制藥用水污染和控制

1、上海寶鉅實業(yè)有限公司 技術(shù)資料第五章 水系統(tǒng)中微生物的控制5.1 微生物對制藥工藝用水系統(tǒng)的污染微生物污染， 對制藥工業(yè)中的工藝用水來說，既是一個極需嚴(yán)肅對待的嚴(yán)重問題，又是一個并不鮮見的問題。無論是要求最高的注射用水系統(tǒng)或是普通的純化水系統(tǒng)，作為制藥工藝用水，都應(yīng)嚴(yán)格的將水系統(tǒng)中的微生物污染水平控制在藥品生產(chǎn)工藝要求規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)以下。盡管由于各個國家工業(yè)化發(fā)展的水平不一樣，其制藥工業(yè)的水平和要求也不盡相同。但中外所有關(guān)于水系統(tǒng)規(guī)范或文獻(xiàn)都無一例外的，或多或少的都要求對工藝用水系統(tǒng)中的微生物進(jìn)行檢測和控制，以避免和減少微生物污染對制藥工藝工程造成破壞。而對于工藝用水系統(tǒng)中的微生物控制大都圍繞對污染

2、菌源種類的分析判斷，確定控制方法。通常圍繞對工藝用水的制備、貯寸單元和配水管道采用各種方法進(jìn)行消毒滅菌，將工藝用水系統(tǒng)中的微生物數(shù)量控制在藥平生產(chǎn)工藝所需的標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。水系統(tǒng)中的微生物污染主要來源于進(jìn)料水。進(jìn)料水的質(zhì)量最低必需滿足飲用水的質(zhì)量要求。在飲用水中，大腸桿菌已經(jīng)得到控制。進(jìn)料水中有可能存在大量其他微生物，其類別主要是革蘭氏陰性菌，這些微生物有可能不利于下一道水處理的凈化工序。水系統(tǒng)微生物污染主要分為外源性污染和內(nèi)源性污染兩大類。微生物對制藥工藝用水系統(tǒng)的污染種類較多，主要污染來源于以下幾個方面：5.1.1 原水的污染在純化水系通的原水中可以找到各種細(xì)菌，細(xì)菌的直徑通常在0.5µ

3、;m5µm之間。區(qū)分細(xì)菌種類的方法有正膜和負(fù)膜，它以在干燥和清洗過程后保持干燥為基礎(chǔ)。膜試驗的結(jié)果要依靠細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，因此顯示許多其它性質(zhì)。多數(shù)水生的細(xì)菌是膜負(fù)性的，在純化水系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌一般是負(fù)性的，因為正在細(xì)菌不能在低營養(yǎng)狀態(tài)下存活。負(fù)性的細(xì)菌比正的對熱更敏感，因此不能在高于60的條件下增殖。然而，在系統(tǒng)中的膜負(fù)性的生物體不能完全被除掉，衛(wèi)生處理和測試過程必須將其考慮在內(nèi)。5.1.2外源性微生物污染水系統(tǒng)中的微生物污染主要來源于進(jìn)料水。進(jìn)料水的質(zhì)量最低必須滿足飲用水的質(zhì)量要求。在飲用水中，大腸桿菌已經(jīng)得到控制。進(jìn)料水中有可能存在大量其它微生物，其類別主要是革蘭氏陰性菌，這些微生物

4、有可能不利于下一道的水處理的凈化工序。水系統(tǒng)的微生物污染主要分為外源性污染和內(nèi)源性污染兩大類。外源性污染主要指來自水系統(tǒng)外部的原因，對系統(tǒng)內(nèi)部造成的污染。水系統(tǒng)微生物污染的外部來源主要有以下一些方面：在貯罐上的排氣口沒有使用呼吸過濾器保護(hù)造成污染；使用呼吸過濾器內(nèi)使用了質(zhì)量不完善的空氣濾芯，或者整個組裝好的呼吸過濾有泄漏，不完整造成污染。水系統(tǒng)中有已經(jīng)被污染的出水口，并且發(fā)生了水的倒流而產(chǎn)生的污染；貯罐的排氣口阻塞，呼吸過濾器不起作用造成的污染；由于更換活性炭過濾器和離子交換器中的活性炭和去離子樹脂時，細(xì)炭粒和樹脂殘片給水系統(tǒng)帶來的外源性污染。因此，水系統(tǒng)的設(shè)計和維護(hù)應(yīng)足夠注意以把這些外源性污

5、染減小到最低程度。5.1.3內(nèi)源性微生物污染水系統(tǒng)中各個設(shè)備單元的操作，可能是系統(tǒng)中主要的微生物內(nèi)源性污染源。存在于進(jìn)料水中的微生物容易被吸附在活性炭床、離子交換樹脂、過濾器膜和其它水處理單元的表面上，并逐漸形成生物膜。生物膜是某些種類的微生物生存于低營養(yǎng)環(huán)境下的一種適應(yīng)性反應(yīng)。生存于生物膜中的微生物受到生物膜的保護(hù)，許多化學(xué)消毒劑對生物膜毫無作用。如果其中某些微生物被沖洗脫落并送往水系統(tǒng)的其它區(qū)域時，在水系統(tǒng)的下游就可能形成微生物菌落群體。微生物也可能吸附于象細(xì)微的粒碳一樣的懸浮固體粒子上，這些就成為水系統(tǒng)中下游處理設(shè)備和配水管道系統(tǒng)的污染源。另一個內(nèi)源性微生物污染源是配水管道系統(tǒng)。 微生物

6、能在配水管道的內(nèi)表面、閥門和其它區(qū)域內(nèi)生成菌落群體。在這些地方，微生物大量繁殖，形成生物膜，而這個生物膜就是一個水系統(tǒng)內(nèi)部持久性的微生物污染源。因此，正是這些內(nèi)源性污染源的存在，導(dǎo)致水系統(tǒng)在設(shè)計和制造工藝技術(shù)的長足的進(jìn)步。目前，為克服水系統(tǒng)中內(nèi)源性污染對制藥工藝用水的影響，在水系統(tǒng)的設(shè)計和制造過程中，已廣泛采用新的工藝技術(shù)，例如，在貯罐內(nèi)頂部設(shè)置起在線清洗作用的噴淋球、注射用水系統(tǒng)循環(huán)水泵采用衛(wèi)生級泵而且采用本身輸送的介質(zhì)進(jìn)行密封、配水管道采用304L或316L不銹鋼材料、管道的連接以軌道自動惰性氣體保護(hù)焊接為主加上衛(wèi)生卡箍連接為輔的連接體系、管道中使用的閥門越來越多的采用不銹鋼隔膜閥或其它衛(wèi)

