藥典是一個(gè)國(guó)家記載藥品標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格的法典，是藥品生產(chǎn)、供應(yīng)、使用和監(jiān)督管理部門(mén)共同遵循的法定依據(jù)，制定藥品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加強(qiáng)藥品質(zhì)量的監(jiān)督管理、保證質(zhì)量、保障用藥安全有效、維護(hù)人民健康起著十分重要的作用。

　　制藥用水是制藥生產(chǎn)過(guò)程的重要原料，參與了整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程，它是制藥生產(chǎn)過(guò)程中至關(guān)重要的組成部分。制藥用水的質(zhì)量從藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GMP）和藥典的角度來(lái)看是非常重要的，從良好的工程管理規(guī)范（GEP）和經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看也是同樣重要的，制藥生產(chǎn)企業(yè)必須證明其所使用的制藥用水系統(tǒng)能始終如一地提供達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的純化水與注射用水。

　　微生物污染或負(fù)荷是衡量水中微生物的濃度，電導(dǎo)、TOC、微生物限度和內(nèi)毒素是制藥用水最為關(guān)鍵的四個(gè)質(zhì)量指標(biāo)，細(xì)菌的測(cè)量單位是單位體積中的菌落總數(shù)，藥典規(guī)定純化水微生物限值為100CFU/ml，注射水微生物限值為10CFU/100ml。表1列舉了不同國(guó)家或地區(qū)的微生物限度藥典質(zhì)量要求。

　　目前，常規(guī)的測(cè)量方法是通過(guò)取樣后于平板培養(yǎng)基培養(yǎng)計(jì)數(shù)的方法（圖1），該測(cè)量方法能夠檢測(cè)可生長(zhǎng)的微生物數(shù)量。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室平板計(jì)數(shù)方法需要取樣、培養(yǎng)皿培養(yǎng)并等待數(shù)天，整個(gè)過(guò)程存在很多變數(shù)，包括樣品制備、培養(yǎng)基種類、培養(yǎng)時(shí)間和溫度，對(duì)于特殊樣品，可以調(diào)節(jié)至最佳狀態(tài)以加快檢測(cè)速度。通過(guò)人工計(jì)數(shù)方法并換算成單位體積菌落總數(shù)。這種檢測(cè)方法需要占用大量的人工，樣品制備過(guò)程中容易受到污染，并且需要等待非常長(zhǎng)的培養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)間。部分儀器或設(shè)備具有自動(dòng)取樣和計(jì)數(shù)的功能，但還是需要漫長(zhǎng)的培養(yǎng)時(shí)間。

　　圖1平板計(jì)數(shù)法

　　由于微生物生理和生化特征的多樣性，世界上沒(méi)有任何一種培養(yǎng)基是萬(wàn)能的，同時(shí)，有科學(xué)家認(rèn)為，世界上150萬(wàn)種微生物中只有大約0.1%的微生物可以通過(guò)培養(yǎng)的方式獲得證明。2015版《中國(guó)藥典》明確指出：“在控制藥品微生物質(zhì)量時(shí)，可以采用非藥典規(guī)定的檢驗(yàn)方法，只要證明替代方法應(yīng)用效果優(yōu)于或等同于藥典的方法即可”。

　　FDA過(guò)程分析技術(shù)（PAT）、EMA的在線放行指南、ICHQ8-10等等，都為勵(lì)志于提高生產(chǎn)效率的企業(yè)提供機(jī)會(huì)。然而這并不讓人感到意外，因?yàn)楝F(xiàn)在越來(lái)越多的企業(yè)利用連續(xù)分析技術(shù)，從而快速的檢測(cè)出超標(biāo)情況，并且減輕了分析人員的工作負(fù)擔(dān)。“USP<1231>制藥用水宗旨”建議應(yīng)定期監(jiān)測(cè)制藥用水系統(tǒng)，以確保該系統(tǒng)得到監(jiān)控并持續(xù)生產(chǎn)出質(zhì)量合格的水。”通用信息章節(jié)要求連續(xù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)儀器，以便記錄歷史進(jìn)程內(nèi)的數(shù)據(jù)以供檢查。連續(xù)的生產(chǎn)測(cè)量和趨勢(shì)分析數(shù)據(jù)，也可以作為系統(tǒng)維護(hù)的依據(jù)。目前，制藥行業(yè)已被廣泛應(yīng)用的在線電導(dǎo)與在線TOC就是該宗旨的一種表現(xiàn)。

