细菌的生理和消毒灭菌

第二章 细菌的生理,姚佳 病原生物与免疫教研室,第一节 细菌的理化性质,细菌的化学组成：与其他生物细胞类似 细菌的物理性状： 光学性质 半透性 表面积 带电现象 渗透压,光学性质： 细菌为半透明体，故细菌悬液呈混浊状态，菌数越多，浊度越大。 比浊法/光密度计均可粗略估计细菌的数量。,表面积：单位体积表面积大代谢旺盛，繁殖迅速。 带电现象：一般环境中（pH7.27.6）带负电（G菌pI23；G菌pI45）。 渗透压 细菌体内含有高浓度的营养物质和无机盐，故处于高渗状态。 低渗或等渗生存 高渗胞浆分离,1.细菌的营养类型 自养菌：以无机物氧化，或光合作用 异养菌：包括腐生菌和寄生菌，所有的病原菌均为此类型，大多为寄生菌,第二节 细菌的营养,2、细菌的营养物质 水：菌体成分、溶酶。 碳源：菌体成分、提供能量。病原菌主要从糖类获得碳源。 氮源：菌体成分、参与代谢。病原菌主要利用有机氮化合物。,无机盐： 生长因子：是指某些细菌生长必须而自身又不能合成的一类有机物质,第三节 细菌的生长繁殖 1.生长繁殖的条件 充足的营养物质 适宜的温度：多数细菌37 合适的酸碱度：多数病原菌最适pH范围为pH7.27.6 嗜酸菌：结核分枝杆菌pH6.56.8 嗜碱菌：霍乱弧菌pH8.49.2,必要的气体环境 兼性厌氧菌：不论在有氧或无氧环境中都能生长，大多数细菌 微需氧菌：低氧压时生长较好 专性需氧菌：如结核分枝菌 专性厌氧菌：只在无氧的环境中进行生长。如破伤风梭菌,（二）细菌个体的生长繁殖,繁殖方式：无性繁殖，二分裂增殖 繁殖速度：大约2030min繁殖一代,（三） 群体生长及生长曲线,以一定数量的细菌接种于液体培养基中，以培养时间为x轴，菌体数目为y轴，可以绘制细菌的生长曲线。,对数期,迟缓期,分为四期：迟缓期、对数期、稳定期、衰退期,细菌生长曲线（群体）,0,5,15,20,25,30,10,5.5,6.0,8.5,8.0,7.5,7.0,6.5,9.0,衰退期,总菌数,活菌数,细菌数的对数,小时,稳定期,第四节 细菌的新陈代谢和能量转换,能量代谢 物质代谢 合成代谢 anabolism 分解代谢 catabolism,（一）细菌的能量代谢,细胞呼吸是细胞将营养物质化学键中的能量转化为ATP的过程。 发酵 Fermentation 需氧呼吸 Aerobic respiration 无氧呼吸 Anaerobic respiration,（二）细菌的代谢产物,分解代谢产物和生化试验 糖发酵实验,Indole Test 吲哚试验,色氨酸吲哚加入吲哚试剂玫瑰吲哚 大肠杆菌 产气杆菌,硫化氢实验,细菌代谢含硫氨基酸产H2S H2S与Fe2+（培养基中） FeS（黑色沉淀）,甲基红试验（M）,细菌分解葡萄糖，产生甲酸乙酸等混合酸，培养基PH降低，使指示剂甲基红显红色。,细菌分解葡萄糖，产生丙酮酸，脱羧生成乙酰甲基甲醇,进而氧化生成二乙酰，与胍基生成红色化合物。,VP试验（V）,细菌分解枸橼酸盐生成碳酸盐，进而氨盐分解，产生氨，培养基变碱，显深蓝色。,枸橼酸盐试验（C）,细菌分解培养基中尿素产氨，使培养基PH升高，指示剂酚红显酒红色,尿素酶实验,1.热原质：是细菌合成的一种注入人或动物体内能引起发热反应的物质。 G-细菌的热原质为细胞壁的脂多糖 G+细菌的热原质为合成的多糖类物质 耐高温、对酸碱也有一定耐受力 应严防细菌污染注射药剂，产生热原质,合成代谢产物及意义,2.