7、生級的球閥和蝶閥、系統(tǒng)設(shè)置熱交換器嚴(yán)格控制流動與貯存的水溫、系統(tǒng)中大量設(shè)置取樣點方便系統(tǒng)驗證和日常監(jiān)控等等。5.1.4細(xì)菌性熱原污染藥劑學(xué)上的“熱原”通常是指細(xì)菌產(chǎn)生的熱原，是指那些可能致熱的微生物的代謝產(chǎn)物。大多數(shù)細(xì)菌和許多霉菌都能夠產(chǎn)生熱原。其中，致熱能力最強(qiáng)的是革蘭氏陰性桿菌的產(chǎn)物。微生物代謝產(chǎn)物中的內(nèi)毒素是造成熱原反應(yīng)的最主要因素。一般輸入含有熱原的注射液以后，在1和3小時處有兩次體溫上升的高峰，常稱為“雙熱高峰” 。通常解釋為：第一個高峰是內(nèi)毒素直接作用于下丘腦體溫中樞。第二個高峰是由于外來性致熱物質(zhì)（如細(xì)菌或內(nèi)毒素）被多核的白細(xì)胞吞噬或再從白細(xì)胞中分離出來的致熱物質(zhì)。這個物質(zhì)稱為白

8、細(xì)胞熱原，其毒性比原有內(nèi)毒素高出上百倍，從而使體溫有時上升到40 。在藥典中有明確的細(xì)菌要求的是細(xì)菌內(nèi)毒素。美國藥典對注射用水的內(nèi)毒素限制是0.25EU/ml。即使是在水的存貯和配送過程中很快被破壞的細(xì)菌也會釋放出內(nèi)毒素。所以在進(jìn)入配水系統(tǒng)以前采取除去細(xì)菌的處理措施是必要的，它比在配水系統(tǒng)中依靠保護(hù)措施（例如加熱）來除去細(xì)菌會更好。無論是外源性污染或是內(nèi)源性污染最終都可能是導(dǎo)致熱原污染。細(xì)菌性熱原主要是革蘭氏陰性桿菌產(chǎn)生的內(nèi)毒素，存在于細(xì)菌細(xì)胞外膜，當(dāng)菌體細(xì)胞裂解時釋放出來。它是細(xì)胞膜科的組分衍化而成的磷脂多糖體，磷脂多糖體再與蛋白質(zhì)結(jié)合形成高分子復(fù)合物稱為內(nèi)毒素。復(fù)合物中的磷脂多糖體是熱原的

9、活性中心，致熱作用最強(qiáng)。磷脂多糖體是由多糖（葡萄糖、半乳糖、庚糖、H-乙酰葡萄糖胺等組成）通過KDO（2-Keto-3-deoxyoctonate）鍵而與磷脂A（Lipid A）結(jié)合組成一個單位結(jié)構(gòu)，由許多這樣的單位結(jié)構(gòu)組成長鏈的巨大分子。磷脂多糖體的化學(xué)組成因菌種不同而異，從大腸桿菌分離出來的磷脂多糖體中由68%69%的糖，12%13%的類脂化合物，7%的有機(jī)鱗和其它一些成分。磷脂多糖體的分子量約為5*104-5，也有認(rèn)為是7*105-7，其分子量越大致熱作用也越大。細(xì)菌性熱原有如下理化性質(zhì)：耐熱性強(qiáng)熱原在60加熱1小時不受影響，100也不熱分解。120加熱4小時破壞98%。180200干熱

10、2小時以上或250，45分鐘可被徹底破壞。各種革蘭氏陰性菌分離出來的熱原耐熱性較強(qiáng)，這種熱原在中性介質(zhì)中，即使加熱到150經(jīng)數(shù)小時也不會裂解。青霉菌屬的熱原耐熱性亦強(qiáng)，通常的121，30分鐘的滅菌程序處理對它影響，必須使溫度達(dá)到180，4小時、250，45分鐘或650，1分鐘才能被完全破壞。相反，革蘭氏陰性菌的代謝產(chǎn)物中的毒素也能產(chǎn)生致熱反應(yīng)，但致熱作用較弱，要比內(nèi)毒素低8倍左右。內(nèi)毒素主要由蛋白質(zhì)組成，故耐熱性差。過濾性熱原的體積大小多數(shù)約在0.1m50m之間，可通過除菌過濾器進(jìn)入濾液中，但能被活性炭、硅藻土濾器等吸附。不揮發(fā)性：熱原本身不具有揮發(fā)性，但能在蒸餾時被未氣化的水滴機(jī)械地帶入蒸餾

11、水中，故蒸餾水機(jī)均沒有隔沫汽液分離裝置。注射用水中含有熱原是注射劑熱原污染的主要原因。水系統(tǒng)中革蘭氏陰性菌可以很平穩(wěn)地形成生物膜，這個膜就成為內(nèi)毒素的發(fā)源地。內(nèi)毒素同活著的微生物體或者死掉的微生物體的碎片有關(guān)，內(nèi)毒素也可以以分子狀態(tài)游離存在。游離的內(nèi)毒素分子可能來自于細(xì)胞表面或者來自于水系統(tǒng)中形成菌落的生物膜，或者是由進(jìn)料水帶入水系統(tǒng)中?？梢酝ㄟ^控制微生物的進(jìn)入系統(tǒng)和控制微生物的繁殖，將內(nèi)毒素降至最低。水處理系統(tǒng)內(nèi)各操作單元進(jìn)行常規(guī)操作以除去微生物，以及對系統(tǒng)進(jìn)行消毒也能夠達(dá)到去除微生物的目的。其它的控制方法包括在管道內(nèi)或者在水中使用點處使用超濾器或者帶電介質(zhì)過濾器。去除熱原有兩種最成熟而有效

12、的方法收載于美國藥典：蒸餾及反滲透。超濾法也可去熱原，超濾屬機(jī)械過濾，尚不是美國藥典正式收載的去熱原方法。制備注射用水所用的蒸餾設(shè)備有多種，其構(gòu)造也各異。有單蒸餾水器與重蒸餾水器。國內(nèi)過去普遍使用塔式重蒸餾水器。國外使用比較節(jié)約蒸汽和冷卻水的自動控制的氣壓式蒸餾水器和多效式蒸餾水器，這種設(shè)備制備注射用水時產(chǎn)量大而且經(jīng)濟(jì)，已在國內(nèi)逐步普及。使用蒸餾法制備注射用水，是較優(yōu)良的進(jìn)一步純化水的方法，可以用來除去水中的微細(xì)物質(zhì)（大于1m的所有不揮發(fā)性物質(zhì)和大部分0.09m1m的可溶性小分子無機(jī)鹽類）。原料水經(jīng)過蒸餾后，除去其中的不揮發(fā)性有機(jī)、無機(jī)物質(zhì)包括懸浮體、膠體、細(xì)菌、病毒、熱原等雜質(zhì)。由于蒸餾水器

13、的結(jié)構(gòu)、性能、金屬材料、操作方法以及水源等因素，必然會影響蒸餾水的最終質(zhì)量。傳統(tǒng)的抑阻水滴霧沫的填料、擋板組甩隔沫裝置和逸出揮發(fā)性氣體排出的放氣口裝置往往達(dá)不到理想的結(jié)果。多效蒸餾水機(jī)設(shè)置有特殊的去熱原裝置，通常是超長管板式汽液旋風(fēng)分離裝置。一般能達(dá)到使原水中的細(xì)菌內(nèi)毒素下降2.53個對數(shù)單位的效果。應(yīng)當(dāng)注意，這種熱原分離并不是絕對的，應(yīng)對進(jìn)入多效蒸餾水機(jī)的原水的質(zhì)量加以控制。注射用水是可能用于配制藥品溶液的，盡管美國藥典并沒有特別的微生物限制的參考，注射用水通常不含微生物體，因為有些微生物成分可能出現(xiàn)在試驗過程中，所以通常要規(guī)定一個10CFU/mL的反應(yīng)限制。注射用水系統(tǒng)中的細(xì)菌含量是引起關(guān)

