环氧乙烷灭菌知识培训
李凯 2018.7.28
主要内容
1. 灭菌概念 2. 灭菌方法简介 3. EO 灭菌基础知识 4. EO灭菌过程确认
灭菌概念
危害人 类健康
医疗器械 药品 食品
细菌、真菌、 病毒、原生生
物等
灭菌 消灭/杀灭 微生物
干扰测 试工作
与微生物实 验相关的器 具、工具、 设备、物料
等
• 辐照灭菌
γ-ray辐射
• 干热灭菌
高温干燥箱
• 湿热灭菌
蒸汽灭菌
•…
…
灭菌方法及选择
灭菌原理
• EO可以与蛋白质上的羧基（-COOH）、氨基（-NH2）、硫氢基（SH）和羟基（-OH）发生烷基化作用，造成蛋白质失去反应基因，阻 碍蛋白质的正常化学反应和新陈代谢，从而导致微生物死亡
灭菌是指将传播媒介上所有微生物全部清除或杀灭，特别是抵抗力最强的细 菌芽孢。
指数函数：一般地，形如y=a^x(a>0且a≠1) (x∈R)的函数叫做指数函数。
灭菌函数
Nt ——灭菌后微生物数量； N0——初始微生物数量 k ——常数系数 t ——作用时间
灭菌过程微生物存活曲线&对数曲线
1200
注：上述定义见“EN ISO11135-1：2007”
灭菌概念
无菌 Sterile • 无存活微生物。
无菌状态Sterility • 无存活微生物的状态
（注：实践中无法证实没有微生物存在的这种绝对说法）
无菌保证水平 Sterility assurance level （SAL） • 灭菌后，在单位产品上检出存活微生物的概
通常的我们区分两种灭菌器
• A类灭菌器和B类灭菌器
灭菌器
A类 可编程
B类 灭菌工艺预置
适用于工业生产
适用于高值、复杂产品小批量灭菌或 医院使用
具有多种功能柜体（预热、灭菌、解 析）
所有过程在同一柜体完成
柜体体积较大 灭菌周期长
尺寸限定（体积通常小于1立方） 灭菌周期短
灭菌剂为高浓度ETO气体（通常大于 灭菌剂为低浓度ETO气体（通常低于
灭菌方法及选择
常见灭菌方法的比较
灭菌方法及选择
产品相关因素
材料 结构 包装
环境相关
医院 工厂 实验室
经济因素 成本
EO灭菌基础知识
人
机
知识
灭
经验
菌
技能
器
SAL=10-6 产品
材料、结构 经济、环境
EO 灭菌
料
法
环
测
灭
灭菌
灭菌
过程
菌
工艺
影响
监测
剂
因素
及产
品放
行
灭菌器
• YY 0503-2005（NEQ EN 1422:1997） 环 氧乙烷灭菌器
时间
-8.00
灭菌概念
微生物存活数量 存活微生物lg值
D值/D10值
• 在设定条件下，灭活90%测试微生物所需的时间或辐射剂量。
灭菌过程微生物存活曲线&对数曲线
1100 1000
900 800 700
微生物6数00量 降低95000%
400 300 200
D value/ D10 value
4.00 Nt lgNt
希望
无菌
无菌状态
无菌保证水平 （SAL）
灭菌实质上就是通过一定方法，将对象物的微生物污染杀灭至 要求水平的过程。
灭菌概念
• 无菌 Sterile • 无菌状态 Sterility • 无菌保证水平 Sterility assurance level （SAL） • 灭菌 Sterilization
COOH-CH2CH2OH NH-CH2CH2OH S-CH2CH2OH O-CH2CH2OH
• 烷基化作用（或称：羟化）：针对各种物质/部位，反应完全不可逆。 • 作为杀菌剂，EO可与细菌蛋白质、营养体细胞及病毒、甚至与细胞核物质（核糖核酸）发生反应，且可与细胞的任
率
（注：SAL为定量值，通常为10-6或10-3.）
灭菌概念
灭菌 Sterilization • 已确认的使产品无存活微生物的过程。
（注：灭菌过程中，微生物的死亡规律用指数函数表示，因此，任何单件产品上微生物的 存在可用概率表示；概率可减少到最低，但不可能为零。）
消毒disinfection
消毒是指将传播媒介上病原微生物清除或杀灭，使其达到无公害的要求，并 非杀死所有的微生物，包括芽孢。
0
微生物数 量降低1lg
2.00
1.00
100
0
0.00
0
1
2
3
4
5
时间
灭菌方法及选择
细菌、真菌、 病毒、原生生
物等
灭菌 消灭/杀灭 微生物 特点 有机生命体
破坏
水、蛋白质、核酸、脂类
细胞结构
（细胞膜、细胞 质、细胞核）
热 射线 化学试剂
…
灭菌方法及选择
• 化学灭菌
EO: Ethylene Oxide
4.00
1000 800
Nt 2.00
lgNt
0.00
微生物存活数量 存活微生物lg值
600
-2.00
400
-4.00
200
-6.00
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Nt 1000 368 135 50 18 7 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 lgNt 3.00 2.57 2.13 1.70 1.26 0.83 0.39 -0.0 -0.4 -0.9 -1.3 -1.7 -2.2 -2.6 -3.0 -3.5 -3.9 -4.3 -4.8 -5.2 -5.6 -6.1 -6.5 -6.9
物理性质
化学性质
人体毒性
灭菌剂
生物化学性质 活泼
• EOOH可）以发与生蛋烷白基质化上作的用羧，基造（成-蛋C白OO质H失）去、反氨应基基（因-N，H阻2）碍、蛋硫白氢质基的（正-S常H化）学和反羟应基和（新- 陈 代谢，从而导致微生物死亡。
蛋白质
COOH
NH2 SH
OH
﹢
H
H C
H C
H
O
蛋白质
80%）
20%）
正常气压或负压灭菌
灭菌压力较高（最高可达500kPa）
灭菌剂
品名 环氧乙烷 Epoxyethane
别名 氧化乙烯 Ethylene oxide
其他
分子式
ETO或EO C2H4O
HH HCCH
O
制作：乙烯在催化剂作用下，通过直接氧化过程制得，纯度达99.9%
灭菌剂
EO气体
生物化学性质
• γ射线能使物质氧化或产生自由基(OH·H)再作用于生物分子，或者直 接作用于生物分子，打断氢键、使双键氧化、破坏环状结构或使某些 分子聚合等方式，破坏和改变生物大分子的结构，从而抑制或杀死微 生物。
• 热力灭菌的原理是：加热可破坏蛋白质和核酸中的氢键，故导致核酸 破坏，蛋白质变性或凝固，酶失去活性，微生物因而死亡。