过热水Superheated Water 指在100℃以上并需一定压力才能保持液态的水。
过热水程序 Superheated Steam Process
指在空气加压条件下，以过热水为加热介质持续循环的灭菌程序。这个程序中，加压是为了保持水的液体状态。[同义词：水喷淋、水浸没、水淋、蒸汽-空气-水循环程序]
存活曲线 Survivor Curve
在设定的条件下，微生物存活数随暴露于灭菌剂时间的增加而减少的曲线图。
系统适用性评估 System Suitability Evaluation
证明灭菌系统日常运行受控而定期频繁地进行的各种物理评价（如腔室的完整性或空气的去除）。
温度 Temperature 温度是热能的度量。
热分布 Temperature Distribution
指对腔室中整个装载区域加热介质温度的测试。
最终灭菌 Terminal Sterilization
系指产品在其无菌密封系统中的灭菌。（8）
验证 Validation
一个能够科学地确保生产工艺生产出合格产品的有文件和记录证明的程序。验证的证据应通过验证方案的合理设计并对数据资料进行科学、全面评估获得，这些数据资料最好始于工艺的开发阶段，直至商业化生产。
最难灭菌的装载 Worst-Case Load 系指经确认为最难灭菌的装载方式。它是灭菌程序控制策略及装载特性的函数（如装载数量、装载方式、或去除空气）。对于多孔/坚硬装载而言，最难灭菌的装载未必是最小或者最大装载。
z值 z-value
使D值变更一个对数单位温度需调节的度数。它可用于累计一个灭菌程序在加热和冷却阶段随温度变化的杀灭时间。
3.0灭菌科学
本节阐述灭菌程序的设计、开发和确认所采用的各种科学手段。
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3.1 灭菌模式
实验表明，在恒定的热力灭菌条件下，同一种微生物的死亡遵循一级动力学规则（也叫存活曲线）（9）。微生物死亡速率是微生物的耐热参数D和杀灭时间的函数，它与灭菌程序中微生物的数量无关。存活曲线可以用下面的半对数一级动力模式来表示：
Lg NF=-F(T,z)/DT＋Lg N0 [等式1]
式中： NF F(T,z) DT N0 灭菌F分钟后微生物存活的数量 灭菌程序在确定的温度系数z下的T℃等效灭菌时间 微生物以分钟为单位的T℃耐热参数。说明：该特定温度必须与F值计算中所采用的温度相一致 初始微生物的数量
图3.1-1系生物指示剂的上述半对数存活曲线的图解。
图3.1-1 半对数模型的微生物存活曲线
N0=10N0=10N0=10每个单元中4存活数量(N)N0=10N0=10N0=10N0=10N0=10N0=10N0=10残存数概率区32665杀灭的百分率909999.9DT 为2.5 分 钟 99.9999.99999.999910-1-2N0=10-3N0=10-4NF=N30min=10 -6N0=10N0=10-5-651015202530T℃灭菌时间 FT,Z 值
在图3.1-1中，DT是存活曲线斜率的负倒数；因此，它体现了微生物存活数与灭菌时间（F值）之间的关系。F值是该模式中用以表示湿热灭菌时间的参数。根据定义，F值以参照温度表示，因此，它真实代表了灭菌程序在该灭菌温度下的杀灭时间（T℃等效灭菌时间）。由于常规的灭菌程序一般不会是方形波（即在灭菌程序中，被灭菌品不可能瞬间达到设定的灭菌温度，精确保持此温度，然后瞬间完成冷却），因此，在半对数模式中，需要用z值（温度系数）来计算不同温度下的灭菌率。本文将在3.1.1-3.1.3节中，对这些术语（DT、z、F
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值、L）作详细介绍。
