微生物学基础知识.pdf
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1、微生物学基础知识第一章微生物概述一.什么是微生物微生物是一类肉眼不克不及直截了当看见,必须借助光学显微镜或电子显微镜放大年夜几百倍、几千倍甚至几万倍才能不雅察到的微小生物的总称。微生物具有形体微小、构造简单;滋长灵敏、轻易变异;种类繁多、分布广泛等特点。二.微生物的分类:依照微生物有无细胞全然构造、分化程度、化学构成等特点,可分为三大年夜类。1.非细胞型微生物无细胞构造,无产生能量的酶体系,由单一核酸(DNA/RNA)和蛋白质衣壳构成,必须在活细胞内增殖。病毒属于此类微生物。2.原核细胞型微生物细胞核分化程度低,只有 DNA 盘绕而成的拟核,无核仁和核膜。这类微生物包含细菌、衣原体、支原体、立
2、克次体、螺旋体和放线菌。3.真核细胞型微生物细胞核的分化程度高,有核膜、核仁和染色体,能进行有丝决裂。如真菌、藻类等。三.微生物的感化及损害1.微生物的感化绝大年夜多半微生物对人和动物是有益的,已广泛应用于农业、食物、医药、酿造、化工、制革、石油等行业,发挥了越来越重要的感化。例如与我们日常生活紧密相干的如酸奶、酒类、抗生素、疫苗等。2.微生物的损害微生物中也有一部分能引起人及动、植物产生病害,这些具有致病性的微生物,称为病原微生物。如人类的专门多感染病(感冒、伤寒、痢疾、结核、脊髄灰质炎、病毒性肝炎等),均是由病原微生物引起的。从药品临盆的卫生学而言,微生物对药品的原料、临盆情形和成品的污染
3、是造成临盆掉败、成品不合格的重要身分。第二章微生物的类群和形状构造一.细菌细菌是一类细胞细而短、构造简单、细胞壁坚强,以二决裂方法无性滋长的原核微生物,分布广泛。1.细菌的形状与构造不雅察细菌最常用的仪器是光学显微镜,其大年夜小能够用测微尺在显微镜下测量,一样以微米为单位。细菌按其形状不合,重要分为球菌、杆菌和螺形菌三类。(1)球菌多半球菌直径在 1 微米阁下,外不雅呈球形或近似球形。因为滋长时决裂平面不合可形成不合的分列方法,分为双球菌、链球菌、葡萄球菌等。(2)杆菌形状多半呈直杆状,也有的菌体稍弯,多半呈分散存在,也有的呈链状分列,分为棒状杆菌、链状杆菌、球杆菌等。(3)螺形菌菌体曲折,呈
4、弧形或螺旋形。如幽门螺杆菌。细菌虽小,仍具有必定的细胞构造和功能。细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等各类细菌都有,是细菌的全然构造。2.细菌的滋长二决裂滋长是细菌最广泛、最重要的滋长方法。在决裂前先延长菌体,染色体复制为二,然后垂直于长轴决裂,细胞赤道邻近的细胞质膜凹陷进展,直至形成横隔阂,同时形成横近邻,如许便产生两个子细胞。细菌进展速度专门快,一样约 20min 决裂一次。若按此速度运算,细菌群体将宏大年夜到不可思议的程度。但事实上因为细菌滋长中养分物质的逐步消费,有害代谢产品的逐步积聚,细菌弗成能始终保持高速度的无穷滋长。经由一段时刻后,细菌滋长速度逐步减慢,逝世亡菌数增多,活菌增长率随之降
5、低并趋于停止。3.细菌的菌落单个或少数细菌细胞进展滋长后,会形成以母细胞为中间的一堆肉眼可见、有必定形状构造的子细胞集团,这确实是菌落。细菌菌落常表示为潮湿、粘稠、滑腻、较透亮、易挑取、质地平均以及菌落正不和或边沿与中心部位色彩一致等。二.真菌真菌是一类有细胞壁,无叶绿素,以寄生或腐生方法生计,少数为单细胞,多半为多细胞,能进行无性或有性滋长的一类真核细胞型微生物。真菌包含单细胞与多细胞两类。单细胞真菌呈圆形或卵圆形,称为酵母菌;多细胞真菌由菌丝和孢子构成,并交错成团,称丝状菌或霉菌。真菌进展的最适的温度为 2228,最适的 pH 值为 46。其滋长才能强,但进展速度比细菌慢,常需 1-4 周
