快放假过年了，积攒了“一年多的样本”该处理了，在操作高温高压灭菌时，发现一个有趣的问题，操作规程上面写到121℃/30 min。你们想过没有，为什么是121而不是120℃？这背后有着多方面的原因。
1.早期设备的限制
高压灭菌器问世于1879年，当时并没有像现在这样精确的温度传感器，而是通过压力表来控制灭菌过程。灭菌的条件用的是压力单位，一般国内用1kg/cm²表示，相当于1个标准大气压（1bar =1kg/cm²=0.1MPa = 14.5psi）。当时常用的高压灭菌条件指的是2个大气压（压力差1个大气压）下水的沸点值，这个值接近121℃但略低于121℃。这是基于当时的设备技术水平所确定的一种相对稳定且有效的灭菌条件 。
美国在灭菌时使用的温度是250℉。由于美国在当时的科学研究和工业生产等方面具有一定的影响力，并且华氏温度下250这个数字可能被认为是一个寓意非常好的整数。按照华氏度和摄氏度的换算公式，250°F = 121.1℃，这也促使了121℃这个温度在国际上被广泛采用作为高压蒸汽灭菌的标准温度之一 。
2.微生物杀灭效果
高压蒸汽灭菌的原理是利用具有适当压力和温度的饱和水蒸气对物料或设备进行灭菌。蒸汽冷凝时释放出大量潜热并具有强大穿透力，在高温和有水存在时，微生物细胞中的蛋白质、酶和核酸分子内部的化学键（特别是氢键）极易受到破坏，引起不可逆变性，致使微生物在短时间内因代谢障碍而死亡。121℃的高温足以破坏绝大多数微生物的细胞结构和生物分子，在15-30min的时间内，可以实现对常见细菌、真菌、病毒等微生物的有效杀灭，达到灭菌的目的 。
虽然2002年，Kashefi和Lovley在Science上发文，发现从东太平洋海底黑烟囱中筛选到的一株古菌能在85-121℃下生长，在121℃下的代时为24小时，在130℃下灭菌2小时，然后转到103℃条件，菌株仍能继续生长。但这只是在极端环境下发现的特殊微生物，在常规的生物环境中，121℃的高压蒸汽灭菌能够满足对微生物的控制要求 。
3.热效率与穿透力
热蒸汽比热空气穿透力更强。在高压下的121℃蒸汽能够深入到被灭菌物体的内部，确保物体内部的微生物也能被有效杀灭。例如在对一些医疗器械或者生物样本的灭菌中，如果穿透力不足，可能会导致内部的微生物残留，从而影响灭菌效果。而121℃的蒸汽能够很好地解决这个问题，它能够在较短的时间内使被灭菌物体内外温度均匀上升，保证灭菌的彻底性 。
热蒸汽对细胞成分如蛋白质的破坏作用更强。121℃的高温下，蛋白质等生物大分子的变性速度较快，进一步增强了灭菌效果。同时，蒸汽存在潜热，当气体转变成液体时可放出大量热量。这使得121℃的蒸汽在灭菌过程中能够释放出更多的能量来破坏微生物的结构，相比其他温度条件，在灭菌效率上更具优势 。
4.对灭菌物品的影响
需要灭菌的物品往往只能承受一定的温度，对于很多物品来说，121℃左右是一个比较合适的温度。高于这个温度可能会破坏物品的组织成分。例如在食品灭菌中，大多数食品选择121℃经过20分钟以上来达到灭菌目的以便于长期保存。但如果温度过高，会影响产品的营养和风味。像牛奶杀菌使用巴氏杀菌，温度只有80多度，因为这个温度是对牛奶产品影响最小且达到杀菌效果最好的一个选择。不同的产品对温度的承受和要求是不一样的，121℃在保证灭菌效果的同时，对很多物品的损害相对较小，能够在灭菌和物品保护之间达到较好的平衡 。
在实验室中，很多生物样本、培养基等也适合在121℃下进行灭菌。如果温度过高，可能会改变培养基的营养成分或者破坏生物样本的结构，影响后续的实验结果。121℃能够在保证灭菌的前提下，尽可能地减少对这些物品的不良影响。
5.操作的标准化与便利性
121℃作为高压蒸汽灭菌的常用温度已经被广泛认可并形成了标准操作流程。在全球范围内，无论是科研人员、医护人员还是工厂的操作人员，都熟悉这个温度下的灭菌操作。
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