醫院藥學/F與Fo值在滅菌中的意義與作用

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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，人們對認識到對滅菌方法的可靠性進行驗證是很必要的。F（或F）值可作用驗證滅菌可靠性的參數。

（一）微生物致死間曲線與D值 人們對微生物死亡的動力學研究表明，其死亡速度屬一級過程，在一定溫度下符合下述方程（1－1式）：

式中N。為原始微生物數，Nt為殘存的微生物t時殘存的微生物。殘存數的對數時間作圖，得一條直線，直線的斜率＝K／2.303，K為速度常數，單位為時間。為了方便起見，引用D，並定義D為一定溫度下殺死被滅菌物品中微生物婁99％所需時間，上式可寫成 根據D的定義，則

因此，D也可定義為降低微生物一個位數（）或一個對數值（如log100降低到log10）所需的時間，如圖46－1所示。D值因微生物的種類、環境、滅菌溫度不同而各異（表46－1）。

（二）Z值 一旦在不同溫度下對特定的微生物的在特定介質或環境中求得D值後，就可用logD值對溫度作圖，在一定溫度範圍內，logD與T呈直線關係，直線的斜率＝logD₂－logD₁／T₂－T₁。

由於此斜率為負值，為避免引入負數，而提出Z值的概念，Z＝T－T₁／logD₂－logD₁，故定義Z值為降低一個logD值需的溫度數，如圖46－2的單位為度，也可以認為Z值是降低微生物數90％所需要的溫度數。表46－2是一些藥物溶液的Z值

圖46－1 logNt與t的關係圖

圖46－2 logD與T關係圖

表46－1 不同滅菌法不同微生物的D值

滅菌方法	微生物	溫度	介質或樣品	D值（min）
蒸氣滅菌	嗜熱脂肪芽孢桿菌	105	5％葡萄糖水溶液	87.8
蒸氣滅菌	嗜熱脂肪芽孢桿菌	121	5％葡萄糖水溶液	2.4
蒸氣滅菌	嗜熱脂肪芽孢桿菌	121	注射用水	3.0
蒸氣滅菌	產芽胞梭狀芽孢桿菌	105	5％葡萄糖水溶液	1.3
乾熱滅菌	枯草芽胞桿菌	135	紙	16.6
紅外線滅菌	枯草芽胞桿菌	160	玻璃板	18秒

表46－2 不同溶液以嗜熱脂肪芽孢村菌測定Z值

溶液	Z值℃
5％葡萄糖水溶液	10．3
注射用水	8．4
5％葡萄糖乳酸鹽林格氏溶液	11．3
PH7磷酸緩衝液	7．6

（三）F值與Fo值

1．F值 F值的數學表達或可表示如下：

△t是測量被滅菌物溫度的時間間隔，一般為0.5－1.0或更小，T是每個△t測量被滅菌的溫度，To是參比溫度（reference temperature）。

按此表達式，F為在一定溫度（T），給Z值所產生的滅菌效力與參比溫度（To）給定Z值所產生的滅菌效果相同時所相當的時間（equivalent time）以分為單位。例如乾熱滅菌的參比溫度用170，消毀大腸桿菌內毒素（endotoxin of E.Coli）的Z值為54℃，則採用250℃乾熱滅菌消毀上述內毒素的F值為750℃分。

根據式（1－1）， 若Nt確定為滅菌效果。同時D＝2.303／K，故也可將在一定溫度（T）下殺死容器中全部微手物所需的時間稱為F值，它等於D值與微生物數降低值的乘積，F值的意義就更明確了。

F＝DT×（log100－log10^－6）

2．Fo值為一定滅菌溫度（T）Z值為121℃，並假設特別耐濕熱的微生物指示劑（嗜熱脂肪芽胞桿菌）的Z值為10℃，則

顯然，Fo值為一定滅菌溫度（T）Z值為10 ℃所產生的滅菌效果力相同時所相當的時間（分）。也就是說Fo是將各種滅菌溫度使微生物的致死力轉換為滅菌物品完全暴露於121℃使微生物致死效力。

滅菌過程中，只需記錄被來菌物的溫度與時間，就可算出Fo，假設如下數據，△t取0.5分。

並假設4.0min以後，維持115℃30 min不變，則

Fo還可以看作P（2）值與微生物的對數降低值的乘積。

Fo＝D₁₂₁×（logNo－logNt）

同樣，Nt為滅菌後希望達到微生物殘存數，一般取10^-6如將含有200個嗜熱脂肪芽胞桿菌的5％葡萄糖水溶液以121℃熱壓滅菌時殺死容器中全部微生物所需要的時間。

Fo值的計算對於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，通過由於包裝材料性能及其他因素影響而使。升溫度各異，而Fo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Fo值產生顯著的影響。同時要求測定滅菌物品內的實際溫度，故用Fo來監測難滅菌效果肯有重要的意義。由於Fo是將不同滅菌溫度折算到相當於121℃濕熱滅菌時的效力，故Fo值可作為滅菌過程的比較參數。

為了使Fo測定準確，先應選擇靈敏度高，重現性好，精密度為0.1的熱電偶，並對熱電偶進行校驗。滅菌時應將熱電偶的探針置於被測物的內部，經滅菌器通向櫃外的濕度記錄儀，有些滅菌記錄儀（digistrip recolder）附有Fo計算器，在滅菌過程中和滅菌後，自動顯示Fo值。

另外，還應考慮一些其他因素對Fo值的影響，有人對溶液粘度，容器充填量及容器在滅菌器內的數量與排布進行了研究。結果發現對Fo均有影響，而以後者影響最大。故要注意滅菌器內各層、四角、中間位置熱分布是否均勻，並進行實際測定，作出合理排布，以便測得Fo值更可靠。

為了確保滅菌效果，還應注意兩個問題，根據Fo＝D121×（logNo－logNt），若N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，應採取各種措施使每個容器的含菌數控制在10以下（即（log10≤1）。其次計算Fo時，應適當考慮增加安全因素，一般增加5％，如規定Fo為8分，則實際操作應控制Fo12分為好。

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