第四章 生物工艺过程中的无菌技术课件.ppt

04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术X-射线、β-射线、紫外线、超声波、γ-射线等从理论上都能破坏蛋白质活性而起杀菌作用。但应用较广泛的还是紫外线，它的波长在253.72～256nm时杀菌效力最强，它的杀菌力与紫外线的强度成正比，与距离的平方成反比。紫外线通常用于无菌室和医院手术室等空气对流不大的环境消毒杀菌。但杀菌效率低，杀菌时间长，一般要结合甲醛或苯酚喷雾等来保证无菌室的高度无菌。4.4.1.2辐射杀菌共39页第*页目录04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术共39页第*页目录04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术第四章生物工艺过程中的无菌技术4.1生物反应过程中无菌的要求4.2工业常用无菌技术4.2.1干热灭菌4.2.2湿热灭菌4.2.3射线灭菌4.2.4化学药剂灭菌4.2.5过滤除菌4.3培养基灭菌4.3.1湿热灭菌原理4.3.2分批灭菌4.3.3连续灭菌4.4空气除菌4.4.1空气除菌方法4.4.2空气除菌流程4.5设备及管道灭菌04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术采取措施对生产过程涉及到的原料、设备等进行灭菌处理，达到严格的纯种培养条件。通常工业上采取的主要措施是：(1)对培养基进行灭菌处理；(2)对好氧过程的空气进行灭菌处理；(3)对生物反应器(发酵罐)及其连接管道进行灭菌处理；(4)菌种为无污染的纯粹种子；(5)使生物反应器处于正压环境；(6)对培养过程中补料进行灭菌处理等。4.1生物反应过程中无菌的要求04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术4.2.1干热灭菌4.2工业常用无菌技术4.2.2湿热灭菌4.2.3射线灭菌4.2.4化学药剂灭菌4.2.5过滤除菌04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术干热灭菌时，微生物主要由于氧化作用而死亡。最常用的方法有以下两种：(1)灼烧法。常用于实验室接种针、勺、试管或三角瓶口和棉塞的灭菌，也用于工业发酵罐接种时的火环保护。(2)烘箱热空气法。将物品放入烘箱内，然后升温至150～170℃，维持1～2小时。经过烘箱热空气法可以达到彻底灭菌的目的。该法适用于玻璃、陶瓷和金属物品的灭菌。其优点是灭菌后物品干燥，缺点是操作所需时间长，易损坏物品，对液体样品不适用。4.2.1干热灭菌04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术利用饱和蒸汽进行灭菌的方法称为湿热灭菌。通常湿热灭菌条件为121℃，维持30min。高压蒸汽灭菌是实验室、发酵工业生产中最常用的灭菌方法。一般培养基、玻璃器皿、无菌水、缓冲液、金属用具等都可以采用此法灭菌。4.2.2湿热灭菌04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术射线灭菌是利用紫外线、高能电磁波或放射性物质产生的高能粒子进行灭菌的方法，其中以紫外线最常用。其杀菌作用主要是因为导致DNA胸腺嘧啶间形成胸腺嘧啶二聚体和胞嘧啶水合物，抑制DNA正常复制。此外，空气在紫外线辐射下产生的臭氧有一定杀菌作用。4.2.3射线灭菌04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术某些化学试剂能与微生物发生反应而具有杀菌作用。常用的化学药剂有酒精、甲醛、漂白粉(或次氯酸钠)、高锰酸钾、环氧乙烷、季铵盐等。由于化学药剂也会与培养基中的一些成分作用，且加入培养基后易残留在培养基内，所以，化学药剂不能用于培养基的灭菌，一般应用于发酵工厂环境的消毒。4.2.4化学药剂灭菌04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术过滤除菌是利用过滤法阻留微生物以达到除菌的目的。此法仅适用于不耐高温的液体培养基组分和空气的过滤除菌。工业上常用过滤法大量制备无菌空气，供好氧微生物的液体深层发酵使用。4.2.5过滤除菌04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术4.3.1湿热灭菌原理4.3培养基灭菌4.3.2分批灭菌4.3.3连续灭菌04生物工艺学第四章生物工艺过程中的无菌技术4.3.1.1微生物热阻☆每种微生物都有一定的生长温度范围。当微生物处于生长温度的下限时，代谢作用几乎停止而处于休眠状态。当温度超过生长温度的上限时，微生物细胞中的蛋白质等大分子物质会发生不可逆变性，使微生物在很短的时间内死亡，加热灭菌就是根据微生物的这一特性进行的。☆一般微生物的营养细胞在60℃