14、注的原因并應(yīng)該進(jìn)行徹底調(diào)查。盡管在注射用水系統(tǒng)中的細(xì)菌成分會導(dǎo)致產(chǎn)生內(nèi)毒素，但測試試驗時通過一個內(nèi)毒素限制而不是細(xì)菌限制的情況也是可能出現(xiàn)的，所以在測試中這兩個試驗都應(yīng)該進(jìn)行，并定這兩個試驗各自的限度。應(yīng)注意，內(nèi)毒素水平不能直接與細(xì)菌量聯(lián)系起來判斷。5.1.5過濾去除工藝用水中的熱原物質(zhì)熱原的化學(xué)特性是一些物質(zhì)在注射劑使用過程中會引起人體的發(fā)燒反應(yīng)，而且來源不明，只是知道大概是糖類或蛋白質(zhì)物質(zhì)引起人體發(fā)燒、淋巴細(xì)胞的移動、補體的激發(fā)和組胺的釋放。通常，引起熱原反應(yīng)的主要物質(zhì)是革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞外壁的脂多糖，一般又稱為內(nèi)毒素。就微生物而言，熱原性物質(zhì)，是指革蘭氏陰性微生物。非熱原性物質(zhì)，則指革蘭

15、氏陽性微生物。通常，除熱原的應(yīng)用方法主要集中在：水系統(tǒng)或其使用點除熱原，水針劑、大輸液、凍干粉針劑等內(nèi)毒素陽性產(chǎn)品的除熱原，藥物分包裝前作預(yù)防性除熱原處理。除熱原有如下一些方法：熱力法用加熱的方法，熱分解熱原物質(zhì)。例如在制藥工藝過程中，經(jīng)常使用250以上的高溫，保持一定的時間分解材料攜帶的熱原物質(zhì)。氧化法，使用熱酸或堿性水解氧化的方式，化學(xué)降解熱原物質(zhì)。注意，使用化學(xué)降解不可以使用還原劑如鹵化物、環(huán)氧乙烷等；水解法：蒸發(fā)法，例如溶媒的蒸發(fā)，蒸發(fā)中氣相會帶走其中的熱原的成分。但是，在溶媒蒸發(fā)的過程中，會因為相的改變影響一些產(chǎn)品的質(zhì)量；吸附法；微孔過濾法；反滲透法；超濾法；需要注意的是，傳統(tǒng)的滅菌

16、方法如煮沸、高壓蒸煮、常規(guī)過濾方法對熱原幾乎不起任何作用，不是去除不了熱原，就是能夠去除熱原，但沒有實際的工業(yè)使用價值。例如：使用高壓蒸汽滅菌汽滅菌設(shè)備除熱原，在126條件下，需要7個小時，在145條件下也至少需要30分鐘以上，基本上不基本工業(yè)生產(chǎn)使用價值。下面著重介紹幾種制藥工藝用水系統(tǒng)種常用的去除熱原物質(zhì)的方法。反滲透法熱原的去除可以依靠控制分子量的大小來完成，反滲透去除熱原即利用了這一原理。反滲透膜的孔徑大小一般在100分子量到200分子量。通常，使用反滲透法用于去除水中的熱原比較合適，但由于反滲透膜的分子量較小，產(chǎn)品與熱原可能會同時被膜擋住。并且，對反滲透膜用堿清洗的能力有限，其過濾速

17、度也比微孔過濾的超濾慢。含有熱原的藥液圖5-1反滲透除熱原示意圖微孔濾膜過濾微孔濾膜過濾也可以用作去除熱原的手段。主要原理是利用微孔濾膜比較均一的開孔直徑來攔截直徑比較均勻的那一部分熱原物質(zhì)。但是，由于熱原的組成呈多樣化，其中形成小泡狀的熱原會通過0.22m微孔濾膜，形成微團(tuán)狀的熱原還可以通過0.025m濾膜，而以單元形式存在熱原可以通過幾乎所有的微孔濾膜。因此，利用微孔濾膜以截留的方式去除熱原，在使用上具有明顯的局限性。圖5-2微孔過濾示意圖超濾法超濾除熱原，主要根據(jù)熱原分子量的大小，選擇超濾膜的不同截留分子量孔徑來滿足去除熱原的需要。即把溶液中不同大小的分子用壓力驅(qū)使其通過很薄的膜進(jìn)行分離

18、。通常，小泡狀的熱原能夠通過0.22m的濾膜孔，使用普通的0.22m微孔薄膜的除菌過濾器不能對其截留，而小泡狀的熱原需要在0.025m的孔徑下才能被攔截。微團(tuán)狀的熱原可以通過0.025m的濾膜孔，在1百萬分子量的孔徑下被截留。單元狀的熱原物質(zhì)甚至能夠通過1百萬分子的濾膜孔，需要在1萬分子量的膜孔截留。因此，使用于去除熱原的超濾膜孔徑定性選擇1萬分子量的膜，這樣，小泡狀、微團(tuán)狀、單元狀的熱呀物質(zhì)都會被濾膜攔截住，而此時產(chǎn)品仍可以順利通過濾膜。這個過濾器的過程不會產(chǎn)生相變，也沒有任何添加物質(zhì)進(jìn)入產(chǎn)品溶液中。并且超濾膜也比較容易清洗和利用其它方法去除膜上殘留的熱原物質(zhì)?？傊?，利用超濾的方法，熱原物質(zhì)

19、可以通過分子排除的方式過濾去除。除非在某種特殊或極端的情況下，可能出現(xiàn)以外，例如洗滌劑和螯合劑。一般十萬分子量的超濾膜 可以定量地去除熱原物質(zhì)。而使用一萬分子量的超濾膜，可以在所有的情況下，定量地去除熱原物質(zhì)。超濾除熱原的截留情況可由下圖所示：含有熱原的藥液圖5-3超濾除熱原的示意圖吸附法除熱原使用吸附的方法液可以有效的去除熱原，采用吸附的方法除熱原常用的材料有石棉、活性炭、硫酸鋇、陰離子交換樹脂等。石棉，對水、糖溶液等比較有效，但不能使用在氨基酸溶液的熱原去除。同時，由于石棉的污染，目前不允許石棉材料制造的過濾器使用在藥品制造的工藝過程中?；钚蕴课绞且环N工藝工程常用的去除熱原的方法，活性炭

20、吸附通常要與0.22m的薄膜過濾器聯(lián)合使用，多用在各類藥液的熱原去除。但是，活性炭的使用量要比較大才有效，而且從效果上看，對不同的藥液，效果差異很大。并且，當(dāng)活性炭的用量較大時，對藥液的有效成分損失也較大。而使用陰離子交換樹脂去除熱原時，對藥液中內(nèi)毒素較小含量時較適用。至于硫酸鋇去除熱原的效果，就不一定可靠了。利用吸附的方式去除熱原，還面臨一些其他的困難。由于吸附的特點是，對任何液體的溶質(zhì)都是非選擇性的，因此會把產(chǎn)品的有效成分給吸附掉一部分，這對一些價值較高，含量本來就較低的制品是難以接受的。同時，對每批藥液之間因熱原含量不同，會導(dǎo)致在同等吸附條件下去除熱原的效果也不同，結(jié)果是吸附效果不穩(wěn)定。

