环氧乙烷灭菌是一种广泛应用于医疗器械、药品包装等对灭菌要求较高领域的灭菌方法，它主要是利用环氧乙烷的化学活性来实现对微生物的杀灭。

环氧乙烷（C₂H₄O）是一种有机化合物，其分子结构中的环氧结构使其具有很强的化学活性。在灭菌过程中，环氧乙烷能够与微生物的细胞内成分发生化学反应。微生物细胞由多种成分构成，包括蛋白质、核酸（DNA 和 RNA）、脂质等。环氧乙烷可以和这些生物大分子上的活性基团，如氨基（-NH₂）、羧基（-COOH）、羟基（-OH）等进行烷基化反应。

对于蛋白质而言，环氧乙烷会与蛋白质分子中的氨基、羧基或巯基等反应。这种反应会改变蛋白质的化学结构，使蛋白质的肽链发生扭曲、断裂或者交联。就好比是对一个的机械结构进行破坏，蛋白质原本具有的生理功能，如酶的催化功能、受体的识别功能、结构蛋白的支撑功能等都会丧失。而微生物的生命活动需要依靠众多蛋白质的正常功能来维持，当这些蛋白质被环氧乙烷破坏后，微生物的新陈代谢、繁殖等生命活动就无法正常进行。

在核酸方面，环氧乙烷可以和核酸分子上的碱基发生烷基化反应。核酸是遗传信息的载体，DNA 的双螺旋结构和 RNA 的单链结构对于遗传信息的储存和传递至关重要。当环氧乙烷对核酸进行烷基化后，核酸的碱基配对规则被打乱，导致遗传信息的转录和翻译过程出现错误。这就像是对微生物的 “生命密码本” 进行了篡改，微生物无法按照正常的遗传信息进行繁殖和生长，从而达到灭菌的效果。

对于脂质，环氧乙烷也能与其反应。微生物的细胞膜主要由脂质双分子层构成，这层膜起到了分隔细胞内外环境、控制物质进出的作用。环氧乙烷与脂质的反应会破坏细胞膜的完整性，使细胞膜出现孔洞或者变得脆弱。这样一来，细胞内的物质会泄漏，外界的有害物质也能轻易进入细胞，进一步破坏微生物的内环境，加速微生物的死亡。

在实际的环氧乙烷灭菌操作中，通常是将待灭菌的物品放置在密闭的灭菌容器中，充入适量的环氧乙烷气体，在一定的温度、湿度和压力条件下保持一段时间，让环氧乙烷充分地与微生物发生反应，从而实现对物品的灭菌。整个过程需要严格控制环氧乙烷的浓度、温度、湿度和作用时间等参数，以确保灭菌的效果同时又不会对被灭菌的物品造成损害。