熱力滅菌的動力學基礎1第1頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌是研究最深、使用最廣的滅菌方式。當溫度超過細胞最佳生理活動的溫度范圍時，隨著溫度的升高，細胞代謝減緩，最終細胞的生長及繁殖將停止。每種細胞生理活動的溫度均有一上限，一旦溫度超過它的上限，起生命作用的蛋白質、酶及核酸會被永久性破壞，從而導致細胞發生不可逆轉的死亡。熱對活細胞的作用2第2頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日從微觀上看，不具備真正核膜結構的原核細胞（如細菌和藍綠藻）耐熱性最強。某些嗜熱性細菌甚至可在80℃以上的高溫中存活。但是，絕大多數生長態菌在80～100℃下即可被迅速殺滅。具備核膜結構的真核微生物，如真菌和原生動物，在60～80℃下就可被迅速殺滅。多數病毒的耐熱較差，只有乙肝病毒（HBV）例外，它要在75℃下至少曝熱3min才能被滅活。熱對活細胞的作用3第3頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日還有一些其他類型的生物體也具有較強的耐熱性。例如，痙攣性假麻痹癥的蛋白侵襲子（Prion）病原體，它既不屬細胞型微生物也不屬病毒，需要在132℃下加熱1h才可完全殺滅。熱對活細胞的作用4第4頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日在細菌中，需氧菌中的芽孢桿菌屬（Bacillus）和厭氧菌中的梭狀芽孢桿菌屬（Clostridium），也具有較強的耐熱性。這些細菌的細胞能產生內源性孢子（芽孢）或胞間休眠體，一旦形成這種狀態，它們對熱、干燥及化學消毒劑的耐受性增強。要想殺滅這類芽孢，使之下降一個數量級（一個對數單位），干熱滅菌的溫度必須達到100～170℃

，濕熱滅菌的溫度在80～129℃之間。如以干熱滅菌及濕熱滅菌的滅菌率L(Lethality)來計算，芽孢被殺滅困難的程度比其生長態時增大了104～105倍。熱對活細胞的作用5第5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日細菌芽孢的耐熱性與多種因素有關，有些因素尚沒被人們完全認識。芽孢形成時，細菌停止生化反應，交將遺傳物質包藏在芽孢中。此過程中發生了一系列生理變化：細胞質大量脫水，體積變小，在變小的原生質體周圍形成了一層厚殼，此過程中，還生成了一種特殊化學物質—吡啶二羧酸或DPA(吡啶－26－二羧酸)。

熱對活細胞的作用6第6頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日在芽孢形成階段，吡啶二羧酸鈣能與脫氧核糖核酸（DNA）以及細胞內的酶形成復合物，從而對休眠狀態的芽孢起保護作用。處于休眠狀態的芽孢可以存活很多年，在適宜的條件下，它們在數分鐘內即可恢復到生長狀態。熱對活細胞的作用7第7頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日影響滅菌效果的因素8第8頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日影響滅菌效果的因素9第9頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日影響滅菌效果的因素10第10頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日影響滅菌效果的因素11第11頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則12第12頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則13第13頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則14第14頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日NONtlgN0lgNt圖3－4圖3－5熱力滅菌的對數規則15第15頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則16第16頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日D2tDD1t△lgN=1△lgN=12121lgNlgN1250C1210CD值與滅菌溫度的關系D值的定義圖3－6圖3－7熱力滅菌的對數規則17第17頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則18第18頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日

不同滅菌溫度下的D值微生物名稱溫度（oC）介質D值（min）嗜熱脂肪桿菌嗜熱脂肪桿菌嗜熱脂肪桿菌嗜熱脂肪桿菌嗜熱脂肪桿菌嗜熱脂肪桿菌梭狀芽孢桿菌梭狀芽孢桿菌梭狀芽孢桿菌105110115121121121105105115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87.832.011.72.42.13.01.313.72.1熱力滅菌的對數規則19第19頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則20第20頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日ZT(0C)△lgD=121D值的定義lgD熱力滅菌的對數規則21第21頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則22第22頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則23第23頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日△lgD=1Z=100CZ=70CZ=120CZ=100C1211201151101051001.2781.0930.2760.1761.761lgDT1T2熱力滅菌的對數規則24第24頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則25第25頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則26第26頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日FT△lgNlgNt圖3－10T(0C)滅菌值定義熱力滅菌的對數規則27第27頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則28第28頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則29第29頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則30第30頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則31第31頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則32第32頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日不同溫度不同Z值下的滅菌率（Lethalrate）見下表表3-55濕熱滅菌中不同溫度和Z值下的滅菌率（L）數據T/oCL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熱力滅菌的對數規則33第33頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日T/℃L值Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=121060.0070.0130.0220.0320.0430.0561070.0100.0180.0280.0400.0530.0681080.0140.0240.0360.0500.0660.0831090.0190.0320.0460.0630.0810.1001100.0260.0420.0600.0790.0100.1211110.0370.0560.0770.1000.1230.1471120.0520.0750.1000.1260.1520.1781130.0720.1000.1290.1580.1870.2151140.1000.1330.1670.2000.2310.261114.50.1180.1540.1900.2240.2570.2871150.1390.1780.2150.2510.2850.316熱力滅菌的對數規則34第34頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日T/℃L值Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=12115.50.1640.2050.2450.2820.3160.3481160.1930.2370.2780.3160.3510.383116.50.2280.2740.3160.3550.3900.4221170.2680.3160.3590.3980.4330.464117.50.3160.3650.4080.4470.4810.5111180.3730.4220.4640.5010.5340.562118.50.4390.4890.5270.5620.5930.6191190.5180.5620.5990.6310.6580.681119.50.6110.6490.6810.7080.7310.7501200.7200.7500.7740.7940.8110.825120.50.8480.8660.8800.8910.9010.9091211.001.001.001.001.001.00熱力滅菌的對數規則35第35頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日T/℃L值Z=7Z=8Z=9Z=10Z=11Z=12121.51.181.161.141.121.111.101221.391.331.291.251.231.21122.51.641.541.471.411.371.331231.931.781.671.591.521.47123.52.282.051.901.781.691.621242.682.372.152.001.871.781254.393.162.782.822.312.151265.184.223.593.162.852.611277.205.624.643.983.513.1612810.07.506.005.014.333.83129139.10.07.746.315.344.6413019.313.310.07.946.585.62熱力滅菌的對數規則36第36頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日圖3－11溫度和滅菌率之間的關系L642130120110100T(0C)37第37頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則38第38頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日熱力滅菌的對數規則39第3