干热灭菌验证中灭菌腔室温度均匀性测试的步骤

干热灭菌是制药、医疗器械及实验室领域依赖的高温灭菌技术，其核心原理是通过160-180℃的持续高温破坏微生物结构。在干热灭菌验证中，灭菌腔室的温度均匀性是保障灭菌效果的关键——只有腔室内所有区域温度均稳定达到设定值并维持足够时间，才能确保批间灭菌一致性。温度均匀性测试作为验证的核心环节，需遵循从前期准备到数据闭环的标准化步骤，直接决定验证结果的合规性与工艺可靠性。

测试前的准备工作

测试启动前需完成三项核心准备：一是确认验证方案完整性，方案需明确测试目的（如验证空载/满载下的温度分布）、判定标准（如参照GMP或ISO 11135要求温度偏差≤±2℃）及负载模拟规则（如还原生产中玻璃器皿的摆放密度）；二是检查设备状态，确保干热灭菌器的门密封无破损、风机转动正常、加热管无积垢，避免因设备故障导致温度波动；三是人员资质确认，参与测试的人员需接受过干热灭菌操作与验证培训，熟悉应急处理（如传感器断线、温度失控）流程。

模拟负载的准备同样关键。需按照生产实际选择负载类型（如金属器械、塑料包装），并以日常生产的堆叠方式放置——负载的材质（如金属导热快、塑料吸热多）与摆放密度会直接影响热风循环效率，若模拟负载与生产场景偏差过大，测试结果将失去参考价值。例如生产中常用分层摆放的玻璃试管，测试时需保持相同的层间距与列数。

温度传感器的选择与校准

干热灭菌的高温环境对传感器性能要求苛刻，优先选择RTD铂电阻（精度±0.1℃）或K型热电偶（耐高温达1260℃）。RTD铂电阻的线性度与稳定性更优，适合需要高精度测量的维持阶段；热电偶则更适合长距离信号传输场景。传感器需具备耐高温护套（如不锈钢），避免在180℃下变形或失效，且测量范围需覆盖150-200℃（包含灭菌工艺的温度区间）。

传感器使用前必须经国家认可的计量机构校准，校准项目包括零点误差、量程误差及线性度，校准温度点需涵盖升温终点（如170℃）与维持阶段关键点（如168℃、172℃）。校准证书需随验证文件归档，若测试中某传感器温度漂移，可通过校准数据回溯修正——未校准或校准过期的传感器严禁使用，否则会导致数据失真。

灭菌腔室的预处理

腔室预处理的目的是消除干扰因素。首先需彻底清洁：用干燥无尘布擦拭腔室壁、搁架及风机叶片，去除残留的药粉、油脂或上次灭菌的碎屑——这些污染物会吸收热量，导致局部温度偏低（如角落积垢处温度比中心低3℃以上）。清洁后需通风30分钟，将腔室湿度降至≤10%（干热灭菌要求低湿度），避免湿度影响微生物灭活效果及传感器测量精度。

预处理还需进行空载试运行：按正常工艺参数（如升温至170℃维持10分钟）运行一次，确认腔室升温均匀性——若空载时某区域温度滞后超过5℃，需调整风机转速或加热管布局，待空载测试通过后再进行负载测试。空载试运行能提前暴露设备问题，避免负载测试时重复返工。

传感器的布置策略

传感器需覆盖腔室的“冷点”与“热点”区域，通常采用“三维网格布点法”：根据腔室几何形状（矩形/圆柱形），在高度（顶、中、底）、宽度（左、中、右）、深度（前、中、后）三个维度布置传感器。例如矩形腔室（1000×600×800mm）需布置9个传感器：顶部左前/中心/右后、中部左中/中心/右中、底部左后/中心/右前，确保覆盖四角、中心及进/出风口等关键位置。

