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目 錄 第一部分 水系統(tǒng)概述 第二部分 工藝用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 1、 純化水 2、 注射用水 3、 純蒸汽 第三部分 水處理基本原理、方法和設(shè)計(jì) 1、 水處理基本流程 2、 水的純化簡介 3、 預(yù)處理技術(shù) 4、 反滲透技術(shù) 5、 超濾技術(shù) 6、 蒸餾技術(shù) 7、 水系統(tǒng)其他組件 第四部分 水系統(tǒng)理化指標(biāo)考慮 第五部分 水系統(tǒng)微生物指標(biāo)考慮 第六部分 工藝用水的質(zhì)量監(jiān)控 第七部分 水系統(tǒng)的驗(yàn)證 第一部分 水系統(tǒng)概述 1、水系統(tǒng)參考的指南、法規(guī)來源 《USP31/1231－Water for pharmaceutical purposes》 《FDA檢查指南－高純水系統(tǒng)的檢查》 《PDA/工業(yè)蒸汽滅菌－12.4章：潔凈蒸汽》 《EP6.0》和《BP2007》：WFI、PW、PS個論 《藥品生產(chǎn)驗(yàn)證指南》、 《中國藥典2010》 2、制藥用水的種類 純化水：反滲透、離子交換、超濾等技術(shù)制備 注射用水：蒸餾方法制備 純蒸汽/潔凈蒸汽：蒸餾方法制備 其他：飲用水、軟化水（離子交換技術(shù)制備）、超純水等 3、制藥工藝用水的用途：清潔劑、生產(chǎn)輔料、滅菌劑 4、水系統(tǒng)的目的： 制藥用水系統(tǒng)除控制化學(xué)指標(biāo)及微粒污染外，必須有效地處理和控制微生物及細(xì)菌內(nèi)毒素（熱原）的污染 制水：去除水中的各種污染物； 分配與貯藏：防止水中的微生物形成菌落（生物膜）； 清洗和消毒：破壞微生物形成的菌落（生物膜）及內(nèi)毒素。 5、水系統(tǒng)的關(guān)鍵：微生物和內(nèi)毒素的控制。 第二部分 工藝用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 1、純化水 Purified water 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)：《中國藥典》2020版 2、注射用水 Water for Injection 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)：《中國藥典》2020版 3、純蒸汽Pure steam （1）、冷凝水符合WFI標(biāo)準(zhǔn)，采用與WFI一樣的檢驗(yàn)。 （2）、非冷凝氣體： ≤3.5%(指100ml冷凝液中所含有的氣體)。 （3）、干值分?jǐn)?shù)： 0.95~1.05 純蒸汽（Pure steam）與潔凈蒸汽(clean steam)的區(qū)別： A、 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢驗(yàn)方法完全相同。 B、 制備方法和用途完全相同。 C、 細(xì)致區(qū)分： 制備的源水不同 純蒸汽：用注射用水制備 潔凈蒸汽：用純化水制備 合格的蒸汽到達(dá)用汽點(diǎn)應(yīng)該具有以下品質(zhì)： 質(zhì)量：蒸汽其冷凝水經(jīng)檢測需符合注射用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 正確的蒸汽量：對于任何一個加熱制程必須提供正確的蒸汽量以確保能 提供足夠的熱量。同樣，正確的蒸汽量能避免產(chǎn)品損壞或生產(chǎn)率的下降。為了得到所需的蒸汽量，蒸汽負(fù)荷必須正確計(jì)算、蒸汽管道必須選型正確。 正確的壓力和溫度： 沒有空氣和其它不凝性氣體。 飽和干燥 滅菌用蒸汽的主要關(guān)注點(diǎn)： （1） 、非凝性氣體： （2） 干燥度： （3） 過熱： 1、水處理基本流程圖  2、水的純化簡介： ①預(yù)處理步驟：初濾和多介質(zhì)過濾器（除去懸浮物）→凝聚或絮凝（除去膠體）→活性炭過濾或亞硫酸氫鹽處理（吸附雜質(zhì)）→軟化（去除離子） ②進(jìn)一步水處理純化步驟：過濾→消毒→反滲透或離子交換（去除離子、微生物）→蒸餾（制備注射用水、純凈蒸汽） 表1：雜質(zhì)顆粒大小與水處理方法的關(guān)系  為什么要對原水進(jìn)行處理？ ①天然水中存在很多雜質(zhì): 懸浮物：（粒徑10-4mm以上，包括泥沙、動植物殘骸、微生物、有機(jī)物等） 膠體：（粒徑10-5～10-4mm，主要是許多分子或離子的集合體，而且由于表面吸附離子，所以膠體微粒帶有一定電荷） 溶解物：（粒徑在10-6mm以下，包括鹽類、氣體、有機(jī)物等） ②必須除去水中的雜質(zhì)以防止污染、控制微生物以避免污染產(chǎn)品。 注意： ①活性炭對有機(jī)物的吸附最為有效，而且活性炭表面活化形成含氧官能團(tuán)，這些官能團(tuán)的催化氧化和化學(xué)吸附使活性炭具備極強(qiáng)的脫氯能力，但會助長細(xì)菌滋生，有些時候可能要求進(jìn)行消毒。 ②亞硫酸氫鹽會產(chǎn)生硫酸鹽類殘留物，但它具有抗菌性 ③軟化主要是通過離子交換過程去除原水中的鈣、鎂離子。軟化器內(nèi)的RNa型樹脂需要用食鹽水還原。 3、預(yù)處理技術(shù) （1）、預(yù)過濾 預(yù)過濾的目的是去除源水中7~10 μm的固形污染物，以保護(hù)下游的部件免受粒子影響其性能，縮短其使用壽命。 預(yù)過濾種類很多，從粒床過濾器，如多介質(zhì)或用于較大水系統(tǒng)的沙床，到用于較小水系統(tǒng)的套筒深層過濾器。這些常位于預(yù)處理系統(tǒng)的開始部分。但是，這個位置也要定期的微生物控制，因?yàn)樯锬と匀荒芊敝硵U(kuò)散，盡管有源水中的消毒劑存在。 設(shè)計(jì)和操作能影響到深層過濾的性能，包括過濾介質(zhì)中形成通道、淤泥堵塞、微生物滋生、不正確的反沖造成過濾介質(zhì)流失。 控制方法包括，使用和反沖期間監(jiān)測壓力和流速、消毒、更換過濾介質(zhì)。過濾器要有適當(dāng)?shù)某叽纾乐剐纬芍蓖ㄍǖ?，或者由于反沖流速大導(dǎo)致介質(zhì)流失。 （2）、活性炭 顆?；钚蕴即材芪降头肿恿康挠袡C(jī)物和氧化添化劑，如氯和氯胺化合物。從而使水達(dá)到一定的質(zhì)量，保護(hù)下游的不銹鋼表面、樹脂和膜。操作時需要考慮到，活性碳床能支持細(xì)菌的生長、水壓下可能形成通道、有機(jī)物吸附能力、適當(dāng)?shù)牧魉俸徒佑|時間、原位再生能力、細(xì)菌的脫落、內(nèi)毒素、有機(jī)化學(xué)物質(zhì)、細(xì)碳末。 控制方法可能包括：監(jiān)測水流速和壓差、熱水或蒸汽消毒、反沖、檢測吸附能力、碳床的更換頻率。如果碳床主要用于減少有機(jī)物，監(jiān)測碳床進(jìn)水出水的TOC也是適當(dāng)?shù)摹?/p> 應(yīng)當(dāng)注意到，碳床使用蒸汽消毒常常不是完全有效，這是由于形成蒸汽直通通道而不是穿透整個碳床。這個現(xiàn)象使用熱水消毒?？杀苊?。另外也應(yīng)該注意到，在碳粒表面（以及其他顆粒）形成生物膜導(dǎo)致相鄰的碳粒粘在一起。當(dāng)有大量的碳粒以這種方式形成團(tuán)塊時，正常的反沖和流速不能有效的分散他們，從而導(dǎo)致不能有效的去除載留破碎的、散落生物膜。使用替代技術(shù)來避免這些微生物問題，如，消毒劑/抑制性化學(xué)添加劑、可再生的有機(jī)物清洗設(shè)備。然而，這些替代技術(shù)運(yùn)行機(jī)制與活性碳床不同，可能不能有效去除消毒劑和某些有機(jī)物。 （3）、添加劑 用于水系統(tǒng)的化學(xué)添加劑的目的： A、 使用消毒劑控制微生物，如氯化合物和臭氧。 B、 使用絮凝劑增強(qiáng)去除懸浮固形物的能力。 C、 去除氯化合物。 D、 避免在RO膜上形成水垢。 E、 調(diào)節(jié)pH值使RO膜更有效的去除碳酸鹽和氨化合物。 這些添加劑并不構(gòu)成“添加物質(zhì)”，因?yàn)樗麄冊诤罄m(xù)的工藝步驟中會被去除，或者在最終的水中不存在。添加劑的控制要確保連續(xù)有效的濃度，后續(xù)的監(jiān)測要確保他們的去除，這些要設(shè)計(jì)到水系統(tǒng)中，也要包括到監(jiān)測程序中。 （4）、有機(jī)物凈化 有機(jī)物凈化設(shè)備使用大網(wǎng)狀弱堿性陰離子交換樹脂，能去除水中的有機(jī)物和內(nèi)毒素，能用適當(dāng)?shù)柠}溶液再生。 運(yùn)行的關(guān)健點(diǎn)：有機(jī)物凈化能力，活性樹脂表面的粒子、化學(xué)和微生物污垢，流速，再生頻率，樹脂碎片的脫落。 控制方法包括：進(jìn)水和出水的TOC檢測，反沖，監(jiān)測水壓，下游使用過濾器去除樹脂細(xì)末。 （5）、軟水器 軟水器可以位于消毒劑去除單元的上游或下游，使用鈉基陽離子交換樹脂來去除水中硬離子，如鈣離子和鎂離子，這些離子能污染或干擾下游工藝設(shè)備的性能，如RO膜、去離子設(shè)備和蒸餾設(shè)備。軟水器也用于去除低親和力陽離子，如氨離子。 4、反滲透技術(shù) 美國是RO膜使用最早的國家，首先用于航天和國防。為了解決宇航員在太空中長期生存問題，就采用了逆滲透膜技術(shù)，把宇航員的排泄液回收過濾，變成生活用水。所以人們時常稱呼它為太空膜。用RO膜生產(chǎn)出的水稱太空水。 反滲透（RO）單元采用的是半透膜，RO膜的小孔實(shí)際是聚合物分子間節(jié)點(diǎn)間的空隙，這些小孔足夠大到水分子能夠通過，但也小到水合化學(xué)離子不能通過。然而，有許多因素影響到通透選擇性，包括pH、溫度、膜前后壓差等。適當(dāng)控制下，RO膜能改進(jìn)化學(xué)、微生物、內(nèi)毒素質(zhì)量。工藝流程包括供水、制水（滲透）和廢水。依賴于源水，預(yù)處理和系統(tǒng)配置有很大不同，并且可能需要化學(xué)添加劑以達(dá)以期望的性能和可靠性。  （網(wǎng)絡(luò)圖片，侵權(quán)刪除） 以上裝置達(dá)到平衡后,如果在鹽水端液面上施加一定壓力，此時，水分子就會由鹽水端向純水端遷移。液劑分子在壓力作用下由稀溶液向濃溶液遷移的過程這一現(xiàn)象被稱為反滲透現(xiàn)象。如果將鹽水加入以上設(shè)施的一端，并在該端施加超過該鹽水滲透壓的壓力，我們就可以在另一端得到純水。這就是反滲透凈水的原理。 反滲透設(shè)施生產(chǎn)純水的關(guān)鍵有兩個，一是一個有選擇性的膜，我們稱之為半透膜，二是一定的壓力。