微生物培训教程
目录
目录 (1)
第一章微生物概述 (2)
第一节微生物的种类及分布 (2)
第二节微生物与人类的关系 (7)
第二章微生物生长、繁殖及传播 (9)
第一节微生物的生长繁殖 (11)
第二节微生物的污染途径 (15)
第三章灭菌方式 (21)
第一节药品生产过程中各岗位的灭菌方式 (22)
第二节常用灭菌法的选择 (23)
第四章验证的需要 (28)
第一节法规要求 (29)
第二节操作规范 (30)
第五章无菌药品中微生物鉴别 (34)
附录1： (41)
附录2： (43)
附录3： (50)
第一章微生物概述
什么是微生物？微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。(一般个体<0.1mm)
微生物的一般特点
①体积小，比表面积大②吸收和转化快③生长繁殖快
④易变异，适应性强⑤分布广泛，种类繁多。
第一节微生物的种类及分布
1、微生物的种类
微生物是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活密切相关。微生物在自然界中可谓“无处不在，无处不有”，涵盖了有益有害的众多种类，广泛涉及健康、医药、工农业、环保等诸多领域。
微生物种类繁多。迄今为止，我们所知道的微生物约有10万种，有人估计目前已知的种只占地球上实际存在的微生物总数的20%，微生物很可能是地球上物种最多的一类。微生物资源是极其丰富的，但在人类生产和生活中仅开发利用了已发现微生物种数的1%.
一般将微生物划分为以下8大类：细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体。
原核：细菌、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体、衣原体。
真核：真菌、藻类、原生动物。
非细胞类：病毒和亚病毒。
2、微生物分布广泛
虽然我们不借助显微镜就无法看到微生物，可是它在地球上几乎无处不有，无孔不入，就连我们人体的皮肤上，口腔里，甚至肠胃道里，都有许多微生物。85公里的高空、11公里深的海底、2000米深的地层、近100℃（甚至300℃）的温泉、零下250℃的环境下，均有微生物存在，这些都属极端环境。至于人们正常生产生活的地方，也正是微生物生长生活的适宜条件。因此，人类生活在微生物的汪洋大海之中，但常常是“深在菌中不知菌”。微生物聚集最多的地方是土壤，土壤是各种微生物生长繁殖的大本营，任意取一把土或一粒土，就是一个微生物世界，不论数量或种类均很多。在肥沃的土壤中，每克土含有20亿个微生物，即使是贫瘠的土壤，每克土中也含有3～5亿个微生物。
空气里悬浮着无数细小的尘埃和水滴，它们是微生物在空气中的藏身之地。哪里的尘埃多，哪里的微生物就多。一般来说，陆地上空比海洋上空的微生物多，城市上空比农村上空多，杂乱肮脏地方的空气里比整洁卫生地方的空气里的多，人烟稠密、家畜家禽聚居
地方的空气里的微生物最多。早在60年前我国有一位年轻人，就曾经乘飞机在160米到5300米的高空采集过微生物，发现都有微生物在活动，不过在160米高空的微生物比5300米处要多100倍。
各种水域中也有无数的微生物。居民区附近的河水和浅井水容易受到各种污染，水中的微生物就比较多。大湖和海水中，微生物较少。
从人和动植物的表皮到人和动物的内脏，也都经常生活着大量的微生物。如大肠杆菌在大肠中清理消化不完的食物残渣，所以，在正常情况下，还是人肠道缺少不了的帮手呢！把手放到显微镜下观察，一双普通的手上带有细菌四万到四十万个，即使是一双刚刚用清水洗过的手，上面也有近三百个细菌。人们在握手时，会把许多细菌传播给对方，所以握手也能传播疾病！幸好大多数微生物不是致病菌，否则后果将不堪设想。
第二节微生物与人类的关系
微生物与人类关系密切，它既能造福于人类，也能给人类带来毁灭性的灾难。
微生物千姿百态，有些是腐败性的，即引起食品气味和组织结构发生不良变化。当然有些微生物是有益的，它们可用来生产如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必须通过显微镜放大约1000 倍才能看到。比如中等大小的细菌，1000 个叠加在一起只有句号那么大。想像一下一滴牛奶，每毫升腐败的牛奶中约有 5 千万个细菌，或者讲每夸脱牛奶中细菌总数约为50 亿。也就是一滴牛奶中可有含有50 亿个细菌。
微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50％是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示：传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史，也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面，人类取得了长足的进展，但是新现和再现的微生物感染还是不断发生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力，使许多菌株发生变异，导致耐药性的产生，人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异，这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。