6、才形成菌落。真菌对热的抗击力不强,一样加热6070 1 小时即被杀逝世,但对干燥、日光、紫外线和一些化学消毒剂有抗击力,但对 2.5碘酒、10甲醛则较敏锐。1.霉菌霉菌是丝状真菌的俗称,意即发霉的真菌,它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体,但又不象蘑菇那样产生大年夜型的子实体。(1)霉菌的形状、大年夜小和构造构成霉菌养分体的全然单位是菌丝。菌丝是一种管状的细丝,把它放在显微镜下不雅察,专门像一根透亮胶管,它的直径一样为 3-10 微米,比细菌的细胞约粗几倍到几十倍。菌丝可伸长并产生分枝,专门多分枝的菌丝互订交错在一路,就叫菌丝体。(2)霉菌的滋长霉菌有着极强的滋长才能,同时滋长方法也是多种多样的。在
7、天然界中,霉菌重要依附产生形形色色的孢子进行滋长。孢子有点像植物的种子,只是数量专门多,专门小。霉菌的孢子具有小、轻、干、多,以及形状光荣各别、休眠期长和抗逆性强等特点,每个个别所产生的孢子数,经常是成千上万的,有时竟达几百亿、几千亿甚至更多。这些特点有助于霉菌在天然界中到处分布和滋长。对人类的实践来说,孢子的这些特点有利于接种、扩大年夜培养、菌种选育、保藏和剖断等工作,对人类的晦气之处则是易于造成污染、霉变和易于传播动植物的霉菌病害。(3)霉菌的菌落因为霉菌的菌丝较粗而长,因而霉菌的菌落较大年夜,有的霉菌的菌丝舒展,没有局限性。菌落质地一样比较松散,外不雅干燥,不透亮,显现或紧或松的蛛网状、
8、绒毛状或棉絮状;菌落与附着物的连接慎密,不易挑取;菌落正不和的色彩和边沿与中间的色彩常不一致。2.酵母菌酵母菌在天然界平分布专门广,专门爱好在偏酸性且含糖较多的情形中进展,例如,在生果、蔬菜、花蜜的别处和在果园泥土中最为常见。(1)酵母菌的形状、大年夜小和构造酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌细胞的形状平日有球形、卵圆形、腊肠形、卵形、柠檬形或藕节形等。比细菌的单细胞个别要大年夜得多,一样为 1-5 微米5-30 微米。酵母菌具有典范的真核细胞构造,有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等。(2)酵母菌的滋长酵母菌有多种滋长方法,包含无性滋长和有性滋长。有人把只进行无性滋长的酵母菌称作假
9、酵母,而把进行有性滋长的酵母菌称作真酵母。(3)酵母菌的菌落大年夜多半酵母菌的菌落特点与细菌类似,但比细菌菌落大年夜而厚,菌落别处滑腻、潮湿、粘稠,轻易挑起,菌落质地平均,正不和和边沿、中心部位的色彩都专门均一,菌落多为乳白色,少数为红色,个别为黑色。三.病毒病毒属非细胞型微生物,在天然界分布专门广泛,可在人、动物、植物、真菌和细菌中借居并引起感染。病毒是体积最小、构造最简单的微生物,它仅有一种核酸(DNA 或 RNA)作其遗传物质。病毒必须在宿主活细胞内寄生,依附细胞供给的能量、养分物质及生物大年夜分子合成机制,完成病毒的复制过程。病毒与人类的关系极为紧密,人类的感染病约 75是由病毒引起的
10、。有些病毒感染性强,可引起世界大年夜风行(如流感、艾滋病等)。1.病毒的大年夜小、形状和构造病毒体积微小,大年夜多半病毒只有采取电子显微镜将其放大年夜数千、数万倍才能看见。病毒的形状不一,全然可归纳为三种:杆状、球状和这两种形状结合的复合型。病毒没有细胞构造,病毒粒子的重要成分是核酸和蛋白质,在宿主细胞协助下,经由过程核酸的复制和核酸蛋白装配的情势进行增殖。病毒的构造平日有螺旋对称型、20 面体立体对称型和复合对称型。2.病毒的增殖病毒只有在宿主的活细胞里才能进行增殖。病毒的增殖不是二决裂方法,而是以其基因组为模板,藉 DNA 多聚酶或 RNA 多聚酶以及其它须要身分,经由复杂的生化合成过程,
