全 文 ：文章编号 :100028551 (2000) 0320157206
输液器污染微生物辐射抗性
频率分布的研究
陆兆新1 　邹晓葵1 　武久正昭2 　佐藤良成2
(11 南京农业大学食品科技学院 ,江苏 南京　210095 ; 21RADIA 工业株式会社 ,日本高崎大木町　168)
摘　要 :从 56 套输液器分离得到 3032 株分离菌 ,系统地研究了输液器上污染微生物
的辐射抗性。用辐射处理获得了较高抗辐射的微生物 98 株 ,测定了它们的辐射抗性
D10 。分离菌株的 D10是在 018～410k Gy 之间 ,主要集中在 112～116k Gy。D10 ≤
116k Gy 占全部污染菌的 99 %。所有辐射筛选菌株是革兰氏阳性菌 ,其中 84 株是
B acill us sp . , 14 株是 m icrococcus sp . 。在输液器外壁获得了 1 株桔红色的菌株 ,其
D10为 410k Gy。
关键词 :输液器 　辐射抗性 　微生物
收稿日期 :1998210226
基金项目 :国家教委留学回国科研基金
作者简介 :陆兆新 (1957 —) ,男 ,江苏无锡人 ,1995 年获日本近戢大学工学博士学位 ,南京农业大学教授。从事食品酶
工程技术发酵食品及辐照食品的研究。
IAEA 于 1967 年推荐了一种用于医疗用品辐射灭菌的规程。与其它灭菌方法一样 ,辐射灭
菌的效率取决于产品上污染微生物的数量和种类以及环境条件[1 ] 。研究这些微生物的抗性和分
布 ,对于确定灭菌剂量是很重要的。大多数国家用 25kGy 这一传统灭菌剂量已很长时间了。
事实上 ,辐射灭菌剂量应建立在产品的污染微生物的数量和微生物的辐射抗性上。ISO
已使用辐射抗性的标准分布 (SRD)来确定灭菌剂量。日本则以污染菌数和最大 D10作为灭菌
剂量的根据。
辐射抗性因医疗用品的材料和培养物制备条件的不同而变化。辐射抗性微生物已从未灭
菌的医疗器械[2 ] 、干净房间里的空气[3 ] 、暴露在高辐射水平下的区域[4 ] 、辐射食品[5 ] 、棉花和
土壤中[6 ]分离出来。在北美 ,纤维性医疗用品上微生物辐射抗性分布[3 ,7 ]用于 AAM IB1 或
ISO 灭菌剂量确定。由于微生物种类因地理、气候不同而分布不同 ,因此在研究不同地区的医
疗用品微生物辐射抗性分布是非常必要的。
为了研究我国医疗用品污染微生物的辐射抗性分布 ,以正确地确定医疗用品灭菌剂量 ,我
们从输液器上经滤膜收集污染菌 ,研究了污染菌的种类和辐射抗性。
1 　材料和方法
111 　输液器
751　核 农 学 报　2000 ,14 (3) :157～162Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
从安徽省输液器厂购得 56 套输液器供测定污染菌数和微生物辐射抗性。
112 　分离菌测定
分别测得 56 套输液器内壁和外壁的污染菌数。污染菌的检查程序如下 :输液器的针和针
孔用灭菌橡胶塞堵上 ,以防提取液进入管内 ,然后将输液器放入无菌的含有 400ml 提取液 (1 %
胨、011 %吐温 80、0185 %NaCl)的瓶中 ,超声洗涤 2min。洗涤过的提取液用膜过滤器 (孔规格
0145μm ,Millipore Kogyo ,日本)过滤 ,测定各输液器外表面的污染菌数。将 50ml 无菌一次性
注射器的头部插入输液器塑料管 ,抽取提取液 3 次 ,抽吸的提取液用膜过滤 ,测定输液器内部
的污染菌数。过滤膜放在 SCDA[大豆酪蛋白消化琼脂 (BBL) ]上 ,32 ±2 ℃需氧培养 1wk。计
数菌落数 (CFU :菌落形成单位)为污染菌数。所有操作都是在无菌室中的无菌操作台中进行。
113 　抗性微生物的辐射筛选
在计数后从 SCDA 上取下长有污染菌菌落的过滤膜 ,在无菌操作台中室温干燥 24h ,热封
在聚乙烯袋中。然后将过滤膜分别用 10k Gy 和 15k Gy 的60Co2γ射线照射。照射完毕后 ,放入
SCD 肉汤 (BBL)中 ,在 32 ±2 ℃下培养 ,最多培养 2wk ,最少培养 3d。当有可见生长物时 ,通过
在 SCD 琼脂 (BBL)平板划线分离抗性微生物。
114 　筛选分离菌的特性
所有分离菌的特性根据显微形态学、运动性、芽孢形成、革兰氏染色、过氧化氢酶试验、氧
化物试验、氧化发酵试验并按照 Cowan 的“医学细菌鉴定”进行鉴定。
115 　分离菌的辐射抗性
分离菌的辐射抗性测定用以下方法 : (A) 非芽孢形成菌的每个分离菌的纯培养物接种于
SCD 肉汤 ; (B) 芽孢形成菌被接种在加有 10ppm Mn2 + 的 SCD 琼脂中培养 10d。然后用 K.