然而，我们在关注微生物在给人类提供诸多负面影响的同时，也不能忽视其给人类带来的巨大好处。微生物学在解决当代重大社会问题中起着重要作用。例如微生物采油技术中，它发挥令人难以想象的巨大作用。它可降低原油的黏度,增加原油的流动性,从而大大提高了原油的采收率。此种技术成本低,设备简单,不伤害地层,不污染环境,而且效益显著。1995～2000 年,斯诺克尔石油技术公司实施该技术且获得很好的效益。而日本则把光合菌、乳酸菌、酵母菌、发酵丝状菌、放线菌等功能各异的80 多种微生物组成的一种活菌制剂。这些微生物组合在一个统一体中，互相促进，共同构成一个复杂而稳定的具有多元功能的微生态系统，可抑制有害微生物，尤其是病原菌和腐败细菌的活动，促进植物生长。该技术在自然农法中广泛应用。随着国民经济的发展，微生物的应用也越来越广泛。在生物制药、能源、环保、食品、工业等方面，微生物都扮演着重要的角色。
有益方面：
工业上酿酒，生产酶制剂和有机酸等
医药上抗生素，疫苗等
农业上杀虫、抗病、固氮、作饲料添加剂等
利用微生物进行沼气发酵、生产食用菌等
有害方面：
引起人畜疾病
引起植物病害
引起食物腐败和多种物质变质等
事有利弊，所有事情均有两面性，利与弊在于我们如何让看待，微生物的利与害也要看我们如何利用，用为害则为害，利用其有利方面，则可造福人类。二战期间的细菌战、病毒战等均是利用微生物致病力强、传播速度快等特点来大量杀害人民；抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。疫苗等的应用这是利用病毒的外壳有引起人体免疫反应却不会致病等特点来找付人类。
第二章微生物生长、繁殖及传播
微生物适应能力强，任何有其它生物生存的环境中，都能找到微生物。而在其它生物不可能生存的极端环境中也有微生物存在。微生物在大多数已知环境中可生长、繁殖。例如：高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境，依然存在着一部分微生物等等。
微生物具有极强的抗热性、抗寒性、抗盐性、抗干燥性、抗酸性、抗碱性、抗压性、抗缺氧、抗辐射和抗毒物等能力，显示出其抗性的多样性。
现在已从近于100 ℃条件下的温泉中分离到了高温芽孢杆菌，并观察到在105 ℃时还能生长。甚至有报导，有人从太平洋25 000m 深处分离到的高温菌，在265atm 和250 ℃下，经过40 分钟的培养，细菌数量增加 1 倍，几小时后增加了100 倍，甚至升温到300 ℃时仍在生长。细菌芽孢具有高度抗热性，这常给科研和发酵工业生产带来危害。许多细菌也耐冷和嗜冷，有些在-12 ℃下仍可生活，造成贮藏于冰箱中的肉类、鱼类和蔬菜水果的腐败。人们常用冰箱(+4 ℃ ) 、低温冰箱(-20 ℃ ) 、干冰(-70 ℃ ) 、液氮(-196 ℃ ) 来保藏菌种，都具有良好的效果。
嗜酸菌可以在pH 为0.5 的强酸环境中生存，而硝化细菌可在pH 9.4 、脱氮硫杆菌可在pH10.7 的环境中活动。在含盐高达23 ％～25%的“死海”中仍有相当多的嗜盐菌生存。在糖渍蜜饯、蜂蜜等高渗物中同样有高渗酵母等微生物活动，从而往往引起这些物品的变质。
微生物在不良条件下很容易进入休眠状态，某些种类甚至会形成特殊的休眠构造，如芽孢、分生孢子、孢囊等。有些芽孢在休眠了几百年，甚至上千年之后仍有活力。甚至报导过3000～4000年前埃及金字塔中的木乃尹上至今仍有活的病原菌。
海洋底部的生命：太平洋胡安德富卡洋脊中吸烟热液硫化物正在喷出
第一节 微生物的生长繁殖
生长：生物个体物质有规律地、不可逆增加，导致个体体积扩大的生物学过程。
繁殖：生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。
微生物生长繁殖的过程：
同化作用：生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质,并且储存能量的变化过程。
异化作用：将自身有机物分解成无机物归还到无机环境并释放能量的过程。
单细胞真菌－－酵母
一个微生物细胞
合适的外界条件，吸收营 养物质，进行代谢。 个体的生长 个体繁殖 群体生长 如果同化作用的速度 超过了异化作用 群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
烟曲霉
微生物的繁殖方式相对于动植物的繁殖也具有多样性。细菌以二裂法为主，个别可由性接合的方式繁殖；放线菌可以菌丝和分生孢子繁殖；霉菌可由菌丝、无性孢子和有性孢子繁殖，无性孢子和有性孢子又各有不同的方式和形态；酵母菌可由出芽方式和形成子囊孢子方式繁殖。