21、另外，在吸附過程中，由于熱原并沒有和藥液分格開來，有可能會因為條件的改變使熱原再度釋放出來。而且如果吸附工藝過程控制不夠好的話，依附在吸附劑上的細(xì)菌的生長，還可能會增加熱原的含有量。還有，去除熱原的過程中，液體流動的條件對去除熱原的效率也有很大的影響。各種方式過濾后去除熱原的結(jié)果在1，000ng/ml細(xì)菌內(nèi)毒素液體中，使用各種方式過濾后的結(jié)果如下：表5-1不同方式過濾后內(nèi)毒素濃度樣品成分濾液中內(nèi)毒素的濃度EGWPVSWPPSVPPTHKPTGC0.22m0.025m1，000K100K10，000水1，000<0.1<0.1<0.1<0.1鹽水1，000<0.1&

22、lt;0.1<0.1<0.1氯化鎂<0.1<0.1<0.1二乙胺四乙酸1，000<0.1<0.1脫氫膽酸鈉1，00010<0.1脫氫膽酸鈉+EDTA1，0001，000<0.15.2工藝用水系統(tǒng)中微生物的鑒別在制藥工藝用水系統(tǒng)的原水中可以找到各種細(xì)菌，大多數(shù)水生的細(xì)菌是膜負(fù)性的，在純化水系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌一般也是負(fù)性的，因為正性的細(xì)菌不能在低營養(yǎng)狀態(tài)下存活。另外，負(fù)性的細(xì)菌比正性的對熱更加敏感，因此不能在高于60的條件下增殖。然而，在系統(tǒng)中的膜負(fù)性生物體不可能完全被除掉，系統(tǒng)的消毒處理和測試過程都必須將其考慮的內(nèi)。典型的細(xì)菌通常在0.5m到5

23、m之間，通常用來檢驗除菌膜孔徑大小的缺陷假單胞菌(Pseudomonas diminuta)具有最小的細(xì)菌尺寸約為0.3m。由于，多數(shù)檢測水中微生物 數(shù)量的技術(shù)和方法都需要有2到3天時間，不馬上檢測給具體數(shù)值。因此，美國藥典對純水的規(guī)定不包括微生物限制。5.2.1微生物的培養(yǎng)經(jīng)典的微生物培養(yǎng)法用于水系統(tǒng)微生物檢測的經(jīng)典的培養(yǎng)方法包括注皿培養(yǎng)法、平板涂布法、膜過濾法以及最大可能性數(shù)目測試法，但不只限于這些方法。這些方法一般來說操作方便，成本低廉，而且能處理大量樣品。尤其是增大樣品處理量，可以提高方法的靈敏度，這種檢測思想特別適用于薄膜過濾法。結(jié)合培養(yǎng)基的類型以及培養(yǎng)溫度的時間可進(jìn)一步定義培養(yǎng)方法

24、，但還應(yīng)該根據(jù)特定的水系統(tǒng)的監(jiān)控要求，以及使用的培養(yǎng)基恢復(fù)可能對產(chǎn)品或工藝過程有危害影響的微生物的生長能力來選擇怎樣將培養(yǎng)基及培養(yǎng)溫度于時間結(jié)合在一起。在傳統(tǒng)的微生物學(xué)分析中，有兩種基本類型的培養(yǎng)基：一種是高營養(yǎng)型的，另一種是低營養(yǎng)型的。高營養(yǎng)型培養(yǎng)基一般用于異養(yǎng)型細(xì)菌的分離和計數(shù)，低營養(yǎng)型培養(yǎng)基用于分離緩慢生長細(xì)菌和接觸過消毒劑而受傷的細(xì)菌。一般應(yīng)該用低營養(yǎng)型培養(yǎng)基與高營養(yǎng)型培養(yǎng)基進(jìn)行對照，特別是在水系統(tǒng)的驗證試驗中，用這種方法來決定是否存在額外類型和數(shù)量的細(xì)菌，并以此來評估可能對最終產(chǎn)品產(chǎn)生的影響。此外，對這些慢性生長細(xì)菌或受傷害所實施的消毒，以及系統(tǒng)的控制效能也可以據(jù)此作除評估。培養(yǎng)溫度

25、和培養(yǎng)時間也是微生物學(xué)檢測方法中的一個重要方面。經(jīng)典的檢測方法學(xué)采用高營養(yǎng)型培養(yǎng)基，培養(yǎng)溫度通常在3035，培養(yǎng)時間48小時72小時。特殊的培養(yǎng)方法在某些水系統(tǒng)中，采用低溫培養(yǎng)（2025），并且延長培養(yǎng)時間（5天7天）。這種培養(yǎng)方法同經(jīng)典方法相比，能夠產(chǎn)生出更多數(shù)目的細(xì)菌。在對水系統(tǒng)驗證時，應(yīng)決定是否采用較低溫度的培養(yǎng)方法，或者采用較長培養(yǎng)時間法來對水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)測試結(jié)果超出水系統(tǒng)的警戒水平或標(biāo)準(zhǔn)水平時，就應(yīng)該決定采用較長的培養(yǎng)時間法以便獲悉必要的信息，并了解應(yīng)該采取何種糾正措施。應(yīng)該把由延長培養(yǎng)時間贏得的有利條件，即受傷微生物、慢增長微生物以及需要復(fù)雜營養(yǎng)的微生物能夠恢復(fù)生長，及時地調(diào)查

26、和采取糾正措施以及這些微生物損害產(chǎn)品和工藝的能力進(jìn)行對比，權(quán)衡得失。5.2.2微生物的檢測分析方法儀器方法常用的儀器檢測方法有：顯微鏡直接計數(shù)技術(shù)、輻射計方法、阻抗計方法以及基于生物化學(xué)上的方法學(xué)，這些方法各有優(yōu)缺點。儀器法的優(yōu)點是其準(zhǔn)確性和精確性。一般使用儀器方法能夠在較短時間內(nèi)獲得檢測結(jié)果，這有利于對系統(tǒng)進(jìn)行及時控制，是其優(yōu)點。但是，由于這種方法要求人工對樣品進(jìn)行精細(xì)處理或者由于儀器的局限性，它又有其樣品處理量較小的缺點。此外，儀器法檢測對微生物是破壞性的，這就妨礙了為鑒別微生物的性質(zhì)而進(jìn)行的進(jìn)一步的微生物分析。培養(yǎng)法一般來說，某種微生物的特性鑒別是水系統(tǒng)的監(jiān)控要素之一。因此，傳統(tǒng)上優(yōu)先使