簡單地說，反滲透半透膜上有眾多的孔，這些孔的大小與水分子的大小相當(dāng)，由于細(xì)菌、病毒、大部分有機(jī)污染物和水合離子均比水分子大得多，因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相分離。在水中眾多種雜質(zhì)中,溶解性鹽類是最難清除的.因此,經(jīng)常根據(jù)除鹽率的高低來確定反滲透的凈水效果。反滲透除鹽率的高低主要決定于反滲透半透膜的選擇性。目前，較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達(dá)99.8%。  （網(wǎng)絡(luò)圖片，侵權(quán)刪除） 影響RO膜性能的主要因子是滲透回收率，即，透過膜的水量與排出水的水量相比較。它被幾個因素所影響，但最重要的是泵壓力。回收率通常是75%，并且對于大部分雜質(zhì)能達(dá)到1~2個log值的凈化。對大部分的進(jìn)水，通常不足以符合純化水電導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。如果其他因素如pH、溫度得到了適當(dāng)調(diào)節(jié)，并且源水中的氨鹽已預(yù)先去除，再通過第二個RO膜，膜后水能達(dá)到要求的純度。更高的壓力提升回收率以減少廢水量，將導(dǎo)致降低膜后水的純度。如果一段時間后必須提高壓力才能達(dá)到同樣的滲透率，這表明RO膜有部分堵塞，需要在其變?yōu)椴豢赡娴挠偃安扇〖m正措施，否則更換昂貴的RO膜是唯一選擇。 其他與RO單元有關(guān)的設(shè)計(jì)和操作包括膜材質(zhì)（它對消毒劑、粒子極其敏感）、化學(xué)和微生物污垢、膜與密封的完整性、溶解氣體的通過（如二氧化碳和氨）、廢水體積（特別當(dāng)排水被當(dāng)?shù)卣畤?yán)格限制時）.膜或密封完整性故障將導(dǎo)致產(chǎn)出水污染?？刂品椒òㄟM(jìn)水的適當(dāng)預(yù)處理、適擇適宜的膜材質(zhì)、完整性挑戰(zhàn)、膜的設(shè)計(jì)和熱耐受力、定期消毒、監(jiān)測壓差、電導(dǎo)、微生物水平和TOC。 開發(fā)能夠承受消毒水溫、能夠連續(xù)有效的在提高溫度下運(yùn)行的RO單元，極大的增加了微生物的控制并避免了生物污垢。RO單元能單獨(dú)使用或與DI和CEDI聯(lián)合使用，以及與超濾聯(lián)合使用以改進(jìn)操作和質(zhì)量。  （網(wǎng)絡(luò)圖片，侵權(quán)刪除） 5、超濾技術(shù) 較少使用 6、蒸餾技術(shù) 蒸餾單元通過熱蒸發(fā)、除霧沫、水蒸汽冷凝達(dá)到化學(xué)和微生物的純化。蒸餾技術(shù)有著不同的設(shè)計(jì)，包括單效、多效和蒸汽壓縮，后兩種通常用在較大的系統(tǒng)。蒸餾水系統(tǒng)進(jìn)水控制與膜系統(tǒng)要求不一樣。對于蒸餾，必須考慮預(yù)先去除水的硬度離子和硅類雜質(zhì)，這些雜質(zhì)可能結(jié)垢或腐蝕熱交換器表面，同時也要去除那些能與水一起蒸發(fā)和冷凝的雜質(zhì)。 通常的理解，既使最好的蒸餾工藝也不能提供污染離子和內(nèi)毒素的絕對去除。大部分的蒸餾被認(rèn)為能達(dá)到至少3~4 log值的雜質(zhì)濃度降低。 關(guān)注點(diǎn)包括揮發(fā)性有機(jī)雜質(zhì)的遺留（如三鹵甲烷）、氣態(tài)雜質(zhì)（如氨和二氧化碳）、不完全的霧沫消除、蒸發(fā)器溢流、不適當(dāng)?shù)呐潘?、冷凝器和蒸發(fā)器中的滯水、泵和壓縮機(jī)密封設(shè)計(jì)、蒸發(fā)器和冷凝器針孔泄露、以及起車和運(yùn)行期間電導(dǎo)（質(zhì)量）變化。 控制方法可以包括：初步的去除二氧化碳步驟（去除溶解的二氧化碳和其他揮發(fā)性或非冷凝雜質(zhì)）、可靠的霧沫消除以最小化進(jìn)水中的液滴夾帶、目視或自動的高液位指示來檢測沸騰器溢流或過沸、使用衛(wèi)生型的泵和壓縮機(jī)以最小化進(jìn)水和冷凝水中的微生物和潤滑油污染、停止期間適當(dāng)?shù)呐潘宰钚』⑸锏淖躺头序v器水中的內(nèi)毒素積累、在線電導(dǎo)檢測以自動的排放合格水以防止蒸餾開始和發(fā)生故障時不合格水進(jìn)入到成品水的分配系統(tǒng)中、定期完整性測試檢測針孔泄露以確保冷凝水沒有受到非蒸發(fā)源水的污染。  （網(wǎng)絡(luò)圖片，侵權(quán)刪除）  （網(wǎng)絡(luò)圖片，侵權(quán)刪除） 7、水系統(tǒng)其他組件 （1）、微生物保留型過濾器 對于微生物保留氣體過濾，同樣的篩分和吸附載留現(xiàn)象與濾體過濾一樣，但是吸附現(xiàn)象被額外的粒子與過濾器之間的靜電相互作用所增強(qiáng)。這種額外的吸附相互作用使得0.2~ 0.22 μm的過濾器無疑適用于微生物保留型氣體過濾器。用于這種情況時應(yīng)使用疏水型過濾器（不能被水潤濕）。要關(guān)注氣體過濾器被貯罐水蒸汽的冷凝水所堵塞，這會造成貯罐的機(jī)械損傷。控制方式包括呼吸器套筒自排水以防止冷凝水的積蓄。然而，連續(xù)的過濾器高溫將使得過濾器的聚丙烯部件產(chǎn)生氧化，因此，建議的控制方法有，最初使用之前滅菌和后來定期滅菌，以及定期的目視檢查、完整性測試、更換。 在水系統(tǒng)應(yīng)用中，微生物保留過濾器可用在有可能釋放微生物的單元操作下游，或者用在對微生物敏感的單元操作的上游。微生物保留過濾器也可用在分配系統(tǒng)的供水上。應(yīng)當(dāng)注意到，管理當(dāng)局允許如果有充分驗(yàn)證并有適當(dāng)維護(hù)保養(yǎng)時，在分配系統(tǒng)內(nèi)使用微生物保留過濾器，甚至于是用在使用點(diǎn)。使用點(diǎn)的過濾器應(yīng)當(dāng)只是為了增強(qiáng)水系統(tǒng)的微生物質(zhì)量，而不是作為主要的微生物控制設(shè)施。系統(tǒng)微生物控制措施的有效性只能通過過濾器上游取樣來評價(jià)。作為額外的保護(hù)方式，具有適當(dāng)流速的在線紫外燈可用在過濾器的上游，以便在過濾器截獲微生物之前將其滅活。這樣前后的方法能極大的延緩可能的微生物穿透現(xiàn)象并充分延長過濾器的壽命。 （2）、紫外消毒 能發(fā)出254-nm波長的低壓UV燈將在消毒中用于微生物控制，也用于化學(xué)純化，用于臭氧的破壞。185 nm附近波長的強(qiáng)烈UV線（也包括254-nm），中等壓力UV燈，已用于源水中含氯消毒劑的破壞，以及水預(yù)處理中間階段。高強(qiáng)度的該波長UV線僅僅會與一些強(qiáng)氧化劑（如過氧化氫）結(jié)合使用在水系統(tǒng)的分配管路中，為了降低TOC。有機(jī)物通常轉(zhuǎn)換為二氧化碳，與碳酸氫鹽和不完全的氧化羧酸形成平衡，二者都易于能過離子交換樹脂去除。 關(guān)注區(qū)域包括，充分的UV強(qiáng)度和停留時間、燈泡使用老化和UV照射強(qiáng)度的逐漸降低，與水接觸表面UV吸附膜的逐漸形成，在未預(yù)見的原水過氯化時不完整的光降解，氯氨在光降解過程中釋放氨，不明顯的紫外燈泡損壞，在分配系統(tǒng)中由于使用185nm波長的紫外燈造成電導(dǎo)率降格等?？刂品绞桨ǘㄆ跈z查或以強(qiáng)度警報(bào)檢測燈泡故障還要檢查是否形成吸附膜，定期UV燈套筒的清潔和擦拭，下游氯檢測器，下游脫離子劑和定期燈泡更換。 影響紫外消毒的主要因素和注意事項(xiàng)： 決定紫外殺菌效果的因素：1.波長，253.7nm。2.強(qiáng)度，即照射量>3000μW.s/cm2。3.照射時間，時間越長殺菌效果越好。 a．紫外殺菌建議安裝位置盡量靠近使用點(diǎn)，后面安裝0.45μm或以下的過濾器，以防止被紫外殺死的細(xì)菌污染純水。 b．水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行要控制好水的流量和流速以保證紫外照射時間，紫外的殺菌的透過性不好，水層越厚殺菌效果越差。同理，要注意水的色度和濁度對紫外透過影響也很大，不過對于純化水來說這個并不是問題。 c．燈管功率與工作溫度，紫外燈的照射量隨著燈泡壽命的降低衰減很大，一般功率降到70%時就應(yīng)更換。紫外燈的最佳工作為25～35℃，所以要注意燈管預(yù)熱和控制水溫。 d．紫外燈泡的保護(hù)措施：紫外燈適合長時間持續(xù)運(yùn)行，每次開關(guān)會減少3小時的使用壽命，殺菌前最好提前打開30分鐘預(yù)熱。另外需注意電壓變化也會影響燈泡壽命。 （3）、貯罐 b. 貯罐的材料及制造要求 與制藥用水接觸的貯罐罐體材料應(yīng)采用耐腐蝕、無污染、無毒、無味、易清洗、耐高溫的材料制造。通常，工藝用水貯罐采用316L不銹鋼材料制造，而不直接與工藝用水接觸的部品、零件則可以使用304L或1Cr18Ni9Ti不銹鋼材料制造。 貯罐的罐蓋、人孔和罐底閥門等零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)方便拆卸、方便清洗。貯罐上凡是可拆卸的零部件都應(yīng)設(shè)計(jì)為衛(wèi)生連接的方式，以便于防止污染即可拆卸部位應(yīng)不易貯存和滯留液體，不易造成死水段，以致使微生物容易滋生和繁殖。 罐體結(jié)構(gòu)件不得有裂紋、開焊和變形，罐內(nèi)表面和可拆卸的零部件的表面不得有毛刺、刻痕、尖銳突角等影響表面光滑的缺陷，應(yīng)避免死角、沙眼?？刹鹦读悴考c罐體之間的密封材料應(yīng)無毒、無析出物、耐高溫、壽命長、絕無脫落物，各種物理化學(xué)性能指標(biāo)符合注射級（注射用水）或衛(wèi)生級（純化水）工藝用水的質(zhì)量要求。貯罐的內(nèi)部表面應(yīng)使用機(jī)械拋光或機(jī)械拋光加電拋光，以致貯罐的內(nèi)表面光潔度達(dá)到Ra=0.6μm的標(biāo)準(zhǔn)，罐體外部的表面也應(yīng)拋光處理。 貯罐保溫層的最外一層最好再使用0.5mm左右厚的材質(zhì)（如304或304L的拋光不銹鋼薄板）完全密封包住，以防潮濕空氣進(jìn)入。保溫后的貯罐表面必須光潔、平整，不會有顆粒性物質(zhì)脫落。對制藥用貯罐的保溫，不允許使用石棉、水泥抹面，要求至少應(yīng)使用鋁合金一類的金屬薄板包裹貯罐的保溫層，不允許有保溫材料脫弱物暴露在貯罐外部。 單個貯罐的最大體積受廠房空間的限制不得不采用多個貯罐，這時，貯罐與貯罐之間連接管道必須進(jìn)行精心設(shè)計(jì)、精心施工，注意避免貯罐之間連接管道上可能出現(xiàn)的死水管或盲管。應(yīng)特別注意采取預(yù)防措施，確保有足夠的水流流過所有的供水點(diǎn)和回水管道，滿足工藝用水系統(tǒng)對微生物控制的特殊要求。 .貯罐及其選用 大的貯罐，其內(nèi)表面積大、水流動速度低，容易長菌。