滅菌理論深度解讀

濕熱滅菌的原理是使微生物的蛋白質和核算變性導致微生物死亡。

濕熱滅菌分為過度殺滅法和殘存概率法。

? 過度殺滅法:被滅菌物品獲得F0值至少為12分鐘的滅菌程序。

注意這個定義里面包含一個假設條件,即物品初始含菌量小于等于1000000,并且微生物D值小于等于1。這就是GMP附錄1第五十八條要求制藥企業監測滅菌前產品生物負荷的原因。

歐盟對過度殺滅法的定義是:121攝氏度下濕熱滅菌15分鐘。

??殘存概率法:不耐熱物品考慮使用殘存概率法滅菌程序,需研究物品生物負荷和耐熱性來設計滅菌程序,保證PNSU小于0.000001。

PNSU(probability of non-sterile unit),翻譯為非無菌單元概率。

注意這個定義是概率,而不是數值。千萬不能簡單的理解成生產一百萬瓶無菌制劑可以允許一瓶染菌。否則你會死的很慘。

濕熱滅菌的理論基礎:單位時間內被殺滅的微生物數正比于t0時原有的數目。

D值:在一定溫度下將微生物滅菌90%(即下降一個對數單位)所需的時間。

D值表示時間,單位一般用min。

D值是微生物的耐熱參數,不同的微生物的D值不同。

D值越大,微生物越耐熱。

相同微生物在不同溫度下的D值不同。

相同微生物在不同溶液中、不同溫度下的D值也不同。

從下圖可以看出,溫度越高,直線越陡,下降一個對數單位所需時間越短,即D值越小。

Z值:滅菌溫度系數,系指使某一種微生物的D值變化一個對數單位,滅菌溫度應升高或下降的度數。

Z值表示溫度變化,單位一般用攝氏度。

Z值越大,微生物對溫度變化的敏感性越弱。

Z值的作用是轉換計算不同溫度下的殺滅微生物的效果。

Z值可以通過耐熱性曲線法實驗數據計算得到,Z值是耐熱性曲線斜率的負倒數。

F0值:Z值10℃時,一定滅菌溫度(T)產生的滅菌效果與121℃產生的滅菌效力相同時所相當的時間。

F0值表示時間,單位一般用min。

干熱滅菌的原理是利用高溫使微生物的脫氧核糖核酸等高分子產生非特異性氧化而殺滅的方法。

干熱滅菌并不嚴格服從對數下降規則。

用于計算Fh值的Z值通常取20攝氏度(PDA TR3,2013)

用于計算除熱源工藝的Z值通常不低于46.4攝氏度(PDA TR3,2013)

討論

? 115攝氏度滅菌30分鐘的滅菌工藝算不算最終滅菌?

這個問題的答案對于老板很關鍵,涉及到潔凈廠房設計成B+A還是C+A,兩者潔凈工程建造成本和日常運行成本都差距很大。你替老板省錢,你就有錢途。

滅菌段 F0 = 0.251×30 = 7.53

積分累加上升溫段和降溫段F0達到11.4

115攝氏度滅菌30分鐘,實際滅菌溫度會略高于115,最后滅菌F0值可能會大于12min。這與滅菌柜的性能有關。

筆者認為從科學的角度來講,升溫段和降溫段的F0值貢獻不置可否,所以115攝氏度滅菌30分鐘的滅菌屬于最終滅菌。

滅菌決策樹

無菌產品開發可能會用到滅菌方法選擇決策樹,下面兩張圖摘選自《藥品GMP指南2010版》。

滅菌時間計算

不同滅菌溫度的選擇對應不同的滅菌時間,用對數函數公式手工計算非常麻煩,群友shark設計了Excel表格,填寫滅菌溫度后自動計算出最小滅菌時間。

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致謝:感謝濤哥、美發的認真校稿。

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