27、用培養(yǎng)法，因為它同儀器法相比有兩個優(yōu)點：理想的檢測特點，操作方便：理想的事后檢測能力，能處理大量的樣品。水系統(tǒng)測試推薦的方法在水系統(tǒng)的測試或驗證試驗中，下述方法適合于用以建立制藥工藝配料水的常規(guī)微生物學(xué)監(jiān)控中觀測到的菌團(tuán)（CFU）數(shù)目的動態(tài)情況，應(yīng)該注意到關(guān)于培養(yǎng)基的類型、培養(yǎng)時間和溫度及其組合有可能或者肯定會生成更大數(shù)量的菌團(tuán)。如其它方法所要求的一樣，延長微生物的培養(yǎng)時間，會產(chǎn)生更多數(shù)目的菌團(tuán)，但是，假如延長培養(yǎng)時間會帶來許多不利條件，那么這樣做就毫無意義。用以監(jiān)控制藥用水系統(tǒng)的推薦方法如下：飲用水：注皿培養(yǎng)法 最小樣品量1.0ml 瓊脂平面培養(yǎng)基 培養(yǎng)時間42小時72小時，溫度3035；潔

28、凈水：注皿培養(yǎng)法 最小樣品量1.0ml 瓊脂平面培養(yǎng)基 培養(yǎng)時間48小時72小時，溫度3035；注射用水：膜過濾法最小樣品量1.0ml 瓊脂平面培養(yǎng)基 培養(yǎng)時間48小時72小時，溫度3035；微生物的鑒別如果某種特定的水生微生物，對某一種產(chǎn)品有害或者對某種制藥工藝過程有影響，而在此工藝過程種要用到水，那么鑒別從水中恢復(fù)生長的微生物就非常重要了。當(dāng)鑒別一個產(chǎn)品或一個工藝過程中的微生物污染源時，微生物這些方面的信息是非常有用的。通常，只有一些有限的微生物能夠不斷從水系統(tǒng)中恢復(fù)生長出來。一個有經(jīng)驗的微生物學(xué)工作者經(jīng)過反復(fù)多此對某種微生物性質(zhì)的認(rèn)識， 就可以根據(jù)僅有的一些特征，比如菌落形態(tài)和著色特征等

29、熟練地對微生物進(jìn)行快速的鑒別。5.3工藝用水系統(tǒng)水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)與警戒水平微生物控制是在工藝用水系統(tǒng)的指定取樣點，通過測試水樣進(jìn)行的。對于必須控制熱源的系統(tǒng)（如WFI），必須進(jìn)行細(xì)菌內(nèi)毒素LAL檢查。細(xì)菌培養(yǎng)的結(jié)果出來幾天前，需要處理（如過濾），孵化和記錄。細(xì)菌生長的確定需要較長的時間。所以需要在線連續(xù)的記錄系統(tǒng)，從而在試驗的過程中建立起結(jié)果和系統(tǒng)操作資料的關(guān)系（如衛(wèi)生處理記錄，沖洗記錄，系統(tǒng)操作記錄數(shù)據(jù)，試驗技術(shù)的確認(rèn)等等）。5.3.1系統(tǒng)水質(zhì)警戒水平和標(biāo)準(zhǔn)水平藥典關(guān)于純化水和注射用水都沒有給出確定的微生物限度。這是在技術(shù)上有目的地省去的。因為目前大部分檢測微生物的技術(shù)需要至少48小時才能獲得確

30、切結(jié)果，到那時，通常樣品源已經(jīng)使用在生產(chǎn)工程中了。因此，美國藥典對純化水的規(guī)定不包括微生物限制。必須建立警戒水平和糾偏限度。美國藥典也討論了符合最終使用的純化水質(zhì)量的要求。在藥典中建議了一個 100CFU/mL的反應(yīng)水平。在FDA關(guān)于高純水系統(tǒng)的檢驗指導(dǎo)中也規(guī)定了高手100CFU/mL的糾偏限度是不能接受的。因為實際的微生物含量要依靠檢測方法和技術(shù)，關(guān)于靈敏的反應(yīng)水平的規(guī)定應(yīng)該在明確了方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行，包括時間、溫度和媒介。比微生物總含量更重要的是持續(xù)的有效管理過程，這個管理過程會在出現(xiàn)問題前表現(xiàn)出可能出問題的趨勢。當(dāng)然，確定每一種成分的含量及總數(shù)量也是很重要的。工藝用水系統(tǒng)中，警戒的水平要根

31、據(jù)統(tǒng)計數(shù)字設(shè)置，來減少高于系統(tǒng)正常操作范圍的結(jié)果，并用來在達(dá)到反應(yīng)限制前檢查和解決問題的目的。水的質(zhì)量不符合規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，就會使整批有關(guān)產(chǎn)品報廢，這并不是設(shè)立警戒水平或標(biāo)準(zhǔn)水平的目的，也不是設(shè)立警戒水平能夠解決的問題。而應(yīng)當(dāng)建立一個有關(guān)制藥工藝用水的量化的微生物學(xué)準(zhǔn)則，這個準(zhǔn)則將會確定當(dāng)檢測結(jié)果超出限度范圍時所應(yīng)采取的措施規(guī)程。應(yīng)當(dāng)對水系統(tǒng)進(jìn)行微生物學(xué)監(jiān)控，以確保系統(tǒng)在設(shè)計規(guī)格條件范圍內(nèi)運行，并能生產(chǎn)出質(zhì)量合格的產(chǎn)品水。監(jiān)控的數(shù)據(jù)可以和所建立的工藝參數(shù)以及產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比。精心地研究工藝參數(shù)和產(chǎn)品的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上建立警戒水平和標(biāo)準(zhǔn)水平。警戒水平和標(biāo)準(zhǔn)水平是不同的，也不同于工藝參

32、數(shù)和產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。因為它們只是用于系統(tǒng)監(jiān)控，而不是用于判斷合格或不合格，因而其數(shù)值較工藝參數(shù)和產(chǎn)品規(guī)格大。水質(zhì)警戒水平是指水的質(zhì)量水平或范圍，當(dāng)警戒水平被突破時，表明工藝運行已經(jīng)偏離了正常運行條件。警戒水平僅意味著是一個警戒，而沒有必要求實施糾正措施。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)水平是指水的質(zhì)量水平或范圍 ，當(dāng)它被超出時，表明工藝運行偏離了正常運行條件。超出標(biāo)準(zhǔn)水平時，應(yīng)當(dāng)立即采取糾正性措施，使得工藝運行回復(fù)到正常運行條件下。從對技術(shù)和產(chǎn)品的綜合考慮，警戒水平和標(biāo)準(zhǔn)水平應(yīng)建立在工藝和產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的范圍之內(nèi)。因此，超出警戒水平和標(biāo)準(zhǔn)水平并不意味著整個工藝過程已危及產(chǎn)品質(zhì)量。在設(shè)立警戒水平和標(biāo)準(zhǔn)水平時，在技術(shù)上還應(yīng)考

33、慮到對確保水處理設(shè)備能夠取得所要求的水的純度水平的設(shè)備設(shè)計規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)確認(rèn)。此外，應(yīng)定期采集水樣品進(jìn)行分析，分析數(shù)據(jù)應(yīng)能夠反映出正常的質(zhì)量動態(tài)變化。使用這些數(shù)據(jù)還可以建立水系統(tǒng)歷史運行水平和統(tǒng)計學(xué)水平的檔案。用這種方法建立起來的水平是不受產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)支配的。因此，警戒水平和標(biāo)準(zhǔn)水平應(yīng)當(dāng)充分體現(xiàn)出產(chǎn)品質(zhì)量各種要求，以及水系統(tǒng)有效控制各個水處理工序的處理能力。這兩個監(jiān)控水平一般是建立在對工藝數(shù)據(jù)的考慮，以及對產(chǎn)品化學(xué)和微生物污染的敏感性評估的基礎(chǔ)上的。產(chǎn)品敏感性的評估還應(yīng)包括對產(chǎn)品的防腐效能、產(chǎn)品在水中的活性情況、pH等等項目的評估。兩個監(jiān)控水平確定的原則是，當(dāng)監(jiān)控指標(biāo)被超出時，并不會危及產(chǎn)品