在用水量不同時，貯罐需要以通氣（充氮或以空氣作動力學(xué)的補(bǔ)償）來保持適當(dāng)?shù)膲毫ζ胶狻ＹA罐頂部通氣區(qū)域存在低溫點(diǎn)是水系統(tǒng)污染的風(fēng)險(xiǎn)因素。 貯罐內(nèi)的水位均不得低于輸送泵所要求的水位（通常為1.2m左右）。此外，貯罐的容量還應(yīng)保證有足夠量的儲備水，以便在進(jìn)行維修和出現(xiàn)某一故障時，能有序的將系統(tǒng)關(guān)閉。 貯罐可分為立式貯罐與臥式貯罐兩種類型。按照貯罐能否進(jìn)行在線滅菌來分，又可將貯罐分為受壓貯罐（壓力容器）和常壓貯罐（非壓力容器）。 在大多數(shù)情況下，當(dāng)貯罐的容積不十分大時，采用立式貯罐是比較合理的，因?yàn)檫@種情況下，貯罐容積的利用率較高，比較容易滿足輸送泵對水位的要求。 在國外，不僅注射用水系統(tǒng)設(shè)置在線滅菌，不少純化水系統(tǒng)也設(shè)置了在線滅菌設(shè)備，為確保對系統(tǒng)的安全運(yùn)行創(chuàng)造必要的條件。當(dāng)制藥用水系統(tǒng)擬采用純蒸汽滅菌作在線滅菌時，必須使用耐壓的貯罐。在此情況下，貯罐應(yīng)安裝安全閥。 采用耐壓貯罐的缺點(diǎn)是費(fèi)用較高。當(dāng)使用常壓的熱水或流通蒸汽，或者是其他化學(xué)方法滅菌時，可以采用常壓貯罐。一般情況下，貯罐設(shè)有液位控制器，以保證有足夠的水在使用回路中保持循環(huán)。貯罐還應(yīng)設(shè)有純蒸汽滅菌裝置，必要時可對整個工藝用水系統(tǒng)滅菌。 貯罐可以設(shè)置高純氮充氮保護(hù)功能，充氮量可自動調(diào)節(jié)，氮?dú)獠粩喑淙?，使貯罐內(nèi)部始終略為保持正壓。當(dāng)用水量大時，充氮量加大；用水量小時，充氮減少?；蛘咴谫A罐頂部安裝0.22μm的除菌級疏水性過濾器，貯罐還應(yīng)有防止蒸汽在系統(tǒng)中過濾器積存冷凝水后長菌的措施，應(yīng)對過濾器定期進(jìn)行檢查。 貯罐頂部需設(shè)置噴淋裝置，以便于在線清潔和防止微生物污染。 （4）、分配系統(tǒng) A、配管的坡度 配管設(shè)計(jì)中應(yīng)為管道的敷設(shè)考慮適當(dāng)?shù)钠露?，以利于管道的排水。制藥用水系統(tǒng)管道的排水坡度一般取1%或1cm/m。這個要求對純化水和注射用水系統(tǒng)管道均適用。水系統(tǒng)中不允許有死水段和積水存在，必要時在管路系統(tǒng)中設(shè)置排水點(diǎn)和閥門。 B、管道內(nèi)部的設(shè)計(jì)流速 美國藥典對水流狀態(tài)提出了明確的要求，希望工藝用水處于“湍流狀態(tài)”下流動。 工業(yè)上流體管道內(nèi)部的流動速度，可供參考的有以下的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值： a.普通液體在管道內(nèi)部流動時大都選用小于3 m/s的流速，對于粘性液體選用0.5~1.0 m/s，在一般情況可選取的流速為1.5~3 m/s； b.低壓工業(yè)氣體的流速一般為8~15m/s，較高壓力的工業(yè)氣體則為15~25 m/s，飽和蒸汽的流速可選擇20~30 m/s，而過熱蒸汽的流速可選擇為30~50 m/s。 制藥工藝管道內(nèi)滿足微生物控制的流速采用2~3m/s。流速不必進(jìn)行在線監(jiān)控，在設(shè)計(jì)達(dá)到要求，安裝后進(jìn)行流速確認(rèn)即可。 如果只講管道內(nèi)部水的流動，尚不足以強(qiáng)調(diào)構(gòu)成控制微生物污染的必要條件，只有當(dāng)水流過程的雷諾數(shù)Re達(dá)到10000，真正形成了穩(wěn)定的湍流時，才能夠有效地造成不利于微生物生長的水流環(huán)境條件。 C、確定輸水管徑 在求得軸測圖中各管段的設(shè)計(jì)秒流量后，根據(jù)下述水力學(xué)公式計(jì)算和控制流速，選擇管徑： di=18.8(Qg/υ)1/2 式中di——管道的內(nèi)徑，m； Qg——各管段的設(shè)計(jì)秒流量，m3/s； υ——管內(nèi)流速，m/s。 一般情況下，管道的直徑是由系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)濟(jì)流速確定的。由上式可見，一旦流速確定，自然就得到了對應(yīng)流量的直徑。配管中流體的阻力，對于同一流量來說，管徑越大，阻力損失越小。這在動力方面是經(jīng)濟(jì)的，但設(shè)備的費(fèi)用會增加，并且還可能不會滿足工藝用水系統(tǒng)水流狀態(tài)為湍流的要求。 D、管道與分配系統(tǒng) ①管道應(yīng)傾斜設(shè)計(jì)，確保水不積聚并容易排盡； ②衛(wèi)生設(shè)計(jì)的設(shè)備和連接。 ③采用316L不銹鋼管材，內(nèi)壁拋光并鈍化處理；氬弧焊接或衛(wèi)生夾頭連接；焊接質(zhì)量檢查（X光拍片）； ④分配系統(tǒng)循環(huán)，無死角、無滯留點(diǎn)和盲管；應(yīng)有合理的取樣口；  （網(wǎng)絡(luò)圖片，侵權(quán)刪除） E、閥門 禁止使用球閥，應(yīng)使用隔膜閥和單向閥；  （網(wǎng)絡(luò)圖片，侵權(quán)刪除） T 形閥的堰盡可能地貼近主管的內(nèi)部輪廓線，因而基本上不存在滯留區(qū)域。T 形閥體可用于≥ DN50 的主環(huán)路和< DN15 的出口的取樣。  該裝置基本上由兩個焊接在一起的閥組成以適合各自的應(yīng)用，同時能夠在有限的空間提供最大的功能。在GMP 和SAP 閥中，死角區(qū)域被減至最小。  膜片無菌隔膜閥- 材料合格 阿法拉伐的全部膜片均使用符合FDA CFR 21 第177 部分的材料，并且大多數(shù)無菌膜片閥具有USP 24 級別的VI 合格證?？梢愿鶕?jù)需要提供單獨(dú)的合格證。 膜片的固定 大膜片(≥ 底座10) 可以通過將螺紋銷和壓塊固定在一起，將力分散到盡可能大的表面上。這樣可以防止壓塊和膜片接口的機(jī)械損壞，尤其是在真空條件下。小膜片（底座8）的力比較小，可以通過橡膠銷卡箍聯(lián)接在壓塊上。 材料選擇 每種應(yīng)用有不同的工作條件，因此對膜片也有不同的要求。要選擇最適合您的應(yīng)用的膜片，了解這些工作條件的信息是至關(guān)重要的。其中最為重要的是工作溫度、輸送流體的化學(xué)數(shù)據(jù)以及閥的開關(guān)次數(shù)。如果在根據(jù)應(yīng)用進(jìn)行膜片選擇時有困難，請與阿法拉伐公司聯(lián)系以獲得關(guān)于選擇的幫助。 軟性人造橡膠EPDM 膜片 EPDM 密封適合大多數(shù)的應(yīng)用，包括高工作溫度以及蒸汽消毒。軟性人造橡膠膜片的典型特點(diǎn)是對細(xì)胞塊和固體物質(zhì)這樣的污染介質(zhì)不敏感。這種介質(zhì)對閥功能和密封的緊密型有著非?？量痰囊?，而軟性人造橡膠的軟組織完全可以滿足這種要求。 PTFE 膜片 這種膜片提供了最高可能的化學(xué)穩(wěn)定性以及更長的高溫應(yīng)用壽命。PTFE 由軟性底襯材料支撐，膜片包括雙片與粘合密封兩種形式。 雙片PTFE 對需要頻繁開關(guān)的閥，我們推薦使用雙片膜片，它能夠比粘合的膜片提供了更長的使用壽命。 標(biāo)準(zhǔn)的底襯材料是EPDM。對于高溫環(huán)境，阿法拉伐提供了PTFE/硅雙片膜片。 粘合PTFE/EPDM 對于小型閥，阿法拉伐提供了粘合膜片來代替雙片膜片。粘合的PTFE/EPDM 比剛性雙片PTFE 膜片更利于小型閥的開啟。 F、換熱器 注射用水熱交換：可以換熱或不換熱使用。如需換熱需使用終端換熱方式，換熱后的水不宜再回到大循環(huán)中。換熱器不得有死角、盲管和水滯留點(diǎn)。 常用的換熱器： 套管式換熱器：常用于注射用水用水點(diǎn)的冷卻與加熱。 殼管式換熱器：常用于注射用水用水點(diǎn)的冷卻與加熱。 特點(diǎn)：易排凈，易清洗，殼管結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生交叉污染。 設(shè)計(jì)能力、尺寸定制靈活性大。 為了克服由于熱脹冷縮引起管板與殼體或端板開裂泄漏而造成水質(zhì)污染，該換熱器應(yīng)設(shè)計(jì)為雙管端板式結(jié)構(gòu)。 板式換熱器：用于巴氏滅菌或常規(guī)加熱冷卻，定制靈活性高。 同樣，為避免制藥用水受冷卻水污染的風(fēng)險(xiǎn)，板式換熱器應(yīng)該采用雙壁板式板片。雙板片具有雙層板壁，集最佳傳熱效率與防止液體混合功能于一體。而且拆裝簡單，可以隨意增減板片以調(diào)節(jié)換熱能力。 G、清洗球 清洗球的主要作用： 1.保持儲罐內(nèi)壁濕潤以防止微生物污染形成生物膜。 2.在線清洗，去除所有聚積在罐壁上的物料。 清洗球的主要技術(shù)參數(shù) 1.材質(zhì)和拋光 2.噴流形式 3.清洗半徑 4.工作壓力和流量 H、水位指示裝置 制藥用水貯罐目前有兩類水位指示裝置：一類為可視液位計(jì)，例如玻璃管水位計(jì)，使用這類水位計(jì)的問題是存在污染的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)椴ＡЧ芩挥?jì)中的水段在一定程度上說是死水，容易長菌，也不便清潔和消毒；另一類為電信號水位控制裝置，這類水位控制裝置的使用越來越多。 不得使用側(cè)管水位測量裝置，應(yīng)使用無盲端和死角的設(shè)施（如電子壓感式水位計(jì)）。 進(jìn)水管 在純化水或蒸餾水入貯罐的進(jìn)水管道上應(yīng)安裝適當(dāng)?shù)拈y門。貯罐進(jìn)水管的管徑按照輸送水泵的流量或工藝用水的最大設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算。 出水管 出水管的安裝應(yīng)當(dāng)考慮到必要時將貯罐內(nèi)的水全部排空的要求，因此通常設(shè)置在貯罐的底部。出水管的管徑按照工藝用水的最大設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算。 溢流管(可選) 如果純化水系統(tǒng)沒有水位自動控制，純化水貯罐上可設(shè)置溢流水管（注射用水貯罐一般不設(shè)溢流管），用于控制貯罐內(nèi)部的最高水位。 排水管 為了放空貯罐和排出在線清洗（CIP）時使用的清洗液，貯罐需要設(shè)置排水管。排水管口可由貯罐底部接出，排水管道上應(yīng)安裝閥門，用于隔離貯罐內(nèi)外。排水管徑一般在40~50mm左右。 呼吸過濾器 在貯罐的頂部需安裝孔徑為0.22цm的除菌級疏水性過濾器。 為了避免貯罐內(nèi)吸入的二氧化碳對水的電導(dǎo)率產(chǎn)生不良影響，可以采用充氮保護(hù)的方法。