第二章 药典与制药用水

第二章

药典与制药用水山西药科职业学院主讲人:李宝霞美国药典中制药用水使用原则中国药典对制药用水水质指标检测方法电导率测定法总有机碳测定法微生物限度和细菌内毒素的相关要求新版GMP对制药用水有三个层次的要求2010版GMP要求第九十六条制药用水应当适合其用途，并符合《中华人民共和国药典》的质量标准及相关要求。制药用水至少应当采用饮用水。检查要点软件：饮用水、纯化水、注射用水STP(技术标准)和SOP2010版GMP要求第九十七条水处理设备及其输送系统的设计、安装、运行和维护应当确保制药用水达到设定的质量标准。水处理设备的运行不得超出其设计能力。检查要点:

工艺用水的工艺流程图和分配管路图工艺用水操作规程、过程控制规程，含取样和记录系统的清洁、消毒方法、频率及日常监控结果纯化水、注射用水系统的验证2010版GMP要求第九十八条纯化水、注射用水储罐和输送管道所用材料应当无毒、耐腐蚀；储罐的通气口应当安装不脱落纤维的疏水性除菌滤器；管道的设计和安装应当避免死角、盲管。检查要点：1、结构设计应简单、可靠、拆装简便需提供材质证明2、储罐的通气口应当安装不脱落纤维的疏水性除菌滤器（档案，验证要体现）3、管路分布图，管道是否存在死角、盲管、光洁度4、支管的长度是否小于其管径的的6倍，并小于主管路径的3倍。5、为了有效和可重复的清洗通常要求管路系统中的分叉口或交接口的L/D<2.0（通常仪器和阀门）2010版GMP要求第九十九条纯化水、注射用水的制备、贮存和分配应当能够防止微生物的滋生。纯化水可采用循环，注射用水可采用70℃以上保温循环。检查要点：纯化水、注射用水系统的储存、分布措施验证方案

2010版GMP要求第一百条应当对制药用水及原水的水质进行定期监测，并有相应的记录检查要点:工艺用水的定期监测规程相应的监测记录和报告2010版GMP要求警戒限度和纠偏限度只适用于工艺用水系统的运行监控警戒限度和纠偏限度只能在法定标准之内超出警戒限度和纠偏限度不等于水系统已危及产品质量2010版GMP要求第一百零一条应当按照操作规程对纯化水、注射用水管道进行清洗消毒，并有相关记录。发现制药用水微生物污染达到警戒限度、纠偏限度时应当按照操作规程处理。软件：水系统清洗消毒灭菌操作规程水系统微生物污染警戒限度和纠偏限度操作规程（应采取的应对措施)2010版GMP要求警戒限度

系统的关键参数超出正常范围，但未达到纠偏限度，需要引起警觉，可能需要采取纠正措施的限度标准。纠偏限度

系统的关键参数超出可接受标准，需要进行调查并采取纠正措施的限度标准。

2010版GMP要求必要时，应当定期监测制药用水的细菌内毒素，保存监测结果及所采取纠偏措施的相关记录。软件：文件和记录2010版GMP要求第四十九条无菌原料药精制、无菌药品配制、直接接触药品的包装材料和器具等最终清洗、A/B级洁净区内消毒剂和清洁剂配制的用水应当符合注射用水的质量标准。硬件：各使用点软件：查看消毒剂和清洁剂的配制记录GMP纯水系统设计之“死角”零死角（zero-deadleg）就是上图x的长度是0。

这样的设计并不是在管路中的所有地方都是必须的（客户要求除外），它大多使用在终端的使用点的地方。此处的水质要求应该是最高的，对于细菌的控制也是最严格的。零死角的构成右图。

满足零死角的阀门称作“零死角阀门”主要是一个零死角的阀座外加一个隔膜执行头。

死角，就是会造成水相对滞留的部分GMP质量源于设计近年来，国际上药品质量管理的理念也在不断发生变化，从“药品质量是通过检验来控制的”到“药品质量是通过生产过程控制来实现的”，进而又到“药品质量是通过良好的设计而生产出来的”即“质量源于设计”(QbD)理念。这就意味着药品从研发开始就要考虑最终产品的质量。在配方设计、工艺路线确定、工艺参数选择、物料控制等各个方面都要进行深入研究，积累翔实的数据，并依此确定最佳的产品配方和生产工艺。根据这种理念上的改变，就要求药品质量监管的控制点要逐渐前移，从过去单纯依赖终产品检验，到对生产过程的控制，再到产品的设计和研究阶段的控制。简单讲，就是从源头上强化注册监管，确保药品质量和安全。纯化水系统的消毒和灭菌巴氏消毒通常采用热交换器，以蒸汽或电加热作为热原，消毒的介质是系统中的纯化水本身；在设备和管道消毒中也可以直接将贮罐中的纯化水加热作为消毒器，水温控制在80℃以上，开启水泵循环冲刷水处理设备和管道

巴斯德灭菌巴斯德灭菌（Pasteurization）是法国科学家巴斯发明的灭菌法，故又称巴氏消毒。巴氏消毒适宜不耐热物品灭菌，能有效地控制水系统的内源性微生物污染。

制药系统常用的灭菌方法

巴斯德灭菌方法

采用80℃以上的热水循环1-2h，是纯化水系统行之有效的消毒灭菌方法,通常每周消毒1-2次,每次1-2h,其微生物污染水平能有效地控制在低于50CFU/ml的水平。

