐射法通过射线电离作用产生的自由基和活性分子；微波法中通 过微波产生的热效应与生物效应；超声波法中通过超声波产生的辐射压强、 超声压強、产热效应、空化作用和化学作用；等离子体法通过氧化性气体等 离子体中含有大量原子氧、自由基、高速粒子和紫外线、化学法中化学药物 的作用来杀灭微生物；化学药物还能通过降低微生物的表面张力，增加菌体 胞浆膜的通透性，从而使细胞破裂或溶解。除了上述的杀灭法外，还有过滤
法可除微生物。对液体除菌的机理以下几种：毛细管阻留、筛孔阻留和静电 吸附；对气体除菌的机理有：随流阻留、重力沉降、惯性碰撞、扩散粘留和 静电吸附。
6. 影响消毒灭菌效果的基本因素
在消毒灭菌的实施过程中，其效果会受到众多因素的影响，掌握和利用
好这些因素，是保证消毒灭菌效果的关键。一般来说，影响消毒灭菌效果的 基本因素可归纳为二大类：即消毒灭菌方法本身需要加以控制的处理剂量的 内在因素及微生物、待处理物体和环境的外在因素。
6.1. 处理剂量
处理剂量是强度和时间的乘积，其中强度在热力法中指温度、紫外线法
中指照射强度、微波法中指输出功率与频率、电离辐射法中指剂量率、超声 波法中指超声频率和强度、等离子体法中指激发功率、化学法中指药物浓度； 时间指所用处理方法对微生物的作用时间。一般，强度越高，微生物越易死 亡；时间越长，微生物遭到杀灭的机率也越大。强度与时间是互补的，但强 度有个最低极限，否则即使再延长作用时间也无杀灭作用；同样，由于受到 微生物的死亡和消毒灭菌作用的穿透所需时间的限制，作用时间的缩短也有 一个极限。因此，在消毒灭菌过程中，必须明确并保证处理所需的强度和时 间，否则难以达到预期的消毒灭菌效果。
6.2. 微生物因素
微生物种类不同，其对理化因子的抵抗力也不同；微生物污染程度越严
重，导致消耗的强度增加、作用时间的延长、彼此重叠的微生物自身机械保 护作用的加强、耐力强的个体随之增加，从而使消毒灭菌也就越困难。
6.3. 待处理物体和环境因素
6.3.1. 温度
除热力法完全依靠温度作用外，其它各种方法也都受温度变化的影响，
一般温度越高效果越好，但影响程度随使用方法、药物和微生物种类不同而 异。另外，有的消毒灭菌方法当温度降低到极限即无法进行，有的方法当温 度升高时，反而可加強细菌芽孢的耐受力。
6.3.2. 湿度
空气的相对湿度对熏蒸消毒影响最显著，它们均有一个最适相对湿度范
围。另外相对湿度的增高可影响紫外线的穿透力，不利其消毒效果。
6.3.3. 酸碱度
酸碱度主要影响化学消毒剂的作用，因其各有适宜的酸碱度条件下的最
佳作用范围。另外，当pH 降低后(pH
6.4. 化学拮抗物质
一般情况下，微生物常与许多其它物质混在一起，如包围在其周围的有
机物，它们既可通过化学反应消耗一部分化学消毒剂，又影响各种消毒因子 的穿透。此外，对了化学法还可有其它拮抗物。因此，将污染物品清洗干诤 后再进行消毒灭菌，其效果更好。
6.5. 穿透条件
在消毒灭菌过程中，各种理化因子必须接触到微生物本身才能起杀灭作
用，不同的消毒灭菌方法，其穿透能力不同，另外消毒所需穿透时间往往比 杀灭微生物所需时间长得多。因此，消毒灭菌时，不仅要保证足够的穿透时 间，还要为杀菌作用的穿透创造条件。
6.6. 表面张力
化学消毒液表面张力的降低有利于药物接触微生物，从而促进其杀灭微
生物作用的进行。
7. 消毒灭菌方法选择的基本原则
消毒和灭菌与人民的生命健康密切相关，对制药工业的药品生产，在达
到消毒灭菌要求的同时，还要确保药品的有效性和稳定性，对无菌药品还要 求无微粒和去热原，因此合理选择消毒灭菌方法是至关重要的。
消毒灭菌方法选择的基本原则如下：