在用水高峰時，經(jīng)過無菌過濾氮?dú)獾乃蜌饬孔詣蛹哟?，始終保證貯罐內(nèi)部維持正壓；在用水量小時，送氣量自動減少，但仍對貯罐外維持一個微小的正壓 第四部分 水系統(tǒng)理化指標(biāo)考慮 純化水和注射用水的化學(xué)指標(biāo)用一系列的專屬或非專屬的化驗(yàn)檢驗(yàn)來確定，目的是檢測水中未完全和充分凈化的化學(xué)物質(zhì)。雖然這些方法被認(rèn)為并不能充分控制水的質(zhì)量，但它們經(jīng)受了時間的考驗(yàn)。這其中有部分原因是由于人們普遍認(rèn)為基于在線電導(dǎo)率的測量和標(biāo)準(zhǔn)還不能排除這些老方法。 USP以現(xiàn)代分析技術(shù)對純化水和注射用水的處理舍棄了原來的化學(xué)指標(biāo)測試，目的是在沒有限制質(zhì)量要求前提下改進(jìn)分析技術(shù)。這兩種現(xiàn)代分析技術(shù)就是采用TOC和電導(dǎo)率。TOC測試替代了以有機(jī)污染物為主要目標(biāo)的氧化物檢驗(yàn)。而除重金屬檢測之外的其它各項(xiàng)無機(jī)污染物測試方法則被一個多級的電導(dǎo)率檢測離子（主要是無機(jī)物）的方法取代。（如：氨、鈣、二氧化碳、氯化物、硫酸鹽等）。 在這，我們認(rèn)為重金屬的檢測是沒必要的，因?yàn)椋?br>（1）NPDWR（美國國家飲用水法規(guī)）里對飲用水中個別重金屬含量的要求甚至比USP22版內(nèi)制藥用水的重金屬指標(biāo)（約0.1ppm）還要嚴(yán)格。 然而，由于重金屬要是存在于純化水和注射用水中會造成極其嚴(yán)重的后果，所以在新建水系統(tǒng)的調(diào)試和驗(yàn)證中至少要有書面記錄或通過預(yù)先的測試結(jié)果記錄來證明其的不存在。 總固體含量和pH值是僅有的沒被電導(dǎo)率檢測所涵蓋到的。USP認(rèn)為總固體含量的檢查是多余的，因?yàn)門OC和電導(dǎo)率檢測的非選擇性測試可以偵測到硅質(zhì)中除了可能會有尚未被發(fā)現(xiàn)的以膠體形態(tài)存在的其它物質(zhì)以外的絕大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)。膠體硅質(zhì)在制藥用水制備的預(yù)處理步驟中是很容易去除的，即便它真的存在水中，也不會在醫(yī)學(xué)或機(jī)能構(gòu)成威脅，除非有極端或罕見的情形發(fā)生。在這種極端情形下，也會由于其它指標(biāo)的反常而被檢測出來。然而這些都需要使用者的責(zé)任心來確保。如果硅質(zhì)是原水中的一個重要組分，且凈化單元操作在運(yùn)行中或不正確操作使個別硅質(zhì)進(jìn)入制得水中（前提是在電導(dǎo)率檢測中未偵測到有機(jī)污染物），于是硅質(zhì)或總固體類型檢驗(yàn)二者任一都可以用來監(jiān)測和控制這個特別的問題。 pH值被確認(rèn)對于電導(dǎo)率檢測（其中包括pH值作為檢測和要求標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)）是多余的了；當(dāng)然，pH值僅是測量得到一個數(shù)值而已。 USP確立電導(dǎo)率規(guī)定的理論依據(jù)考慮到兩種具最不導(dǎo)電性質(zhì)的氯和氨的電導(dǎo)率，從而排除了那些做不出來的濕化學(xué)方法。其實(shí)，步驟3的電導(dǎo)率規(guī)定就是確定于限定濃度的氯離子（pH值5.0～6.2）和氨離子（pH值6.3～7.0）的電導(dǎo)率的總和，再加上水中（H+與OH-）不可避免的對電導(dǎo)率起作用的離子的貢獻(xiàn)，大氣CO2的溶解（HCO3-），再接一個Na+離子的CL-電平衡量，這還取決于pH值引起的離子的不平衡（見表1）。 步驟2的電導(dǎo)率值規(guī)定是表中的最小值，2.1μS/cm。步驟1的規(guī)定，目的主要是在線測量，其實(shí)就是都類似表1那樣的一系列表格，對列中起作用的離子的最小值的累加，在0℃到100℃之間每5℃做一次。舉例來說，表1（2c時的電導(dǎo)率）中的斜體字?jǐn)?shù)值，將其相加得出一個保守值為1.3 μS/cm，步驟1的規(guī)定了一個無溫度的補(bǔ)償辦法：在與取樣水實(shí)測溫度介于25℃到29℃之間，溫度不相對應(yīng)時，以每5℃為增量的表還是類似的處理方式，得出列在表1中的各個值。 表1. 在不同pH值下氯氨模型中做貢獻(xiàn)的離子電導(dǎo)率（在大氣平衡水溫25o） 如上所述，在線檢測里引入電導(dǎo)率和TOC檢測是一個根本性的變革。這是一個重大而開明的改變，行業(yè)內(nèi)也認(rèn)識并接受了這一改變。對于實(shí)驗(yàn)室收集的樣品，TOC與電導(dǎo)率檢測可以離線進(jìn)行，但由于在取樣過程中往往會造成一些外來的污染，而可能導(dǎo)致虛假的高讀數(shù)。在線收集的數(shù)據(jù)就不會這樣，但沒有挑戰(zhàn)性。不過即便只有一個有效的數(shù)據(jù)點(diǎn)，連續(xù)的讀數(shù)往往都會生成一大堆數(shù)據(jù)。作為定期的取樣考慮，連續(xù)的過程數(shù)據(jù)使我們很好的了解到實(shí)際過程中水系統(tǒng)的各種使用和維護(hù)操作情況，但對于QC來說這意味著大量的數(shù)據(jù)。因此，一個合理的小數(shù)或是對數(shù)據(jù)取平均值依然可以用來代表總體的水質(zhì)情況。 包裝水的TOC和電導(dǎo)率檢測面臨一個兩難的情況。包裝容器本身就是化學(xué)品（無機(jī)或有機(jī)），毫無疑問它的浸出物會慢慢進(jìn)入水中。難辦的是塑料包裝有機(jī)溶解，恰恰在氧化物檢查的時候?qū)ι⒀b水和包裝水來說僅僅就是檢查有機(jī)污染物。這個檢測無視有機(jī)溶解在包裝水中體現(xiàn)出來的高濃度（是散裝水TOC標(biāo)準(zhǔn)的很多倍）。同樣，玻璃容器也會溶出無機(jī)物，比方鈉，很容易就被電導(dǎo)率檢查發(fā)現(xiàn)，但是濕化學(xué)方法卻察覺不了（除了pH值或總固體）。當(dāng)前的看法和標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為大多數(shù)溶出物都是沒關(guān)系的，雖然它的含量真的不低。就這樣，放置于這些個包裝系統(tǒng)中的高純水質(zhì)量就大大降低了。一些包裝容器的材質(zhì)由于含有更多的溶出物所以根本就不適宜用做水的載體來保證其純度。 對于水本身做的電導(dǎo)率和TOC檢查往往會暴露出更多的是水系統(tǒng)中材質(zhì)溶出物的問題。這些被“容許”的溶出物會讓原本合格的散裝水由于加了包裝而不適合用在大多數(shù)本來完全可以勝任的地方。 第五部分 水系統(tǒng)微生物考慮 1、微生物 - 生物膜 生物膜的形成 ： a. 自由游動的水生細(xì)菌利用粘聚糖在表面聚集繁殖。 b. 復(fù)雜的生物群落在形成過程中脫落微生物群落 。 （網(wǎng)絡(luò)圖片，侵權(quán)刪除） 2、熱原與細(xì)菌內(nèi)毒素（Endotoxin） 熱原指的是那些能致熱的微生物代謝產(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。藥典以“細(xì)菌內(nèi)毒素”項(xiàng)目對其加以監(jiān)控。大多數(shù)細(xì)菌和許多霉菌都能產(chǎn)生熱原，而致熱能力最強(qiáng)的是革蘭氏陰性桿菌的產(chǎn)物。細(xì)菌內(nèi)毒素是革蘭氏陰性桿菌細(xì)胞外壁上的脂多糖類物質(zhì)和微量蛋白的復(fù)合物，是細(xì)菌死亡或解體后才釋放出來的一種具有內(nèi)毒素生物活性的物質(zhì)。其化學(xué)成分廣泛分布于革蘭氏陰性菌（如大腸桿菌、布氏桿菌、傷寒桿菌、變形桿菌、沙門氏菌等）及其它微生物（如衣原體、立克次氏體、螺旋體等）的細(xì)胞壁層的脂多糖，其化學(xué)成份主要是由O-特異性鏈、核心多糖、類脂A三部分組成。 <一> O—特異性鏈：是決定菌體熱原的特異性部分。 <二> 核心多糖：是構(gòu)成內(nèi)毒素脂多糖的核心部分。 <三> 類脂A：具有疏水性（強(qiáng)）和親水性（弱）的雙相性。是內(nèi)毒素多種生物活性或毒性反應(yīng)的主要基團(tuán)。該基團(tuán)沒有種屬特異性，其毒性反應(yīng)相似。如發(fā)熱、血液流動力學(xué)改變、彌漫性血管內(nèi)凝血，并導(dǎo)致休克等。 由于類脂A有4條主鏈和2條支鏈的脂肪酸與內(nèi)酰胺連接組成，所以提純的內(nèi)毒素LPS是極為不穩(wěn)定的。這就要求內(nèi)毒素應(yīng)在低溫條件下保存，在工作中內(nèi)毒素稀釋應(yīng)盡可能地縮短時間，并要現(xiàn)配現(xiàn)用。 細(xì)菌內(nèi)毒素的概念 細(xì)菌內(nèi)毒素，英文稱作Enolotoxin，是G-菌細(xì)胞壁個層上的特有結(jié)構(gòu)，內(nèi)毒素為外源性致熱原，它可激活中性粒細(xì)胞等，使之釋放出一種內(nèi)源性熱原質(zhì)，作用于體溫調(diào)節(jié)中樞引起發(fā)熱。內(nèi)毒素的主要化學(xué)成分為脂多糖中的類脂A