为了将半对数存活曲线科学地应用到灭菌中去，试验必须采用同类菌株，并在恒定的F值（或能计算等效灭菌时间F值）下进行。
半对数模式并不能精确地与所有微生物灭菌试验的结果相吻合；（10）但是迄今为止，并没有发现其他的模式能够与所有微生物灭菌的试验数据完全吻合。一种模式或数学关系式之所以实用，一般应具备三个条件（a）对系统（灭菌程序）有代表性；（b）能预示系统的功能；（c）有一定道理，易于理解和应用。
微生物存活曲线的图示，恰当地以示例方式描述了存活曲线等式（等式1）的应用。可直接用半对数存活曲线模式或用作图方法来分析实验数据，设计灭菌程序。此半对数模式符合上述要求，可用于湿热灭菌实验数据的分析及设计。利用它，可进行双向计算—从微生物灭菌的实验数据的来推算物理参数，从物理参数来计算预期的微生物存活数据。
该模式在灭菌程序设计中的应用将在4.1节中讨论。此模式在灭菌程序生物指示剂验证中的应用将在5.2节中介绍。
3.1.1 耐热参数（DT）
湿热灭菌中，在规定的灭菌条件（如T℃）下，使生物指示剂的数量下降一个对数单位，或杀灭90%所需的时间。DT是图3.1-1中所示存活曲线斜率的负倒数。y轴上一个对数单位的变化表示微生物存活数10倍的变化；因此，DT值是存活曲线微生物变化一个对数单位时，x轴上位移的时间或F值（等效灭菌时间）。
应当注意，严格说来，DT值并不是任何一种微生物的遗传特性。当用一级动力学存活曲线模式来描述生物指示剂对某一灭菌剂的耐受特性时，才获得DT的经验数值。参阅3.2.1节，该节将对可能影响生物指示剂耐热性的各种因素进行讨论。
有二种方法可从存活曲线确定D值：1）直接计数法；2）利用二点数据法（N0及由阴性分数法在其适用的时间范围内计算而得的另一个点）。
3.1.1.1 直接计数法
此法要求在灭菌时，不要将生物指示剂全部杀灭，灭菌后，即对残存的芽孢计数。然后，在半对数曲线上将结果以存活数对灭菌时间（等效暴热时间）作图，再根据曲线的斜率确定DT。DT值即是最佳数据点所组成直线的负倒数。必要时，可通过线性回归分析，来确定最佳曲线的斜率。
微生物残存曲线示例
用图3.1-1的数据，可得到以下生物指示剂（BI）残存曲线的等式： Lg NF = -F(T,z)/DT＋Lg N0 Lg NF = -F/2.5＋Lg106
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还可用此等式来计算灭菌F分钟后，预计的孢子数NF 。如果灭菌时间的物理参数是30分钟，NF为10-6，也就是说，灭菌30分钟后，孢子存活的概率为一百万分之一，计算式如下： Lg NF = -F/2.5+ Lg106 Lg NF = -30/2.5+ Lg106 Lg NF = -12+6 Lg NF = -6 NF = 10-6 也可将此等式重排，根据灭菌后生物指示剂的测得的残存数来计算灭菌时间F（杀灭时间） F = （Lg N0-LgNF）×DT 3 F = （Lg 106-Lg2×10）×2.5分钟 F = （6-3.3）×2.5 F = 6.75分钟
3.1.1.2 阴性分数法
阴性分数法采用N0及额定灭菌时间范围中的一个点组成一条线，由此确定DT值。额定灭菌时间范围是指在灭菌的某个时间区域内，一组平行的试样会呈现两种结果的区域，即一些为阳性结果，另一些为阴性结果。有两个主要的方法可用以分析阴性分数法的数据，以确定残存曲线二点的NF值：
? Holcomb-Spearman-Karber法。在此方法中，将额定灭菌时间范围所有的数据通过
加权平均法合并起来，得到与每个生物指示剂NF平均存活数为0.56相对应的平均时间（11，12，13）
? Stumbo-Murphy-Cochran法（14）。此法要用Halvorson-Ziegler的最大可能数法（15）