　　2011年，F(xiàn)DA發(fā)表了“推動(dòng)FDA的監(jiān)管科學(xué)”文件，表明支持“開(kāi)發(fā)靈敏、快速、高處理量的方法來(lái)檢測(cè)、識(shí)別和計(jì)算微生物污染物，并且驗(yàn)證它們?cè)谠u(píng)估產(chǎn)品無(wú)菌性方面的有效性。作為對(duì)上述內(nèi)容和制藥行業(yè)在線微生物測(cè)量?jī)x器要求的認(rèn)可，7家領(lǐng)先的制藥公司于2013年成立了在線水中微生物分析儀(OWBA)工作組，旨在向儀器制造商提供關(guān)于新的微生物測(cè)量系統(tǒng)發(fā)展指南，以便該設(shè)備滿足行業(yè)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)的需求。

　　激光誘導(dǎo)熒光光譜（LIF）是一種高靈敏度的技術(shù)，利用這種原理來(lái)檢測(cè)微生物。使用LIF技術(shù)的空氣分析儀上市已有多年，隨著技術(shù)的進(jìn)步，如今可以用LIF技術(shù)來(lái)測(cè)量水中的微生物含量。目前，在線微生物檢測(cè)儀已經(jīng)成功面世，它采用的激光誘導(dǎo)熒光光譜（LIF）測(cè)量原理，測(cè)量樣品中微生物和惰性粒子的數(shù)量（圖2）。激光誘導(dǎo)熒光光譜是可以滿足行業(yè)需求的微生物含量測(cè)量技術(shù)。所有微生物通過(guò)代謝物如核黃素、NADH來(lái)調(diào)節(jié)他們的生長(zhǎng)和增殖速度。這些代謝物暴露在特定波長(zhǎng)的光時(shí)會(huì)釋放出特有的熒光。

　　表2是平板計(jì)數(shù)法與在線自動(dòng)熒光檢測(cè)的微生物檢測(cè)對(duì)比曲線圖（數(shù)據(jù)來(lái)自梅特勒-托利多公司的7000RMS在線微生物檢測(cè)儀）。在實(shí)際工作中，與安裝在線TOC極為相似，水系統(tǒng)水樣通過(guò)連接管路進(jìn)入分析儀測(cè)量腔，采用405nm波長(zhǎng)的激光，誘導(dǎo)微生物代謝物產(chǎn)生熒光，由光電倍增管檢測(cè)到發(fā)出的任何熒光。水中的顆粒數(shù)量由另一個(gè)傳感器通過(guò)米氏散射測(cè)定，使用先進(jìn)的特定算法對(duì)來(lái)自兩個(gè)檢測(cè)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。通過(guò)分析發(fā)出的熒光和散射光，在線微生物檢測(cè)儀內(nèi)置的RMS算法能夠準(zhǔn)確地區(qū)分微生物與非微生物顆粒。

　　檢測(cè)儀的觸摸屏顯示生物計(jì)數(shù)中的微生物濃度（一個(gè)生物計(jì)數(shù)相當(dāng)于菌落單位(CFU)）和惰性粒子的數(shù)量?？稍O(shè)置用于報(bào)警、聯(lián)動(dòng)和規(guī)定限值的警告。7000RMS測(cè)量0.52μm和50μm之間的顆粒，可耐受最高90℃的樣品溫度，為在線測(cè)定常溫純化水與高溫注射用水的微生物指標(biāo)提供了便利（圖3）。

　　對(duì)于連續(xù)測(cè)量分析儀，定期校驗(yàn)至關(guān)重要。為了獲得準(zhǔn)確結(jié)果，可使用熒光和惰性顆粒標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來(lái)完成。操作時(shí)必須嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的存儲(chǔ)方法和保質(zhì)期限。目前，在線連續(xù)檢測(cè)微生物含量的微生物檢測(cè)儀已經(jīng)研發(fā)成功并投入到工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，在線微生物檢測(cè)儀可以連續(xù)瞬時(shí)檢測(cè)微生物濃度，無(wú)需等待。有效減少了采樣人工、常規(guī)測(cè)試和材料，從而降低了測(cè)試成本，同時(shí)，在線微生物檢測(cè)儀可極大的幫助制藥用水系統(tǒng)驗(yàn)證部門(mén)提供準(zhǔn)確、安全的滅菌周期，減少不必要的“過(guò)度”消毒與滅菌。