毒素和侵袭性酶类 毒 素 内毒素（脂多糖） G-菌裂解后释放出来 外毒素 G+菌和少数G-菌在代谢过程中代谢过程中分泌出有毒性作用的蛋白质。 侵袭性酶 细菌产生的与致病性有关，对人体有损伤的酶。,3.色素 水溶性色素 脂溶性色素,金黄色葡萄球菌（黄）,绿脓杆菌（绿）,4.细菌素：某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质，只对有近缘关系的细菌有杀伤作用，可用于细菌的分型 5.抗生素：由真菌、放线菌、少数细菌产生，能选择性抑制或杀死其他生物细胞的物质 6.维生素：,第五节 细菌的人工培养,根据细菌的生理需要和繁殖规律，用人工的方式为其提供营养物质和繁殖条件，使其在短期内大量繁殖，称细菌的人工培养,（一）培养基 概念：人工制备的用于细菌生长繁殖的营养物质 制备原则：充分营养，合适酸碱，灭菌 制备流程：配料、溶化、测定及矫正pH、过滤、分装、灭菌备用,1.根据物理性状分类（物理性状取决于所加琼脂的多少，与营养成分无关）,液体培养基 liquid medium：增菌 固体培养基 solid medium：分离 半固体培养基 semisolid medium：动力实验,液体培养基 固体斜面培养基 半固体培养基,2.按用途分类：,基础培养基：含有细菌生长所必须的基本营养物质，如蛋白胨水,肉汤管,2.按用途分类：,营养培养基：加入某些特殊营养物质,兔血培养基,鉴别培养基：区别不同类型的微生物,大肠杆菌显色培养基,选择培养基：抑制其他细菌生长,SS培养基,厌氧培养基：培养分离专性厌氧菌,（三）细菌在培养基中的生长现象,1.液体培养基中：均匀浑浊生长、菌膜生长、沉淀生长,2.固体培养基中的生长现象,菌落（S型）,菌苔,菌落（R型）,菌落与菌苔,混浊生长,沿穿刺线生长,3.半固体培养基中,不带鞭毛的细菌,带有鞭毛的细菌,(四) 人工培养细菌的用途以及意义,传染病的病原学诊断：科赫法则 细菌学的研究：研究细菌的生理，遗传变异，致病性，免疫性和耐药性 生物制品的制备：疫苗，类毒素，抗毒素,1、消毒：杀死物体上病原微生物的方法。 2、灭菌：杀灭物体上所有微生物 3、防腐：防止或抑制微生物生长繁殖 4、无菌：指不存在活的微生物的意思。 5、无菌操作：防止细菌进入机体或物品的操作技术。,第三章 消毒灭菌,（一）、热力灭菌法：,原理：利用高温使蛋白质凝固或者变性，失去酶活性。 包括湿热灭菌法和干热灭菌法 等同条件，湿热优于干热的原因： 湿热中菌体蛋白吸收水分更容易变性 湿热的穿透力更强 水由气态变为液态时释放热量,1、干热灭菌法,焚烧,烧灼,干烤,微波,（1）烧灼和焚烧 用火焰（几百摄氏度）直接杀死微生物，是一种最彻底的杀菌方法。 焚烧一般用于处理废弃的污染品，烧灼可用于接种环，试管口。,（2）干烤 利用烤箱加热至160-170，可以杀灭一切微生物，适合于耐高温物品的处理,（3）微波 利用高频电磁波杀死微生物。 多用于食品，餐具消毒。医院可用于非金属器械消毒,2、湿热消毒灭菌法：,巴氏消毒法 6230分 7230秒,煮沸法 1005分钟,流通蒸气消毒法、间歇蒸汽灭菌法10015-30分钟,高压蒸气灭菌法 103.4kPa.121.31520分钟,（1）巴氏消毒法（pasteurization）,61.162.8 30min； 71.7,1530秒； 杀死液体中的病原菌或某些特定微生物; 消毒乳制品、酒类、果汁等食品,（2）煮沸法,一般消毒以煮沸10min为宜，可杀死一切微生物的繁殖体 芽胞需1-2小时才能杀死 用于一般外科器械、玻璃注射器、饮水和食具的消毒（耐高温且防水） 临床已废弃此法,利用1个大气压下的的水蒸气进行消毒。 