(1). 首先根据待处理物品的用途和危险程度，确定采用消毒或灭菌方法。 高度危险的物品，必须选用灭菌法(灭菌剂或灭菌器) 进行灭菌处理，使其达到 106 级的灭菌保证水平，如临床医疗中要穿人皮肤和粘膜或接触人体无菌组织 和体液的物品；中度危险的物品，必须选用严格的消毒方法进行消毒处理， 使其达到103 级的消毒保证水平，一般指不接触人体内部组织和体液者，即指 那些只接触人体完整的皮肤和粘膜的物品。
(2). 然后根据杀菌因子的基本特点列出分别属于消毒或灭菌范围的那些
处理方法。
(3). 再根据污染微生物的种类、数量和存在的状态，从上述列出的范围
中选出适宜的消毒或灭菌方法。一般来说，不同种类的微生物对理化因子的 抵抗力各不相同，污染数量越多对理化因子的抵抗力也越强。
(4). 最后根据待处理物品的理化性状和使用价值以及其它影响消毒灭菌
效果因素的综合分析与比较后，选择最合理的消毒灭菌方法。这不仅是因为 不同材质的待处理物品对各种理化因子的耐受力不同，不同的理化因子对它 们的作用也各异，而且还要保护待处理物品不受损害，保持其原有的使用价 值(焚烧法除外) ，使消毒灭菌方法易于发挥作用。
①. 耐高温、耐湿物品，如金属、玻璃、药品、棉织物等，可选择热力法， 其中首选压力蒸汽法，对金属、玻璃、粉剂、油脂等还可选干热法。
②. 畏热、畏湿物品和精密仪器，则不能选用热力法，应选用冷消毒灭菌 法，如电离辐射法，等离子体法及环氧乙烷、甲醛等化学气体消毒剂。
③. 畏热、耐腐蚀器械可用过氧化物类、醛类化学消毒液浸泡消毒和灭菌。 ④. 选择表面消毒法，应考虑表面性质：光滑表面应选择紫外线消毒器近 距离照射，或液体消毒剂擦拭；多孔材料表面可采用喷雾和气体消毒法。 ⑤. 对某些可吸收化学因子的物品，消毒灭菌时应适当提高消毒灭菌的使 用浓度。
总之，对一种物品进行消毒灭菌时，首先选择的应是各行业规定的消毒
灭菌方法，如几种方法都可以使用时，就目前而言，仍以热力法为首选，其 次为过滤法和辐射法，在其他方法都不能使用时，才选用适宜的化学消毒剂 进行消毒灭菌。如所选用的消毒灭菌方法在行业中尚末有规定，那么必须进 行严格的论证，以证实该种消毒灭菌方法的有效性、可靠性和安全性。
8. 制药工业常用的消毒灭菌方法
制药工业所采用的消毒灭菌方法在达到杀灭微生物的同时，还应考虑消
毒剂的残留、药品的稳定性、治疗作用与用药安全，对无菌药品还应要求无 热原和无微粒。要实现最终产品合格，除了严格控制最终产品的灭菌，还要 控制中间产品生产过程中的每一环节，亦即微生物控制是药品质量保证的一 个重要保证，贯穿于整个生产过程中，包括原辅料、中间产品、最终产品、
工艺流程、包装材料、水和空气、厂房设备、设备和人员。8.1. 原料药的消毒灭菌 原料药进一步加工成制剂后才能成为患者可使用的药品，因此最大限度
地降低原料中微生物的数量，对最终产品质量保证是相当重要的，其微生物 限度应与最终产品的要求相一致，若最终产品要求无菌，则生产过程又无法 最终灭菌时，则要求原料药无菌。原料药包括化学合成药、植物提取药物和
生化药物。化学合成药多数耐热性好，故对于较高熔点药物常用于干热灭菌法，对 较低熔点的则用湿热灭菌法，如压力蒸汽法和流通蒸汽法。对不耐热药物， 如是晶体，可溶解后过滤除菌；样品量少时，可用乙醇重结晶法，但需用无 菌空气将乙醇吹净，以免乙醇污染。植物提取物若是用常规或高温提取的单 一成分的流浸膏，常用压力蒸汽法、流通蒸汽法消毒灭菌；若是低温提取物， 则优先考虑过滤除菌。生化药物均为大分子量的蛋白质，对热、辐射较敏感， 故常用化学消毒灭菌剂，如低温乙醇法、低温间歇法和过滤法等，也常用高 速离心柱、滤液经冷冻干燥制成无菌制剂，整个过程均应无菌操作。
8.2. 药品制剂的消毒灭菌
输液剂和水针剂中，多数药品对热稳定，压力蒸汽灭菌法是最为常用和
最可靠的方法，且对热稳定的药品过度杀灭的方法还可获得一个额外的安全 系数；对热不稳定药物如冻干粉针剂常采用过滤法除菌，再在无菌操作条件 下进行灌装、冷冻干燥；多数药液对电离辐射稳定，则可采用射线灭菌，如 全营养输液。口服制剂，一般含有抑菌剂，不必消毒灭菌，如需要，则可采 取湿热法或γ射线法。
