藥典是一個國家記載藥品標準、規(guī)格的法典，是藥品生產、供應、使用和監(jiān)督管理部門共同遵循的法定依據，制定藥品標準對加強藥品質量的監(jiān)督管理、保證質量、保障用藥安全有效、維護人民健康起著十分重要的作用。

　　制藥用水是制藥生產過程的重要原料，參與了整個生產工藝過程，它是制藥生產過程中至關重要的組成部分。制藥用水的質量從藥品生產質量管理規(guī)范（GMP）和藥典的角度來看是非常重要的，從良好的工程管理規(guī)范（GEP）和經濟的角度來看也是同樣重要的，制藥生產企業(yè)必須證明其所使用的制藥用水系統能始終如一地提供達到質量標準的純化水與注射用水。

　　微生物污染或負荷是衡量水中微生物的濃度，電導、TOC、微生物限度和內毒素是制藥用水最為關鍵的四個質量指標，細菌的測量單位是單位體積中的菌落總數，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列舉了不同國家或地區(qū)的微生物限度藥典質量要求。

　　目前，常規(guī)的測量方法是通過取樣后于平板培養(yǎng)基培養(yǎng)計數的方法（圖1），該測量方法能夠檢測可生長的微生物數量。傳統的實驗室平板計數方法需要取樣、培養(yǎng)皿培養(yǎng)并等待數天，整個過程存在很多變數，包括樣品制備、培養(yǎng)基種類、培養(yǎng)時間和溫度，對于特殊樣品，可以調節(jié)至最佳狀態(tài)以加快檢測速度。通過人工計數方法并換算成單位體積菌落總數。這種檢測方法需要占用大量的人工，樣品制備過程中容易受到污染，并且需要等待非常長的培養(yǎng)生長時間。部分儀器或設備具有自動取樣和計數的功能，但還是需要漫長的培養(yǎng)時間。

　　圖1平板計數法

　　由于微生物生理和生化特征的多樣性，世界上沒有任何一種培養(yǎng)基是萬能的，同時，有科學家認為，世界上150萬種微生物中只有大約0.1%的微生物可以通過培養(yǎng)的方式獲得證明。2015版《中國藥典》明確指出：“在控制藥品微生物質量時，可以采用非藥典規(guī)定的檢驗方法，只要證明替代方法應用效果優(yōu)于或等同于藥典的方法即可”。

　　FDA過程分析技術（PAT）、EMA的在線放行指南、ICHQ8-10等等，都為勵志于提高生產效率的企業(yè)提供機會。然而這并不讓人感到意外，因為現在越來越多的企業(yè)利用連續(xù)分析技術，從而快速的檢測出超標情況，并且減輕了分析人員的工作負擔。“USP<1231>制藥用水宗旨”建議應定期監(jiān)測制藥用水系統，以確保該系統得到監(jiān)控并持續(xù)生產出質量合格的水。”通用信息章節(jié)要求連續(xù)運行監(jiān)測儀器，以便記錄歷史進程內的數據以供檢查。連續(xù)的生產測量和趨勢分析數據，也可以作為系統維護的依據。目前，制藥行業(yè)已被廣泛應用的在線電導與在線TOC就是該宗旨的一種表現。

　　2011年，FDA發(fā)表了“推動FDA的監(jiān)管科學”文件，表明支持“開發(fā)靈敏、快速、高處理量的方法來檢測、識別和計算微生物污染物，并且驗證它們在評估產品無菌性方面的有效性。作為對上述內容和制藥行業(yè)在線微生物測量儀器要求的認可，7家領先的制藥公司于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于新的微生物測量系統發(fā)展指南，以便該設備滿足行業(yè)和監(jiān)管機構的需求。