11、复制出病毒的基因组。现在宿主细胞的生化合成受到克制,病毒基因则经由转录、翻译等过程,产生大年夜量病毒蛋白质,再经由装配,最终开释出子代病毒。病毒这种以核酸分子为模板进行增殖的方法称为自我复制。3.理化身分对病毒的阻碍(1)物理身分温度多半病毒耐冷不耐热。在干冰温度(-70)和液氮温度(-196)下,病毒感染性可保持数月甚至数年。在5060 30 分钟,100几秒钟即可灭活。pH多半病毒在 pH59 范畴内稳固,强酸或强碱前提下可被灭活。射线 X 射线、射线和紫外线都能灭活病毒。(2)化学身分重要有化学消毒剂、抗生素及中草药等。除强酸、强碱消毒剂外,酚类、氧化剂、卤素类、醇类等对病毒均有灭活感化
12、。例如 2003 年非典时代,大年夜家都用 84、过氧乙酸等来消毒,84 的重要成分确实是次氯酸钠,确实是刚才所说的卤素类消毒剂,而过氧乙酸的确实是冰醋酸和过氧化氢按必定比例混淆制成的,属于强酸加氧化。第三章消毒与灭菌下列术语常用于表示物理或化学方法对微生物的杀灭程度。消毒:杀逝世物体上病原微生物的方法,并不必定能杀逝世含细菌的芽胞。消毒所用的试剂称为消毒剂。灭菌:杀灭物体上所有微生物的方法。灭菌比消毒要求高,包含杀灭细菌芽孢在内的全部病原微生物和非病原微生物。抑菌:克制体内或体外细菌的进展滋长。常用的抑菌剂为各类抗生素,可克制细菌的滋长。防腐:防止或克制体外细菌进展滋长的方法,细菌一样不逝世
13、亡。同一种化学药品在高浓度时为消毒剂,低浓度经常为防腐剂。消毒与灭菌的方法一样可分为物理学方法和化学方法两大年夜类。一.物理消毒灭菌法用于消毒灭菌的物理身分有热力、辐射、过滤等。1.热力灭菌法高温对细菌具有明显的致逝世感化,是以最常用于消毒与灭菌。多半无芽孢的细菌经 5560感化 3060 分钟后逝世亡。经 80湿热 510 分钟可杀逝世所有细菌滋长体、真菌和酵母菌。细菌芽孢对高温有专门强的抗击力,例如炭疽芽孢杆菌的芽孢,耐受 515 分钟的煮沸,而肉毒梭菌的芽孢则需煮沸 35 小时才逝世亡。热力灭菌法分干热灭菌和湿热灭菌两大年夜类,雷同温度下,后者的灭菌效力比前者大年夜。2.辐射灭菌法(1)
14、紫外线感化于 DNA,使细菌DNA 的复制和转录受到干扰,导致细菌变异或逝世亡。常用于室内的空气消毒。(2)电离辐射对各类细菌均有致逝世感化。常用于大年夜量一次性医用塑料成品的消毒和食物的消毒。(3)微波是一种波长为 1mm1m 的电磁波,可穿透玻璃、塑料薄膜及陶瓷等物质,但不克不及穿透金属别处。多用于考查室用品、无菌室的器具的消毒。3.滤过除菌法用物理阻留的方法将液体或空气中的细菌除去,以达到除菌目标。滤菌器含有微微小孔0.22 微米,只许可液体或气体经由过程,而大年夜于孔径的细菌等颗粒不克不及经由过程。有用范畴:血清、毒素、抗生素以及空气等的除菌。二.化学消毒灭菌法专门多化学药物能阻碍微生
15、物的化学构成、物理构造和心理活性,从而发挥防腐、消毒及灭菌的感化。洁净室(区)应按期消毒,应用的消毒剂不得对设备、物料和成品产生污染。消毒剂品种应按期改换,防止产生耐药菌株。常用消毒剂的种类和用处类别酚类醇类氧化剂感化机制蛋白变性,细胞膜毁伤蛋白变性氧化、蛋白沉淀常用种类石炭酸消毒乙醇高锰酸钾果消毒皮肤、粘膜、小创伤消重金属盐氧化、蛋白酶变性红汞、硫柳汞毒塑料、玻璃器材、皮肤氧化剂氧化、蛋白沉淀过氧乙酸、碘酒消毒手术洗手、浸泡手术器别处活性剂蛋白变性,细胞膜毁伤新洁而灭械皮肤、体温计消毒皮肤、尿道、蔬菜、生用处地面、器具别处、皮肤第四章 GMP 与微生物药品临盆中微生物的生态学分布在药品临盆中
