在制药和医疗器械灭菌领域，D值作为衡量微生物抗力的核心参数，一直是灭菌工艺开发和验证的重要基石。对于蒸汽灭菌、环氧乙烷灭菌和干热灭菌，行业早已建立起明确的D值标准体系——例如，湿热灭菌用嗜热脂肪地芽孢杆菌生物指示剂（BI）的D值被要求不低于1.5分钟（121℃）。

然而，当我们将目光转向汽化过氧化氢（VPHP）净化时，情况却截然不同。无论是ISO 11138系列标准、USP（美国药典），还是中国药典及国家标准，均未对VHP用生物指示剂规定“推荐D值”或“可接受D值范围”。这一“标准缺失”现象给行业用户带来了诸多困惑：工艺开发时应该按什么标准选择BI？如何验证供应商提供的D值是否可靠？不同厂家的BI产品如何进行横向比较？

蒸汽灭菌D值的经验：可复制的标准？

蒸汽灭菌之所以能够实现D值的标准化，核心在于其灭菌条件的可标准化。在121℃、饱和蒸汽条件下，湿热灭菌的物理参数是全球统一的：温度恒定、介质均匀（纯蒸汽）、暴露环境可精确复现。这意味着，无论在中国、美国还是欧洲，只要设定相同的温度和压力条件，饱和蒸汽的灭菌效力理论上是一致的。

基于这一前提，ISO 11138-1和各国药典得以明确规定：用于121℃湿热灭菌的生物指示剂，其D值应不低于1.5分钟。这一数值的确定具有充分的科学依据——结合10^6 CFU/片的芽孢载量，理论上12分钟的暴露即可达到12-log的杀灭率，为SAL（无菌保证水平）≤10^-6提供了充分的安全边际。

蒸汽灭菌的成功经验表明，D值标准化的前提条件是灭菌工艺本身的标准化。然而，这一前提在VPHP净化中并不成立。

VPHP的复杂性：为何无法统一标准？

与蒸汽灭菌的“一统天下”不同，VPHP净化在商业化应用中演化出了多种不同的技术路线。比如行业内VPHP系统常见的三大类：“干”系统、“湿”系统和“微冷凝”系统。

这三种系统的核心区别在于净化环境中的相对湿度和冷凝状态：干系统倾向于维持低湿度、避免冷凝；湿系统允许一定程度的湿度升高；微冷凝系统则有意识地诱导表面形成微观冷凝层。不同的技术路线导致同一种BI在同一浓度但不同湿度条件下的D值表现差异巨大。

行业实践中，经常出现这样的情况：某客户要求BI的D值在0.5分钟左右，而另一客户则认为如此低的D值对其特定系统“不成挑战”。这种需求的根本分歧，源于各自VHP系统的物理状态差异，而非主观偏好的不同。

现行USP<1229.11>（气相灭菌）对PVHP的核心困境做出了精辟阐述。VPHP净化过程不同于环氧乙烷等纯气相灭菌剂，也不同于液体过氧化氢浸泡灭菌——它在标的物容器内同时存在气相和液相，且两相的杀菌效力存在显著差异。

具体而言，过氧化氢在室温下为液体，通过汽化装置转变为蒸汽引入腔体。在净化过程中，蒸汽在较冷的物体表面可能发生冷凝。研究表明，液相的杀灭率通常气相杀灭率不同。然而通常监测的浓度值为环境内的气相过氧化氢浓度，因此即使监测值相同，实际表面灭菌效果也可能因冷凝状态的不同而产生显著差异。

这就可以参照之前的文章《隔离器内的H2O2浓度是控制参数？》理解为何很多隔离器厂商不以VPHP浓度值作为控制参数。USP<1229.11>进一步指出：气相条件、表面条件和微生物杀灭之间没有明显的相关性。换言之，不能简单地将在线监测的气相浓度作为控制参数来预测微生物杀灭效果。这一结论从根本上动摇了D值标准化的基础——如果连工艺参数与杀灭效果之间的确定性关系都无法建立，又如何能期待一个“通用”的D值来预测杀灭时间？

上述描述，说明VPHP净化的效力取决过氧化氢浓度、温度、相对湿度这三个核心变量相互影响、动态变化，难以实现独立控制。但不仅限于此，在其他文章中也反复提及，不同材料的表面特性（粗糙度、亲水性、化学稳定性）也会影响过氧化氢的冷凝行为和杀菌效力。不同材料表面上的同一孢子表现出显著不同的抗力特征。这意味着，BI的D值不仅取决于孢子本身，还与BI所附着的载体材料密切相关。

其核心矛盾在于：VPHP抗力测试的标准条件无法确定。同样的孢子、同样的过氧化氢浓度，在不同实验室、不同设备上测试，可能得到迥异的D值结果。因此，虽然BI供应商会在指示剂上标示D值参数，但不同的供应商测试条件可能并不一致，比如某供应商仅提示是在2.0mg/L Gasous H2O2，而无更多信息。何况隔离器都是以ppm表示净化的浓度。

应用建议和结论：刻舟求剑？

理解了上述困境后，行业用户在VPHP净化验证中应采取怎样的策略？以下是基于个人现有认知的几点建议：

首先，也是最关键的认知转变：不要试图寻找一个像蒸汽灭菌“1.5分钟”那样的魔法数字。这并非因为这样的数字不存在，而是因为VPHP的技术本质决定了不存在放之四海而皆准的D值标准。目前看，任何试图将VPHP BI的D值硬性规定为某一数值的做法，都缺乏科学基础和行业共识。

供应商提供的VPHP BI说明书D值，应被视为在特定测试条件下的相对参考值，而非可直接用于工艺计算的绝对参数。用户可以将该D值用于同一品牌、同一型号BI之间的批次比较（例如，验证新批次的D值是否与历史批次一致），但不应在不同供应商或不同技术路线的产品之间进行横向比较，更不能直接将其作为工艺设计的输入参数。

标定的D值并非越高越好，正确选择VPHP BI的原则是“匹配”而非“最高”，追求“极限挑战”可能适得其反。与蒸汽灭菌不同，使用高D值BI作为一种可靠的“过度杀灭”验证策略的逻辑不能简单复制于VPHP净化中。在VPHP技术尚缺乏通用D值标准的背景下，刻意追求使用极高D值的BI，不仅没有理论依据，且其阳性结果未必能真实反映工艺的微小波动。

在具体实践中，建议用户在进行工艺开发时，以同一品牌、同一型号的BI为基准，保持供应商和产品规格的稳定。一旦完成工艺参数的确立，日常监测和再验证中应尽量使用与工艺开发阶段相同的BI产品。

总之，VPHP用生物指示剂之所以没有“推荐D值”，根源在于VPHP灭菌技术本身的非标准化特性。与蒸汽灭菌的“单一模式、全球统一”不同，VPHP灭菌存在多种技术路线、气液共存的复杂物理状态、参数间的强交互作用，以及由此带来的D值高变异性。

作者：Shengyi 

来源：拾西

公众号日期：2026年4月28日