藥品質(zhì)控實驗室用水的微生物分析

顧珉　楊美琴　馬仕洪　顧炳仁

（1蘇州市食品藥品檢驗所，江蘇蘇州215002；2中國食品藥品檢定研究院，北京100050）

藥品質(zhì)控實驗室用水的微生物分析

顧珉1楊美琴2馬仕洪2顧炳仁1

（1蘇州市食品藥品檢驗所，江蘇蘇州215002；2中國食品藥品檢定研究院，北京100050）

目的：針對目前國內(nèi)藥檢所微生物實驗室用水的實際情況，探索實驗室用水微生物分析的可行方法，提出合理的水微生物污染的質(zhì)控水平。方法：參考國內(nèi)外藥典對藥用水的微生物質(zhì)控方法，采用培養(yǎng)基方法考察了實驗用水在儲水期、培養(yǎng)基配制過程中的微生物生長情況和運用96孔酶標板法初步考察了水的污染程度對培養(yǎng)基檢測性能的影響。結果：水在儲水期、培養(yǎng)基配制過程中的微生物生長迅速，在水的微生物污染程度達到104cfu/mL的時候?qū)ε囵B(yǎng)基的檢測性能有影響。結論：本研究為微生物實驗室水質(zhì)影響評估和合理利用實驗室用水提供了依據(jù)。

實驗室用水；微生物分析；培養(yǎng)基法；96孔酶標板法

制藥用水由于其在制藥工業(yè)中的重要地位，世界衛(wèi)生組織和各國藥典不斷制定和修改新的水質(zhì)標準；《中國藥典》2010年版二部（附錄XVI）制藥用水共收載了飲用水、純化水、注射用水及滅菌注射用水等4種制藥用水［1-4］。而在微生物實驗室中，水在培養(yǎng)基和消毒液配置、實驗器皿清洗、樣品稀釋和處理等方面發(fā)揮著重要的作用。隨著微生物檢測技術不斷發(fā)展，人們對實驗用水帶來實驗風險的認識不斷深化和提高，根據(jù)國內(nèi)藥檢所微生物實驗室的實際使用情況，在微生物實驗過程中涉及到的實驗室用水主要包括蒸餾水、純化水、超純水、水浴、自來水等。這其中涉及的大部分水樣不在藥典質(zhì)量控制的范圍以內(nèi)，對于微生物實驗室，缺乏可行的實驗用水質(zhì)量控制依據(jù)。

目前，藥品微生物實驗室日常配制培養(yǎng)基和試劑以及清洗玻璃器皿主要以蒸餾水為主。本研究考察了蒸餾水在儲存期間微生物載荷的變化和在培養(yǎng)基配制過程中的微生物載荷的測定，并對不同污染程度的蒸餾水配制的培養(yǎng)基性能進行了評估。本研究提出的對實驗用水微生物監(jiān)控的目標是通過對實驗室各個環(huán)節(jié)中使用水的微生物計數(shù)和代表性微生物的鑒定來評估實驗中所用水的質(zhì)量情況。根據(jù)實驗室用水的實際應用情況，提出合適的微生物控制水平，即作為一種預警及糾正水平的指標，采取必要的措施如清洗、消毒或及時更換新的水樣來降低微生物污染水平，以符合微生物實驗室生物污染風險控制的需要。

1　實驗儀器、材料

1.1考察水樣

中國食品藥品檢定研究院培養(yǎng)基室制備蒸餾水、微生物實驗室自來水、微生物實驗室中水浴。

1.2培養(yǎng)基

胰酪胨大豆瓊脂培養(yǎng)基（以下簡稱TSA，批號：120607，北京三藥科技）；營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基（以下簡稱NA，批號：120420，北京三藥科技）；玫瑰紅鈉瓊脂培養(yǎng)基（以下簡稱RA，批號：120509，北京三藥科技）；Difco R2A瓊脂培養(yǎng)基（批號：211320，BD公司）；胰蛋白胨大豆肉湯培養(yǎng)基（以下簡稱TSB，批號：8203190，BD公司）；4.5 mL ID鑒定管（BD公司）。

1.3儀器

2　實驗方法與結果

2.1培養(yǎng)基配置用水微生物考察

取清洗干凈的儲水桶5個，分別標記為桶1～5，1次加滿蒸餾水后，連續(xù)5日對儲水桶中的水取樣。將每份水樣TSA培養(yǎng)基置35℃培養(yǎng)72 h，R2A培養(yǎng)基置25℃培養(yǎng)5天，每個水樣稀釋級別平行測定2個平皿，進行菌落計數(shù)，以2個平皿計數(shù)的平均值記錄結果。

