解读欧盟GMP Annex 1第8.59条灭菌柜温压相关性验证要求与适用边界

QUOTE

温度达到设定值、压力也在设定范围内，仍要问一句：两者是否符合这个循环应有的蒸汽状态？

—— 药事良言

想象一份预真空灭菌柜确认报告：腔室温度曲线达标，压力曲线也没有报警。审阅人却追问：“把压力换算成饱和蒸汽温度，两条曲线对得上吗？”这个问题不是多做一道算术题，而是在检查腔室中是否有理由相信存在预期的饱和蒸汽条件。

但先划清边界：温压对得上，也不能单独证明蒸汽进入了每一根软管、每一个过滤器壳体或每一包胶塞的难达位置。

本文看点

8.59 条原文范围

饱和蒸汽温压关系

验证与适用边界

REGULATION

原文说的是哪一种循环

欧盟 GMP Annex 1（2022）第 8.59 条的英文原文节选是：

REFERENCE

“Validation of porous cycles should include a calculation of equilibration time, exposure time, correlation of pressure and temperature …”

这句话的完整意思是：多孔物品／硬质器具循环的验证，应计算平衡时间、暴露时间，评价压力与温度的相关性，以及暴露阶段的最低、最高温度范围。紧接着，条款另述液体循环应评价温度、时间和／或 F₀；关键工艺参数要有规定限度及适当公差，并纳入灭菌验证和常规循环的接受标准。欧盟委员会：Annex 1，第 8.59 条，PDF 第 29—30 页

所以，不能把“温压相关性”概括成所有湿热灭菌柜一律按饱和蒸汽表核对腔室总压。8.59 首句针对多孔／硬货蒸汽循环；8.55 还明确把过热水等系统列入湿热灭菌范畴。欧盟委员会：Annex 1，第 8.55、8.59 条

STEAM PHYSICS

为什么压力能帮我们识别蒸汽状态

对纯水的饱和蒸汽，温度和蒸汽压力不是两个任意独立的数。达到汽液平衡时，一个绝对压力对应一个饱和温度；可用蒸汽表或经确认的计算方法，求出 T_sat(P_abs)。NIST：Steam Tables

这里有两个容易弄错的词。第一，查表用的是绝对压力，而许多现场压力表显示表压；换算时需考虑当地大气压。第二，蒸汽表对应的是水蒸气分压。若腔室内还混有空气，仪表读到的总压等于水蒸气分压加空气分压，不能把总压直接当成纯蒸汽压力。

知识库收录的《Handbook of Validation》第 13 章解释了物理原因：饱和蒸汽接触较冷的器具表面后冷凝，释放潜热并形成湿热环境；残余空气既可能挡住蒸汽接触，也可能让局部升温变慢。压力升上去了，不代表蒸汽已穿透装载。

— 饱和蒸汽与残余空气条件下，压力和温度关系的示意图；仅解释原理，不表示验收限度

一个常见的诊断线索是：按腔室总压查出的饱和温度，高于同一时刻实测温度。这可能与残余空气或不凝性气体有关，也可能与测点位置、动态阶段的非平衡状态或仪表误差有关；不能看见温差就直接判定“排气失败”。反过来，实测温度高于对应饱和温度，也应排查过热蒸汽、夹套影响及测量问题，而不是仅凭一条曲线定性。NIST：饱和状态定义；欧盟委员会：Annex 1，第 6.17 条蒸汽质量评估

LOAD EVIDENCE

温压一致，为什么仍可能灭菌不到位

因为压力传感器和腔室温度探头看到的是它们所在位置的状态。软管弯曲处、过滤器壳体、密集装载的内部，可能残留空气或冷凝水；外部腔室记录再漂亮，也不能替这些局部位置“作证”。知识库的《Handbook of Validation》第 13 章以软管、过滤器壳体和胶塞容器为例，指出装载方向会显著影响空气和冷凝液的排除。

Annex 1 的相邻条款正好把证据链补齐：8.58 要求预真空灭菌柜在灭菌期间记录腔室排水口温度；8.51—8.52 要求验证控制／记录探头位置，并在全负载达到要求温度后才开始计算灭菌时间；8.61 要求对涉及排气的循环充分证明空气排除，灭菌柜应采用通常每日进行的排气测试循环或空气探测系统。欧盟委员会：Annex 1，第 8.51—8.61 条

换句话说，温压相关性是腔室蒸汽状态的交叉核对，热穿透与平衡时间回答的是装载何时、何处真正达到要求。两类证据不能互相替代。PDA TR1 在知识库中的解读也把平衡时间视为评估空气排除与负载升温能力的指标；平衡时间异常延长，即使后来温度达标，仍值得调查。

VALIDATION

企业在验证中可以怎样做

这项工作应在已批准的验证方案里先定义，再按方案采集和判读；不要等报告出来，才临时挑一张蒸汽表解释曲线。以直接接触的饱和蒸汽多孔／硬货循环为例，可以按下面的顺序做。

STEP 01先列清“测什么、测哪一锅”

在方案中写明循环名称、灭菌温度与保温时间、装载图、允许装载范围，以及选择最难灭菌装载的依据。液体、蒸汽—空气混合或过热水循环要另定评价方法，不能把腔室总压直接代入纯饱和蒸汽表。预真空循环还应确认腔室排水口温度记录、排气测试及适用的腔室检漏结果；这些检查各有用途，不能由温压计算替代。欧盟委员会：Annex 1，第 8.55、8.58—8.61 条

