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循环设计

VHP 化学、酶和生物指示剂:各自能说明什么

VHP 循环中使用三种指示剂,回答不同问题。化学指示剂显示蒸汽到达;酶指示剂快速分级反映某处接受的杀灭作用;只有生物指示剂表明芽孢实际被杀灭。本指南说明各自原理及在循环开发和常规使用中的位置。

枫古 VHP 工程团队阅读需 4 分钟更新于 2026 年 10 月
要点
  • 化学指示剂接触过氧化氢后变色,证明蒸汽到达某处,不能证明该处已灭菌。
  • 酶指示剂测量耐热酶活性损失,数分钟内可判读,提供有助于发现薄弱位置的分级结果。
  • 生物指示剂携带约一百万个细菌芽孢,是唯一测量微生物杀灭的指示剂,也是确认的依据。
  • 实用顺序:化学指示剂测绘分布,酶指示剂快速调整循环,生物指示剂完成确认。
  • 每种指示剂都是模型,其结果适用于实际放置的载体、包装及位置。

三个问题,三种指示剂

开发或检查 VHP 循环时,空间各位置有三个不同问题:

  • 蒸汽到达这里了吗? ——由化学指示剂回答。
  • 与其他位置相比,这一点接受了多少具有杀灭作用的暴露? ——由酶指示剂快速回答。
  • 此处耐受性芽孢被杀灭了吗? ——只有生物指示剂能回答。

混淆这些问题是常见问题来源。变色的化学指示剂常被视为合格,但实际上仅表明存在一定过氧化氢。

化学指示剂

化学指示剂(CI)是印制条带或标签,其油墨与过氧化氢反应后变色。VHP 指示剂专用于蒸汽工艺,按 ISO 11140-1 分类;房间和隔离器中多数为过程或暴露指示剂。

  • 优势: 便宜、即时、易于大量布置,可快速显示蒸汽是否到达隐蔽处、设备后方、柜内及房间远端。
  • 不能证明: 浓度和时间是否足以杀灭芽孢。许多指示剂在远低于降低 6 个对数级所需剂量时就响应;部分对冷凝液和蒸汽的响应也不同。
  • 典型用途: 循环开发时检查分布,房间或负载变化后快速检查,以及常规显示负载已经过传递窗循环。

酶指示剂

酶指示剂(EI)在载体上附着一层干燥耐热酶。过氧化氢使酶失活,之后通常用生物发光读取仪测量剩余活性,并与未暴露对照比较。结果为酶活性对数级下降数值,循环结束数分钟内即可获得。

  • 优势: 提供分级结果而非仅合格或不合格,可按暴露优劣排列位置,并在当天查看移动风机或改变注入速率的影响。
  • 不能证明: 芽孢杀灭效果。酶响应须与该工艺的生物指示剂相关联;它是快速替代指标,不能替代生物指示剂。
  • 典型用途: 循环开发和优化、生物指示剂运行前定位最不利位置,以及失败后调查。

生物指示剂

VHP 生物指示剂(BI)通常携带约 106 个芽孢,菌种为 Geobacillus stearothermophilus ,附着于不锈钢载体,装入可透蒸汽袋,按 ISO 11138-1 制造。循环后,将载体转入培养基并在 55–60 °C 培养。无生长表示该位置芽孢数量至少降低六个对数级。

  • 优势: 唯一直接测量微生物杀灭作用的指示剂,因此确认和定期再确认均依赖它。
  • 局限: 结果需数天,仅为生长或不生长,且单个 BI 抗力存在差异。单个异常耐受载体偶发阳性是已知问题,其处理方式属于验证方法的一部分。
  • 典型用途: 最不利位置的性能确认、再确认及重大变更后的核实。

6 个对数级判定标准和 D 值背后的科学原理介绍见 生物指示剂与降低 6 个对数级;生物指示剂(BI)出现生长时的处理方法介绍见 VHP 循环失败故障排查.

逐项比较

化学指示剂酶指示剂生物指示剂
测量对象H₂O₂ 的存在酶活性损失耐受性芽孢杀灭
结果颜色变化数值(活性对数级下降)生长/无生长
出结果时间即时数分钟培养数天
所需设备无读取仪培养箱、培养基、微生物实验室
能证明灭菌吗?不能不能,必须与 BI 建立相关性可以,但仅针对受测载体及位置
主要用途分布测绘、常规暴露检查开发、最不利位置识别、调查确认与再确认

联合使用

  1. 用化学指示剂测绘。 在房间或隔离器内大量布置 CI,包括角落、设备下方、柜内和距发生器最远处。变色慢或弱的位置可能是最不利点。
  2. 用酶指示剂调整。 在薄弱位置和若干参考点放置 EI。调整注入速率、保持时间、风机位置或负载布置,当天比较结果。
  3. 用生物指示剂确认。 在已确认的最不利位置及方案规定位置布置 BI,运行确认循环。
  4. 常规监测。 根据风险,每次负载使用 CI,并按规定频率或变更后使用 BI。

放置与操作

  • 指示剂应以与所代表表面相同的方式接触蒸汽,不应被胶带、夹子或原包装袋遮挡。
  • 为各位置编号并记录在图纸上,重复运行使用相同位置。
  • 除非专门测试该条件,否则避免放在冷凝液滴落或积聚处。
  • 每次酶指示剂和生物指示剂运行均保留同批未暴露对照。
  • 按制造商规定储存;吸湿和受热可能改变响应。

参考资料

ISO 11140-1, Sterilization of health care products — Chemical indicators — Part 1: General requirements

ISO 11138-1, Sterilization of health care products — Biological indicators — Part 1: General requirements

PDA Technical Report No. 51, Biological Indicators for Gas and Vapor-Phase Decontamination Processes

EU GMP Annex 1 (2022), Manufacture of Sterile Medicinal Products

常见问题

常见疑问

VHP 中化学指示剂能替代生物指示剂吗?

不能。化学指示剂仅表明过氧化氢到达该位置,不能证明剂量足以杀灭耐受性芽孢,因此确认依赖生物指示剂。

什么是酶指示剂?

涂有耐热酶的载体,过氧化氢会使酶失活。用发光检测仪可在数分钟内读取剩余活性,分级反映该点暴露程度。

VHP 生物指示剂使用哪种微生物?

Geobacillus stearothermophilus 芽孢,通常约一百万个,附着于不锈钢载体并装入可透蒸汽袋。

VHP 生物指示剂多久能判读?

按制造商规定在 55–60 °C 培养,通常需数天,才可最终判定无生长。

指示剂应放在哪里?

最可能接受最少暴露的位置:距发生器远处、设备后方或下方、封闭空间及难处理材料上,另加验证方案要求的位置。

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