2.2不同水質(zhì)配制培養(yǎng)基滅菌前微生物生長情況考察

表1　儲水桶中微生物數(shù)變化趨勢（cfu/mL）

取滅菌蒸餾水和不同微生物污染級別的蒸餾水樣（水樣1～4），分別按配方制備NA培養(yǎng)基、RA培養(yǎng)基、TSA培養(yǎng)基、R2A培養(yǎng)基，充分溶解分散均勻后，模擬培養(yǎng)基滅菌前等待狀態(tài)置30℃孵育2 h，取上述培養(yǎng)基溶液稀釋至適當濃度后精密吸取100 μL，立即涂布至預制TSA平板，35℃培養(yǎng)72 h，見表2。

表2　不同微生物污染級別蒸餾水配制培養(yǎng)基液滅菌前涂布計數(shù)（cfu/mL）

2.3不同水質(zhì)配制培養(yǎng)基檢測性能比較

取滅菌蒸餾水和不同儲水期的水樣（水樣5～8）分別配制TSB培養(yǎng)基（表3），按培養(yǎng)基配制水樣分成5組，充分溶解混勻后，置30℃培養(yǎng)箱孵育2 h，立即滅菌（121℃，15 min）。滅菌后的5組培養(yǎng)基分別選擇大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、白色念珠菌4株標準菌株作為TSB培養(yǎng)基指示能力的參考物。取上述4種菌懸液，分別用上述5組TSB培養(yǎng)基在96孔酶標板上進行10倍梯度稀釋，共稀釋11個級別，每個菌液在每種培養(yǎng)基中平行制備兩組，最后一列8個微孔加空白培養(yǎng)基液作為空白背景。將加樣后96孔酶標板置35℃培養(yǎng)24 h后置MSS酶標儀檢測，測定波長為492 nm，得到最終試驗結果見表4（表中數(shù)字表示最后顯示陽性結果的稀釋級）。

表3　配置培養(yǎng)基蒸餾水樣微生物計數(shù)（cfu/mL）

2.4水樣中主要微生物分析

按無菌操作將取水樣100 μL涂布在血瓊脂平板上，35℃培養(yǎng)48～72 h后，取典型特征的單個菌落劃線分離至新鮮的滅菌平板，35℃培養(yǎng)18～24 h后，取分離的單個菌落適量革蘭染色，顯微鏡下觀察細菌特征。另取分離的單菌落用BD公司的ID肉湯配制成0.5～0.6麥氏濁度的菌懸液，按細菌顯微鏡觀察結果將制備的菌懸液加至對應的微生物鑒定卡中，用phoenix-100全自動生化鑒定儀進行菌種鑒定，鑒定結果見表5。

亂世中大批士人選擇了南遷至南唐、西蜀等地，〔2〕(卷二六二，P9075) 其中的名士有羅隱 （五代初至吳越）、李元（后梁時避居湖南）等。隱逸為士人在世道污濁時保持人格的獨立提供了可能，是士人溫和地反抗現(xiàn)實的方式，是一種“不求兼濟，但求獨善”的逃避行為，所謂“明主既難謁，青山何不歸”正是這類人心境的寫照，隱士們走的是精神上的自我放逐之路。

表4　不同微生物污染程度蒸餾水配置TSB培養(yǎng)基檢測性能比較

表5　水樣中分離出微生物

2.5實驗結果

在制藥用水微生物計數(shù)方法中，存在著“高營養(yǎng)”和“低營養(yǎng)”兩種計數(shù)培養(yǎng)基體系分別進行計數(shù)。美國藥典建議在水系統(tǒng)驗證期間，高低營養(yǎng)培養(yǎng)方式可同時進行［2］。本研究選擇了TSA培養(yǎng)基和R2A培養(yǎng)基分別代表高低營養(yǎng)培養(yǎng)基對水的污染程度進行評價。由表1數(shù)據(jù)可知，隨著儲水期限的延長，其中的微生物數(shù)有逐日增加的趨勢，在第5日大部分水桶的微生物指標接近了104cfu/mL的級別，保存至兩周甚至達到了106cfu/mL的污染級別；R2A培養(yǎng)基的計數(shù)結果普遍高于TSA培養(yǎng)基，在水污染程度較低的情況下，結果的差異比較明顯，然而R2A培養(yǎng)基上的菌落形態(tài)普遍較為細小，從外觀上無法區(qū)分不同種的細菌，不易于進行后續(xù)分析；在微生物污染程度較高的情況下，TSA的計數(shù)值接近R2A的計數(shù)值，且TSA平板上菌落生長較為典型，易于挑取進行后續(xù)染色、觀察和鑒定。因此，兩種培養(yǎng)基的選擇應基于水微生物污染檢驗的目的，根據(jù)實驗室自身水系統(tǒng)的特點選擇合適的培養(yǎng)基。

