有關(guān)高中生物學(xué)教材中消毒和滅菌的操作與原理

劉勝國

(浙江省象山中學(xué) 315700)

1 70%的酒精消毒

1.1 實(shí)驗(yàn)操作 超凈臺(tái)以及實(shí)驗(yàn)者雙手和衣物用70%的酒精擦拭；涂布分離時(shí)用到的玻璃刮刀要放至70%的酒精中保存；用自然生長的莖進(jìn)行組織培養(yǎng)，要先把莖放在70%的酒精中浸泡10 min。

1.2 原理 酒精是最常用的表面消毒劑，具有較強(qiáng)的穿透力，可使菌體蛋白質(zhì)變性，殺菌效果好。但是不同濃度的酒精殺菌效果差別很大，10%～20% 的酒精無殺菌作用，70%～75% 的酒精殺菌效果最好，95%～100% 的酒精會(huì)使菌體表面的蛋白質(zhì)凝固形成一層保護(hù)膜，阻止了酒精的繼續(xù)滲入，殺菌效果大大降低。酒精還具有較強(qiáng)的濕潤作用，可排除材料上的空氣，利于其他消毒劑的滲入。但酒精對植物材料的殺傷作用也很大，浸泡時(shí)間不宜過長，并且酒精不能徹底消毒，一般不單獨(dú)使用，多與其他消毒劑配合使用[1]。

2 高錳酸鉀消毒

2.1 實(shí)驗(yàn)操作 用葡萄制作葡萄酒時(shí)，要將成熟紫葡萄先用水洗凈，再在鮮紅紫色的高錳酸鉀溶液中浸泡約5 min，然后用清水沖洗。

2.2 原理 高錳酸鉀通過氧化細(xì)菌菌體內(nèi)活性基團(tuán)而達(dá)到殺菌作用，還原后的二氧化錳與蛋白質(zhì)結(jié)合成復(fù)合物，在低濃度時(shí)有收斂作用，高濃度時(shí)有刺激和腐蝕作用。高錳酸鉀殺菌力隨濃度升高而增強(qiáng)，0.01%～0.1%時(shí)可殺死多數(shù)細(xì)菌的繁殖體，2%～5%時(shí)能在24 h內(nèi)殺死細(xì)菌芽孢[2]。

3 5%的次氯酸鈉消毒

3.1 實(shí)驗(yàn)操作 在對自然生長的莖進(jìn)行組織培養(yǎng)時(shí)，要先用70%的酒精浸泡10 min，接著放入5%的次氯酸鈉溶液中浸泡5 min，然后再換一次5%的次氯酸鈉溶液浸泡5 min。

3.2 原理 次氯酸鈉在水中形成次氯酸，作用于菌體蛋白質(zhì)。次氯酸分子小，不帶電荷，容易侵入細(xì)胞內(nèi)與蛋白質(zhì)發(fā)生氧化作用或破壞其磷酸脫氫酶，使糖代謝失調(diào)而導(dǎo)致細(xì)菌死亡[2]。次氯酸鈉消毒能力強(qiáng)、不易殘留、對環(huán)境無害，但次氯酸鈉溶液堿性很強(qiáng)，對植物材料有一定的破壞作用[1]。

4 紫外燈消毒

4.1 實(shí)驗(yàn)操作 在大腸桿菌的培養(yǎng)和分離實(shí)驗(yàn)、分離以尿素為氮源的微生物實(shí)驗(yàn)以及植物的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作前要打開無菌室的紫外燈。

4.2 原理 紫外線照射使微生物誘變和致死的主要作用是胸腺嘧啶的光化學(xué)轉(zhuǎn)變作用，具有滅菌作用的紫外線主要作用于DNA，通過使1條DNA鏈上的相鄰胸腺嘧啶鍵結(jié)合形成二聚體，這種二聚體成為一種特殊的連接，使微生物DNA失去轉(zhuǎn)化能力而死亡[2]。無菌室內(nèi)一般都安裝有紫外燈。無菌室的消毒通常在實(shí)驗(yàn)前一天的晚上將紫外燈打開，消毒12 h后關(guān)閉紫外燈才可進(jìn)入無菌室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

5 高壓蒸汽滅菌

5.1 實(shí)驗(yàn)操作 各種培養(yǎng)皿、試管、三角瓶、取樣器的頭、移液管、三角刮刀、接種環(huán)、鑷子以及能夠加熱滅菌的培養(yǎng)基要在121℃(1 kg/cm2壓力)下高壓蒸汽滅菌15 min；含有葡萄糖的培養(yǎng)基為防止葡萄糖分解碳化，要在500 g/cm2壓力(90℃以上)下滅菌30 min。

5.2 原理 高壓蒸汽滅菌是濕熱滅菌法的一種，是最可靠、應(yīng)用最普遍的物理滅菌法。其原理是在密閉的蒸鍋內(nèi)，其中的蒸汽不能外溢，壓力不斷上升，使水的沸點(diǎn)不斷提高，從而鍋內(nèi)溫度也隨之增加。當(dāng)溫度超過細(xì)胞最佳生理活動(dòng)的溫度范圍時(shí)，細(xì)胞代謝減緩，隨著溫度的繼續(xù)升高，細(xì)胞的蛋白質(zhì)、酶及核酸會(huì)被永久性破壞，從而導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的死亡。在1 kg/cm2壓力下，鍋內(nèi)溫度可達(dá)121℃，維持15～30 min，可以很快殺死各種細(xì)菌及其高度耐熱的芽孢[3]。

6 灼燒滅菌

6.1 實(shí)驗(yàn)操作 在接種菌種前將接種環(huán)在酒精燈火焰上灼燒滅菌。

6.2 原理 灼燒滅菌是通過火焰的高溫直接把微生物燒死。灼燒滅菌迅速，但易焚毀物品，所以使用范圍有限，只適合于耐熱的接種環(huán)、接種針、鑷子、剪刀、玻棒等，以及不能用的污染物品或?qū)嶒?yàn)動(dòng)物尸體等的滅菌。需要滅菌的物品幾次通過火焰后溫度可達(dá)200℃ 以上,一切的微生物甚至芽孢都可以全部被殺死。灼燒滅菌后的接種工具應(yīng)降至常溫時(shí)才開始接種,以免把被接種的微生物細(xì)胞燒死(特別是活苗接種)[4]。

7 G 6玻璃砂漏斗過濾滅菌

7.1 實(shí)驗(yàn)操作 含有不能加熱滅菌的化合物(如尿素)的培養(yǎng)基用G 6玻璃砂漏斗過濾滅菌。

7.2 原理 玻璃砂漏斗有6種，即G 1～G 6，G 6玻璃砂漏斗孔徑最小，細(xì)菌不能濾過，而尿素等不能加熱滅菌的化合物可以濾過。用G 6玻璃砂漏斗過濾不是將微生物殺死，而是把它們排除出去。玻璃砂漏斗使用前要在121℃下用紙包好滅菌，使用后需用1 mol/L的HCl浸泡，并抽濾去酸，再用蒸餾水洗至洗出液呈中性，干燥后保存。