生物指示剂（BI）用户经常遇到的一个问题

沁人绿茶.

撰稿 | Yihong
来自 | 微穹实验室  
当生物指示剂（BI）最终用户在灭菌操作时的温度和分析证书CoA上报告D值的温度有所不同时，BI用户经常问的一个问题是：“当我的灭菌温度不在CoA上列出的温度之一时，我如何计算BI的D值和杀灭时间？”  
针对这个问题，请认真阅读并耐心看完，本文将给您答案。  
文章的作者是KurtMcCauley，MesaLabs研发实验室经理



01 原文翻译：生物指示剂D值和杀灭时间的计算  
用于监测蒸汽灭菌过程的生物指示剂（BI）的分析证书（CofA）上提供的数据通常包括孢子数量，在一个或多个温度下确定的D值以及Z值。  有些情况下，生物指示剂（BI）的最终用户在灭菌操作时的温度，和分析证书上报告D值的温度有所不同。BI用户经常问的一个常见问题是：“当我的灭菌温度不在分析证书上列出的温度之一时，我如何计算BI的D值和杀灭时间？”  计算在指定温度下BI的理论杀灭时间需要两个数据点：BI的初始孢子数和在指定温度下的D值。本期文章将介绍在这些情况下计算D值和理论杀灭时间的方法。在本讨论中，我们不会使用ISO和USP中提供的生存/杀灭时间计算公式。这些公式在计算中加入了安全因素，导致计算结果通常比经验数据更高。
换句话说，计算得出的杀灭时间值将高于经验确定的杀灭时间。  让我们从计算在CofA上列出的温度的理论杀菌时间开始。以下示例将使用从下面BI批次的CofA中提取的数据（图1）。  

图1，CoA生物指示剂BI批号S-308  

示例1.在121oC的灭菌温度下计算BI理论杀菌时间  

理论杀灭时间是初始孢子数（N0）的对数加1与D值的乘积。  

理论杀灭时间=(Log10N0+1)xD值  

这个方程的第一步是取初始孢子数的对数。通常假设这将是将孢子种群减少到零存活孢子所需的孢子对数减少（SLR）。

事实上，这并不正确。这个SLR将使孢子种群减少到平均每个BI（见图2）的10个0或一个（100=1）存活孢子。

在计算中加上1个SLR，以将孢子数量减少到每个单位少于1个，从而完全杀死所有测试单位。  

从S-308批次的CofA（图1）中，热激后孢子数（N0）每单位为2x106  

D值为1.7分钟。

将这些值代入方程，我们得到：  

理论杀灭时间=(Log102.6x106+1)x1.7分钟=12.6分钟  

一个BI应该在大约12.6分钟内被杀死。在对S-308批次的BI进行实验数据收集发现时，121oC的12分钟暴露时间导致20个测试BI中有8个被杀死。

追踪这次暴露的总孢子数，我们有每个单位2.6x106个孢子乘以20个单位，结果是5.2x107个孢子。

理论杀灭时间将是（Log105.2x107+1）x1.7分钟=14.8分钟。从14分钟的实验数据中，我们看到20个暴露的BI中有20个被杀死。因此我们可以看到实验数据与理论计算非常接近。  

图2孢子对数下降数（SLR）示例  

示例2.在131oC的灭菌温度下计算BID值和理论杀灭时间  

要计算在CofA上未列出的温度下BI的理论杀菌时间，必须考虑Z值。根据ISO11138的定义，Z值是“….与D值变化10倍相对应的暴露温度变化”。  

从实际意义上讲，它是衡量孢子种群对温度变化的敏感程度的指标。

例如，如果Z值为10oC，那么将灭菌温度提高10oC将导致D值减少一个对数。

如果批次S-308的Z值为10oC而不是15.2oC，那么D值将与1.7分钟或0.17分钟的D值相差一个对数。很少有情况下数学计算如此简单。  

确定S-308批次的杀灭时间，第一步是使用正确的Z值计算D131值。

当Z值和实际灭菌温度在数学上不方便计算时，需要使用以下公式（该公式源自ISO11138-3:1995(E)附录B中的Z值计算公式）：  

D1=D2×10(T2-T1)/Z  

这里：  

D1是指温度T1下的D值（例如D131-值）  

D2是指在温度T2下已知的D值（例如，D121值=1.7分钟）  

Z是指Z值（例如15.2oC）  

将这些值代入公式中，我们就得到：  

D131=1.7×10(121-131)/15.2  

D131=0.4分钟  

BI在131oC的理论杀灭时间=（Log102.6x106+1）x0.4分钟=3.0分钟。  

示例3:在116.5oC的灭菌温度下计算BID值和理论杀菌时间  

确定杀灭时间的第一步是使用公式计算D值：  

D1=D2×10(T2-T1)/Z  

这里：  

D1是指温度T1下的D值（例如D116.5-值）  

D2是指在温度T2下已知的D值（例如，D121值=1.7分钟）  

Z是指Z值（例如15.2oC）  

将这些值代入公式中，我们就得到：  

D116.5=1.7×10(121-116.5)/15.2  

D116.5=3.4分钟  

BI在116.5oC的理论杀菌时间=（Log102.6x106+1）x3.4分钟=25.2分钟。  

示例4：在124oC的灭菌温度下计算BID值和理论杀菌时间  

确定杀灭时间的第一步是使用公式计算D值：  

D1=D2×10(T2-T1)/Z  

这里：  

D1是指温度T1下的D值（例如D124值）  

D2是指在温度T2下已知的D值（例如，D121值=1.7分钟)  

Z是指Z值（例如15.2oC）

将这些值代入公式中，我们就得到：  

D124=1.7×10(121-124)/15.2  

D124=1.1分钟  

BI在124oC的理论杀菌时间=（Log102.6x106+1）x1.1分钟=8.2分钟。  

一个BI应该在大约8.2分钟内被杀死。在对S-308批次的BI进行实验数据收集时发现，124oC的8分钟暴露时间导致20个测试BI中有17个被杀死。  

D124值在S-308批次D值测定实验中也确定过，并用于Z值计算。测定的D124值确定为1.0分钟，9分钟的暴露时间导致所有20个生物指示剂完全杀灭。  

计算结果与实验测定数据非常接近。  

02讨论  

嗜热脂肪地芽孢杆菌孢子的Z值曲线在广泛的温度范围内呈向下凹曲线（即Z值随温度升高而减小）。

BI抗力测定仪在130oC以下的温度下表现最准确，这无疑对这种情况起到了一定的影响。  

对于BI制造商来说，ISO规定Z值应该是根据在110℃-130℃温度范围内获得的D值计算得出的。

Mesa使用在120℃-130℃范围内获得的三个温度的D值来计算Z值。  

根据ISO要求和Mesa当前的操作规程来确定Z值，利用CofA上的Z值，通过这个计算公式将能较好的评估出在110oC-130oC温度范围内的D值。

实验测定的结果与计算结果进行比较，例如示例1和和示例4，都支持这一点。

文章来源：

MesaLabs，WhitePaper，VOL3,ISSUE1  

内容翻译：温州微穹微生物技术有限公司  

英文原文：（也可点击文末“阅读原文”查看）  

https://mesalabs.com/spore-news-white-papers/calculating-d-value-kill-time