16、,因为受到各类要素(制药厂房情形的空气、制药用水、操作人员、物料、设备等)的阻碍,都可能导致药品的微生物污染。是以,GMP 对各类要素都提出了防止污染的全然要求。中国药典微生物限度检查律例定的检查项目包含细菌数、霉菌数、酵母菌数和操纵菌检查。1.空气中的微生物空气本身并不产生污染,因为空气不含须要的水分和养分,不是合适微生物进展滋长的天然情形,然则一样的大年夜气情形仍含有许多的细菌、霉菌和酵母菌。空气中的微生物来自尘土微粒(天然身分如风,工资身分如车),来自人的皮肤与衣服,以及谈话、咳嗽、打喷嚏等造成的飞沫。空气中微生物数量取决于尘土量和活动状况,例如,有爽朗人群的处所微生物多,不洁净的房间比
17、洁净的房间多,潮湿的处所比干燥的处所多。是以,空气是侵袭我们产品的污染物的重要序言。是以保持空气洁净是极为重要的。在药品临盆中,削减空气中微生物数量的方法有多种,常用的有以下 3 种方法:空气洁净技巧采取的过滤方法过滤是最常用的方法。过滤介质种类专门多,例如:纤维素、玻璃棉或人造纤维等。空气净化妆置可用于全部房间如无菌操作室,也可只限于操作区域局部如超净工作台。化学消毒方法采撤消毒剂感化于室内空气和物体别处。紫外线照耀方法采取紫外线对室内空气进行照耀。2.制药用水中的微生物在临盆过程中,水是应用最广泛的原料之一。从理论上来讲,微生物在纯水中是不克不及进展的。然则,所有的各类水不管如何细心蒸溜或
18、过滤,总会含有必定量的可溶性有机物和盐类。恰是这些可溶性的物质被微生物应用作为它们进展的养料源泉。工艺用水在制药企业防止污染及作为制药用水方面至关重要。因为它不仅直截了当用于产品的临盆,同时也用于清洗设备和用于冷却。药品微生物污染的关键环节在于工艺用水,因为水是微生物进展代谢的一个须要成分。中国药典收载了纯化水和打针用水的质量标准。常用的对水消毒的方法,与空气消毒的方法一样,也是化学消毒剂、过滤与紫外线照耀 3 种。化学消毒剂方法对水的消毒以化学消毒剂方法较常用,后果也最好。常应用次氯酸钠或通氯气。在应用中,应留意到水体系中不克不及留有消毒不到的“逝世角”。膜过滤法有用于水体系的连续轮回处理。
19、紫外线照耀法在水体系中应用紫外线照耀消毒,有用于须要专门处理的水(如光学透亮度要求高),一样在末尾之前。这种方法因处理过的水无臭无味,而优于化学消毒剂方法;因不产生微生物移居滤器的现象,而优于膜滤器。在水体系中,这 3 种方法综合应用,设计安装在恰当的地位。3.厂房建筑与设备别处的微生物厂房建筑物的表里面,以及设备别处、容器表里别处等,都可因此微生物寄生计的处所。因为空气中的湿度,所有别处都包上一层含水的薄膜。这层薄膜因为静电吸引而饱含尘埃微粒,有专门多时刻,别处还覆盖一层油状物质,此层油膜易受到尘粒污染。别处因尘埃微粒和微生物由空气传播的回降而受到污染。请记住:一个别处看起来专门洁净,而实际
20、上差不多被千百万个微生物所污染,除非差不多做了精确的消毒灭菌。制药企业临盆车间的厂房,库房及实验室都必须洁净整洁。建筑物别处不透水,滑腻平坦、无裂缝、接口严密、无颗粒物脱落,并能耐受清洗和消毒。设备、管道应易于拆卸、构造简单,便于洁净消毒。专门是药品临盆过程中应用的容器,包含内包装容器,都应进行清洗和消毒。4.人体的微生物微生物广泛分布于天然界,人体与天然情形接触,因此也不克不及例外。凡是人体体表皮肤与外界相通的腔道如口腔、鼻腔、肠道、眼结膜、泌尿生殖道等均存在不合种类的微生物,个中有些微生物能够经久借居在人的体表、皮肤和黏膜上。以下举出一些人员污染的门路和方法:人的头发和皮肤水滴衣着化妆品和