一般温度不超过100 细菌繁殖体1530min可被杀灭。 但芽胞不会被杀死。,（3）流通蒸气法,（4）间歇蒸气灭菌法,本法是利用反复多次的流通蒸汽灭菌，以达到灭菌的目的。 可用于不耐热（100以内）的营养物质，如某些营养培养基的灭菌。,（5）高压蒸汽灭菌法（效果最好）,压力: 0.14Mpa 温度：121.3 时间：1520min 效果：杀死一切微生物，包括细菌芽胞 耐高热、不怕潮湿的物品：一般培养基、生理盐水、手术敷料、工作服等，也可用于玻璃器皿的灭菌。,（二）辐射杀菌法,日光与紫外线,紫外线干扰细菌DNA的复制，导致细菌的变异与死亡。 但是紫外线穿透力很弱，不能穿过纸张，玻璃，只能作用于物体表面。 常用于物体表面和空间的消毒。,结果：,紫外线杀菌实验,2.电离辐射 高速电子具有强穿透性和较高能量，对细菌有致死作用。 常用于大量一次性塑料注射器和导管等医用塑料制品的消毒，也可用于食品消毒 局限性：设备昂贵，且辐射对人体有害,（三）过滤除菌法,利用物理阻留的方式将液体或气体中得细菌除去，以达到无菌的目的。 主要用于一些不耐热的血清、毒素、抗生素、药液等除菌。,三、化学消毒灭菌法 定义：是用化学药品进行消毒的方法。 1、化学消毒剂作用机制： 使菌体蛋白质变性或凝固； 使微生物细胞成分氧化、水解 破坏细菌的酶系统和代谢； 改变细菌细胞壁或细胞膜的通透性,2、化学消毒剂的分类，按杀菌能力分为三大类 （1）、高效消毒剂：可杀灭包括细菌芽胞在内的所有微生物。如含氯消毒剂，过氧化物消毒剂，醛类消毒剂等 （2）、中效消毒剂：不能杀灭细菌芽胞，但可杀死细菌繁殖体、真菌和大部分病毒。如，含碘消毒剂，醇类消毒剂等 （3）、低效消毒剂：可杀灭多数细菌繁殖体，但对抵抗力较强的细菌、真菌和病毒不起作用。如，季铵盐类消毒剂，氯已定，高锰酸钾等,医学上常用消毒剂类型作用机制及种类,厕所、病人排泄物与分泌物：5%石炭酸、2%来苏、生石灰、漂白粉 皮肤：2.5%碘酒、75%乙醇、2%红汞、0.2%过氧乙酸浸泡、1%龙胆紫 粘膜：眼结膜1%硝酸银、2%蛋白银；口腔3%过氧化氢；泌尿生殖道0.01%0.1%洗必泰、0.1%高锰酸钾 饮水：氯气、漂白粉 空气：甲醛熏蒸法、过氧乙酸熏蒸法,消毒剂的应用,2、影响消毒剂消毒灭菌效果的因素 、消毒剂的性质、浓度和作用时间； 、细菌的种类与生活状态； 、PH、温度 、有机物 、材料性质,消毒剂的因素 （1）理化性质不同，作用效果也不一样 （2）同一种消毒剂的浓度不同，其消毒效果也不同。一般消毒剂在高浓度时杀菌作用大（醇类例外）。 （3） 消毒剂在一定浓度下，对细菌的作用时间越长，消毒效果也愈好。,微生物方面因素 （1）不同微生物对不同化学消毒剂的敏感性不同。（2）同一消毒剂对不同微生物的杀菌效果不同。（3）微生物的数量越大，所需消毒的时间就越长。（4）生长状态不同，消毒效果也不同,环境因素 温度：消毒剂的杀菌作用实质是化学反应，其反应速度随温度升高而加快。因此，温度升高可提高消毒效果。 酸碱度：消毒剂的杀菌作用受酸碱度的影响。如戊二醛溶液中加入碳酸氢钠后才有杀菌作用。 有机物：与消毒剂结合后可以影响其效果,Thank you,