培養(yǎng)基配制結束后微生物增殖迅速，在滅菌前2 h有2～10倍的增長（表2），配制用水的初始微生物污染載荷是造成培養(yǎng)基中的微生物載荷大量增加的主要因素，因此，實驗室需要關注水的原始污染對微生物試驗結果造成的影響。本研究提出使用酶標儀檢測培養(yǎng)基的陽性反應，TSB是一種基礎富營養(yǎng)液體培養(yǎng)基，對不同種類的菌株均有較好的增殖作用，因此被選擇作為測試的參照培養(yǎng)基。利用酶標儀的高靈敏度和高檢測通量實現(xiàn)不同微生物載荷水配制的培養(yǎng)基靈敏度的比較，通過測定發(fā)現(xiàn)水樣中微生物數(shù)達到104cfu/mL級別時，會對滅菌后培養(yǎng)基的檢出性能產(chǎn)生一定影響（表4），水樣6，7和8配制的TSB培養(yǎng)基靈敏度與無菌水、水樣5配制的TSB培養(yǎng)基在測試的4個試驗菌組均有顯著差異，檢測靈敏度低于微生物載荷數(shù)量低的水配制的培養(yǎng)基。

從對蒸餾水的微生物分離物鑒定分析來看（表5），制備出的蒸餾水與自來水主要微生物關聯(lián)度不大，有一些如人葡萄球菌、表皮葡萄球菌等主要來自人源污染的微生物，需要加強對本實驗室制水工作人員操作的規(guī)范性，鑒定結果可為實驗室制水系統(tǒng)污染調(diào)查提供依據(jù)。

3　討論

3.1關于實驗方法

目前，常用培養(yǎng)基法對水的微生物計數(shù)。經(jīng)典的用于水微生物實驗的培養(yǎng)基法包括澆灌平板法、涂布平板法、薄膜過濾法和最大可能計數(shù)試驗法（MPN法）等［2］。本文選擇了涂布平板法對儲水期的用水進行微生物計數(shù)，相比澆灌平板法，涂布法具有實驗迅速、需氧菌生長良好和易于觀察菌落特征等優(yōu)點，因而選擇用涂布法考察了不同水質(zhì)配制培養(yǎng)基滅菌前微生物生長情況。

對于培養(yǎng)基的質(zhì)量控制主要是通過比較對標準菌株的靈敏度差異，由于固體培養(yǎng)基計數(shù)過程冗長，實驗中受人員操作影響因素較多，而96孔酶標板法具有所需樣品微量化、檢驗通量大、儀器檢測快速靈敏等特點［5］，本文提出利用96孔酶標板梯度稀釋標準菌株菌懸液，通過培養(yǎng)結束后培養(yǎng)基指示能力的差異比較培養(yǎng)基的檢測性能。

3.2培養(yǎng)基的選擇

由于微生物實驗室中配制培養(yǎng)基的蒸餾水或純化水潔凈程度相對較高，其中存在的微生物可能處于低營養(yǎng)狀態(tài)，在培養(yǎng)的初期觀察不到細菌或只能觀察到菌落形態(tài)較小的菌，隨著培養(yǎng)時間的延長，菌落逐漸清晰可見。在通常情況下，兼性的低營養(yǎng)細菌可以在高營養(yǎng)培養(yǎng)基上生長，一些兼性的富營養(yǎng)細菌可以在低營養(yǎng)培養(yǎng)基上生長，但這個重疊部分是不完全重合的［2］。在本研究中，同時選擇了高營養(yǎng)的TSA培養(yǎng)基和低營養(yǎng)培的R2A培養(yǎng)基對水中的微生物進行檢測，兼顧緩慢生長的細菌和在低營養(yǎng)情況下最適生長的細菌。在本研究中，低營養(yǎng)和高營養(yǎng)培養(yǎng)方式同時使用，以更好地評估實驗室用水的微生物污染狀況和清潔措施效率。