臭氧消毒

臭氧(O3)常温、常压下无色，有特臭的气味，具有强氧化作用。臭氧是一种强氧化剂，具高效广谱杀菌作用，杀菌率在

99%以上；

-对细菌繁殖体、细菌芽胞、病毒、真菌、原虫和贾弟鞭毛虫胞曩具较强的灭活效果。

-能有效地除去水中残留有机物、脱色、除嗅味、杀菌等具有显著效果。

-可降低水中总有机卤化物的浓度，而且不会产生有害的残留物。

-受PH、温度的影响很小。因此在国外受到普遍的重视，自

1905年起，臭氧就开始用于水处理。

臭氧消毒

在水处理系统中，水罐、交换柱以及各种过滤器、膜和管道，会不断的滋生和污染微生物，目前臭氧是纯水系统中去除细菌和病毒的最好方法之一。

臭氧的灭菌原理

O3灭菌有以下3种形式：

1.臭氧能破坏、分解细菌的细胞壁，很快地扩散透进细胞内，氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶，使细菌灭活死亡。

2.破坏细菌的新陈代谢直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞器和DNA、RNA，导致细菌死亡。

3.透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖等大分子聚合物，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。

存在的问题

-臭氧稳定性差容易分解为氧气，故不能装瓶储存和运输，必须现场制备立即使用。

-设备投资大、电耗大、成本高，造成运输管理比较复杂。

臭氧消毒的注意事项-臭氧最适用于水质及用水量比较稳定的系统。

-水中有机物含量对灭菌效果有一定影响；水中浊度小于5mg/L影响极微，增大时臭氧的消耗量将会升高，其消毒能力降低。

-污染有机物的水中用臭氧处理后，大的有机物分子会破裂成微生物新陈代谢的营养源，因此，在没有维持管网臭氧浓度的情况下会使水质恶化。

残存臭氧去除法

臭氧残存量一般控制在小于0.0005-0.5mg/L的水平。去除方法有活性炭过滤、热破坏、紫外线辐射等。最常用的方法是紫外线辐射，一般消除1mg/L臭氧残留所需紫外线照射量为900000＆micro;Ws/cm2。

紫外线消毒

紫外线杀菌的原理微生物、病毒、噬菌体内都含有RNA和DNA，而RNA和DNA具有多核苷酸链，它对紫外光具有强烈的吸收作用并在260nm有最大值吸收。在紫外光作用下，核酸的功能团发生变化，出现紫外损伤，当核酸吸收的能量达到细菌致死量而紫外光的照射保持一定时间时，细菌便大量死亡。

根据生物效应的不同，将紫外线按照波长分为四部分；

A波段波长范为400nm~320nm。

B波段波长范围为320nm~275nm。

C波段（波长范275nm~200nm。

D波段波长范围为200nm~10nm。

紫外线消毒

波长在200-300nm之间的紫外线具灭菌作用，其中以

254-257nm波段灭菌效果最好。

C波段的紫外线会使细菌、病毒、芽孢及其他病原菌的DNA丧失活性，从而破坏它们的复制和生存的能力。

紫外线消毒

由外壳、低压汞灯、石英套管及电气设施等组成。⒈外壳⒉高强度低压汞灯⒊电气设施⒋石英套管

使用紫外线灭菌时，由于长期使用紫外线，有可使杀装置或其附近的非金属材料老化，使之降解，导致电阻率的改变。注意事项

-高的杀灭率，一般要求大于99.9%。

-当纯化水通过该装置后，电阻率降低值不得超过

0.5MΩ·CM(25℃)。

紫外线杀菌装置

紫外消毒的影响因素和注意事项

紫外光线杀菌效果的决定因素紫外线的强度、紫外线光谱波长和照射时间波长为253.7nm杀菌能力最强因此要求用于杀菌的紫外灯的辐射光谱能量集中在253.7nm

左右，以取得最佳杀菌效果。

紫外消毒的影响因素和注意事项

⒈为取得最佳杀菌效果使用紫外线灯的辐射光应在253.7nm左右。⒉安装位置紫外线杀菌器的安装位置一般离使用点越近越好但应留有一定的操作空间。⒊由于被杀死的细菌尸体污染纯水，因此要在紫外杀菌器后面安装过滤器，一般要求滤膜孔径为0.22µm。

紫外消毒的影响因素和注意事项

⒋流量当紫外杀菌器功率不变、水中微生物污染波动小时，流量对杀菌效果有显著的影响，流量越大、流速越快，被紫外线照射的时间就越短；细菌被照射的时间缩短，被杀菌的概率也因而下降。

紫外消毒的影响因素和注意事项⒌水的物理化学性质-水的色度、浊度、总铁含量对紫外光都有不同程的吸收，其结果是降低杀菌效果。-紫外线杀菌器对水质的要求一般为：色度＜15浊度＜5总铁含量＜0.3mg/L细菌含量≤900个/ml。紫外消毒的影响因素和注意事项

⒍水的吸收系数越高，辐射强度就越弱，杀菌能力降低由于光能透过固体物质，故水中悬浮颗粒会降低紫外线的杀菌效率,水中钙镁离子对紫外线吸收很小。

紫外线消毒

⒎灯管功率灯管实际点燃功率对杀菌效率影响很大。随着灯点燃时间的增加，灯的辐射能量随之降低，杀菌效果亦下降。试验证明，1000W的紫外线灯点燃1000h后，其辐射能量将降低40%左右。随着时间的推移，紫外灯的功率会逐渐减弱，一般低于原功率的70%即应更换。

⒏介质温度的影响紫外线灯管辐射光谱能量与灯管管壁的温度有关。当灯管周围的介质温度很低时，辐射能量降低，影响杀菌效果。

紫外线消毒

紫外线消毒

解决方法通常将紫外灯管安置在一个开口的石英套管内，以便使灯管与套管之间形成环状空气