34、質(zhì)量安全，但需加于調(diào)控。應(yīng)不斷地對監(jiān)控過程得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確保工藝過程在允許限度內(nèi)連續(xù)地運行，對數(shù)據(jù)動態(tài)的分析結(jié)果通常用來評估水處理工藝的運行狀況，據(jù)此信息可以預(yù)計水處理工藝相對于所設(shè)定的工藝操作參數(shù)的偏離程度，并且還說明何時有必要對系統(tǒng)實行適當(dāng)預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)操作。5.3.2工藝用水系統(tǒng)運行的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該充分地認(rèn)識到，任何制藥用水系統(tǒng)所建立的微生物警戒水平和標(biāo)準(zhǔn)水平，都必需跟所選用的監(jiān)控方法和與其匹配的標(biāo)準(zhǔn)水平聯(lián)系在一起的。采用上述推薦的檢測方法，一般認(rèn)為合適的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)水平應(yīng)分別為：飲用水應(yīng)小于500CFU/ml;純化水應(yīng)小于100 CFU/ml;注射用應(yīng)小于10 CFU/100ml。需

35、注意，上述的標(biāo)準(zhǔn)水平并不適用于所有的適用配料用水的場合。例如：革蘭氏陰性菌并沒有被排除在配料用水之外，藥典中也沒有規(guī)定飲用水中不允許有革蘭氏陰性菌。究其原因是對于水環(huán)境來說，微生物無處不在，而且要清除微生物就要求進(jìn)行滅菌處理，。而滅菌在許多生產(chǎn)方案中是不合適的或者是不可行的。并且，許多場合微生物也并不能夠存活，例如在某些局部用藥和某些口服劑性當(dāng)中。5.3工藝用水系統(tǒng)的消毒滅菌通常，在制藥工藝用水系統(tǒng)中適用的消毒滅菌方法，主要分為兩大類。一類是物理消毒方法，包括常用的熱消毒方法（巴氏消毒、純蒸汽滅菌等）和紫外線輻射消毒，這類物理消毒方法的最大優(yōu)點是在消毒過程及消毒處理以后，不會在工藝用水系統(tǒng)中產(chǎn)

36、生不能夠接受的，影響水質(zhì)的消毒殘留物。因此，物理消毒方法是工藝用水消毒的首選方法。工藝用水消毒的另一類方法是化學(xué)消毒法。使用化學(xué)方法消毒，常用氧化的方法的原理。氧化消毒使用的材料種類很多，常見的氧化劑有氯類和氧類，氯類氧化劑有液氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣、二氧化氯等。氧類氧化劑有空氣中的氧、臭氧、過氧化親氫和高錳酸鉀等。由于這些化合物的半衰期較短，特別是臭氧，在消毒過程中應(yīng)當(dāng)不斷補充這類消毒劑。過氧化氫和臭氧迅速降解成水和氧氣。在紫外光下，過氧乙酸降解成乙酸。氯氣（CL2）通入水中后，由于水解作用而生成鹽酸（HCI）和次氯酸（HOCI），次氯酸是中性的分子，它能很快擴(kuò)散到帶負(fù)電荷的細(xì)菌表面，并透過

37、細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞核。次氯酸中的氯原子（CI），能氧化破壞細(xì)菌細(xì)胞中的酶，從而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。應(yīng)當(dāng)注意，由于細(xì)菌帶有負(fù)電荷，水的pH對消毒效果很有影響，pH高時，次氯酸形成了較多的OCT負(fù)離子，它們與細(xì)菌的負(fù)電荷互相排斥，因此會降低其消毒能力。鹵化物是有效的消毒劑，但難于從系統(tǒng)中清洗掉，況且只有濃度很高時，如達(dá)到百萬分之三百，才能對生物膜發(fā)生作用，過高濃度的消毒劑又往往對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，必須權(quán)衡二者的利弊。當(dāng)原水中存在工業(yè)有機(jī)污染物時，氯化時會形成可能又致癌性的三鹵甲烷、四氯乙烯等脂肪族化合物，以及氯苯、二氯苯等，因此氯的應(yīng)用在工藝用水系統(tǒng)的消毒應(yīng)用中，應(yīng)該受到一定的限制。5.3.1熱消毒微生物的代謝

38、作用，包括化學(xué)和物理的反應(yīng)，深受溫度的影響，在一定范圍內(nèi)提高溫度可以加速微生物的呼吸作用。溫度在微生物的活動中起著非常重要的作用。阻止工藝用水系統(tǒng)內(nèi)細(xì)菌生長的最有效、最可靠的辦法就是系統(tǒng)在高于細(xì)菌生存的溫度下運行操作。一般情況下，微生物生長的溫度范圍大約為-580，就某一種微生物而言，其適合生長的溫度范圍通常較窄，這個最適合微生物生長的溫度叫做某種微生物生長的最適合溫度，在這個溫度范圍內(nèi)，該種微生物生長最快。微生物生長的最高溫度是指在最適合溫度以上，微生物停止生長的溫度。微生物生長的最低溫度是指在最適合溫度以下，微生物停止生長的溫度。在最低溫度和最適合溫度之間，微生物生長的速度隨溫度的升高增加

39、。在最適合溫度和最高溫度之間，微生物生長的速度隨溫度的升高增加。在最適合溫度和最高溫度之間，微生物生長的速度隨溫度的升高而降低。表5-2中列處了部分細(xì)菌在不同溫度條件下的生長情況。表5-2部分細(xì)菌和真菌在不同溫度條件下的生長情況微 生 物溫 度 范 圍最低最適合最高無色桿菌（Achromobacter ichthyodermis）-2 25 30嗜熱防線菌（Actinomyces ichihyodermis） 28 50 65根癌病土壤桿菌（Agrobacierium tumefaciense） 0 2528 37枯草芽孢桿菌（B.thermophilus） 15 3037 55嗜熱糖化芽孢桿

40、菌（Bacillus subtilis） 52 65 75破傷風(fēng)俊狀芽孢桿菌（Clonridium tetani） 14 3738 50白喉棒狀桿菌（Corynebacterium diphtheriae） 15 3436 40大腸桿菌（Escherichia coli） 10 3037 43肺炎克氏桿菌（Klebsierlla pneumoniae） 12 37 40嗜熱乳桿菌（L.thermophilus） 30 5063 65金黃色化濃小球菌（Mierococcus pyrogenes v.Aureus） 15 37 40結(jié)核分枝桿菌（Mycobacterius tuberrhoeae）