3.3實驗室用水風險評估

在微生物實驗室中，檢驗工作的核心問題是培養(yǎng)基的檢測性能。影響培養(yǎng)基質(zhì)量的除培養(yǎng)基本身的配方質(zhì)量、培養(yǎng)基保存的條件、滅菌條件等因素以外，配制用水的微生物污染程度也是需要著重關注的因素。因此，要加強實驗用水的日常監(jiān)控和根據(jù)水的微生物污染發(fā)展狀況確定制水系統(tǒng)和儲水裝置的消毒、清洗的周期和頻率。

在微生物實驗室中，還涉及到一些輔助或特殊用途的水，主要包括自來水、超純水和水浴等。自來水主要用于玻璃器皿的粗洗和實驗室外圍的清潔工作，同時也是實驗室制備純化水和蒸餾水的主要水源。通過日常對實驗室自來水的微生物檢測，自來水監(jiān)測到的微生物數(shù)量在30～500 cfu/mL之間，這主要與水廠的日常凈水工藝有關。同時注意到，自來水中的微生物相比蒸餾水中微生物的恢復時間更長，通常需要48 h以上才能觀察到有菌落生長，甚至延長培養(yǎng)至5天才觀察到完整的生長情況。水浴在培養(yǎng)基保溫和某些實驗樣品處理等用途中會有應用，可以適時對水浴中的水樣監(jiān)測和增加換水的頻次，以減少使用不當為微生物實驗室環(huán)境和樣品帶來污染的風險。

對于一個具有良好規(guī)范的微生物實驗室而言，有必要加強對實驗室各個環(huán)節(jié)用水的微生物污染狀況的監(jiān)控。根據(jù)實驗室的實際條件，適時地提出實驗室用水污染的預警和糾正標準，為微生物實驗室科學合理用水提供依據(jù)。

［1］國家藥典委員會.中華人民共和國藥典（二部）［S］.北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2010：411.

［2］美國藥典委員會.美國藥典［S］.35版.華盛頓：美國藥典委員會.2012：886.

［3］歐洲藥典委員會.歐洲藥典［S］.7版.斯特拉斯堡：歐洲藥品質(zhì)量管理局，2011，2：2319.

［4］衛(wèi)生部.藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（2010年修訂）［S］.衛(wèi)生部令第79號，2011-01-17.

［5］王秀華，雷質(zhì)文，黃楊冰.96孔酶標板法測定對蝦血淋巴的過氧化物酶相對活性的初步研究［J］.海洋科學，2001，25（11）：55-57.

Microbiological Analysis of Water Used in Laboratory of Quality Control of Pharmaceuticals

Gu Min1，Yang Meiqin2，Ma Shihong2，Gu Bingren1
（1 Suzhou Institute for Food and Drug Control，Jiangsu Suzhou 215002，China；2 National Institute for Drug and Food Control，Beijing 100050）

Objective:In view of the actual situation of the water used in microbiological laboratories in domestic institutes for drug control，feasible methods for microbiological analysis of water for laboratory use were explored and the reasonable standards were put forward for the quality control of water at different microbial contamination levels.Methods:Referring to the methods set forth in domestic and foreign pharmacopoeias for quality control of microorganism in the water for pharmaceutical use，an investigation was conducted，using culture medium method，of the microbial growth in water for laboratory use during the period of water storage and the process of culture medium preparation，and the impact on the detection performance of culture medium by water microbial contamination was detected using 96-well enzyme labeling plate method.Results:During the water storage period and the process of culture medium preparation，microbial growth was fast and the detection performance of culture medium was impacted when microbial contamination level of water reached to 104cfu/mL. Conclusion:A basis was provided for the assessment of water quality and the reasonable utilization of water for the microbiological laboratories.

Water for Laboratory Use；Microbiological Analysis；Culture Medium Method；96-well Enzyme Labeling Plate Method

10.3969/j.issn.1672-5433.2015.10.004

2015-06-11）

顧珉，男，碩士，主管藥師。研究方向：藥品微生物檢驗、微生物鑒定和分型技術研究。E-mail：scofei@aliyun.com

顧炳仁：男，主任藥師，碩士生導師。研究方向：抗生素藥物分析、微生物檢驗和鑒定研究。通訊作者E-mail：2803307338@qq.com