　　過(guò)程分析技術(shù)(PAT)和質(zhì)量源于設(shè)計(jì)(QBD)倡議和制藥企業(yè)認(rèn)可需要通過(guò)儀器來(lái)加強(qiáng)純化水與注射用水的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，讓生物技術(shù)公司減少對(duì)耗時(shí)的實(shí)驗(yàn)室平皿法檢測(cè)微生物的方法依賴。實(shí)時(shí)微生物檢測(cè)方法能夠快速發(fā)現(xiàn)潛在微生物，提高制藥用水質(zhì)量，先進(jìn)的測(cè)試方法、快速的響應(yīng)速度，讓制藥企業(yè)更好的掌控了水系統(tǒng)的狀態(tài)，可以讓生產(chǎn)的產(chǎn)品更快的進(jìn)入市場(chǎng)流通?？焖傥⑸餀z測(cè)可及時(shí)有效地檢測(cè)任何存在的微生物，并迅速采取糾正措施。

　　為企業(yè)減負(fù)、為社會(huì)謀福。“在線水系統(tǒng)微生物負(fù)荷檢測(cè)設(shè)備的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用將改善水系統(tǒng)的日常操作，降低成本并且保證水的質(zhì)量”。OWBA認(rèn)為制藥企業(yè)可以通過(guò)在線實(shí)時(shí)微生物檢測(cè)系統(tǒng)，從如下幾個(gè)方面得到益處：

　　1.通過(guò)降低實(shí)驗(yàn)室的工作，達(dá)到減少耗材，降低成本的目的；

　　2.對(duì)微生物水平出現(xiàn)的問(wèn)題，減少調(diào)查頻率，提高響應(yīng)速度；

　　3.通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控更好的把控生產(chǎn)環(huán)節(jié)和產(chǎn)品質(zhì)量；

　　4.可以即時(shí)對(duì)配料用制藥用水進(jìn)行放行；

　　5.在確認(rèn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)過(guò)程中減少消毒周期；

　　在美國(guó)，常溫循環(huán)注射用水系統(tǒng)是應(yīng)用極其普遍的環(huán)保節(jié)能型設(shè)計(jì)，在我國(guó)，該設(shè)計(jì)思路還相對(duì)較為新穎，并沒(méi)有被行業(yè)普遍接受。筆者認(rèn)為，在線水系統(tǒng)微生物負(fù)荷檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用將極大的改善中國(guó)生物制藥藥監(jiān)與企業(yè)對(duì)常溫注射用水分配循環(huán)“微生物污染”的擔(dān)憂。

　　目前，癌癥已成為我國(guó)居民的第一大死亡原因，生物抗癌已成為國(guó)家戰(zhàn)略。隨著科技的發(fā)展，國(guó)內(nèi)科研企業(yè)加大了抗癌藥物的自主研發(fā)力度，近年來(lái)許多新的癌癥治療藥物不斷涌現(xiàn)，一些具備國(guó)際最新科技水平的抗癌新藥，已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。信達(dá)生物制藥創(chuàng)始人董事長(zhǎng)俞德超博士說(shuō)：“如果說(shuō)化學(xué)藥是一輛自行車的話，那生物單抗藥就相當(dāng)于一架747飛機(jī)。”經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展，目前生物單抗藥已經(jīng)讓越來(lái)越多的癌癥患者看到了治愈的希望。生物單抗藥是目前治療癌癥最先進(jìn)的藥物，它不像化療、放療那樣把癌細(xì)胞和健康細(xì)胞統(tǒng)統(tǒng)殺死，而是通過(guò)激活人體自身的免疫細(xì)胞，精準(zhǔn)“點(diǎn)殺”癌細(xì)胞，它的出現(xiàn)使“腫瘤成為可控制可治愈的慢性病”這一人類的大膽設(shè)想成為可能。

　　非常欣慰的是，筆者有幸組織設(shè)計(jì)并參與了信達(dá)生物C14中試車間及1K生物抗體藥規(guī)?；a(chǎn)車間的制藥用水系統(tǒng)交鑰匙項(xiàng)目，圖4是筆者于2015年在信達(dá)生物1K生物抗體藥規(guī)?；a(chǎn)車間成功實(shí)踐的“熱儲(chǔ)存、旁路常溫循環(huán)注射用水系統(tǒng)”項(xiàng)目，它屬于筆者組織設(shè)計(jì)并實(shí)施的多個(gè)生物制藥車間常溫循環(huán)注射用水案例中的一個(gè)成功典范。