細(xì)胞壁較薄，厚約10－15nm，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。肽聚糖含量低，僅占細(xì)胞干生10％左右，層薄又較疏松，因肽聚糖之間僅四肽側(cè)鏈直接聯(lián)結(jié)，缺乏五肽橋；肽聚糖居于細(xì)胞最內(nèi)層，外面由內(nèi)向外還有脂蛋白，外膜和脂多糖的三層聚合物。 （1）脂蛋白（lipoprotein） 由類脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成，聯(lián)結(jié)在外膜與肽聚糖層之間，類脂一端經(jīng)非共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)到外膜的磷脂上，另一端由共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)到肽聚糖肽鏈中的二氧基庚二酸 殘基上，使外膜和肽聚糖層構(gòu)成一個整體。 （2）外膜（outer membrane） 是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的重要結(jié)構(gòu)，位于肽聚糖的外側(cè)，其結(jié)構(gòu)類似細(xì)胞膜，為液態(tài)的磷脂雙層，其中鑲嵌一些特異蛋白質(zhì)，穿透外膜的內(nèi)外雙層，呈液態(tài)鑲嵌體。外膜中間有微小孔道，容許水溶性的小分子通過，以進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)運(yùn)輸和交換。除此之外，外膜還能防止胰蛋白酶和溶菌酶等進(jìn)入，起到保護(hù)性屏障作用。 （3）脂多糖（lipopolysaccharide,LPS） 由多糖O抗原、核心多糖和類脂A(lipid A)組成（圖1-8），位于最外層。多糖O抗原向外，由若干個低聚糖的重復(fù)單位組成的多糖鏈，即革蘭氏陰性菌的菌體抗原（O抗原），有特異性。核心多糖由庚糖、半乳糖、2-酮基-3-脫氧辛酸（2-keto-3-deoxyoctonic acid, KDO）等組成，所有革蘭氏陰性細(xì)菌都有此結(jié)構(gòu)。類脂A是以脂化的葡萄胺二糖為單位，通過焦磷酸酯鍵組成的一種獨(dú)特的糖脂化合物，具有致熱作用，是革蘭氏陰性細(xì)菌內(nèi)毒素的毒性成分。 細(xì)菌內(nèi)毒素即：許多病原性細(xì)菌所產(chǎn)生的毒素。 一般細(xì)菌毒素可分為兩類，一類為外毒素（Exotoxin）；它是一種毒性蛋白質(zhì)，是細(xì)菌在生長過程中分泌到菌體外的毒性物質(zhì)。產(chǎn)生外毒素的細(xì)菌主要是革蘭氏陽性菌。如白喉?xiàng)U菌、破傷風(fēng)桿菌、肉毒桿菌、金黃色葡萄球菌以及少數(shù)革蘭氏陰性菌。加一類為內(nèi)毒素（Endotoxin）。是革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁外壁層上的特有結(jié)構(gòu)。細(xì)菌在生活狀態(tài)時不釋放出來，只有當(dāng)細(xì)菌死亡自溶或粘附在其它細(xì)胞時，才表現(xiàn)其毒性，內(nèi)毒素的主要化學(xué)成分是脂多糖中的類脂A成分。 3、制藥用水中熱原的去除 去除熱原是制藥用水系統(tǒng)設(shè)計(jì)建造的重要目標(biāo)之一。自水的預(yù)處理開始，直到注射用水的使用點(diǎn)，水處理的許多工藝環(huán)節(jié)都考慮了去除熱原的要求，如活性炭過濾、有機(jī)物去除器、反滲透、超過濾及蒸餾。 要想去除熱原必須先了解其理化性質(zhì)，總的來說熱原物質(zhì)具有三個特點(diǎn)：耐熱性強(qiáng)、可濾過性、不揮發(fā)性。通常去除熱原物質(zhì)的方法有反滲透法、吸附法、蒸餾法、熱破壞法、濾過法、強(qiáng)酸強(qiáng)堿處理法。在制藥用水系統(tǒng)中一般用以下幾種方法去除熱原。 反滲透 反滲透膜的孔徑最小，按其阻滯污染物（包括熱原）的分子量大小計(jì)，一般在100~200之間。由于熱原的分子量在5×104以上，其直徑大小一般在1~50μm之間，因此能被有效去除。美國藥典將反滲透作為注射用水的生產(chǎn)方法，意味著反滲透技術(shù)在去除熱原方面的成熟。 超濾 微孔濾膜過濾有某種去除熱原的功效。利用微孔濾膜進(jìn)行除菌過濾時，客觀上可能會起到某些截留熱原的積極作用，但它不能作為去除熱原的可靠方法而單獨(dú)使用。 用超濾膜可去除細(xì)菌。然而，對人體致熱原效應(yīng)的熱原分子量為80萬~100萬，自然存在的熱原群體是個混合體，小的一端僅為10-3μm，因此，用以截留熱原的超濾膜的分子量級需小至1萬~8萬，方能有效去除熱原。 超濾與微孔過濾的方式不同。微孔過濾為靜態(tài)過濾，將溶液攪拌，以消除濃差極化層；超濾則是動態(tài)過濾，濾膜表面不斷受到流動溶液的沖刷，故不易形成濃差極化層。 反滲透、超濾、微孔膜過濾有其相似之處，它們都是在壓差的驅(qū)動下，利用膜的特定性能將水中離子、分子、膠體、熱原、微生物等微粒分離，但它們分離的機(jī)理及對象有所不同。反滲透膜只允許1nm以下的無機(jī)離子為其主要分離對象，故有良好的除鹽作用，而超濾、微孔膜過濾并無除鹽性能。 吸附法除熱原 使用吸附的方法也可以有效的去除熱原，常用的材料是活性炭、陰離子交換樹脂、硫酸鋇、石棉等。美國藥典收載了活性炭、大分子陰離子交換樹脂去除熱原的方法?；钚蕴课绞侨コ裏嵩畛２捎玫姆椒?，它通常要與薄膜過濾器聯(lián)合使用，以防止活性炭進(jìn)入下道工序。使用大分子陰離子交換樹脂去除熱原，它對藥液中內(nèi)毒素污染程度較低，比較適用。 蒸餾法 由于熱原不具有揮發(fā)性。因此去除熱原最有效的方法是蒸餾法。在多效蒸餾水機(jī)中，將純化水蒸餾，無揮發(fā)性的熱原仍留在純化水中成為濃縮水，以旋風(fēng)分離法進(jìn)行離心分離，收集已去除熱原的蒸餾水，將有熱原的濃縮水排放。用這種分離方法一般可使熱原的污染水平降低2.5~3個對數(shù)單位。但要注意未完全汽化的液滴攜帶熱原物質(zhì)混入收集水中，所以老式蒸餾水機(jī)去除熱原的能力要差一些，但蒸餾作為一種去除熱原的有效方法是可以肯定的 4、水系統(tǒng)的消毒和滅菌 水系統(tǒng)中微生物控制主要通過消毒措施來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可以使用熱或化學(xué)方式消毒。系統(tǒng)消毒熱方法包括定期或持續(xù)的熱水循環(huán)和使用蒸汽。用于這個目的的熱水溫度至少80℃以上，但是持續(xù)的熱水至少65℃以上循環(huán)方法已用于保溫的不銹鋼分配系統(tǒng)，關(guān)注如此自消毒溫度下的均勻性和分配。 這些方法限于適合高溫達(dá)到消毒的系統(tǒng)。盡管熱方法通過持續(xù)抑制或間歇控制生物膜的生長、殺滅生物膜內(nèi)的微生物，但他們在去除已生成的生物膜并不有效。已殺滅但仍完整的生物膜能在消毒條件停止或中斷后成為生物膜快速重新生長的營養(yǎng)來源。這些情況下，常規(guī)熱方法和定期輔助用化學(xué)消毒方法聯(lián)合使用可以是更有效。 更頻繁的熱消毒，能消除更可能的生物膜生成和重新生長。當(dāng)合適時化學(xué)方法能用于更廣泛的建造材質(zhì)。這些方法典型的使用氧化劑，如鹵素化合物、過氧化氫、臭氧、過氧乙酸，通過形成活性的過氧和自由基（特別是氫氧自由基）氧化細(xì)菌和生物膜。特別的，由于臭氧半衰期短，在消毒期間需要不斷的加入臭氧以達(dá)到所要求的濃度。有UV存在時過氧化氫和臭氧快速分解為水和氧、過氧乙酸降解為乙酸。實(shí)際上，在提供連續(xù)消毒條件的基礎(chǔ)上，在用水點(diǎn)使用254-nm UV使臭氧降解為氧氣更為有效。 A、巴斯德消毒 巴斯德滅菌（Pasteurization）是法國科學(xué)家巴斯德發(fā)明的滅菌法，因其對象主要是病源微生物及其他生長態(tài)菌，故又稱巴氏消毒。巴氏消毒系指將飲料或其他食物（如牛奶或啤酒）加熱到一定溫度并持續(xù)一段時間，以殺死可能導(dǎo)致疾病、變質(zhì)或不需要的發(fā)酵微生物的過程。它也可指射線殺菌法破壞某種食品（如魚或蚌肉）內(nèi)的大部分微生物以防止其變質(zhì)的過程。對制藥用水系統(tǒng)而言，巴氏消毒常指低溫滅菌。 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。通常先將牛奶加熱到80℃，停留一定時間，進(jìn)行消毒，完成消毒后，將其冷卻至常溫即成為消毒牛奶。 巴斯德消毒的另一個經(jīng)常采用的重點(diǎn)部位是使用回路，即用80℃以上的熱水循環(huán)1-2h，這種方法行之有效。采用這一消毒手段的純化水系統(tǒng)，其微生物污染水平通常能有效地控制在低于50 CFU/ml的水平。由于巴氏消毒能有效地控制系統(tǒng)的內(nèi)源性微生物污染。一個前處理能力較好的水系統(tǒng)，細(xì)菌內(nèi)毒素則可控制在5 EU/ml的水平。 B、臭氧消毒 多數(shù)的材料可以用化學(xué)方法進(jìn)行消毒。典型的方法是使用氧化劑（如鹵化物、雙氧水、臭氧和過氧乙酸）。鹵化物消毒效果明顯但是難以從系統(tǒng)中清除。雙氧水、臭氧和過氧乙酸通過氧化反應(yīng)和自由基（特別是氫氧自由基）氧化細(xì)菌和生物膜。這些化合物有較短的半衰期，特別是臭氧，在消毒過程中要求連續(xù)的加入到系統(tǒng)中。 在水處理系統(tǒng)中，水箱、交換柱以及各種過濾器、膜和管道，均會不斷的滋生和繁殖細(xì)菌。消毒殺菌的方法雖然都提供了除去細(xì)菌和微生物的能力，但這些方法中沒有哪一種能夠在多級水處理系統(tǒng)中除去全部細(xì)菌及水溶性的有機(jī)污染。目前在高純水系統(tǒng)中能連續(xù)去除細(xì)菌和病毒的最好方法是用臭氧。 1905年起，臭氧就開始用于水處理。在國外，這種消毒方式已非常普遍，這是由于臭氧不會產(chǎn)生有害的殘留物。 使用臭氧消毒并在用水點(diǎn)前安裝紫外燈減少臭氧殘留，是制藥用水系統(tǒng)、尤其是純化水系統(tǒng)消毒的常用方法之一。 與次氯酸類消毒劑不同，臭氧的殺菌能力不受pH值變化和氨的影響，其殺菌能力比氯大600-3000倍，它的滅菌、消毒作用幾乎是瞬時發(fā)生的，在水中臭氧濃度0.3-2mg/L時，0.5-1min內(nèi)就可以致死細(xì)菌。達(dá)到相同滅菌效果（如使大腸桿菌殺滅率達(dá)99%）所需臭氧水藥劑量僅是氯的0.0048%。 臭氧對酵母和寄生生物等也有活性，例如可以用它去除以下類型的微生物和病毒。 ①病毒 已經(jīng)證明臭氧對病毒具有非常強(qiáng)的殺滅性，例如Poloi病毒在臭氧濃度為0.05-0.45mg/L時，2min就會失去活性。 ②孢囊 在臭氧濃度為0.3mg/L下作用2.4min就被完全除掉。 ③孢子 由于孢衣的保護(hù)，它比生長態(tài)菌的抗臭氧能力高出10-15倍。 ④真菌 白色念珠菌（candida albicans）和青霉屬菌（penicillium）能被殺滅。 ⑤寄生生物 曼森氏血吸蟲（schistosoma mansoni）在3min后被殺滅。 此外，臭氧還可以氧化、分解水中的污染物，在水處理中對除嗅味、脫色、殺菌、去除酚、氰、鐵、錳和降低COD、BOD等都具有顯著的效果。 應(yīng)當(dāng)注意，雖然臭氧是強(qiáng)氧化劑，但其氧化能力是有選擇性的，像乙醇這種易被氧化的物質(zhì)卻不容易和臭氧作用。 （2）臭氧的發(fā)生及常用濃度 臭氧的半衰期僅為30-60min。由于它不穩(wěn)定、易分解，無法作為一般的產(chǎn)品貯存，因此需在現(xiàn)場制造。用空氣制成臭氧的濃度一般為10-20mg/L，用氧氣制成臭氧的濃度為20-40mg/L。含有1%-4%（質(zhì)量比）臭氧的空氣可用于水的消毒處理。 產(chǎn)生臭氧的方法是用干燥空氣或干燥氧氣作原料，通過放電法制得。另一個生產(chǎn)的臭氧的方法是電解法，將水電解變成氧元素，然后使其中的自由氧變成臭氧。 （3）殘留臭氧去除法 經(jīng)臭氧消毒處理過的水在投入藥品生產(chǎn)前，應(yīng)當(dāng)將水中殘存（過剩）的臭氧去除掉，以免影響產(chǎn)品質(zhì)量。臭氧的殘留量一般應(yīng)控制在低于0.0005-0.5mg/L的水平。