生物指示剂的检测原理,核心是利用特定微生物的芽孢(高度抗逆性结构)对灭菌条件的耐受性,通过观察芽孢在灭菌后的存活状态,来判断灭菌过程是否达到 “杀灭所有微生物(包括抗性最强的芽孢)” 的效果。
关键前提:选择 “抗性标杆” 芽孢
不同灭菌方式(如环氧乙烷、湿热蒸汽、干热等)对应的 “最难杀灭” 微生物不同,因此生物指示剂会针对性选用该灭菌方式下抗性最强的微生物芽孢作为 “指示物”,例如:
环氧乙烷灭菌(如 3M 1264S):选用萎缩芽胞杆菌(Bacillus atrophaeus)芽孢,其对环氧乙烷的化学作用耐受性显著高于普通细菌、真菌。
湿热蒸汽灭菌(如高压蒸汽):选用嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)芽孢,其耐高温湿热的能力最强。
只有当这类 “抗性标杆” 芽孢被完全杀灭时,才能证明灭菌环境足以杀灭待灭菌物品中可能存在的所有有害微生物。
核心逻辑:“存活则灭菌失败,死亡则灭菌成功”
生物指示剂的检测过程,本质是通过 “培养观察” 判断芽孢是否存活,具体分两步:
- 灭菌过程:让芽孢暴露于灭菌条件将生物指示剂(内含芽孢载体,如滤纸条、菌片)按规范放置在灭菌器内的 “最难灭菌位置”(如物品堆叠最密集处、冷空气不易排出处),随待灭菌物品一同经历完整的灭菌流程(如环氧乙烷的温度、湿度、气体浓度、作用时间等参数)。
若灭菌有效:灭菌因子(如环氧乙烷)会穿透芽孢的抗逆性外壳,破坏其 DNA、蛋白质等关键生物分子,导致芽孢失去萌发和繁殖能力(即 “死亡”)。
若灭菌无效(如参数不足、气体分布不均):芽孢未被彻底破坏,仍保留萌发和繁殖的能力(即 “存活”)。
- 培养判读:通过微生物代谢产物显示存活状态灭菌结束后,激活生物指示剂(如夹破内含的培养基安瓿,使芽孢与营养培养基充分混合),在适宜温度下(如环氧乙烷指示剂常用 37℃,湿热指示剂常用 55-60℃)培养一定时间(如 48 小时),通过观察培养基的变化判断结果:
灭菌成功(阴性结果):芽孢已死亡,无法萌发和繁殖,培养基无微生物代谢活动,保持初始颜色(如 3M 1264S 中含溴百里酚蓝指示剂,初始为绿色)。
灭菌失败(阳性结果):芽孢存活并萌发为活菌,活菌代谢会产生酸性物质(如有机酸),使培养基中的 pH 指示剂发生颜色变化(如 3M 1264S 中绿色变为黄色),直观证明灭菌不彻底。
总结:原理本质
生物指示剂是一种 “生物挑战测试”—— 用已知抗性最强的芽孢作为 “模拟污染物”,若它能被灭菌过程杀灭,说明整个灭菌体系的强度和有效性足以保障待灭菌物品的无菌状态;若芽孢存活,则表明灭菌过程存在缺陷,物品可能仍有微生物污染风险。这一原理比单纯的物理 / 化学监测(如监测灭菌温度、气体浓度)更直接,因为它验证的是 “灭菌对微生物的实际杀灭效果”,而非仅监测灭菌条件的参数。


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