　　該項(xiàng)目中的高溫注射用水系統(tǒng)應(yīng)用于CIP工作站、洗瓶機(jī)和GMP清洗劑等工作崗位（5個(gè)高溫WFI用點(diǎn)），常溫注射用水系統(tǒng)應(yīng)用于器具清洗、培養(yǎng)基配制、緩沖液配制、凍干/制劑配制、純化與超濾沖洗，以及消毒液配制等工藝崗位（24個(gè)常溫WFI用點(diǎn)）。車間生產(chǎn)結(jié)束后，熱儲(chǔ)存、常溫循系統(tǒng)自動(dòng)切換為熱儲(chǔ)存、熱循環(huán)系統(tǒng)，有效解決了常溫用水與能耗之間的矛盾，該系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)兩年的連續(xù)運(yùn)行與監(jiān)控，微生物、電導(dǎo)、TOC和內(nèi)毒素等各項(xiàng)關(guān)鍵質(zhì)量均非常穩(wěn)定（圖5），該系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)得到了相關(guān)藥監(jiān)部門(mén)、美國(guó)禮來(lái)公司的審計(jì)與認(rèn)可。

　　“熱儲(chǔ)存、旁路常溫循環(huán)注射用水系統(tǒng)”是一種用于高端生物制藥生產(chǎn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路，它顛覆了我國(guó)傳統(tǒng)的高溫循環(huán)設(shè)計(jì)思路：極大的節(jié)約了冷卻水等公用工程的需求量，為我國(guó)治污治霾提供了幫助；同時(shí)，使用點(diǎn)無(wú)需安裝體積龐大熱交換器，無(wú)需瞬時(shí)降溫，即開(kāi)即用，極大的方便了生產(chǎn)操作。初步估算，該設(shè)計(jì)可以為生物制品生產(chǎn)車間每年能節(jié)省約200萬(wàn)運(yùn)行成本，以我國(guó)高端生物制藥企業(yè)注射用水分配循環(huán)系統(tǒng)數(shù)量500套為例，每年能為制藥行業(yè)及國(guó)家節(jié)省冷凍水等高能耗運(yùn)行資金約10億元人民幣。未來(lái)，“熱儲(chǔ)存、旁路常溫循環(huán)注射用水系統(tǒng)”與“在線微生物檢測(cè)技術(shù)”相結(jié)合，將有助于生物高端制藥企業(yè)及藥監(jiān)部門(mén)對(duì)節(jié)能型注射用水設(shè)計(jì)思路的進(jìn)一步認(rèn)可，有助于改進(jìn)制藥用水系統(tǒng)運(yùn)行、降低成本和保證水質(zhì)。

　　十年前，在線TOC儀器的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用在國(guó)內(nèi)還屬于空白，筆者有幸于2008年被奧星公司派往ISPE亞太總部新加坡參加了一次“ISPE制藥用水與蒸汽系統(tǒng)高級(jí)培訓(xùn)班”課程，并第一次接觸到了在線TOC技術(shù)，現(xiàn)在，制藥用水系統(tǒng)與在線TOC儀器在國(guó)內(nèi)的密切結(jié)合程度已經(jīng)家喻戶曉。十年一個(gè)輪回，筆者認(rèn)為，很可能與在線電導(dǎo)、在線TOC的發(fā)展軌跡一樣，“在線微生物檢測(cè)技術(shù)”將在接下來(lái)的十年時(shí)間內(nèi)為中國(guó)、乃至世界的制藥用水微生物檢測(cè)技術(shù)帶來(lái)劃時(shí)代變革。

　　在線微生物檢測(cè)儀通過(guò)實(shí)時(shí)的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)更好的過(guò)程控制和產(chǎn)品安全性，真正做到了自動(dòng)化控制領(lǐng)域提倡的“過(guò)程監(jiān)控技術(shù)”，可以預(yù)見(jiàn)的是，在線微生物檢測(cè)儀將與在線電導(dǎo)率儀、在線TOC檢測(cè)儀的發(fā)展歷程一樣，會(huì)得到越來(lái)越多的制藥企業(yè)的青睞與應(yīng)用，同時(shí)，該技術(shù)的發(fā)明也將推動(dòng)相關(guān)法規(guī)規(guī)范的完善發(fā)展。