对额定灭菌时间区域中的每个数据逐个分析，来确定每一组数据的NF，然后确定DT值。再对这些DT值求平均值，以确定测试的DT值。 Holcomb-Spearman-Karber法能够计算DT值可信度的范围，供评估试验数据的质量和可靠性参考。
需要特别注意的是，应用统计学方法计算DT值时，需严格遵循统计分析的规则。试验中采用的生物指示剂应是平行试样，且必须来自同一生物指示剂的批号。如果是企业自己制备试样，则试样应该取自同一批生物指示剂的悬浮液，且制备方式完全相同。试验中的培养计数步骤应完全一致。唯一的变量只是蒸汽灭菌的时间。
此外，对每组某一灭菌时间平行试验的样品而言，试验必须保证每个试样的灭菌时间相似。通常用耐热性测试仪在实验室中完成此试验。当样品不是实际的平行试样时，不宜采用这类测试方法。例如，当生物指示剂分布在整个灭菌腔室时，不应当用这些方法来评价生产用灭菌器中BI的杀灭情况。在此种情况下，因整个灭菌器中灭菌率的均一性难以保证，因此，不能将这些生物指示剂试样看成平行样品。
在DT值测试中，保证每个灭菌试验条件的一致性是至关重要的。一个正常运行的耐热性测试仪是实现一致性理想的机械装置，因为它可以产生近似于脉冲的方形波，加热和冷却时间极短（见图3.1.1.2-1）。
图3.1.1.2-1 耐热性测试仪的典型温度曲线
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130温度℃1251201151101051009590121℃时间(分钟)
在以下情况下，通常有必要测试DT值：
? 按产品特性设计灭菌程序需要确定产品分离菌的耐热特性时（产品分离菌通过热休
克8获得）；
? 评价处方变更对耐热性的影响时；
? 在常规生产中，需要确定从生产环境分离出耐热菌的耐热特性时；
? 当需要确定作为生物指示剂用的直接接种到物料或产品中的耐热孢子的D值时。
3.1.2 温度系数（z值）
孢子耐热性随温度变化而变化的特性可用z来表示。z值是DT值变更一个对数单位时，温度需调节的度数。它类似于半对数模式中的温度系数。在比较不同温度下对孢子的灭菌率时，需要用z来计算F值。
例如，生物指示剂挑战系统的z=8℃，即温度每变化8℃，DT值将会改变一个对数单位。如果生物指示剂挑战系统的D121℃为1.6分钟，那么D129℃即为0.16分钟，D113℃为16.0分钟。温差的正确测量单位是开氏温度，在任何情况下，开氏（Kelvin）温度变化1℃与摄氏（Celsius）温度变化1℃是完全一致的。为了简化起见，本文将全文采用摄氏温度。
湿热灭菌通常总设定在一个小的温度范围以内，例如110-135℃之间，因此，在实际使用中，通常将经验测试值z看作一个常量（16）。常规灭菌程序设计和评估中z取10℃或18°F。在对比平衡灭菌赋予产品的物理杀灭时间和生物杀灭时间F值的试验中，必须使用实际的生物指示剂的z值来计算物理杀灭时间FT。
z值可由几种方法确定；然而，采用得最多的方法还是通过D值的测试来确定z值。在不同温度下测得一组D值，取对数，然后以y轴为D， x轴为温度作图。将数据点连成一条直线。z值是D值改变一个对数单位所对应温度变化的度数，例如由2.0分钟变为0.2分钟，或者由0.3分钟变为3.0分钟。与D值类似，z值是此直线斜率的负倒数，参见耐热性曲线（图3.1.2-1）。（17）在应用z值时，要根据预期的用途，采用摄氏温度（开氏）或华氏温度（Fahrenheit）来表述，并考虑好温度的数值范围。 8
译注：指80-100℃下加热10-15分钟，指南后文中有说明。
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