Sato 的方法制备芽孢悬浮液和 D10测定样品。
D10值的测定用 3k Gy 的γ2射线辐照后用下式计算 D10 。
D10 = ( log ( N 0) - log ( N 1) / 3) 。
　　如按上述方法得到的 D10 ≥115k Gy 的分离菌 ,将进一步用累加剂量 (5～6 个照射水平) 来
测定 D10值 ,用最小平方和法计算 D10 。
116 　辐射设备
所有辐照处理在源强 22295 TBq 的60 Coγ射线设施 ( RIC 1 ,Radia 工业株式会社 ,日本) 中
进行。该设施的剂量率和剂量分布用与国家标准校正的固体离子室 (Applied Engineering Inc.
Japan)来测定 ,每个样品由 Radix ( Radia 工业株式会社) 剂量计或 Gammachrom YR (AEA
Technology , U. K. )剂量计测定。
2 　结 　果
211 　输液器上的污染菌
输液器外壁污染菌的分布见图 1 ,污染菌的范围为每个输液器最多为 96 ,最少为 22 ,峰值
为 45 ,全部污染菌为 2814 个 ,即每个输液器有 50125 个污染菌。
图 2 表明了输液器内壁污染菌的分布。可以看出 ,每个输液器污染菌为 0～17 之间 ,全部
污染菌为 218 个 ,即每个输液器的污染菌有 3189 个。污染菌少于 5 的约占 80 %。输液器内
壁的污染菌是外壁的 1/ 3。全部污染菌中 ,外壁丝状真菌为 67cfu ,内壁为 5cfu。
851 核　农　学　报 14 卷
图 1 　输液器外壁污染菌的分布
Fig. 1 　Bioburden dist ribution on outside surface of infusion sets
图 2 　输液器内壁污染菌的分布
Fig. 2 　Bioburden dist ribution on inside surface of infusion sets
212 　分离的抗性微生物的种类
分离的辐射抗性微生物按照它们的生长、菌落形态学特征及生化特性分类 ,结果如表 1。
过滤膜经 10k Gy 或 15k Gy 辐射后 ,共获得 98 株 ,其中 69 株在输液器外壁 ,29 株在内壁。芽孢
形成菌都为 B acill us sp . , 球菌都是 M icrococcus sp . 。这一结果说明了芽孢杆菌和微小球菌具
有较高的辐射抗性。在分离的辐射抗性菌中 ,未见有革兰氏阴性菌、非芽孢杆菌和丝状真菌。
表 1 　分离的辐射抗性微生物的种类
Table 1 　The kinds of radiation resistance microorganism isolated
分离菌种类
kinds of isolated bacteria
外壁 (筛选剂量 15k Gy)
outside (screen dose 15k Gy)
数量 ( %)
number ( %) G
+ G -
内壁 (筛选剂量 10k Gy)
inside (screen dose 10k Gy)
数量 ( %)
number G
+ G -
芽孢菌 61 (88) 61 0 23 (79) 23 0
spore2forming bacteria
球　菌 8 (12) 8 0 6 (21) 6 0
cocci bacteria
总　数 69 (100) 69 0 29 (100) 29 0
total
　　注 : G+ :革兰氏阳性菌 ; G- :革兰氏阴性菌。
Note : G+ : Gram2positive , ; G - : Gram negative.
