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值是指在一定温度下,杀灭90%微生物(或残存率为10%)所需的灭菌时间。在一定灭菌条件下,不同微生物具有不同的D值;同一微生物在不同灭菌条件下,D值亦不相同。因此D值随微生物的种类、环境和灭菌温度变化而异。
Z值是指灭菌时间减少到原来的1/10所需升高的温度或在相同灭菌时间内,杀灭99%的微生物所需提高的温度。
F值为在一定温度(T)下,给定Z值所产生的灭菌效果与在参比温度(T0)下给定Z值所产生的灭菌效果相同时,所相当的灭菌时间,以min为单位。F值常用于干热灭菌。F值的数学表达式如下:式中,At为测量被灭菌物温度的时间间隔,〜1min,T为每个时间间隔At所测得被灭菌物温度,T0为参比温度。
F0值为一定灭菌温度(T)下,Z为10°C时所产生的灭菌效果与121°C,Z值为10°C所产生的灭菌效果相同时所相当的时间(min)。也就是说,不管温度如何变化,t分钟内的灭菌效果相当于在121C下灭菌F0分钟的效果。在湿热灭菌时,参比温度定为121°C,以嗜热脂肪芽抱杆菌作为微生物指示菌,该菌在121C时,Z值为10C。贝I」:显然,即把各温度下灭菌效果都转化成121C下灭菌的等效值。因此称F0为标准灭菌时间(min)。F0目前仅应用于热压灭菌。
F与Fo值在灭菌中的意义与作用
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。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/,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99%所需时间。医学教育网搜集整理
因此,D也可定义为降低微生物一个十位数()或一个对数值(如loglOO降低到1oglO)所需的时间。D值因微生物的种类、环境、灭菌温度不同而各异(表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=1ogD2-1ogD1/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—T1/1ogD2-logDl,故定义Z值为降低一个logD值需的温度数,如单位为度,也可以认为Z值是降低微生物数90%所需要的温度数。表2是一些药物溶液的Z值
表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
嗜热脂肪芽抱杆菌
105
5%葡萄糖水溶液
蒸气灭菌
嗜热脂肪芽抱杆菌
121
5%葡萄糖水溶液
蒸气灭菌
嗜热脂肪芽抱杆菌
121
注射用水
蒸气灭菌
产芽胞梭状芽抱杆菌
105
5%葡萄糖水溶液
干热灭菌
枯草芽胞杆菌
135
纸
红外线灭菌
枯草芽胞杆菌
160
玻璃板
18秒
表2不同溶液以嗜热脂肪芽抱村菌测定Z值
溶液
Z值。C
5%葡萄糖水溶液
注射用水
5%葡萄糖乳酸盐林格氏溶液
PH7磷酸缓冲液
(三)F值与Fo值
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,—,T是每个At测量被灭菌的温度,To是参比温度。医学教育网搜集整理
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(equivalenttime)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***()的Z值为54°C,则采用250°C干热灭菌消毁上述内***的F值为750°C分。
根据式(1—1),若Nt确定为灭菌效果。同时D=,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。医学教育网搜集整理
F=DTx(loglOO—loglO—6)
Fo值为一定灭菌温度(T)Z值为121°C,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°C,则
显然,Fo值为一定灭菌温度(T)Z值为10C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121C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,
分。
时间
(min)
0
温度(°C)
100
102
104
106
108
110
115
114
115
,维持115°C30min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=D121x(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°C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121C湿热灭菌时,灭菌器内的温度虽能迅速升到121°C,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(-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121C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,,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(
digistriprecolder)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=D121x(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(loglOO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。