滅菌是細(xì)胞生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的基石。如果沒有經(jīng)過消毒的實(shí)驗(yàn)室儀器，大多數(shù)生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室將無法進(jìn)行任何涉及培養(yǎng)活細(xì)胞的工作。雖然許多實(shí)驗(yàn)室樂于與無菌建立非正式的關(guān)系，但低估擁有無菌實(shí)驗(yàn)室儀器的影響極為罕見。盡管如此，滅菌通常被歸為初級實(shí)驗(yàn)室人員的一項(xiàng)重要的苦差事，就像清潔玻璃器皿一樣。
一個薄弱的器械滅菌過程可能導(dǎo)致比完全缺乏滅菌設(shè)施更大的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)實(shí)驗(yàn)室使用消毒不良的設(shè)備時， 實(shí)驗(yàn)很容易受到污染，導(dǎo)致因產(chǎn)生無法使用或異常結(jié)果而蒙受損失。在某些情況下，受污染的設(shè)備會污染其他儀器或硬件，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室經(jīng)歷多點(diǎn)實(shí)驗(yàn)失敗，這些失敗可能難以隔離和補(bǔ)救。要避免這些滅菌不充分的陷阱，需要以嚴(yán)格且以結(jié)果為導(dǎo)向的方法來觀察無菌情況——許多實(shí)驗(yàn)室可以從采用這種做法中受益。
對于任何進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)工作的實(shí)驗(yàn)室來說，滅菌都是極其重要的，以至于可以毫不夸張地說，涉及細(xì)胞培養(yǎng)的所有實(shí)驗(yàn)室儀器都必須進(jìn)行滅菌。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都有大量硬件，即使他們進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，也不會直接參與細(xì)胞培養(yǎng)工作。重要的是，即使是不參與細(xì)胞培養(yǎng)的設(shè)備也可以從滅菌中受益——假設(shè)實(shí)驗(yàn)室可以承擔(dān)滅菌成本。
例如，常規(guī)進(jìn)行基因測序或 PCR 的實(shí)驗(yàn)室可能會發(fā)現(xiàn)對執(zhí)行分子生物學(xué)工作所必需的移液器和熱循環(huán)儀進(jìn)行消毒是一個困難的經(jīng)濟(jì)提議。因?yàn)檫@些設(shè)備不參與細(xì)胞培養(yǎng)，不完全無菌的后果是微不足道的——或者說基本原理是這樣的。至關(guān)重要的是，這個理由是不正確的。
雖然這些儀器上的生物污染確實(shí)不會導(dǎo)致非常昂貴的細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)在暴露于錯誤微生物后死亡，但即使是離體實(shí)驗(yàn)也可能會因錯誤暴露于生物材料而破壞其結(jié)果。
即使對于從未直接暴露于任何生物材料的實(shí)驗(yàn)室硬件，滅菌也是一項(xiàng)重要的預(yù)防措施。例如，通過對生物安全柜內(nèi)部進(jìn)行消毒，實(shí)驗(yàn)室可以確保其實(shí)驗(yàn)的工作空間不會成為污染源。同樣，對玻璃器皿進(jìn)行消毒可確保它可以與敏感實(shí)驗(yàn)相鄰使用，而不必?fù)?dān)心破壞結(jié)果。
然而，并非所有實(shí)驗(yàn)室都有足夠的資金來對所有可能受益的東西進(jìn)行消毒。滅菌通常是昂貴的，因此大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室最終會優(yōu)先對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行滅菌，同時允許遠(yuǎn)離細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)域的其他儀器進(jìn)行未滅菌。因此，對滅菌資源進(jìn)行分類是實(shí)驗(yàn)室工作人員養(yǎng)成的一個好習(xí)慣，因?yàn)槿绻麑?shí)驗(yàn)室中的大多數(shù)其他設(shè)備沒有依次滅菌，那么未經(jīng)滅菌就無法使用的硬件幾乎沒有用處。