　　激光誘導熒光光譜（LIF）是一種高靈敏度的技術，利用這種原理來檢測微生物。使用LIF技術的空氣分析儀上市已有多年，隨著技術的進步，如今可以用LIF技術來測量水中的微生物含量。目前，在線微生物檢測儀已經成功面世，它采用的激光誘導熒光光譜（LIF）測量原理，測量樣品中微生物和惰性粒子的數量（圖2）。激光誘導熒光光譜是可以滿足行業(yè)需求的微生物含量測量技術。所有微生物通過代謝物如核黃素、NADH來調節(jié)他們的生長和增殖速度。這些代謝物暴露在特定波長的光時會釋放出特有的熒光。

　　表2是平板計數法與在線自動熒光檢測的微生物檢測對比曲線圖（數據來自梅特勒-托利多公司的7000RMS在線微生物檢測儀）。在實際工作中，與安裝在線TOC極為相似，水系統水樣通過連接管路進入分析儀測量腔，采用405nm波長的激光，誘導微生物代謝物產生熒光，由光電倍增管檢測到發(fā)出的任何熒光。水中的顆粒數量由另一個傳感器通過米氏散射測定，使用先進的特定算法對來自兩個檢測器的數據進行處理。通過分析發(fā)出的熒光和散射光，在線微生物檢測儀內置的RMS算法能夠準確地區(qū)分微生物與非微生物顆粒。

　　檢測儀的觸摸屏顯示生物計數中的微生物濃度（一個生物計數相當于菌落單位(CFU)）和惰性粒子的數量?？稍O置用于報警、聯動和規(guī)定限值的警告。7000RMS測量0.52μm和50μm之間的顆粒，可耐受最高90℃的樣品溫度，為在線測定常溫純化水與高溫注射用水的微生物指標提供了便利（圖3）。

　　對于連續(xù)測量分析儀，定期校驗至關重要。為了獲得準確結果，可使用熒光和惰性顆粒標準物質來完成。操作時必須嚴格遵守標準物質的存儲方法和保質期限。目前，在線連續(xù)檢測微生物含量的微生物檢測儀已經研發(fā)成功并投入到工業(yè)應用領域，在線微生物檢測儀可以連續(xù)瞬時檢測微生物濃度，無需等待。有效減少了采樣人工、常規(guī)測試和材料，從而降低了測試成本，同時，在線微生物檢測儀可極大的幫助制藥用水系統驗證部門提供準確、安全的滅菌周期，減少不必要的“過度”消毒與滅菌。

　　過程分析技術(PAT)和質量源于設計(QBD)倡議和制藥企業(yè)認可需要通過儀器來加強純化水與注射用水的實時監(jiān)測，讓生物技術公司減少對耗時的實驗室平皿法檢測微生物的方法依賴。實時微生物檢測方法能夠快速發(fā)現潛在微生物，提高制藥用水質量，先進的測試方法、快速的響應速度，讓制藥企業(yè)更好的掌控了水系統的狀態(tài)，可以讓生產的產品更快的進入市場流通?？焖傥⑸餀z測可及時有效地檢測任何存在的微生物，并迅速采取糾正措施。

　　為企業(yè)減負、為社會謀福。“在線水系統微生物負荷檢測設備的開發(fā)和應用將改善水系統的日常操作，降低成本并且保證水的質量”。OWBA認為制藥企業(yè)可以通過在線實時微生物檢測系統，從如下幾個方面得到益處：

　　1.通過降低實驗室的工作，達到減少耗材，降低成本的目的；

　　2.對微生物水平出現的問題，減少調查頻率，提高響應速度；

　　3.通過實時監(jiān)控更好的把控生產環(huán)節(jié)和產品質量；

　　4.可以即時對配料用制藥用水進行放行；

　　5.在確認系統運行狀態(tài)過程中減少消毒周期；

　　在美國，常溫循環(huán)注射用水系統是應用極其普遍的環(huán)保節(jié)能型設計，在我國，該設計思路還相對較為新穎，并沒有被行業(yè)普遍接受。筆者認為，在線水系統微生物負荷檢測設備的應用將極大的改善中國生物制藥藥監(jiān)與企業(yè)對常溫注射用水分配循環(huán)“微生物污染”的擔憂。