8,3. 软膏等半固体制剂的消毒灭菌
凡士林等单一成分软膏基质对热稳定，如其中药物也对热稳定，可用干
热法或辐射法消毒灭菌。
8.4. 中药的消毒灭菌
中药的成分复杂，且同一种药材在不同方剂中作用不同，加工泡制的要
求也不同，因此要求饮片和成药生产应根据具体情况选择合适的消毒灭菌方 法，目前常用的有热力法和辐射法，其中除含挥发油、对热不稳定成分的药 材和生、熟功效不同的药材，压力蒸汽法可用于大部份药材的消毒灭菌。
8.5. 抗生素生产中的消毒灭菌
抗生素生产是一个“纯种”的发酵过程，仅允许菌种存在，若在产生抗
生素前染有杂菌，则会影响产量和质量，甚至导致发酵失败。一般，常用压
力蒸汽法对培养基、种子罐和发酵罐进行实罐或空罐消毒灭菌，发酵过程所 需无菌空气多采用过滤法除菌，并以加热法消除其中的噬菌体；接种时对接 种口采用火焰灭菌法；多数抗生素对热不稳定，故其最终产品的后处理主要 以过滤法除菌。
8.6. 水和空气的消毒灭菌
对于纯化水，目前常用反渗透法和过滤法制备或过滤除菌，并配以紫外
线法在线消毒；无菌注射用水则用热力法蒸馏设备、80℃下贮存和65℃不间 断循环防止细菌繁殖和产生热原质，终端使用时再配以过滤除菌。工艺用压 缩空气常采用过滤法除菌；洁净区内空气，采用紫外线法、甲醛蒸气法和臭 氧法定期进行消毒，对无菌区内的空气经高效过滤器过滤后达到100 级洁净 要求，实現局部区域内空气的无菌。
表2 常用消毒灭菌方法在制药生产中的应用
消毒灭菌方法适用范围
干热法(>170℃) 某些设备、器械、耐热干粉粉剂、安瓿和西林瓶等包装容器 湿热法(压力蒸汽、流通蒸
汽、低温间歇法)
设备、釜罐、管道、器械、耐热液体制剂、生药、无菌衣、
清洁工器具等
紫外线法空气、水、工作台、某些设备表面、小量干粉制剂
射线法耐辐射药剂、生药、包装容器等
微波法固体和液体制剂、生药、包装材料等
过滤除菌法空气、水、不耐热液体药剂、生化药剂。
烷基化类(环氧乙烷、溴甲烷) 包装材料、器械、生药等
过氧化物类(过氧乙酸、过氧
化氢、二氧化氯、臭氧等)
某些设备表面、工作台、器械、空气、水等
醛类(甲醛、戊二醛) 器械、工作台、包装台、空气
醇类(乙醇、异丙醇) 器械、工作台、皮肤等
鹵素类(氯气、次氯酸钠、碘、
碘伏等)
水、工作台、皮肤等
酚类(苯酚等) 环境地面、皮肤等
季铵盐、胍类(苯扎溴铵、
氯已定等)
环境地面、工作台、皮肤等
8.7. 包装材料的消毒灭菌
玻璃材质的安瓿、西林瓶常用干热法灭菌；聚乙烯、聚丙烯等塑料包装 材料等可用耐100℃蒸汽灭菌；橡胶塞等则用湿热法灭菌。
8.8. 厂房设施、设备和工器具等消毒灭菌
洁净区内彩钢板隔断、吊顶可用甲醛、戉二醛、过氧乙酸等消毒剂溶液
擦拭或薰蒸、喷洒法消毒灭菌，并用无菌水洗干净；楼地面可用过氧乙酸液 消毒后冲洗。生产所用设备、容器、工器具和管道等的作业要求与相应的生
产要求应一致，对不锈钢制密闭设备、管道可实现在位清洗和压力蒸汽在位 灭菌；对小的设备零部件、工器具和容器等可用干热法或湿热法消毒灭菌； 设备和工作台表面多用消毒剂擦拭或紫外线照射消毒；耐酸碱而不耐高温的 塑料材质物品可用过氧乙酸、过氧化氢、戊二醛等灭菌剂擦拭或浸泡消毒灭 菌。洁净工作服、清洁工具经洗涤后用压力蒸汽法消毒灭菌，手消毒常采用 化学法(75%乙醇擦拭或喷洒) 。
9. 结束语
消毒和灭菌是杀菌目标物和程度有所不同的二种概念，消毒和灭菌方法
的选择首先应该根据待处理物品的用途和危险程度来确定是属于消毒或灭菌 的范畴，并对污染微生物的种类和数量、待处理物品的理化性质和使用价值 以及消毒灭菌方法的特点和影响因素加以综合考虑后，确定最适宜的消毒灭 菌方法。而一旦新的方法选择确定，则还必须进行严格的论证，以证实核方 法的有效性、可靠性和安全性