滅菌過程有幾個不同的階段，每個階段都需要實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不同的空間。滅菌過程的空間復(fù)雜性取決于實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行研究、臨床工作還是制造。制造和臨床工作比研究工作具有更高的無菌標(biāo)準(zhǔn)，因此滅菌空間的分離和復(fù)雜程度更加明顯。簡而言之，滅菌過程所需的三個空間是：
去污區(qū)
包裝區(qū)
殺菌區(qū)
每個空間都有不同的用途，對應(yīng)于它負(fù)責(zé)容納的滅菌過程的階段。去污區(qū)是建立無菌基礎(chǔ)的地方，通過使用粗略的方法（如用非無菌水或清潔化學(xué)品進(jìn)行清洗）盡可能多地去除污染物。
因?yàn)槿ノ弁且患鑱y的事情，所以大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室更喜歡在主實(shí)驗(yàn)室工作間之外有一個去污空間。去污的目的是從被消毒的儀器或設(shè)備上去除所有可見的污染。這可能包括從污垢團(tuán)塊到結(jié)塊清潔化學(xué)品的任何東西。重要的是，去污過程不能留下任何在過程開始之前不存在的東西。因此，大多數(shù)去污過程都是通過用水清洗設(shè)備來結(jié)束的。
去污后，實(shí)驗(yàn)室必須對要去污的設(shè)備進(jìn)行包裝，使硬件的功能表面可以暴露在消毒器中，但不能暴露在外部空氣或任何其他可能導(dǎo)致新污染的環(huán)境中。
例如，要在高壓滅菌器中使用熱蒸汽對桶的內(nèi)部進(jìn)行消毒，需要通過將一塊錫箔松散地放在桶口頂部并用膠帶將其固定在兩側(cè)來“包裝”桶. 因此，當(dāng)高壓滅菌器中的熱蒸汽對桶進(jìn)行消毒時，蒸汽可以在錫箔下方流動，對桶的功能表面（容納液體的內(nèi)部）進(jìn)行消毒，然后流出。因?yàn)殄a箔是用膠帶固定在桶上的，所以即使桶從高壓滅菌器中取出，桶的功能表面也將保持免受露天和無菌狀態(tài)的影響。然而，對于處理臨床材料或制造藥物的實(shí)驗(yàn)室來說，無菌包裝的標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡單的錫紙桶方案。
滅菌區(qū)是滅菌過程的核心。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的方式，滅菌區(qū)可以使用幾種不同的滅菌方法中的一種。這些方法可以包括熱蒸汽和壓力，例如在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室高壓釜中，或者更奇特的方法，例如伽馬射線照射。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都堅(jiān)持使用其設(shè)施中可用的任何滅菌方法，這意味著絕大多數(shù)時間都使用高壓滅菌器。然而，對于涉及藥品或醫(yī)療器械制造的實(shí)驗(yàn)室，輻照更為常見。
滅菌運(yùn)行完成后，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都有幾種方法之一來驗(yàn)證他們的設(shè)備是否真正完全滅菌，而不僅僅是部分滅菌。最簡單的驗(yàn)證方法是不起眼的高壓滅菌膠帶。雖然它僅適用于在高壓滅菌器的情況下驗(yàn)證滅菌，但高壓滅菌器膠帶是有效的，因?yàn)楫?dāng)它暴露在滅菌條件下達(dá)到保證完全滅菌所需的時間時，它會改變顏色。因此，許多實(shí)驗(yàn)室在滅菌過程中大量使用高壓滅菌膠帶。
更復(fù)雜的滅菌驗(yàn)證需要細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。在典型的滅菌驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，活細(xì)菌培養(yǎng)物的樣本通過實(shí)驗(yàn)室使用的滅菌過程，然后對培養(yǎng)物的容器進(jìn)行擦拭以獲取存活的細(xì)胞。然后將拭子培養(yǎng)幾天并觀察新的細(xì)胞集落。如果沒有菌落生長，則滅菌過程成功。
在實(shí)驗(yàn)室能夠成功地對相關(guān)的細(xì)胞培養(yǎng)硬件進(jìn)行消毒之前，他們需要準(zhǔn)備好合適的用品。跟蹤滅菌過程所需的大量試劑、清潔劑和一次性用品可能非常困難，尤其是對于沒有長期無菌技術(shù)或無菌制造歷史的實(shí)驗(yàn)室而言。對于從高壓滅菌膠帶到去污階段清潔解決方案的所有內(nèi)容，與經(jīng)驗(yàn)豐富的供應(yīng)商合作是支持成功滅菌和實(shí)驗(yàn)的主要因素。值得慶幸的是，對于剛剛起步的實(shí)驗(yàn)室來說，這樣的供應(yīng)商觸手可及——只需一個電話即可開始與他們合作。