951　3 期 输液器污染微生物辐射抗性频率分布的研究
213 　分离菌中辐射抗性菌的数量及其抗性分布
从 56 套输液器上分离得到 3032 株污染菌 ,经辐射预处理后获得 98 株具有较高抗性的菌
株 ,约占全部污染菌的 3 % ,表明在一次性输液器上具较高抗性的微生物的比例非常小。这些
分离菌株的 D10值的分布见图 3。分离菌株的 D10值最小为 018k Gy ,最大为 410k Gy ,但集中在
112～116k Gy ,约占分离菌株的 60 %左右 ,而 D10 > 116k Gy 的约占 30 %左右。
另外 ,从表 2 可以看到输液器内外壁分离菌 D10的分布有所不同 ,外壁 D10 > 116k Gy 的占
36 % ,而内壁内占 27 % ;外壁 D10 < 116k Gy 的占了 64 % ,而内壁占了 73 % ;外壁有 3 %的 D10 >
214k Gy 的分离菌 ,其中还有 D10为 410k Gy 的高抗性菌 ,而内壁最高 D10为 214k Gy。
对 D10为 410k Gy 的高抗性分离株研究表明 ,该菌是一种菌落带桔红色的球菌 ,鉴定为
M icrococcus sp . 。其剂量2生存曲线为带有“肩”的生存曲线 (图 4) ,其 D10为 410k Gy 或 D26 (降
低 106 的菌数所需的辐射剂量)为 24k Gy。
图 3 　输液器上分离菌株的 D10值
Fig. 3 　D10 dist ribution of isolates
on infusion sets
图 4 　1 株分离球菌的辐射抗性
Fig. 4 　Radiation resistance of an
isolate (micrococcus)
表 2 　污染菌中分离的辐射抗性菌
Table 2 　Radiation resistance of the bacteria isolated from bioburden
细　菌
bacteria
辐射抗性 D10 radiation resistance D10 (k Gy)
< 112 > 112 ≤116 > 116 ≤210 > 210 ≤214 > 214 ≤218 > 218 ≤410
杆菌 A 3 16 22 19 3 1 0
bacillus B 4 12 5 2 0 0
球菌 A 5 1 1 0 0 1
cocci bacteria B 4 1 1 0 0 0
总数 A 21 (3015) 23 (3313) 20 (2910) 3 (413) 1 (1145) 1 (1145)
total ( %) B 8 (2716) 13 (4418) 6 (2017) 2 (619) 0 (0) 0 (0)
　　3 A :外壁　　B :内壁3 A :outside surface 　　B :inside surface
061 核　农　学　报 14 卷
　　所有污染菌的 D10分布见表 3。根据大致的计算 ,我们将在用 10k Gy、15k Gy 辐射预处理
过滤膜杀死的菌的 D10值都放入 < 112k Gy 范围内。从表 3 可以看到 ,D10 < 112k Gy 约占全部
污染菌的 97172 % ,而 D10 < 116k Gy 的占 9910 % ,只有 1 %菌的 D10超过 116k Gy ,说明了输液
器上的高辐射抗性污染菌较少。
表 3 　所有污染菌辐射抗性的分布频率
Table 3 　The occurrence frequency of radiation resistance D10 of bioburden
合计
total
cfu
　
D10 (k Gy)
< 112 > 112 ≤116 > 116 ≤210 > 210 ≤214 > 214 ≤218 ≤410
A 3 2814 2766 23 20 3 1 1
% 100 98129 01817 01711 01107 01036 01036
B 218 198 13 6 2 0 0
% 100 91128 51963 21752 01917 0 0
A + B 3032 2963 36 26 5 1 1
( %) 100 97172 11187 01858 01165 01033 01033
　　3 A :外壁 ;B :内壁3 A :outside surface 　　B :inside surface
3 　讨 　论
本实验系统地研究了输液上分离的 3032 株污染菌的辐射抗性 ,获得了有较高辐射抗性的
菌 98 株 ,其 D10值在 018～410k Gy 之间 ,约占全部污染菌的 3 % ,说明辐射抗性菌只占极少部
分。
输液器污染菌的辐射抗性分布与目前在 ISO11137 中使用标准抗性分布 SDR ( The stan2
dard Dist ribution of Resistance)相比 ,D10 < 116k Gy 的占 99 % ,比 SDR (89 %) 高 10 % ;而 D10 >
410k Gy 的占 0103 % ,比 SDR (0108 %)低。本研究仅分离了输液器污染菌 ,其它医疗用品上污
染菌的抗性分布还需进一步研究。
在本试验中 ,发现了 1 株高抗性的 M icrococcus sp . 这种菌来源于人的皮肤、头发和衣服 ,
因此为了减少高抗性菌的发生频率 ,降低辐射剂量 ,必须加强对操作人员的卫生教育和管理 ,
同时保持室内空气清洁。
象 Micrococcus 类的辐射高抗性菌 ,在培养基上生长很慢。当污染菌较多时 ,因其生长缓
慢而被其它快速生长的菌落所覆盖 ,很难分离获得高抗性菌 ,因此我们采用了辐射预处理分离
菌 ,将一些抗性低的菌杀死 ,留下较少种类的辐射抗性菌 ,这样可在平板上较容易地分离到高
抗性菌。
参考文献 :
[ 1 ] 　International Atomic Energy Agency. Recommended code of practice for radiation sterilization of medical products. In Radia2
