除生物膜、除锈钝化系列专题六-制药用水系统生物膜的判断及解决建议

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最近有很多的客户问到我们关于如何判断制药用水系统里是否有生物膜，说到这个问题，我想和大家分享一下，当我们怀疑系统里可能有生物膜的时候，如何进行初步判定。
为什么说是初步判定呢？因为在国内外关于制药用水系统中生物膜的检测目前都没有一个很好的解决方法。
当下已知的一些检测生物膜的方法有：结晶紫染色法、ATP荧光检测、电子扫描显微镜（SEM）或激光共聚焦显微镜（CLSM）检测等。

结晶紫染色法

图一

结晶紫染色法（图一）可以对生物被膜进行半定量检测，结晶紫染色法在生物膜的研究中应用甚广，该法较易掌握，操作简单。但是对于我们的制药用水系统而言在检测生物膜污染时存在难取样的问题。

APT荧光检测

图二

ATP荧光检测（图二）也用于生物膜的检测，具有快速、便捷、易上手等优点，不过同时也存在成本较高的问题。ATP荧光仪只能检测表面存在的总ATP，不能直接将ATP荧光仪测定的RLU读数与标准平板计数相对比。但是，ATP水平与微生物数目有着密切的相关性。
ATP检测在我们现场执行过程中更容易实现，只是不能对微生物类别进行检测，且ATP荧光检测仪在使用过程中也存在成本、灵敏度及使用的试剂失活等问题，同样的我们在取样过程中不能保证能取到整个完整的生物膜，但这也不失为我们在现场进行快速确认的一个方法。

电子扫描显微镜(SEM)或激光共聚焦显微镜(CLSM)

图三&图四

SEM（图三）和CLSM（图四）都可以对生物膜的超微结构进行观察，但SEM需要真空的环境及严格的脱水制片过程，容易造成样本的破坏及形成图像的假象，只能观察到目标图像的大致形态。CLSM不需要样品固定及包埋技术，能够第一时间观察到新鲜、原生态的样本，真实的反映出样本的性质，且通过对样本不同层面、不同时间的扫描，结合相应的软件技术，可重现出样本的三维结构和动态变化过程。不过对于我们制药用水系统的检测而言还是存在同样的问题，那就是取样，我们不能保证能完整的取到生物膜。

上述这些办法，都存在或多或少的问题，使我们难以实现准确的生物膜污染的检测，但是用ATP检测能够快速确认在取样位置是否存在生物膜，已经被一些企业采用。那除了上述的方法，我们还有什么方式可以判断系统内是否存在生物膜污染么？这里建议大家使用一些侧面的手段来判断系统内是否存在生物膜污染，比如：

分析微生物含量与细菌内毒素指标是否超标,或者存在超标的趋势；
看电导率、总有机碳等指标是否有出现异常的波动;
拆开取样口或阀门观察内壁是否存在肉眼可见的异样的痕迹;
评估系统是否有严重的红锈污染，如果是常温系统同时又有严重的红锈污染，也会增加系统生物膜污染的风险。

实际案例

这里再分享一个实际的案例给大家，当我们怀疑制药用水系统中有可能存在生物膜污染时应该如何处理：
客户的制药用水系统在日常取样中发现有微生物超标现象，在线电导及TOC数值也存在异常波动，进行了一系列的处理：热消毒、单一碱清洗，仍然没有彻底解决问题。找到我司寻求帮助，我们结合客户的异常数据及我们的过往经验判断，可能是制药用水系统存在生物膜污染，为了让客户更加客观的认识到确实是生物膜污染，我们对客户的系统进行了内窥镜及ATP检测。
内窥镜检测是为了查看系统是否存在红锈污染，从侧面对制药用水系统是否存在生物膜污染进行判断。内窥镜检测中我们发现该系统存在以下问题：有较为严重的红锈污染、焊接质量存在多处严重缺陷、支路设计不合理，并且我们在内窥镜检测时还发现一处取样口有肉眼可见的生物膜污染（图五），并对此处进行了取样送检，结果微生物数量不可计数。在现场对该系统的ATP检测，也存在多处取样点数值异常高，结合内窥镜及ATP检测的结果，比较符合我们之前的判断，系统中是存在生物膜污染的。

图五

因为在系统中有发现有生物膜及红锈污染，最终我们给到客户的解决方案是先使用5%JClean1000试剂进行除生物膜除油脂污物，再使用20%JClean2000试剂进行除锈钝化。红锈与生物膜的关联我们在之前的推文中也有讲到，有生物膜污染的系统需要考虑是否有红锈污染，有红锈污染的常温系统大概率会引发生物膜污染，这是我们在对系统进行日常维护时需要考虑到的。
最后如何对系统进行日常维保以预防生物膜的污染呢？我们建议：
常温系统两个月至一个季度进行一次 5% JClean 1000清洗，一至两年进行一次15-20%JClean2000清洗；
高温系统一至两年进行一次 5% JClean1000清洗及15-20%JClean2000清洗；👇👇👇
制药用水系统尤其是常温系统，全生命周期我们都需要注意，从最初的材质到安装及焊接质量的把控，再到使用过程中的维护保养，对我们整体系统生物膜及红锈污染的影响都非常大，如果我们在前面没有把握住制药用水系统质量的管理，在后期的使用阶段，我们更建议您将科学的除生物膜除锈钝化养成一种合规的维保习惯！

学海无涯92

感谢分享，有助于借鉴参考。

xqliu

学习了，谢谢提供分享。