STEP 02把测量口径写成一张测点表

至少列出腔室压力传感器、控制／记录温度探头、验证用独立温度探头和负载热穿透探头的位置、编号、校准有效期及记录间隔。确认压力显示的是表压还是绝压；如为表压，按“腔室绝压＝腔室表压＋同期当地大气压”换算。各通道时间应对齐，比较同一时刻的数据。Annex 1 第 8.51 条还要求在验证时，用放在相同位置的独立监测探头核实控制／记录探头的功能和位置。欧盟委员会：Annex 1，第 8.51 条

STEP 03事先规定计算窗口和判定式

以经验证的保温阶段为窗口，起点应与最难升温的负载测点达到规定温度相衔接；结束于规定保温时间届满。对窗口内每个预定的同步记录点，用“腔室绝压＝腔室表压＋同期当地大气压”换算压力，再由蒸汽表求出饱和温度 Tₛₐₜ。记录 Tₛₐₜ－腔室参考点实测温度的方向及最大绝对值。抽真空、进汽脉冲和升温阶段不直接套用保温阶段的稳态判定；窗口、记录间隔及异常数据处理规则须事先写入方案，不能看到超限后再删点。另列负载最低／最高温度、平衡时间和实际保温时间。欧盟委员会：Annex 1，第 8.51—8.59 条

STEP 04把可接受限度写成组合判定

对拟采用 121 ℃ 饱和蒸汽硬货循环的企业，可将 EN 285 大型蒸汽灭菌器标准测试包试验的限度作为验证方案的候选依据：保温期间，腔室参考点温度、按腔室绝压算出的饱和温度，以及标准测试包内各测点温度，均处于 121～124 ℃；同一时刻这些数值的最大值减最小值≤2 ℃。若企业现行要求是“温度高于 121 ℃”，不能未经变更控制就放宽为“≥121 ℃”。实际生产装载还须另以最难灭菌点的热穿透和规定保温时间证明有效性；不能把标准测试包的限度不经适用性论证，直接写成所有制药负载的法定限度。压力和温度测量链的校准误差、时间同步及实际曲线也须支持这项判定。Annex 1 第 8.59 条要求为关键参数规定含适当公差的限度，没有给出统一数值。EN 285:2015，第 8.2.1.1、8.2.1.2.3 和 8.2.1.3.3 条；欧盟委员会：Annex 1，第 8.59 条

STEP 05用 112 kPa 表压检验这个判定式

若仅为演示而取当地大气压 101.325 kPa，设定值 112 kPa 表压相当于 213.325 kPa 绝压，对应饱和温度约 122.27 ℃。但压力不能单独判合格：例如某一时刻腔室参考点为 121.1 ℃、表压为 120 kPa，后者对应的饱和温度约 123.45 ℃；两项虽然都在 121～124 ℃内，温差却约 2.35 ℃，按上述候选判定应不合格。实际计算必须使用安装地同期大气压和已校准的同步记录；这些数字是算例，不是该设备的验证结果。EN 285:2015，第 8.2.1.2.3 条及饱和蒸汽换算公式

STEP 06把腔室曲线与负载结果一起签结论

对方案规定的每次确认运行，留存原始温度、压力曲线和计算表，汇总最大温压差、最慢升温点、平衡时间、暴露阶段最低／最高温度，以及适用的生物学挑战结果。若温压差或其他指标超出预设限度，先按偏差管理评估受影响的循环和负载，再依证据排查仪表、空气排除、蒸汽质量、装载方式和疏水；不要在报告阶段事后放宽限度来“通过”验证。欧盟委员会：Annex 1，第 8.51—8.61 条

实际记录表不必复杂，至少能逐行追溯：运行编号｜时间戳｜阶段｜腔室表压／绝压｜参考点实测温度｜按压力计算的饱和温度｜两者差值｜负载最低温度｜判定／备注。差值只是一项证据；不能仅凭它证明蒸汽到达了装载内部所有难达位置。

还要单独安排蒸汽质量评估。第 6.17 条要求定期评估直接用于灭菌的纯蒸汽质量，包括不凝性气体、干燥值和过热度（除非另有论证）。温压曲线是有价值的过程线索，不是这三项蒸汽质量测试的替身。欧盟委员会：Annex 1，第 6.17 条

SCOPE

一个不能忽略的例外

若工艺有意采用蒸汽—空气混合或空气过压来保护密封容器，空气本就是设计的一部分。此时腔室总压不仅来自蒸汽，不能用纯饱和蒸汽的温压一一对应关系去判它“不合格”。知识库《Handbook of Validation》第 14 章对此的重点是混合、传热及产品／容器温度的验证；Annex 1 第 8.59 条对液体循环也另列温度、时间和／或 F₀ 的验证要素。欧盟委员会：Annex 1，第 8.55、8.59 条

∞

THE END

写在最后

第 8.59 条让我们关注温度和压力的关系，是为了让多孔／硬货蒸汽循环的验证不只停留在“两个参数各自达标”。温压匹配支持腔室饱和蒸汽状态；排气、热穿透和平衡时间，才继续回答蒸汽是否到达最难灭菌的位置。

主要来源

欧盟委员会：EU GMP Annex 1（2022），第 6.17、8.51—8.61 条。

EN 285:2015，第 8.2.1 条：大型蒸汽灭菌器标准测试包温度试验。

NIST：Steam Tables，饱和状态与水蒸气物性。

知识库：《Handbook of Validation》第 13 章“Steam Sterilization in Autoclaves”、第 14 章“Validation of Terminal Sterilization”；PDA TR1（2007）§4.4.1.5（行业技术资料，非 Annex 1 原文）。

END

我是药事良言，致力于制药法规知识分享。

你们做灭菌柜 PQ 时，会把温压关联列成明确的接受标准，还是只分别审核温度与压力曲线？欢迎交流。