　　目前，癌癥已成為我國居民的第一大死亡原因，生物抗癌已成為國家戰(zhàn)略。隨著科技的發(fā)展，國內科研企業(yè)加大了抗癌藥物的自主研發(fā)力度，近年來許多新的癌癥治療藥物不斷涌現，一些具備國際最新科技水平的抗癌新藥，已經進入臨床試驗階段。信達生物制藥創(chuàng)始人董事長俞德超博士說：“如果說化學藥是一輛自行車的話，那生物單抗藥就相當于一架747飛機。”經過四十多年的發(fā)展，目前生物單抗藥已經讓越來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的藥物，它不像化療、放療那樣把癌細胞和健康細胞統統殺死，而是通過激活人體自身的免疫細胞，精準“點殺”癌細胞，它的出現使“腫瘤成為可控制可治愈的慢性病”這一人類的大膽設想成為可能。

　　非常欣慰的是，筆者有幸組織設計并參與了信達生物C14中試車間及1K生物抗體藥規(guī)?；a車間的制藥用水系統交鑰匙項目，圖4是筆者于2015年在信達生物1K生物抗體藥規(guī)?；a車間成功實踐的“熱儲存、旁路常溫循環(huán)注射用水系統”項目，它屬于筆者組織設計并實施的多個生物制藥車間常溫循環(huán)注射用水案例中的一個成功典范。

　　該項目中的高溫注射用水系統應用于CIP工作站、洗瓶機和GMP清洗劑等工作崗位（5個高溫WFI用點），常溫注射用水系統應用于器具清洗、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個常溫WFI用點）。車間生產結束后，熱儲存、常溫循系統自動切換為熱儲存、熱循環(huán)系統，有效解決了常溫用水與能耗之間的矛盾，該系統已經經歷了長達兩年的連續(xù)運行與監(jiān)控，微生物、電導、TOC和內毒素等各項關鍵質量均非常穩(wěn)定（圖5），該系統的相關設計、建造、運行和監(jiān)控數據得到了相關藥監(jiān)部門、美國禮來公司的審計與認可。

　　“熱儲存、旁路常溫循環(huán)注射用水系統”是一種用于高端生物制藥生產的創(chuàng)新設計思路，它顛覆了我國傳統的高溫循環(huán)設計思路：極大的節(jié)約了冷卻水等公用工程的需求量，為我國治污治霾提供了幫助；同時，使用點無需安裝體積龐大熱交換器，無需瞬時降溫，即開即用，極大的方便了生產操作。初步估算，該設計可以為生物制品生產車間每年能節(jié)省約200萬運行成本，以我國高端生物制藥企業(yè)注射用水分配循環(huán)系統數量500套為例，每年能為制藥行業(yè)及國家節(jié)省冷凍水等高能耗運行資金約10億元人民幣。未來，“熱儲存、旁路常溫循環(huán)注射用水系統”與“在線微生物檢測技術”相結合，將有助于生物高端制藥企業(yè)及藥監(jiān)部門對節(jié)能型注射用水設計思路的進一步認可，有助于改進制藥用水系統運行、降低成本和保證水質。

　　十年前，在線TOC儀器的認識與應用在國內還屬于空白，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高級培訓班”課程，并第一次接觸到了在線TOC技術，現在，制藥用水系統與在線TOC儀器在國內的密切結合程度已經家喻戶曉。十年一個輪回，筆者認為，很可能與在線電導、在線TOC的發(fā)展軌跡一樣，“在線微生物檢測技術”將在接下來的十年時間內為中國、乃至世界的制藥用水微生物檢測技術帶來劃時代變革。

　　在線微生物檢測儀通過實時的監(jiān)控實現更好的過程控制和產品安全性，真正做到了自動化控制領域提倡的“過程監(jiān)控技術”，可以預見的是，在線微生物檢測儀將與在線電導率儀、在線TOC檢測儀的發(fā)展歷程一樣，會得到越來越多的制藥企業(yè)的青睞與應用，同時，該技術的發(fā)明也將推動相關法規(guī)規(guī)范的完善發(fā)展。