從理論說，去除或降低臭氧殘留的方法有活性炭過濾、催化轉(zhuǎn)換、熱破壞、紫外線輻射等。然而在制藥工藝應(yīng)用最廣的方法只是以催化分解為基礎(chǔ)的紫外線法。具體做法是在管道系統(tǒng)中的第一個用水點(diǎn)前安裝一個紫外殺菌器，當(dāng)開始用水或生產(chǎn)前，先打開紫外燈即可。晚上或周末不生產(chǎn)時，則可將紫外燈關(guān)閉。一般消除1mg/L臭氧殘留所需的紫外線照射量為90000μW·s/cm2。 （4）注意事項(xiàng) 臭氧最適用于水質(zhì)及用水量比較穩(wěn)定的系統(tǒng)，當(dāng)其發(fā)生變化時應(yīng)及時調(diào)整臭氧的用量。在實(shí)際生產(chǎn)中，及時進(jìn)行調(diào)節(jié)有一定的困難。 另一個須考慮的問題是水中有機(jī)物的含量，當(dāng)水的混濁度小于5mg/L時，對臭氧消毒滅菌的效果影響極微，混濁度增大，影響消毒效果。如果有機(jī)物含量很高時，臭氧的消耗量將會升高，其消毒能力則下降，因?yàn)槌粞鯇⑹紫认脑谟袡C(jī)物上，而不是殺滅細(xì)菌方面。因此，國外制藥業(yè)在制藥用水系統(tǒng)中增加了總機(jī)碳（TOC）的監(jiān)控項(xiàng)目。但糟糕的是，在受到嚴(yán)重有機(jī)物污染的進(jìn)水中用臭氧處理后，大的有機(jī)物分子會破裂成微生物新陳代謝的營養(yǎng)源，因此，在沒有維持管網(wǎng)臭氧濃度的情況下，反會使得粘泥增多，進(jìn)而使水質(zhì)惡化。 在許多方面，作為消毒劑的臭氧和氯氣，它們的優(yōu)點(diǎn)是互補(bǔ)的。臭氧具有快速殺菌和滅活病毒的作用，對于除嗅、味和色度，一般都有好的效果。氯氣則具有持久、靈活、可控制的殺菌作用，在管網(wǎng)系統(tǒng)中可連續(xù)使用。所以臭氧和氯氣結(jié)合起來使用，看來是水系統(tǒng)消毒最為理想的方式。 C、紫外線消毒 （1）紫外線殺菌的機(jī)理及規(guī)則 波長在200-300nm之間的紫外線有滅菌作用，其滅菌效果因波長而異，其中以254-257nm波段滅菌效果最好。如表3.1所示，超過或低于254-257nm的紫外線，隨波長的增加或減少，滅菌效果均急劇下降。 表3.1 不同波長的紫外線滅菌能力 紫外線的滅菌效果同紫外線的照射量不成線性關(guān)系，即被殺死細(xì)菌的百分?jǐn)?shù)并不是與照射劑量成正比的（紫外線照射量等于紫外線的輻照度值乘以時間）。只有在照射量很低而細(xì)菌數(shù)目又很多的時候，紫外線照射量才同細(xì)菌的死亡率呈線性關(guān)系。當(dāng)紫外線照射量加大后，每單位劑量的紫外線的增量，并不殺死一定數(shù)目的細(xì)菌，而是殺死當(dāng)時還活著的細(xì)菌中間某一特定百分?jǐn)?shù)的細(xì)菌。從這個意義上看，在紫外線殺菌過程中，微生物的死亡也遵循濕熱滅菌的對數(shù)規(guī)則（參見中國藥典附則）。 即 N/N0=e -KD 式中 N0——紫外線照射前的細(xì)菌數(shù)目； e——紫外線照射后的細(xì)菌數(shù)目； D——紫外線劑量大?。?/p> K——常數(shù)。 表3.2示出了紫外線不同照射量時的滅菌率。表中可清楚地看出，對不同細(xì)菌要達(dá)到同一滅菌率時，所需的紫外線照射量相差甚大。例如酵母菌要達(dá)到90%~100%的滅菌率時，需要紫外線照射量為14700μW·s/cm2。而大腸桿菌則需1550μW·s/cm2，二者相差10倍。 表3.2 紫外線不同照射量時的滅菌率 不同種類的微生物在不同照射量下，被殺滅的程度各不相同。 （2）紫外線殺菌裝置 紫外線殺菌裝置結(jié)構(gòu)，由外殼、低壓汞燈、石英套管及電氣設(shè)施等組成。外殼由鋁鎂合金或不銹鋼等材料制成，以不銹鋼制品為好。其殼筒內(nèi)壁要求有很高的光潔度，要求其對紫外線的反射率達(dá)85%左右。 紫外線殺菌燈為高強(qiáng)度低壓汞燈，可放射出波長為253.7nm的紫外線，這種紫外線的輻射能量占燈管總輻射能量的80%以上，為保證殺菌效果，要求其紫外線照射量大于3000μW·s/cm2，燈管壽命一般不短于7000h。 紫外燈的燈管是石英套管，這是由于石英的污染系數(shù)小，耐高溫，且石英套管對253.7nm的紫外線的透過率高達(dá)90%以上，但石英價(jià)格較貴，質(zhì)脆、易破碎。 紫外線殺菌裝置的電氣設(shè)施包括電源顯示、電壓指示、燈管顯示、事故報(bào)警、石英計(jì)時器及開關(guān)等。經(jīng)驗(yàn)表明，使用紫外線滅菌時，由于長期使用紫外線，有可能使殺菌裝置或其附近的非金屬材料老化，使之降解，導(dǎo)致電阻率的改變。因此，對紫外殺菌器的質(zhì)量要求主要有兩點(diǎn)：一是高的殺滅率，一般要求大于99.9%；二是當(dāng)純水或高純變化的水通過該裝置后，電阻率降低值不得超過0.5MΩ· CM（25℃）。 （3）紫外消毒的影響因素和注意事項(xiàng) 紫外線的強(qiáng)度、紫外線光譜波長和照射時間是紫外光線殺菌效果的決定因素。由于波長為253.7nm的紫外光線殺菌能力最強(qiáng)，因此要求用于殺菌的紫外線燈的輻射光譜能量集中在253.7nm左右，以取得最佳殺菌效果。 ①安裝位置 紫外線殺菌器的安裝位置一般離使用點(diǎn)越近越好，但也應(yīng)留有從一端裝進(jìn)或抽出石英套管和更換燈管的操作空間。由于被殺死的細(xì)菌尸體污染純水，因此要在紫外殺菌器后面安裝過濾器，一般要求濾膜孔徑≤0.45μm。 ②流量 當(dāng)紫外殺菌器功率不變、水中微生物污染波動較小時，流量對殺菌效果有顯著的影響，流量越大、流速越快，被紫外線照射的時間就越短；細(xì)菌被照射的時間縮短，被殺菌的概率也因而下降。如流量不變，源水中微生物污染水平高時，污染菌除去率也高，但出水中菌檢合格率可能下降。 ③水的物理化學(xué)性質(zhì) 水的色度、濁度、總鐵含量對紫外光都有不同程度的吸收，其結(jié)果是降低殺菌效果。色度對紫外線透過率影響最大，濁度次之，鐵離子也有一定影響。紫外線殺菌器對水質(zhì)的要求一般為：色度<15，濁度<5，總鐵含量<0.3mg/L，細(xì)菌含量≤900個/ml。盡管中國藥典收載的純化水標(biāo)準(zhǔn)中沒有微生物污染控制的項(xiàng)目和限度，但一般地說，上述條件均能滿足。水的吸收系數(shù)越高，輻射強(qiáng)度就越弱，殺菌能力降低；由于光不能透過固體物質(zhì)，故水中懸浮顆粒會降低紫外線的殺菌效率；水中鈣鎂離子對紫外線吸收很小，因此紫外燈滅菌特別適用于純化水系統(tǒng)。 ④燈管功率 燈管實(shí)際點(diǎn)燃功率對殺菌效率影響很大。隨著燈點(diǎn)燃時間的增加，燈的輻射能量隨之降低，殺菌效果亦下降。試驗(yàn)證明，1000W的紫外線燈點(diǎn)燃1000h后，其輻射能量將降低40%左右。此外，還應(yīng)注意保持穩(wěn)定的供電電壓，以保證獲得所需要的紫外線能量。 隨著時間的推移，紫外燈的功率會逐漸減弱，一般低于原功率的70%即應(yīng)更換。現(xiàn)國外使用的紫外燈均帶功率顯示器，不需要人工對使用時間進(jìn)行累計(jì)和計(jì)算。當(dāng)使用不帶功率顯示器紫外燈時，應(yīng)以適當(dāng)方式記錄紫外燈的累計(jì)工作時間，以防止燈管超過使用期而影響制藥用水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 ⑤燈管周圍的介質(zhì)溫度 紫外線燈管輻射光譜能量與燈管管壁的溫度有關(guān)。當(dāng)燈管周圍的介質(zhì)溫度很低時，輻射能量降低，影響殺菌效果。當(dāng)燈管直接與低溫的水接觸時，殺菌效果很差。若燈管周圍的介質(zhì)溫度接近0℃時，紫外線燈則難以起動并進(jìn)入正常殺菌狀態(tài)。若以燈管表面溫度40℃時的殺菌效率定為100%，32℃及52℃時的效率則只有85%左右，所以通常將紫外燈管安置在一個開口的石英套管內(nèi)，以便使燈管與套管之間形成環(huán)狀空氣夾層，這樣，既可及時散發(fā)掉燈管本身的熱量，又可避免低溫水對紫外燈管發(fā)光功能的影響，并使其周圍的溫度保持在25-35℃左右的最佳運(yùn)行狀態(tài)。 ⑥石英套管 石英套管的質(zhì)量和壁厚與紫外線的透過率有關(guān)，石英材料的純度高，透過紫外線的性能好。使用過程中應(yīng)定期將套管抽出，用無水乙醇擦拭，以保持石英套管清潔狀態(tài)。通常，清潔頻率為每年至少1次。 紫外線殺菌燈最好長期連續(xù)運(yùn)行，在進(jìn)行殺菌前，應(yīng)預(yù)熱10-30min。應(yīng)盡量減少燈的啟閉次數(shù)，燈每開關(guān)1次，將減少3h的使用壽命。另外要求網(wǎng)路電壓穩(wěn)定，波動范圍不得超過額定電壓的5%，否則應(yīng)安裝穩(wěn)壓器。 應(yīng)當(dāng)注意，水層的厚度同紫外線殺菌效果有很大關(guān)系。例如，對于水流速度不超過250L/h的管路，以30W的低壓汞燈對1cm厚的水層滅菌時，滅菌效率可達(dá)90%；對2cm厚的水層的滅菌效率在73%；對3cm厚的水層滅菌效率為56%；對4cm厚的水層則下降到40%。因此，在上述流速條件下，紫外線有效滅菌水層厚度不超過2.2cm。如果水中含有芽胞細(xì)菌，水層厚度應(yīng)減少至1.4cm，水的流速減少至90L/h。如果水中含有泥砂污物，則有效水層厚度還應(yīng)下降，水流速度亦減小。否則就達(dá)不到預(yù)期的滅菌效果。 D、純凈蒸汽消毒 兩種方式： 一種是100℃流通蒸汽消毒，另一種是高壓蒸汽消毒。 5、水系統(tǒng)微生物控制措施一覽 A、衛(wèi)生型設(shè)備、衛(wèi)生型組件、衛(wèi)生型連接。 B、系統(tǒng)循環(huán)，形成紊流；避免盲管和單路管。 C、注射用水高溫控制微生物生長。 D、定期消毒和滅菌，去除已生長的生物膜。 E、除菌過濾和紫外燈殺菌。 F、系統(tǒng)全密閉，避免外界微生物污染。 G、設(shè)備、組件、管道拋光度高，減少微生物附著可能。 微生物考慮 藥用水的微生物污染主要的外部來源是源水。源水質(zhì)量最低必須符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了大腸菌水平。其他微生物范圍很多，源水中主要是革蘭氏陰性菌。這些微生物可能危及到后面的純化步驟。其他微生物可能的污染外部來源例子包括：沒有保護(hù)的換氣、空氣過濾器故障、斷裂的圓盤、受污染的出口回流、沒有消毒的分配系統(tǒng)“開放”（包括日常的部件更換、檢查、維修、擴(kuò)充）、不充分的排水和排氣、以及活性炭、離子交換樹脂的更換、化學(xué)再生。在這些環(huán)境中，外來的污染可能不是正常的水生細(xì)菌，而可能是土壤微生物甚至人類來源。