一、基本概念

　　灭菌法是灭菌制剂生产过程中最主要的单元操作之一，是指利用物理、化学或其他适宜方法杀灭或除去物料中一切活的微生物的方法。微生物包括细菌、真菌、病毒等，不同微生物对灭菌的抵抗力不同，灭菌效果也不同；细菌的芽胞具有较强的抗热能力，不易杀死，因此灭菌效果常以杀灭芽胞为标准。

　　由于灭菌的对象是药物制剂，许多药物不耐高温，因此药剂学中选择灭菌方法与微生物学上的要求不尽相同，不但要求达到灭菌完全，而且要保证药物的稳定性，在灭菌过程中药剂的理化性质和治疗作用不受影响。

　　灭菌：是用物理或化学方法杀灭或除去一切微生物（包括致病和非致病的微生物）繁殖体及其芽胞，以获得无菌状态的过程。

　　消毒：用物理或化学手段杀灭病原微生物的过程。

　　防腐：用低温或化学药品防止和抑制微生物生长和繁殖的过程，也称“抑菌”。

　　无菌：指没有任何活的微生物存在。但由于不存在绝对无菌的环境，故无菌状态仅指用现行的方法检查结果呈阴性的状态。

　　二、F值与F₀值

　　微生物常因营养条件缺乏或排泄物积聚过多而自然死亡。加热、电离幅射及化学药品等也能使微生物的蛋白质凝固、变性或干扰微生物繁殖能力。其中加热法是杀灭微生物最常用的方法。由于灭菌温度多系测量灭菌器内的温度，而不是测量被灭菌物体内的温度，同时无菌检验方法也存在局限性，若检品中存在极微量的微生物时，往往难以用现行的无菌检验法检出。因此对灭菌方法的可靠性进行验证是非常必要的。F和F0值可作为验证灭菌可靠性的参数。

　　（一）D值与Z值

　　1、D值

　　为微生物学耐热参数，是指一定温度下，将微生物杀灭90%所需的时间，单位为分钟。D值越大，说明微生物耐热性越强。

　　2、Z值

　　为灭菌的温度系数，是指某一特定微生物的D值减少到原来的1/10时所需升高的温度值，单位为℃，通常取10℃。

　　也即灭菌时间减少到原来的1/10所需升高的温度。如，Z=10℃，表示灭菌时间减少到原来灭菌时间的1/10（但具有相同的灭菌效果），所需升高的灭菌温度为10℃。

　　（二）F值与F₀值

　　1、F值

　　为在一定灭菌温度（T）、给定Z值所产生的灭菌效力与对比温度（T₀）给定Z值的灭菌效力相同时，所需的相应时间，单位为分钟，即整个灭菌过程效果相当于T0温度下F时间的灭菌效果。其数学表达式如下：F=△tΣ10Τ-Τ₀/Z（7-1）

　　式中：△t为测量被灭菌物体温度的时间间隔，一般为0.5-1.0分钟或更小；T为每个△t测量被灭菌物体的温度；T0为参比温度。

　　F值常用于干热灭菌。

　　如，F=3，表示该灭菌过程对微生物的灭菌效果，相当于被灭菌物品置于参比温度下灭菌3分钟的灭菌效果。

　　2、F0值

　　F0值可以认为是以相当于121℃的热力灭菌时杀死灭菌容器中全部微生物所需的时间。如果湿热灭菌参比温度规定为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：F0=△tΣ10Τ-121/10（7-2）

　　式中：△t为测量被灭菌物体温度的时间间隔，一般为0.5-1.0分钟或更小；T为每个△t测量被灭菌物体的温度。

　　当产品以121℃湿热灭菌时，灭菌器内的温度虽然能迅速升到121℃，而被灭菌物体内部则不然，通常由于包装材料性能及其他因素的影响，使升温速度各异，而F0值将随着产品灭菌温度（T）的变化而呈指数地变化。故温度即使很小的差别（如0.1-1.0℃）将对F0值产生显著影响。由于F0值是将不同灭菌温度折算到相当于121℃湿热灭菌时的灭菌效力，并可定量计算，故用来监测验证灭菌效果有重要的意义。

　　F0仅用于热压灭菌。灭菌中，只需记录灭菌温度和时间，即可按式（7-2）算出F0.

　　USP和BP均用F0值作为评价热压灭菌可靠性的参数，并规定注射剂在热压灭菌过程中的F0值不得小于8分钟，以保证灭菌效果。

　　为使F0值测定准确，应选择灵敏度高、重现性好、精密度为0.1℃的热电偶温度计，并对其进行校验。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温度记录仪（有些灭菌记录仪附有F0值计算器），在灭菌过程中和灭菌后自动显示F0值。另外，还应考虑其它一些因素对F0值的影响，如容器的大小、形状及在灭菌器内的数量和排放情况；热穿透系数；灭菌溶液的粘度、容量等等，其中以排布放置影响最大，因此应该合理安放灭菌物品。