微生物尤其是以二裂法繁殖的细菌具有惊人的繁殖速率。如在适宜条件下，大肠杆菌37℃时世代时间为18分钟，每24小时可分裂80次，每24小时的增殖数为1.2 x 1024个。枯草芽孢杆菌30℃时的时代时间为31 分钟，每24小时可分裂46次，增殖数为7.0 x 1013个。
微生物由于个体小，结构简单，繁殖快，与外界环境直接接触等原因，很容易发生变异，一般自然变异的频率可达105-～1010-，而且在很短时间内出现大量的变异后代。变异具有多样性，其表现可涉及到任何性状，如形态构造、代谢途径、抗性、抗原性的形成与消失、代谢产物的种类和数量等等。如常见的人体病原菌抗药性的提高，常需要提高用
药剂量，则是病原菌变异的结果。抗生素生产和其他发酵性生产中利用微生物变异，提高发酵产物产量。最典型的例子是青霉素的发酵生产，最初发酵产物每毫升只含20单位左右，而现在已有极大的增加，甚至接近10万单位了。
微生物的营养：
微生物生长所必需的营养物质：碳源、氮源、无机盐、生长因子、水
这五类物质在微生物生长繁殖过程中缺一不可，在灭杀微生物过程中，可考虑破坏微生物的生长环境，使其缺乏某一或多种营养，从而达到灭杀的效果。
微生物是杂食性的：
一般生物能利用的，微生物能利用；
一般生物不能利用的，微生物也能利用；石油，大气N2等；
对一般生物有害的，微生物还能利用。氰化物、酚等。
所有致病微生物均为化能有机异养型微生物；
培养基：是一种人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的营养基质。
培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础：促使微生物生长；积累代谢产物；分离微生物菌种；鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种保藏；制备微生物制品。
任何培养基都应具备微生物所需要的五大营养要素，且应比例适当。所以一旦配成必须立即灭菌。
培养基的配制原则：
（一）培养基组分应适合微生物的营养特点（目的明确）
（二）营养物的浓度与比例应恰当（营养协调）
（三）物理化学条件适宜（条件适宜）
（四）根据培养目的选择原料及其来源（经济节约）
微生物有最佳生长pH：
细菌：pH7.0~8.0
放线菌：pH7.0 ~8.5
酵母菌：pH3.8~6.0
霉菌：pH4.0~6.0
高压蒸气灭菌
一般培养基:
1.05 Kg/cm2, 121.3℃, 15-30 min
含糖培养基:
0.56 Kg/cm2, 112.6 ℃, 15-30 min
①种子培养基———是为保证发酵生产获得大量优质种子而设计的培养基，特点是营养较丰富，氮源比例较高。有时为使菌种能迅速适应后面的发酵条件，还有意识地加入发酵培养基的基质。
②发酵培养基——用于生产预定发酵产物，一般以碳为主要元素，碳源含量往往高于种子培养基。大规模生产时，原料应价廉易得，还应有利于下游的分离提取。
第二节微生物的污染途径
污染：当某物与不洁净的或腐坏物接触或混合在一起使该物变的不纯净或不适用时，即受污染。
自身污染：由于患者和员工自身携带微生物而污染。
接触污染：由于和非无菌的用具、器械或人的接触而污染。
空气污染：由于空气中所含微生物的沉降、附着或被吸入而污染。
其他污染：由于其他因素（如昆虫）而污染。
药品中微生物污染的特殊性：能繁殖的活细胞生物；数量少而分布不均匀；多数处于受损伤状态；生存环境的多样性及复杂性。
污染洁净室（区）洁净度的因素
（一）来自外部的污染物质。
1.大气污染
2.大气中的微生物
（二）洁净室内的污染源主要来自四个方面：
1.大气中含尘、含菌、净化空调系统中新风带入的尘粒和微生物；
2.作业人员发尘；
3.建筑围护结构、设施的产尘，这里包括墙、顶棚、地面和一些裸露管线的产尘；
4.设备及产品生产过程的产尘。
室内发生污染空气的主要物质
人员与室内空气污染
作业人员的发尘量
洁净室内的尘源，主要来自生产工艺设备运转发尘，产品和材料运送过程中发尘，洁净室内建筑内表面等的发尘和人员产尘。来自生产设备运转中的尘粒有的可通过局部排风装置排除；按洁净室的管理规定，产品和材料均应进行清洁，在运送过程中的发尘量与人体发尘量相比是很少的；洁净室内表面只要严格按规定进行清扫、清洁，其发尘量也可控制到很少。洁净室的尘源主要来自操作人员的发尘，即使按“人净程序”进行了人身净化，洁净室内人员产尘仍是主要污染源。
在洁净生产环境内，工作人员的发尘量多少与其穿着的洁净工作服种类、形式和洁净服的着装材质类型有关，与工作人员在洁净室内的活动、动作的幅度等因素有关。
作业人员不同的行为发尘量
作业人员发尘量［粒/(人·min)，≥0.5μm］
不同发式的女工作人员的发尘量1×10 pc/min(≥0.5μm)
人体发菌量
生物洁净室，包括制药工业、生物制品工厂、医院的手术室等，必须控制人体的发菌量，人体的细菌散发量与服装、人员的活动及场所等因素有关。
人体各部位的带菌数
不同衣着、不同动作时的人体散发菌量/pc·(人·min)
注：踏步频率为90次/min，起立坐下为20次/min，抬臂为30次/min
污染的来源与控制:空气、压缩空气、水
污染的来源与控制:人的皮肤、呼吸道、物料、建筑、设备