非水生微生物的檢測可能表明系統(tǒng)部件故障，這些觸發(fā)調(diào)查來修補(bǔ)這些來源。系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)應(yīng)給予足夠的關(guān)注，以外部來源的微生物污染。 單元操作可以有內(nèi)部微生物污染的主要來源。源水中的微生物可以被吸附到炭床、離子換樹脂、過濾膜和其他單元操作表面，并引發(fā)生物膜的形成。當(dāng)微生物從現(xiàn)有的生物膜繁殖表面脫落并帶到水系統(tǒng)的其他區(qū)域，下游也能發(fā)生微生物繁殖。微生物也可能附在懸浮的炭床細(xì)末或破碎的樹脂粒子上。當(dāng)微生物變?yōu)楦∮紊?，他們成為后續(xù)純化設(shè)備（危及其功能）和分配系統(tǒng)的污染來源。 內(nèi)部微生物污染的另一個來源是分配系統(tǒng)自身。微生物能在管道表面、粗燥的焊接面、排列不好的法蘭、閥門、盲管上繁殖，當(dāng)他們繁殖時形成生物膜。表面的平滑度和成分可能影響到最初微生物吸附的速度，但是，除非被消毒條件所抑制，一旦吸附了，不管表面如何都將形成生物膜。 內(nèi)毒素考慮 內(nèi)毒素是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁上發(fā)現(xiàn)并脫落的脂多糖。革蘭氏陰性菌形成生物膜后能成為藥用水中的內(nèi)毒素來源。內(nèi)毒素可能與活的微生物、死微生物碎片出現(xiàn)在一起，或者是在生物膜細(xì)菌周圍的多糖粘液中，或者作為自由分子出現(xiàn)。自由形式的內(nèi)毒素可能從水系統(tǒng)中繁殖的細(xì)菌表面釋放，或者來自于源水（源水進(jìn)入到水系統(tǒng)中）中。因?yàn)樗到y(tǒng)中有多個內(nèi)毒素來源，所以水系統(tǒng)中的內(nèi)毒素定量并不能很好的表明水系統(tǒng)中的微生物水平。 內(nèi)毒素水平可以通過控制源水中自由內(nèi)互毒素和微生物的引入、減少系統(tǒng)中微生物繁殖來達(dá)到最小化。這可以通過水處理系統(tǒng)中不同單元操作來正常的排除或去除活動來達(dá)到，也可以通過消毒來達(dá)到。其他的控制方法包括使用超濾、電荷改良，不論是在線還是在使用點(diǎn)。內(nèi)毒素的存在可以用一般性測試章《內(nèi)毒素檢測》來監(jiān)測。 第六部分 工藝用水的質(zhì)量監(jiān)控 1、對原水的監(jiān)控 對井水：檢查水井暴露于外面的部份、水井的深度、附近的污染系統(tǒng)、 有害物質(zhì)的使用 (殺蟲劑、化肥等)、水井的維護(hù)； 原水的儲藏：貯罐的材質(zhì)（混凝土、鋼筋材料是可以的，但檢查是否 有腐蝕）、檢查遮蓋物（防蟲，鳥和動物）、消毒措施 檢測報(bào)告和記錄：應(yīng)定期對原水（飲用水）進(jìn)行檢測，通?？伤蜆?/p> 至衛(wèi)生部門檢測并出具報(bào)告單。 2、在線監(jiān)測項(xiàng)目：pH值、電導(dǎo)率（或電導(dǎo)）、溫度、溫度、壓力、流速。 3、取樣 水系統(tǒng)應(yīng)定期監(jiān)控以充分保證系統(tǒng)在控制中且連續(xù)制備質(zhì)量合格的水。樣品應(yīng)從處理和分配系統(tǒng)中有代表性的位置取得。確定的取樣頻率應(yīng)以系統(tǒng)的驗(yàn)證資料為依據(jù)并應(yīng)覆蓋臨界區(qū)域包括單元操作場所。抽樣檢驗(yàn)方法應(yīng)考慮到水樣的想得到的特征。例如，注射用水系統(tǒng)因?yàn)楦匾曃⑸镆螅赡苄枰粋€更嚴(yán)格的取樣頻率。 分析用水取樣經(jīng)常供應(yīng)兩個目的：在進(jìn)行中控制的評估和最終質(zhì)量控制的評估。在進(jìn)行中控制分析通常集中系統(tǒng)中水的屬性。質(zhì)量控制起初是關(guān)注水的屬性包括不同應(yīng)用的系統(tǒng)。后來通上使用某種轉(zhuǎn)移裝置，經(jīng)常一個軟管，用于連接發(fā)送系統(tǒng)使用點(diǎn)閥門和用水的實(shí)際位置。樣品收集位置和取用程序的問題經(jīng)常激烈的爭論因?yàn)閺臉悠樊a(chǎn)生的數(shù)據(jù)的有代表性的混合，既是在進(jìn)行中的控制也是質(zhì)量控制。 在這些一次抽樣樣品和混合數(shù)據(jù)使用情形中，最壞情況環(huán)節(jié)應(yīng)被利用。換句話說，樣品應(yīng)從使用點(diǎn)用相同的遞送裝置被收集，例如軟管，和程序，例如預(yù)備的軟管或出口，從這些使用點(diǎn)被生產(chǎn)利用。取樣點(diǎn)本身不能被取樣，例如硬連接裝置，可以使用特殊取樣端口。所有情況中，樣品必須象征與可能的生產(chǎn)用水最接近的。如果一個使用點(diǎn)過濾器被利用，水樣之前和之后的過濾器是必需的，因?yàn)檫^濾器將掩示微生物控制完成系統(tǒng)的常規(guī)操作程序。 采樣包含化學(xué)消毒劑在微生物分析之前需要中和。用于微生物分析的采樣應(yīng)馬上檢驗(yàn)，或適當(dāng)?shù)睦鋬霰４嫫湮⑸镌继卣髦钡椒治瞿軌蜷_始。流動水的采樣只表現(xiàn)出存在于系統(tǒng)中浮游（自由浮動）微生物的濃度。微生物薄膜（附著于水系統(tǒng)表面）通常大量的存在并成為浮游群體恢復(fù)抓樣的來源。生物薄膜中的微生物代表一個污染物的連續(xù)信源并且很難直接采樣和確定數(shù)量。因此，浮游群體通常用作系統(tǒng)污染程度的指示器并且是系統(tǒng)警報(bào)和活動水平的根據(jù)。升高的浮游級的一致的出現(xiàn)通常是補(bǔ)救控制需要中試制生物薄膜樣品的指標(biāo)。系統(tǒng)控制和衛(wèi)生處理是控制生物薄膜群系和隨之發(fā)生的浮游群體的鑰匙。 用于化學(xué)分析的采樣也是在過程中控制和質(zhì)量控制用途。然而，不同于微生物分析，化學(xué)分析可以并經(jīng)常實(shí)行使用再現(xiàn)裝置。這種在線測試技術(shù)有明確的過程中的控制用途因?yàn)樗粚?shí)行從系統(tǒng)中釋放出來的水。然而，不同于微生物屬性，化學(xué)屬性經(jīng)常因軟管退化而成為不重要的。 所以，通過驗(yàn)證測試法，表明化學(xué)屬性通過再現(xiàn)儀表監(jiān)控（在過程中檢驗(yàn)）找到等于找到最后的使用點(diǎn)軟管（質(zhì)量控制檢驗(yàn)）或許是做得到的。這再次發(fā)生一次抽樣樣品和混合數(shù)據(jù)使用情況。最好用連續(xù)方式操作裝置，產(chǎn)生大量的過程中的數(shù)據(jù)，但只利用這些數(shù)據(jù)中規(guī)定的小樣本作為QC用途。例如可接受的方法包括利用計(jì)算期的最高值、計(jì)算期的最高時間負(fù)荷平均值（從固定的或起伏的置換周期）、或日常固定時間值。相對于計(jì)算連續(xù)質(zhì)量的復(fù)雜性和反射每種方法都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此使用者必須決定哪種方法最合適或有理。 4、微生物計(jì)數(shù) 水系統(tǒng)微生物監(jiān)測程序的目的是為產(chǎn)出的水微生物質(zhì)量的控制和評價(jià)提供充分的信息。產(chǎn)品質(zhì)量要求應(yīng)當(dāng)指明水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?？梢酝ㄟ^使用數(shù)據(jù)趨勢分析來保持適當(dāng)?shù)目刂扑?，并且，如果有必要，限定禁忌的微生物。因此，可以不必要檢測給定樣品中所有的微生物種屬。監(jiān)測程序和方法應(yīng)當(dāng)指出不利的趨勢并檢測出對最終的產(chǎn)品、工藝、消費(fèi)者有潛在危害的微生物。不同方法的最終選擇是基于所要監(jiān)測系統(tǒng)的個性要求。 應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，沒有一種單一方法可以檢測出水系統(tǒng)中所有可能的微生物污染。微生物監(jiān)測方法應(yīng)當(dāng)能夠分離出微生物的數(shù)量和類型，這些微生物被認(rèn)為與中間工藝控制有重大關(guān)系。選擇方法時有幾個標(biāo)準(zhǔn)需要考慮，包括方法靈敏性、回收生物的類型或種屬、樣品量、培養(yǎng)周期、費(fèi)用、方法復(fù)雜性。傳統(tǒng)培養(yǎng)方法的另一個考慮是使用復(fù)雜的儀器和快速檢測方法，這可能更及時的得到結(jié)果。然而，選擇這樣的方法一定小心，要確保對于傳統(tǒng)培養(yǎng)方法的靈敏性和相關(guān)性，這二者被認(rèn)為是微生物計(jì)數(shù)的可接受標(biāo)準(zhǔn)。 應(yīng)當(dāng)考慮取樣后進(jìn)行微生物計(jì)數(shù)檢測的時間。在仔細(xì)清潔過的樣品容器中收集的樣品，可檢測到的浮游細(xì)菌的數(shù)量將隨著時間而降低。樣品中浮游的細(xì)菌或者死亡或者不可逆的吸附到容器壁上，從而減少可以從樣品中檢測出的活的細(xì)菌數(shù)量。與之相反的影響是，如果樣品容器沒有被仔細(xì)清潔，容器將有某些細(xì)菌的低濃度營養(yǎng)成分，從而促進(jìn)細(xì)菌的生長。 因?yàn)闃悠分锌苫厥占?xì)菌的數(shù)量在取樣一段時間后能有正或負(fù)的影響，一旦取樣后要盡可能早的檢測樣品。如果在取樣后2小時內(nèi)不能檢測，樣品應(yīng)當(dāng)保存在冷藏溫度（2~8℃），最長12小時可以保持微生物的屬性。如果這個條件也不可能（如，其他場所的委托檢驗(yàn)），冷藏樣品應(yīng)當(dāng)在取樣后48小時內(nèi)檢測?；厥瘴⑸锼娇赡芘c剛?cè)雍蠖虝r間內(nèi)回收微生物水平不一樣。因此，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行研究來確定由于延遲檢驗(yàn)引起微生物計(jì)數(shù)失常的存在和可接受性。 （1）、傳統(tǒng)培養(yǎng)方法 （2）儀器方法 儀器法的例子包括可視顯微鏡計(jì)數(shù)技術(shù)（例如落射熒光和免疫熒光）和類似的自動化激光掃描法和輻射測量、impedometric、和以生物化學(xué)為基礎(chǔ)的方法。這些方法都具有有利和不利的種類。優(yōu)勢應(yīng)是他們的正確度和精確度或他們同傳統(tǒng)分析方法比較起來試驗(yàn)有效性結(jié)果的速度。通常，儀器法經(jīng)常使用更短的時間產(chǎn)生結(jié)果，能及時的幫助系統(tǒng)控制。然而，這項(xiàng)優(yōu)勢同極限樣本處理量相抵，由于擴(kuò)充樣本采集時間、昂貴的和/或人工-集約試樣處理、或其它儀器和靈敏度限度。 