医院药学/F与Fo值在灭菌中的意义与作用

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近年来对灭菌过程无菌检验中存在的问题引起人们的注意。一方面灭菌温度多系测量灭菌器内的温度不是灭菌物体内的温度，同时无菌检验方法也在局限性。在检品存在微量的微生物时，往往难以用现行的无菌检验法检出。因此，人们对认识到对灭菌方法的可靠性进行验证是很必要的。F（或F）值可作用验证灭菌可靠性的参数。

（一）微生物致死间曲线与D值人们对微生物死亡的动力学研究表明，其死亡速度属一级过程，在一定温度下符合下述方程（1－1式）：

式中N。为原始微生物数，Nt为残存的微生物t时残存的微生物。残存数的对数时间作图，得一条直线，直线的斜率＝K／2.303，K为速度常数，单位为时间。为了方便起见，引用D，并定义D为一定温度下杀死被灭菌物品中微生物娄99％所需时间，上式可写成根据D的定义，则

因此，D也可定义为降低微生物一个位数（）或一个对数值（如log100降低到log10）所需的时间，如图46－1所示。D值因微生物的种类、环境、灭菌温度不同而各异（表46－1）。

（二）Z值一旦在不同温度下对特定的微生物的在特定介质或环境中求得D值后，就可用logD值对温度作图，在一定温度范围内，logD与T呈直线关系，直线的斜率＝logD₂－logD₁／T₂－T₁。

由于此斜率为负值，为避免引入负数，而提出Z值的概念，Z＝T－T₁／logD₂－logD₁，故定义Z值为降低一个logD值需的温度数，如图46－2的单位为度，也可以认为Z值是降低微生物数90％所需要的温度数。表46－2是一些药物溶液的Z值

图46－1 logNt与t的关系图

图46－2 logD与T关系图

表46－1 不同灭菌法不同微生物的D值

灭菌方法	微生物	温度	介质或样品	D值（min）
蒸气灭菌	嗜热脂肪芽孢杆菌	105	5％葡萄糖水溶液	87.8
蒸气灭菌	嗜热脂肪芽孢杆菌	121	5％葡萄糖水溶液	2.4
蒸气灭菌	嗜热脂肪芽孢杆菌	121	注射用水	3.0
蒸气灭菌	产芽胞梭状芽孢杆菌	105	5％葡萄糖水溶液	1.3
干热灭菌	枯草芽胞杆菌	135	纸	16.6
红外线灭菌	枯草芽胞杆菌	160	玻璃板	18秒

表46－2 不同溶液以嗜热脂肪芽孢村菌测定Z值

溶液	Z值℃
5％葡萄糖水溶液	10．3
注射用水	8．4
5％葡萄糖乳酸盐林格氏溶液	11．3
PH7磷酸缓冲液	7．6

（三）F值与Fo值

1．F值 F值的数学表达或可表示如下：

△t是测量被灭菌物温度的时间间隔，一般为0.5－1.0或更小，T是每个△t测量被灭菌的温度，To是参比温度（reference temperature）。

按此表达式，F为在一定温度（T），给Z值所产生的灭菌效力与参比温度（To）给定Z值所产生的灭菌效果相同时所相当的时间（equivalent time）以分为单位。例如干热灭菌的参比温度用170，消毁大肠杆菌内毒素（endotoxin of E.Coli）的Z值为54℃，则采用250℃干热灭菌消毁上述内毒素的F值为750℃分。

根据式（1－1），若Nt确定为灭菌效果。同时D＝2.303／K，故也可将在一定温度（T）下杀死容器中全部微手物所需的时间称为F值，它等于D值与微生物数降低值的乘积，F值的意义就更明确了。

F＝DT×（log100－log10^－6）

2．Fo值为一定灭菌温度（T）Z值为121℃，并假设特别耐湿热的微生物指示剂（嗜热脂肪芽胞杆菌）的Z值为10℃，则

显然，Fo值为一定灭菌温度（T）Z值为10 ℃所产生的灭菌效果力相同时所相当的时间（分）。也就是说Fo是将各种灭菌温度使微生物的致死力转换为灭菌物品完全暴露于121℃使微生物致死效力。

灭菌过程中，只需记录被来菌物的温度与时间，就可算出Fo，假设如下数据，△t取0.5分。

时间(min)	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
温度(℃)	100	102	104	106	108	110	115	114	115

并假设4.0min以后，维持115℃30 min不变，则

Fo还可以看作P（2）值与微生物的对数降低值的乘积。

Fo＝D₁₂₁×（logNo－logNt）

同样，Nt为灭菌后希望达到微生物残存数，一般取10^-6如将含有200个嗜热脂肪芽胞杆菌的5％葡萄糖水溶液以121℃热压灭菌时杀死容器中全部微生物所需要的时间。

Fo值的计算对于验证灭菌效果极为有用，当产品以121℃湿热灭菌时，灭菌器内的温度虽能迅速升到121℃，而被菌物品内部则不然，通过由于包装材料性能及其他因素影响而使。升温度各异，而Fo将随着产品温度（T）变化而呈指数的变化。故温度即使很小的差别（如0.1-1）,将对Fo值产生显著的影响。同时要求测定灭菌物品内的实际温度，故用Fo来监测难灭菌效果肯有重要的意义。由于Fo是将不同灭菌温度折算到相当于121℃湿热灭菌时的效力，故Fo值可作为灭菌过程的比较参数。

为了使Fo测定准确，先应选择灵敏度高，重现性好，精密度为0.1的热电偶，并对热电偶进行校验。灭菌时应将热电偶的探针置于被测物的内部，经灭菌器通向柜外的湿度记录仪，有些灭菌记录仪（digistrip recolder）附有Fo计算器，在灭菌过程中和灭菌后，自动显示Fo值。

另外，还应考虑一些其他因素对Fo值的影响，有人对溶液粘度，容器充填量及容器在灭菌器内的数量与排布进行了研究。结果发现对Fo均有影响，而以后者影响最大。故要注意灭菌器内各层、四角、中间位置热分布是否均匀，并进行实际测定，作出合理排布，以便测得Fo值更可靠。

为了确保灭菌效果，还应注意两个问题，根据Fo＝D121×（logNo－logNt），若N越大，即被灭菌物中微生物越多，则灭菌时间越长，故生产过程中应尽量减少微生物的污染，应采取各种措施使每个容器的含菌数控制在10以下（即（log10≤1）。其次计算Fo时，应适当考虑增加安全因素，一般增加5％，如规定Fo为8分，则实际操作应控制Fo12分为好。