tion Sterilization of Medical Products , IAEA , Vienna , 1967 :423～431
[ 2 ] 　Christensen E A , Kristensen H , Hoborn J , Miller A. Radiation resistance of microorganisms on Unsterilelized Infusion Sets.
APMIS. 1999 ,99 :620～626
[ 3 ] 　Christensen E A , Kristensen H. Radiation resistance of microorganisms from air in clean premises. Acta Path Microbiol Sect
B. 1981 ,89 :293～301
161　3 期 输液器污染微生物辐射抗性频率分布的研究
[4 ] 　Kristensen , H. Isolation of radiation resistant microorganisms from the environment of cobalt260 sources (preliminary re2
sults) . In Experiences in Radiation Sterilization of Medical Products. Proc. Working Group Meeting , Riso . J une 1972.
Teehn. Rep . No. 159. Printed by IAEA , Vienna :43～49
[ 5 ] 　Sanders S W. , Maxcy R B. Patterns of cell division. DNA base compositions and fine structures of some radiation resistant
vegetative bacteria found in food. Appl. Environ. Microbiol. 1979 ,37 :159～168
[ 6 ] 　Nishimura Y. , Ino T. , Iizuka H. Acinebacter radioresistens sp . nov. isolated from cotton and soil. International J System
Bateriology. 1988 ,38 (2) :209～211
[7 ] 　Whitby J L . Radiation resistance of microorganisms compassing the bIoburden of operating room packs. Radia Phy Chem.
1979 ,14 :285～288
[ 8 ] 　Czerniawski E , Stolarezyk L . Attempt to establish the ionizing radiation dose to be used in the sterilization of one2use medical
equipment units , Acta Microbiologica Polonic Ser B. 1974 ,6 (23) :177～183
DISTRIBUTION OF RADIATION RESISTANT MICROORGANISM
AND BIOBURDEN ON INFUSION SET
L U Zhao2xin1 　ZOU Xiao2kui1 　Y. Sato2 　M. Takehisa2
(11 College of Food Science and Technology , Nanjing A gricult ural U niversity , Jiangsu Prov . 　Nanjing , 210095 ;
21 Radia Indust ry Co. , L t d . , 168 Ooyagi Takasaki , Gunma 370 , Japan)
ABSTRACT :Radiation screened 98 isolates from 3032 cf u on 56 inf usion sets were studied for
radiation resistance. The D10 values of these screened isolates were 018 to 410 kGy and mostly
ranged within 112 to 116kGy. The microorganisms with D10 ≤116kGy were about 9910 %of the
total bioburden. All of the screened isolates were gram2positive bacteria , and 84 isolates were
classif ied as Bacillus sp. and 14 isolates were characterized as Micrococcus sp. . One isolate
with D10 of 410kGy ( from D26 = 24kGy) was found outside of the inf usion sets , accounting for
01033 % of the total bioburden. The most resistant bacteria were orange colony and were classi2
f ied as a Micrococcus sp. with broad shoulder.
Key words :infusion set ; radiation resistance ; microorganism
261 Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
2000 ,14 (3) :157～162