21、珠宝手饰临盆过程中人们所引起的混淆和误差(1)人的头发和皮肤每分钟从人类皮肤中要披发出约 10,000 个微生物。我们的手上,也拥有大年夜量的微生物。此外,在人们正常的日常活动中都接触大年夜量微生物。皮肤上经常存在白色葡萄球菌、枯草杆菌、类白喉杆菌、大年夜肠杆菌等,有时还有非致病性的抗酸菌、真菌等。(2)水滴呼吸和咳嗽将产生出大年夜量水滴,这种水滴既含有尘粒污染也含有微生物污染。口腔是对污染最为敏锐的地区,常见的微生物有白色葡萄球菌、类白喉杆菌、乳酸杆菌、放线菌、真菌、螺旋体等。呼吸道常存在空气中的细菌,如葡萄球菌、类白喉杆菌;在鼻咽部还有链球菌、奈氏菌属。一次咳嗽或喷嚏将把千百万个微生物引入
22、工作情形内。(3)衣着从可洗涤的纺织物中,可能披发出棉绒和淀粉粒。而从羊毛、开士米和其它松软的针纺织物中也可能散落出纤维和磨损下的微粒。污染也可能经由过程我们的鞋子进入工作场合。(4)化妆品和珠宝手饰发胶、喷鼻水、睫毛膏、喷鼻粉等,为微生物污染供给了极好的源泉。耳环、戒指、项链、手链能传播微生物污染。假如,一小片珠宝碎片落入一批产品中,则可能引起严峻的尘粒污染。(5)临盆过程中人们所引起的混淆和误差由人引起的污染也可能来自于临盆过程中显现的混淆和误差。例如,当职员没有按照 SOP 进行工作时,车间的污染程度增长。让装产品的容器不加盖存放,将导致产品污染。因为人体携带有不合种类的微生物,是以在药
23、品临盆的全过程中,每个工序都有可能产生由人体携带的微生物导致药品污染的危险。例如,用未经洁净消毒的手直截了当接触药品使其污染,经由过程谈话、咳嗽等方法引起药品的污染。人体不合部位所带细菌数量部位手部前额头皮腋窝鼻腔渗出物唾液粪便5.物料的微生物物料系指原料、辅料和包装材料等。原辅料可能将大年夜量的微生物带入到药物制剂中。是以,选用相符标准的原辅料,将有利于操纵药品和情形的污染程度。来源于动物的原料药或辅料(如明胶),有可能被动物病原体所污染;来源于植物的原料药或辅料(如淀粉)则可能被多种细菌、霉菌、酵母菌所污染。原辅料的处理方法因药物类型而异,专门多原辅料需进行消毒或灭菌处理。植物药材可用晾晒
24、、烘烤方法使之充分干燥,以削减微生物滋长。原辅料在储藏过程中必须留意情形前提。细菌数量1001000/cm21000100000/cm2约 100 万/cm2约 1000 万/g约 1000 万/g约 10 亿/g710 亿/g包装材料,专门是内包装材料,一方面包装药品,另一方面防止外界微生物进入药中。若处理欠妥,在药品储藏和运输过程中,极易引起污染,造成严峻后果。总之,包装材料应推敲不合须要加以洁净或消毒处理进行合理封装。原则是尽量削减微生物数量,预防产生污染。二.微生物污染导致药物变质的身分药品的临盆、储存、应用的全过程,都有因微生物污染而导致药物变质的身分。而药物变质,一样须要专门高的微
25、生物污染程度。也确实是说,微生物面广、量大年夜的滋长才显现明显的易被发觉的破坏现象。微生物污染导致药物变质的身分有以下几个方面:1.微生物污染数量在药品临盆中应将微生物污染数量操纵在最低限度,这就须要采取综合方法。2.微生物进展的养分身分专门多药物成分,都有微生物进展所需的碳源、氮源或无机盐类。临盆用水(纯化水、打针用水)亦能支撑微生物进展。3.pH 值pH 值为中性时最合适微生物进展。某些微生物在 pH3.5 或 pH8.09.5 仍能进展。4.温度关于微生物污染引起药物变质的温度,不合的微生物有不合的最适温度。依照微生物进展的最适温度不合,能够将微生物分为嗜冷、兼性嗜冷、嗜温、嗜热和超嗜热
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