41、 30 37 42淋病奈氏球菌（Neisseris gonorrhoeae） 5 37 55銅綠色假單孢菌（Pseudomonas aeruginosa） 0 37 42嗜熱鏈霉菌（Streptomyces thermophilus） 20 4045 53黑曲霉（A.niger） 7 3039 47灰綠葡萄孢霉（Botrytis nidulans） 0 1525 35尖鐮孢霉（Fusarium oxysporium） 4 1532 40蘋果青霉（Penicillium expansum） 0 2527 30酵母菌（Saccharomyces sp.） 0.5 2530 40普通變形桿菌（Pro

42、teus vulgaris） 10 37 43通常，工藝以上系統(tǒng)可以定期使用純蒸汽消毒，使管道系統(tǒng)重新回到系統(tǒng)微生物控制指標(biāo)優(yōu)良狀態(tài)下，如果工藝用水系統(tǒng)內(nèi)部的水始終保持在熱處理環(huán)境下，例如80，可以減少對管道系統(tǒng)定期進(jìn)行衛(wèi)生處理的頻率。微生物對熱的耐受能力，因其細(xì)胞本質(zhì)及其環(huán)境條件不同而有所區(qū)別。工藝用水管道系統(tǒng)熱處理的溫度和時間條件，可以根據(jù)大多數(shù)細(xì)菌的耐熱情況適當(dāng)?shù)卮_定。表5-3為一些常見細(xì)菌的致死溫度及其時間。表5-3常見細(xì)菌的致死溫度與時間細(xì) 菌 種 類致死溫度及時間傷寒沙門氏桿菌（Salmonella typhi）58 30min白喉棒狀桿菌（Corynebacterium diph

43、theriae）50 10min嗜熱乳桿菌（Lactobacillus thermophilus）71 30min普通變形桿菌（Proteus vulgaris）55 60min大腸桿菌（Escherichia coli）60 10min肺炎球菌（Pneumonococcus pneumoniae56 57min維氏硝化桿菌（Nitrobacter winogradskyi）50 5min粘質(zhì)賽氏桿菌（Serratia marcescens）55 60min在80熱處理條件下運行的工藝用水系統(tǒng)，有經(jīng)驗數(shù)據(jù)記錄顯示微生物生長受到良好的控制。低于80的溫度的熱處理的實際作用必須根據(jù)實例的試驗數(shù)據(jù)加

44、以證明。需要注意上表列出的這個溫度范圍并不能去除工藝用水系統(tǒng)中的細(xì)菌內(nèi)毒素。細(xì)菌內(nèi)毒素的去除，必須通過將工藝用水處理系統(tǒng)設(shè)計成為具有去除熱原的能力。5.3.1.1巴氏消毒巴氏消毒主要利用高溫處理來殺死微生物。高溫殺死微生物的能力極強(qiáng)，高溫可以凝固微生物細(xì)胞內(nèi)部的一切蛋白質(zhì)，鈍化其酶系統(tǒng)，造成細(xì)菌細(xì)胞的死亡。經(jīng)典的巴氏消毒主要使用在食品工業(yè)中對牛奶進(jìn)行消毒處理，用以殺滅牛奶中的結(jié)核菌，同時還不會破壞牛奶中的新鮮維生素和蛋白質(zhì)，使牛奶成為安全的營養(yǎng)品。采用罷職消毒牛奶的工藝條件是，先將牛奶加熱到80，停留一定時間，進(jìn)行消毒，消毒后再冷卻至常溫，再出消毒器成為產(chǎn)品。為了節(jié)省能源，一般采用多效巴氏消毒

45、器消毒牛奶。在多效消毒器中，第一效是將冷牛奶與熱牛奶進(jìn)行熱交換器；第二效是將加熱過的冷牛奶與蒸汽交換冷牛奶加熱至80并停留一般時間，完成對牛奶的消毒；第三效是將一效與冷牛奶交換過的熱牛奶用水冷卻至常溫出消毒器即成牛奶成品。對水系統(tǒng)的細(xì)菌控制采用巴氏西歐度的方法也可行，水中存在著雜菌，由于雜菌再熱水中不易生存，細(xì)菌不耐熱。一般消滅這些雜菌采用靜止水消毒時，消毒水水溫要加熱到95100這樣才能達(dá)到最佳效果。當(dāng)用加熱器、膨脹水箱、水泵、80熱水的消毒流程時，由于水的高速流動，不斷沖刷和加熱管道與設(shè)備中的介質(zhì)，使管道與設(shè)備介質(zhì)中的細(xì)菌無法藏身，同時受熱而亡，這樣用80的熱水，是能達(dá)到滅菌的目的，需要重

46、視的是消毒操作和消毒處理時間。純化水系統(tǒng)中的活性炭過濾器和軟化器是有機(jī)物集中的地方，容易長菌。巴氏消毒主要解決碳活性碳的清理、消毒工作。純化水系統(tǒng)中的活性碳在工作一段時間后，在活性碳的內(nèi)表面吸附堆積了不少有機(jī)、無機(jī)鹽和氯氣等有害物質(zhì)。特別氏碳濾中的活性碳氏細(xì)菌的滋生地，這些細(xì)菌在通過后續(xù)處理工序中的反滲透膜時，又不能被完全處理掉，這是對活性碳定期消毒處理的主要原因。在過去傳統(tǒng)的操作中，只是對碳濾驚醒正沖和反沖，正沖和反沖只能沖掉活性碳間的絮凝物，無法清理活性碳內(nèi)表面的吸附堆積物，用80±3的熱水來處理活性碳，一方面可以將活性碳內(nèi)表面吸附的堆積物沖刷出來，另一方面可以使活性碳內(nèi)表面的細(xì)

47、菌生長和繁衍，在熱處理條件下受到抑制，而自行死亡。這對充分發(fā)揮活性碳的作用，延長活性碳的使用壽命，減少水系統(tǒng)的細(xì)菌量，產(chǎn)生不可估量的影響。通?？刹捎冒褪舷痉ㄟM(jìn)行消毒處理，即用80的熱水循環(huán)1小時2小時。結(jié)束時反洗，一則起再生作用，二則消毒，這種方法行之有效。純化水系統(tǒng)中的另一可以采用巴氏消毒處為純化水的使用回路。圖5-4巴氏消毒系統(tǒng)原理圖5.3.1.2純蒸汽消毒純蒸汽滅菌其實就是采用濕熱靡然軍的原理和方法，對主要工藝用水系統(tǒng)進(jìn)行滅菌處理。利用高壓純蒸汽這種熱力學(xué)滅菌手段，殺滅工藝用水系統(tǒng)中的設(shè)備（貯罐、泵、過濾器等）內(nèi)部和管道內(nèi)壁可能存在的細(xì)菌。純蒸汽滅菌系濕熱滅菌，其滅菌能力很強(qiáng)，極其有效

48、，且在整個滅菌的過程中，沒有任何影響水質(zhì)的附加物或殘留物。純蒸汽滅菌是熱力學(xué)滅菌中最有效及用途最廣的方法。除工藝用水系統(tǒng)的滅菌以外，整個藥品生產(chǎn)工藝過程中，藥品、藥品的溶液、玻璃器械、培養(yǎng)基、無菌衣、敷料以及其他遇高溫與濕熱不發(fā)生變化或損壞的物質(zhì)，均可采用純蒸汽進(jìn)行滅菌。純蒸汽滅菌的原理如前所述，純蒸汽滅絕即是濕熱滅菌。濕熱滅菌是指物質(zhì)在滅菌器內(nèi)（在主要工藝用水系統(tǒng)滅菌中為設(shè)備與管道零件等）利用高壓純蒸汽與其他熱力學(xué)滅菌手段殺滅細(xì)菌，高壓純蒸汽的比熱大、穿透力極強(qiáng)、很容易使蛋白質(zhì)變行、滅菌能力很強(qiáng)，是熱力學(xué)滅菌中最為有效及適用性最廣的方法。在自然界，有機(jī)物生命的生存繁殖的理想范圍是-580之間