此外，儀器法是典型破壞性的，排除后來的表示特性目的的隔離操作。通常，某些產(chǎn)生的微生物表現(xiàn)的特征，如果不全部鑒別，也許是水系統(tǒng)監(jiān)督程序的需要要素。因此，培養(yǎng)方法已經(jīng)傳統(tǒng)上推薦儀器法，因?yàn)樗麄兲峁┮粋€平衡的稱心的實(shí)驗(yàn)特性和加速試驗(yàn)效率。 （3）、 建議的方法學(xué) 下列通用方法最初來源于水和廢水的檢驗(yàn)法的標(biāo)準(zhǔn)方法，17版，美國公共衛(wèi)生協(xié)會，華盛頓，DC20005。雖然自從其首次引入本章該出版物經(jīng)歷幾次修訂，該方法仍然被認(rèn)為適于在制藥用水的常規(guī)微生物監(jiān)測中CFU數(shù)目的觀察中建立趨勢。他是公認(rèn)的，然而，其他培養(yǎng)基和培養(yǎng)時間和溫度的結(jié)合也許有時或甚至一貫地導(dǎo)致更高數(shù)量的CFU被觀察到和/或不同種被回收。 延長培養(yǎng)期通常被一些交替的方法所需要有效的提供不利條件也許比可能獲得的更高數(shù)量的優(yōu)點(diǎn)重要。檢測偏移或趨勢時，采用交替培養(yǎng)條件可能觀測到的稍為高出基準(zhǔn)的讀數(shù)未必更加有用。另外，有些交替培養(yǎng)條件使用低營養(yǎng)培養(yǎng)基傾向于導(dǎo)致那些在外表領(lǐng)地上更少區(qū)分的微生物菌落的發(fā)展，當(dāng)選定典型微生物類型用于進(jìn)一步表征時微生物學(xué)家所以靠的特征。同樣令人啼笑皆非的是，有些緩慢生長者和需要延長培養(yǎng)時間使之發(fā)展成為可見菌落的種類也可能導(dǎo)致這些菌落大量死亡，而限制他們進(jìn)一步表征并阻礙他們再次培養(yǎng)和鑒定。 可被建議的常規(guī)的令人滿意的用于監(jiān)控制藥用水系統(tǒng)的方法如下。然而，必須指出，這些不是仲裁方法對于全水系統(tǒng)微生物恢復(fù)也不是必要的最佳的。使用者應(yīng)通過用不同的方法作試驗(yàn)確定哪種方法對于監(jiān)測水系統(tǒng)最好像在過程中控制和質(zhì)量控制用途一樣回收任何被指定的控制種。 1膜孔徑為0.45微米的薄膜過濾器通常被認(rèn)為更可取即使樣本中有些細(xì)菌的細(xì)胞寬度可能更窄。 過濾過程的效率依然允許這些小的細(xì)胞的非常高比率的截留并適用于此應(yīng)用。更小孔徑的過濾器可以使用如想得到，但由于種種原因截留可發(fā)展為可見菌落的細(xì)胞的能力會被損害，因此計(jì)數(shù)準(zhǔn)確度必須通過參考方法進(jìn)行復(fù)核。 2當(dāng)菌落計(jì)數(shù)低至使用最小限度樣本體積不可檢測，普遍認(rèn)為更大的樣本體積應(yīng)被檢驗(yàn)為了較好的放大保證，作為結(jié)果的菌落計(jì)數(shù)更成為統(tǒng)計(jì)上的代表?？紤]檢驗(yàn)的樣本體積依賴使用者的需要來知道（與確定的警報(bào)和活動水平和水系統(tǒng)的微生物控制能力有關(guān)）和作為結(jié)果的統(tǒng)計(jì)的可靠性。為了檢驗(yàn)更大樣本體積，改變實(shí)驗(yàn)技術(shù)為之所必需，例如，膜過濾法的傾注平皿的變化。然而，在非常低至無計(jì)數(shù)情況中，最大樣本容積在250-300ml周圍通常被認(rèn)為是合理的樣本采集和便于加工和增加統(tǒng)計(jì)可靠性的平衡。然而，當(dāng)樣本體積大于要求的2ml時，他們只能使用膜過濾法進(jìn)行處理。 3通常所說的標(biāo)準(zhǔn)方法瓊脂，標(biāo)準(zhǔn)方法平皿計(jì)數(shù)瓊脂，或TGYA，這些培養(yǎng)基包含胰蛋白胨（酪蛋白的胰腺消化液），葡萄糖和酵母膏。 5、微生物的鑒定 鑒別從水檢測方法中獲得的單個菌株是重要的可能是對用水方面的產(chǎn)品或工藝有害的特殊的水生微生物的實(shí)例。像這樣的微生物信息也可以是有用的，當(dāng)用于識別產(chǎn)品或工藝中微生物污染的來源時。經(jīng)常一群受限微生物從水系統(tǒng)中常規(guī)性的恢復(fù)。反復(fù)恢復(fù)和表征后，有經(jīng)驗(yàn)的微生物學(xué)家可以變得精通于識別他們僅根據(jù)少數(shù)可辨認(rèn)的特征如菌落形態(tài)和污染性。這可以為減少典型菌落類型的識別數(shù)量做分準(zhǔn)備，或適當(dāng)?shù)幕?yàn)員鑒定，甚至可以允許作為這些微生物鑒別的測試捷徑。 ALERT AND ACTION LEVELS AND SPECIFICATIONS 目標(biāo)值、警戒限、行動限 警戒限和行動限常用于微生物數(shù)據(jù)，但也用于其他的屬性。在水系統(tǒng)中，除微生物質(zhì)量外，其余指標(biāo)可以非常快的得到檢測結(jié)果，這樣可以立即給出系統(tǒng)性能的反饋，為后續(xù)的工藝控制提供指示。然而，有一些指標(biāo)并不是連續(xù)監(jiān)測，或者是需要一段時間后才能得到數(shù)據(jù)（如微生物數(shù)據(jù)），這時建立警戒限和行動限能提供一個早期的預(yù)警。在驗(yàn)證過的系統(tǒng)中，工藝控制要相對穩(wěn)定，并要有充分的監(jiān)測值，這樣才能保證超出警戒限和行動限的頻率小。 作為工藝控制的指示，達(dá)到警戒限和行動限后允許采取補(bǔ)救措施以防止系統(tǒng)偏離控制。 USP純化水和注射用水個論下并沒有微生物標(biāo)準(zhǔn)，但并不意味著使用者就沒有這些水的微生物標(biāo)準(zhǔn)。相反，這些標(biāo)準(zhǔn)大多時候應(yīng)由使用者建立。建立的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)反映出這些水用在生產(chǎn)和工藝中時不會對質(zhì)量造成影響的最大微生物水平。給定的某個水系統(tǒng)可能有多個用途，應(yīng)當(dāng)采用這些用途中最嚴(yán)格的要求來建立微生物標(biāo)準(zhǔn)。 微生物標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)定性和定量。換句話說，微生物總數(shù)可能與某個特定微生物數(shù)量甚至某個特定微生物不存在一樣重要。已知存在問題的微生物包括致病菌、或已知可能危及到工藝和產(chǎn)品的微生物。這 目標(biāo)值(target)：系統(tǒng)所力求達(dá)到的值，但不一定能達(dá)到。目標(biāo)值制定不能太低或太高，并且要根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況和變更情況作適當(dāng)修訂。 警戒限(alert limit)：對正常情況下可能發(fā)生的漂移建立一個早期的警報(bào),表明水系統(tǒng)有偏離正常運(yùn)行條件的趨勢。超出警戒限時不一定立即采取糾正措施，但應(yīng)當(dāng)進(jìn)行調(diào)查和加強(qiáng)觀察。通常屬于企業(yè)的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。 行動限（action limit）：表明水系統(tǒng)已經(jīng)較為嚴(yán)重的偏離了正常的運(yùn)行條件，當(dāng)超出此限度時就必須采取糾正措施。 需要對幾個重要的指標(biāo)設(shè)立三級限度，在驗(yàn)證中需要體現(xiàn)，在正常運(yùn)行時控制在目標(biāo)值與警戒限之間 第七部分 水系統(tǒng)的驗(yàn)證 第三部分 水系統(tǒng)驗(yàn)證 由驗(yàn)證可確定系統(tǒng)的關(guān)鍵工藝參數(shù)和操作范圍。驗(yàn)證包括幾個階段：安裝確認(rèn)（IQ）、運(yùn)行確認(rèn)（OQ）、性能確認(rèn)（PQ）。水系統(tǒng)的驗(yàn)證計(jì)劃一般包括以下幾步： 1、 建立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和操作參數(shù)； 2、 確定從適當(dāng)源水生產(chǎn)合格的制藥用水的各系統(tǒng)和子系統(tǒng)是否適當(dāng)。 3、 選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)備、控制裝置和監(jiān)測技術(shù)。 4、 IQ階段包括儀器校正、確認(rèn)檢查，對照圖紙保證安裝達(dá)到設(shè)計(jì)的精度要求。必要時，可以做一些特殊檢測來證明安裝符合設(shè)計(jì)要求。 5、 OQ階段包括檢驗(yàn)和檢查設(shè)備、報(bào)警系統(tǒng)和控制裝置是否可靠，建立合適的報(bào)警限和行動限。這部分的確認(rèn)可能與下一步的某些方面重疊。 6、 PQ階段證明關(guān)鍵工藝參數(shù)的操作范圍是否適當(dāng)。進(jìn)行同步或回顧性能確認(rèn)來證明系統(tǒng)能在合適的周期內(nèi)重現(xiàn)。這個階段，將確定關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)的報(bào)警限和行動限和操作參數(shù)。 7、 補(bǔ)充驗(yàn)證保養(yǎng)程序（也叫周期性連續(xù)驗(yàn)證），包括水系統(tǒng)變更控制、建立和進(jìn)行定期的預(yù)防性維護(hù)（包括儀器的重新校驗(yàn)）。此外，維護(hù)驗(yàn)證包括關(guān)鍵工藝參數(shù)的監(jiān)控程序和偏差糾正程序。 8、 制定系統(tǒng)性能和再確認(rèn)的定期審核時間表。 9、 完成方案和記錄1~8步的數(shù)據(jù)、存檔。 水系統(tǒng)日常運(yùn)行維護(hù) 嚴(yán)格的說，水系統(tǒng)日常運(yùn)行維護(hù)也屬于驗(yàn)證的一部分。每年需要把運(yùn)行數(shù)據(jù)整理總結(jié)后加入到驗(yàn)證文件中。 1、水系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng) 應(yīng)制定出水系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)SOP和相應(yīng)的記錄。 2、水系統(tǒng)的日常監(jiān)控制：理化指標(biāo)監(jiān)控和微生物指標(biāo)監(jiān)控。 3、水系統(tǒng)的維修 4、水系統(tǒng)的變更控制 |
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