特殊区域需额外布点：进风口（热风入口，温度易偏高）、出风口（热风出口，温度易偏低）、负载中心（如堆叠的试管中部，吸热多导致温度低）、腔室角落（气流死角，温度易滞后）。布置时需用耐高温支架（如不锈钢丝）固定传感器，避免与腔室壁或负载直接接触——直接接触会导致传感器测量的是固体温度而非空气温度，例如传感器贴在金属壁上，测量值会比周围空气高5℃以上。

测试运行参数的设定

运行参数需严格匹配生产工艺，核心参数包括：升温速率（5-10℃/min，过快易导致上下温差大，过慢延长周期）、维持温度（如170℃，需与工艺文件一致）、维持时间（如60分钟，需满足微生物灭活的F0值要求）、风机转速（高速档，确保热风循环充分）。例如某药企的安瓿瓶灭菌工艺为170℃维持60分钟，测试时需完全复制该参数。

需注意关闭门联锁装置（若有），避免测试中因门意外打开导致温度骤降，但需在门旁设置“测试中禁止开门”警示标识。此外，加热管功率需保持稳定——若加热管功率波动超过10%，会导致温度忽高忽低，需提前检查供电电压是否稳定。

正式测试的执行流程

正式测试前需再次确认：传感器与记录仪连接正常（每个传感器的实时温度显示稳定）、负载摆放符合模拟要求、设备参数已锁定。随后启动灭菌程序，按三阶段执行：

1、升温阶段：灭菌器加热，风机启动循环热风。此阶段需监控升温速率，若某传感器升温速度比平均值慢3℃/min（如顶部已达160℃，底部仅150℃），需暂停程序检查风机转向或加热管是否堵塞——通常风机反转会导致底部升温滞后。

2、维持阶段：当所有传感器温度均达到设定值（如170℃）并稳定5分钟后，开始计时维持时间。维持期间需确保所有传感器温度偏差≤±2℃，若某传感器温度持续低于168℃，需延长维持时间直至该区域温度达标；若温度高于172℃，需检查传感器是否靠近加热管或风机转速过低。

3、降温阶段：维持结束后，加热器停止，风机继续运行促进降温。需控制降温速率≤10℃/min，避免玻璃器皿因热胀冷缩破裂——待腔室温度降至60℃以下，方可打开门取出负载与传感器。

数据的实时监控与记录

测试过程中需用多路温度记录仪实时监控，每隔1分钟记录一次所有传感器的温度值，同时记录设备运行状态（如加热管功率、风机转速）。监控重点包括：升温阶段是否同步（如顶部与底部升温差≤3℃）、维持阶段是否稳定（如无传感器温度波动超过±1℃）、异常情况（如传感器突然断线、温度骤降）。

若出现异常（如某传感器温度从170℃跌至150℃），需立即停止测试，排查原因：若为传感器松动，重新固定后需重新测试；若为门密封漏风，更换密封胶圈后再启动。异常情况需详细记录（时间、位置、处理措施），作为验证报告的偏差分析依据——未记录的异常会导致验证结果被质疑。

测试后的设备恢复与数据整理

测试结束后，先关闭温度记录仪，断开传感器连接（用耐高温手套操作，避免烫伤），再取出负载与传感器。腔室需再次清洁：用干燥布擦拭残留的负载碎屑，恢复搁架至原始位置，关闭风机与电源。

数据整理需完成三项工作：一是导出记录仪数据（如Excel格式），绘制每个传感器的温度-时间曲线（升温/维持/降温曲线）；二是计算关键指标（如维持阶段的温度均值、最大值、最小值、偏差）；三是对比判定标准——若维持阶段所有传感器温度偏差≤±2℃，且每个传感器的温度维持时间≥设定值，则测试通过；若未通过，需分析原因（如传感器布置不合理、风机转速不足）并重新测试。例如某测试中底部传感器维持阶段温度为167℃，需延长维持时间10分钟，直至该区域温度达到168℃以上。

最后将所有记录（校准证书、实时数据、曲线图表、异常处理日志）整理成验证报告，归档至企业质量部门——报告需包含测试过程的全追溯链，确保监管机构检查时可快速查阅。