49、，除了某些耐熱的芽孢以外，當(dāng)溫度高于這個范圍，生物體通常會死亡。濕熱滅菌即是利用微生物的這一特性，使用處于壓力下的滅菌蒸汽作為滅菌劑，使微生物細(xì)胞喪失繁殖能力，導(dǎo)致微生物死亡。從微生物死亡的機(jī)理上講，微生物的死亡可追溯到細(xì)胞中主要蛋白質(zhì)及核酸的變性。這種變性是分子中氫鍵分裂所致，當(dāng)氫鍵斷裂時，結(jié)構(gòu)被破壞，分子從而喪失其功能。但應(yīng)注意，這種變性可以是逆轉(zhuǎn)的，也可能是不可逆轉(zhuǎn)的。如果氫鍵破裂的臨界數(shù)量未能達(dá)到，分子又可能回到原有的形式。與濕熱滅菌有關(guān)的常數(shù)D值D值即微生物的耐熱參數(shù)，系指一定溫度下，將微生物殺滅90%（即使之下降一個對數(shù)單位）所需的時間。D值越大，說明該微生物的耐熱性越強(qiáng)。不同的微

50、生物在不同環(huán)境條件下具有各不相同的D值。Z值Z值即滅菌溫度系數(shù)，系指使某一種微生物的D值下降一個對數(shù)單位，滅菌溫度應(yīng)升高度數(shù)，通常取10。Fr值Fr值即T滅菌時間，為滅菌程序所賦予持滅菌品在T下的滅菌時間，以分表示，由于D值是隨溫度的變化而變化，所以要在不同濕度下達(dá)到相同的滅菌效果，F(xiàn)r值將會隨D值的變化而變化。滅菌溫度高時，F(xiàn)r值變小，滅菌溫度低時，所需Fr值就大。F0值F0值即標(biāo)準(zhǔn)滅菌時間，系滅菌過程賦予待滅菌物品在121下的等效滅菌時間，即為T=121、Z=10時的F0值，121為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，F(xiàn)0值即為標(biāo)準(zhǔn)滅菌時間，以分表示。滅菌率LL值指在某間溫度下滅菌一分鐘所相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)滅菌時間的分鐘數(shù)

51、，即F0和Fr的比值（L= F0/Fr）。當(dāng)Z=10時，不同溫度下的L值是不同的（見表1）。不同Z值下的滅菌率均可查得（見表2）。無菌保證值（SAL）無菌保證值SAL（Sterility Assurance Level）為滅菌產(chǎn)品經(jīng)滅菌后微生物殘存機(jī)率的負(fù)對數(shù)值，表示物品被滅菌后的無菌狀態(tài)。國際上把該值定為6作為最低限度的無菌保證要求，即滅菌后微生物污染的概率不得大于百萬分之一。純蒸汽滅菌條件根據(jù)純蒸汽發(fā)生器的能力和工藝用水系統(tǒng)的復(fù)雜程度，可選擇如下條件進(jìn)行滅菌：115.5 30分鐘121.5 20分鐘 一個滅菌程度的總的標(biāo)準(zhǔn)滅菌時間F0，應(yīng)包括及冷卻過程的熱效應(yīng)。它可以用滅菌率對時間求積分的

52、方法計算而得。式中：F0-滅菌程序的總的標(biāo)準(zhǔn)滅菌時間； T-滅菌時間t時的產(chǎn)品溫度； t1-t2-滅菌時間；對上述滅菌程序其標(biāo)準(zhǔn)滅菌時間F0不低于8，并經(jīng)生物指示劑驗證后，即可認(rèn)為符合要求。（3）工藝用水系統(tǒng)純蒸汽滅菌方法工藝用水管道進(jìn)行滅菌時，純蒸汽壓力為0.2Mpa;當(dāng)管道內(nèi)溫度升至121時開始計時，滅菌35分鐘。滅菌指示帶應(yīng)變色，否則須重新滅菌；滅菌后如工藝用水系統(tǒng)若不立即使用，應(yīng)對系統(tǒng)充氮保護(hù)；貯罐等容器設(shè)備，純蒸汽滅菌前應(yīng)進(jìn)行清洗，滅菌后若過夜后使用，在使用前應(yīng)用注射用水再次淋洗。5.3.2.1臭氧消毒要在純水系統(tǒng)中完全避免微生物污染是不可能的，使用臭氧對水進(jìn)行消毒處理和在用水點前采

53、用紫外輻射來減少臭氧殘留，是制藥工藝用水系統(tǒng)消毒的常用方法之一。臭氧消毒非常適合純化水管道，只有低濃度的臭氧才適合于對系統(tǒng)進(jìn)行衛(wèi)生處理，并且不產(chǎn)生任何需要禁止出現(xiàn)在水系統(tǒng)中的副產(chǎn)品，或在臭氧分解成氧后留下任何殘留物。即用臭氧滅菌不產(chǎn)生任何禁止的副產(chǎn)品或殘余物。在無可氧化物質(zhì)時臭氧會分解成氧，一旦水中有可氧化物質(zhì)，就會形成二氧化碳。這些物質(zhì)與水的質(zhì)量沒有重要聯(lián)系。（1） 臭氧的化學(xué)性質(zhì)臭氧（O3）是氧的同素異形體，它是一種具有特殊氣味的淡紫色氣體。其密度是氧氣的1.5倍，在水中的溶解度是氧氣的10倍。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，它的氧化能力在天然元素中僅次于氟，居第二位，在水處理中對除嗅味、脫色、殺菌、

54、去除酚、氰、鐵、錳和降低COD、BOD等都具有顯著的效果。由于臭氧不穩(wěn)定、易分解、因此要現(xiàn)場制造。用空氣制成臭氧的濃度一般為10mg/120mg/1,用氧氣制成臭氧的濃度為20mg/140mg/1.含有1%4%（重量比）臭氧的空氣或氧氣就是水處理時所使用的臭氧化氣。臭氧通過形成過氧化物和自由基（主要是帶羥基的基團(tuán)）的方式來氧化細(xì)菌生物膜。臭氧能氧化分解細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶等，也可以直接與細(xì)菌、病毒發(fā)生作用，破壞細(xì)胞、核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細(xì)菌的物質(zhì)代謝生長和繁殖過程遭到破壞。臭氧很不穩(wěn)定，在常溫下即可逐漸自行分解為氧。加熱可以促使分解轉(zhuǎn)化為氧。由于臭氧最后要變成氧臭氧分子，在通常情況下只是相對穩(wěn)定，它的半衰期僅30分鐘60分鐘，沒有任何由殺菌物質(zhì)引起后續(xù)問題。經(jīng)驗顯示0.1mg/10.2mg/1的