通過在線分析降低制藥用水微生物風險

通過在線分析降低制藥用水微生物風險——若要生產出滿足安全、質量和功效要求的產品，微生物污染是制藥企業所要應對的首要風險。

制藥用水（包括注射用水WFI和純化水PW）是藥物生產過程中的重要組成部分。為保證其達到水質要求，世界各國在藥典規范中都制定了相關質量標準。生物污染是制備過程的重點監控內容，需將其控制在規定限值內——只有符合規定限值的制藥用水才可供制藥企業的生產部門及其他部門使用。

在制藥用水系統中，出現微生物污染的原因有很多，包括但不限于：

● 純化、存儲和分配過程存在不足；

● 維護不當；

● 消毒頻次不夠、消毒方法低效產生的污染風險。

對于制藥公司而言，必須要避免制藥用水受到污染，否則會：

● 影響產品安全、質量和功效；

● 因產品報廢、召回和額外的調查，造成財務損失；

● 觸犯法律。

目前，微生物檢測通常采用平板培養法，這也是法規認可的可以作為放行標準的方法。同時，也不斷會有新的解決方案出現，如加強過程控制，持續監控制藥用水系統的狀況，提升工藝控制并降低風險的在線解決方案。

平板培養法及其局限性

平板培養技術自誕生以來，已有超過125年的使用歷史，其原理為：通過從水系統收集水樣，使用薄膜培養法檢測水樣。

監管機構和行業專家均認為該方法存在一定的局限性，因此需要更具創新性的方式來克服這些不足。平板培養法的局限性包括：

人為差錯

人為差錯通常會影響到培養結果，易造成如假陽性等問題，為對數據作更進一步的判斷，需重復實驗流程，從而導致實驗周期延長。

結果滯后

一般需要5～7天的時間才可獲得培養結果，這會導致該水涉及的產品處于風險狀態，或者延誤相關產品的放行。

方法缺陷

首先，平板培養法計算菌落數的單位（CFU）太過籠統，操作員主觀影響較大。其次，很多因素會影響培養結果，這些因素包括培養基配方、培養條件、微生物所處的生長階段等。有活性但不可培養的微生物（VBNC）是一種常見形態，處于這種狀態的微生物不會在標準培養基中形成肉眼可見的菌落。最后，由于微生物的分布不均勻，可能會出現富集現象并形成生物膜，生物膜的形成和遷移是一個非常復雜且無規律過程（如圖1所示）。取樣的方式無法有效捕捉到生物膜對制藥用水系統的影響。往往發現之后已出現無法挽回的局面。

圖1 生物膜的形成與脫落

在線實時過程監控

過程分析技術（PAT）在提出至今已深入制藥行業的方方面面。過程控制的引入和應用不但大大節省了人力，提高了生產效率；而且更重要的是，可以大大降低生產制造風險，使人們遭遇異常情況時能夠更快速地做出響應，將危害和損失降到最低。

在線微生物監控，利用激光誘導熒光技術（LIF），實時、連續地測量制藥用水中微生物數量，無需培養和耗材。幾乎可以克服傳統培養方法的所有不利因素。

將設備與制藥用水系統取樣口相連后，水便以恒定流量通過測量池。這時，在線微生物分析儀（如圖2所示）將使用特定波長的激光對其進行照射，激發微生物的特定代謝物（NADH和核黃素）產生熒光。然后，通過光學模塊檢測熒光信號，以確定微生物的最終個數（非CFU）。

圖2 梅特勒-托利多7000RMS在線微生物分析儀

在線微生物分析儀是一種過程控制設備，能夠顯著降低傳統的平板培養法所存在的風險，并消除其局限性，其優勢在于：

消除人為差錯

作為一種有效的PAT工具，可實現全自動運行，因此能夠顯著降低人為操作導致的誤差。

快速響應污染事件

可以以秒為單位實時更新結果，能夠及時發現制藥用水系統的異常情況（如圖3所示），將影響降到了最低。

圖3 實時顯示微生物限度，直觀指示異常情況

實時監控

通過持續監控獲取完整的微生物趨勢，及時了解水系統的情況，進而優化日常操作。某用戶制藥用水系統狀態及趨勢數據，如圖4所示。如果采用傳統方法，則獲取的數據非常有限。在線分析儀提供的持續數據可幫助客戶確保水質的可控性。

圖4 某用戶制藥用水系統狀態及趨勢數據

高靈敏度

以微生物個數作為單位，替代籠統的菌落數。因此，在線微生物技術可以更加精確地反映制藥用水系統中的微生物限度情況。

結論

制藥用水系統中的微生物污染會給制藥企業帶來災難性的后果。如果藥品在安全、質量和功效方面出現問題，不僅會帶來巨大的財務損失，還會導致公司面臨法律層面的處罰。盡管平板培養法已被制藥企業廣泛接受，但技術本身存在諸多局限性。在線微生物技術是一種過程控制技術，有助于顯著降低制藥用水系統的微生物污染風險。這一技術可實現持續監測，并實時報告結果，有利于提升過程透明度。借助在線分析儀，企業可以確保所生產的產品符合法規的安全、質量和功效要求，同時降低遭受財務損失及執法處罰的風險。