藥品滅菌F0值計算

、F值與F0值

    近年來對滅菌過程無菌檢驗中存在的問題引起人們的注意。一方面滅菌溫度多系測量滅菌器內的溫度不是滅菌物體內的溫度，同時無菌檢驗方法也存在局限性，在檢品存在微量的微生物時，往往難以用現行的無菌檢驗法檢出。因此，對滅菌方法的可靠性進行驗證是很必要的。F與F₀值可作用驗證滅菌可靠性的參數。

    1．D值
研究表明微生物受高溫殺滅時，在一定溫度范圍內其死亡速度屬一級過程，即：

式中N。為原始微生物數，N_t為t時殘存的微生物數，k為死亡速度常數。lgN_t對t作圖，得一條直線，直線的斜率為

 令斜率的負倒數為D值，即：

由式6-3可知，當lgN_t- lgN₀=1時 D=t，即D的物理意義為一定溫度下將微生物殺滅90％（即使之下降一個對數單位）所需時間。D值是微生物的耐熱參數，不同微生物在不同條件下有不同的D值，如表6-4所示。

                    表6-4    不同滅菌方法不同微生物的D值

2．Z值

隨溫度升高，微生物死亡速度加速，即k增加，因而D值下降，在一定溫度范圍內（100~138°C）lgD與溫度T呈直線關系，直線的斜率

由于此斜率為負值，為避免引入負數，令：

故Z值為降低一個lgD值需升高的溫度數，即滅菌時間減少至原來1/10所需要升高的溫度。如Z=10°C，則滅菌時間減少至原來1/10，而滅菌效果保持不變需要升高的的溫度為10°C。表6-5是一些藥物溶液的Z值。式6-4也可表示為：

    設Z=10°C，T₁=110°C，T₂=121°C，則D₂=0.079D₁。即110°C 1 min與121°C 0.079 min的滅菌效果相當。

    若Z=10°C，滅菌溫度每升高一度，則D₂=0.794D₁，即溫度每升高一度，達到相同的滅菌效率的滅菌時間將減少20.6%。

    表6-5  不同溶液中測定的嗜熱脂肪芽孢桿菌的Z值                

    3．F值與F₀值

（1）F值   F值的數學表達或可表示如下：

式中t是測量被滅菌物品溫度的時間間隔，一般為0.5~1.0 min或更小，T是每個△t測量被滅菌物品的溫度，T_o是參比溫度。由此表達式，F為在一定溫度（T）下給定Z值所產生的滅菌效力與T_o給定Z值所產生的滅菌效率相同時所相當的時間，以min為單位。F值常用于干熱滅菌，例如干熱滅菌的參比溫度用170℃，消毀大腸桿菌內毒素的Z值為54℃，則采用250℃干熱滅菌消毀上述內毒素的F值為750 min。
    根據式（6-2）及（6-3），則：

若N_t確定為滅菌效果（國際標準為10^—6，即滅菌后微生物的存活概率不得大于百萬分之一），也可將在一定溫度（T）下殺死容器中全部微生物所需的時間稱為F值，即式（6-8），它等于D值與微生物數降低值的乘積，F值的意義就更明確了。

               F＝D_T×（lg N₀－lg 10^－6）                          6 – 8
(2) F₀值    在濕熱滅菌中，參比溫度規定為121℃，以嗜熱脂肪芽孢桿菌為生物指示劑的Z值為10℃，則與F值類似：

即F₀值為一定滅菌溫度（T）下Z值為10 ℃所產生的滅菌效率與121℃、Z值為10 ℃所產生的滅菌效率相同時所相當的時間（min）。也就是說F₀是將各種滅菌溫度的滅菌效果轉換為121℃滅菌的等效值。目前F₀用于熱壓滅菌。一般要求一個滅菌程序（加熱及冷卻過程）的F₀大于8，遇熱極敏感的的產品，可允許F₀小于8，但必須采取措施確保產品無菌，除使用生物指示劑進行驗證外，還必須連續、嚴格的對微生物進行監控。

滅菌過程中，只需記錄被滅菌物品的溫度與時間，就可算出F₀。假設表6-6的滅菌程

序，8 min從100℃升至115℃，恒溫30 min，然后同樣以8 min降溫至100℃，△t取1 min，按表6-6數據 及式6-9計算該滅菌程序的F₀值 如下：

                    表6-6  滅菌過程中不同時間的溫度

     結果表明，上述滅菌程序46 min的滅菌效果與121℃，8.40 min的滅菌效果相當。 與式6-8類似，F₀值可看作是D₁₂₁值與微生物數降低值的乘積，即：

       F₀＝D₁₂₁×（lgN_o－lgN_t）                                     6---10

同樣，N_t為滅菌后希望達到微生物殘存數。如將含有200個嗜熱脂肪芽胞桿菌的5％葡萄糖水溶液以121℃熱壓滅菌時，D為2.4 min，N_t值為10^—6，則：

           F₀＝2.4 ×（lg 200－lg 10^—6）=19.92 (min)

因此，可以認為F₀相當于以121℃熱壓滅菌時，殺死容器中全部微生物所需要的時間。           

4．影響F值與F₀值的因素

F₀值的計算對于驗證滅菌效果極為有用，當產品以121℃濕熱滅菌時，滅菌器內的溫

度雖能迅速升到121℃，而被菌物品內部則不然，由于包裝材料熱傳導、滅菌物品的數量、擺放位置及其他因素影響使滅菌器內各處溫度不均勻。而從式6-9看出，F₀將隨著產品溫度（T）變化而呈指數的變化，故溫度即使很小的差別（如0.1~1℃）將對F₀值產生顯著的影響，同時F₀值要求測定滅菌物品內的實際溫度，故用F₀來監測滅菌效果具有重要的意義。為了使F₀測定準確，需要研究影響F₀值的因素：

   （1）溫度  由于溫度的微小差別將使F₀值發生顯著的變化，因此首先應保證溫度測量的準確性。應選擇靈敏度高，重現性好，精密度為0.1的熱電偶，并對熱電偶進行校驗。其次滅菌時應將熱電偶的探針置于被測物的內部。有些滅菌記錄儀附有F₀計算器，溫度探頭經滅菌器通向柜外的溫度記錄儀，在滅菌過程中和滅菌后，自動顯示F₀值。

   （2）滅菌物品在滅菌器內的數量與排布  要注意滅菌器內各層、四角、中間位置熱分布是否均勻，并進行實際測定，作出合理排布，同時滅菌物品不能擠得太滿，應留有空間，使各處溫度分布均勻，測得F₀值更可靠。

（2） 滅菌產品溶液粘度及容器充填量。

（3）     滅菌產品微生物污染數  為了確保滅菌效果，根據F₀＝D₁₂₁×（lgN_o－lgN_t），若N₀越大，即被滅菌物中微生物越多，則滅菌時間越長，故生產過程中應盡量減少微生物的污染，應采取各種措施使每個容器的含菌數控制在10以下（lg 10=1）。

    另外，計算F₀時，應適當考慮增加安全因素，一般增加50％，如規定F₀為8 min，則實際操作應控制到12 min為好。