GMP卫生管理与微生物基础知识培训

第一章

微生物概述一.什么是微生物微生物是一类肉眼不能直接观看，必需借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍、几千倍甚至几万倍才能观看到的微小生物的总称。微生物具有形体微小、构造简洁；生殖快速、简洁变异；种类繁多、分布广泛等特点。二.微生物的分类：依据微生物有无细胞根本构造、分化程度、化学组成等特点，可分为三大类。1.非细胞型微生物无细胞构造，无产生能量的酶系统，由单一核酸〔DNA/RNA〕和蛋白质衣壳组成，必需在活细胞内增殖。病毒属于此类微生物。2.原核细胞型微生物细胞核分化程度低，只有DNA盘绕而成的拟核，无核仁和核膜。这类微生物包括细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体和放线菌。3.真核细胞型微生物细胞核的分化程度高，有核膜、核仁和染色体，能进展有丝分裂。如真菌、藻类等。三.微生物的作用及危害1.微生物的作用绝大多数微生物对人和动物是有益的，已广泛应用于农业、食品、医药、酿造、化工、制革、石油等行业，发挥了越来越重要的作用。例如与我们日常生活亲切相关的如酸奶、酒类、抗生素、疫苗等。2.微生物的危害微生物中也有一局部能引起人及动、植物发生病害，这些具有致病性的微生物，称为病原微生物。如人类的很多传染病〔感冒、伤寒、痢疾、结核、脊髄灰质炎、病毒性肝炎等〕，均是由病原微生物引起的。从药品生产的卫生学而言，微生物对药品的原料、生产环境和成品的污染是造成生产失败、成品不合格的重要因素。其次章微生物的类群和形态构造一.细菌细菌是一类细胞细而短、构造简洁、细胞壁坚韧，以二分裂方式无性生殖的原核微生物，分布广泛。1.细菌的形态与构造观看细菌最常用的仪器是光学显微镜，其大小可以用测微尺在显微镜下测量，一般以微米为单位。细菌按其形态不同，主要分为球菌、杆菌和螺形菌三类。〔1〕球菌多数球菌直径在1微米左右，外观呈球形或近似球形。由于生殖时分裂平面不同可形成不同的排列方式，分为双球菌、链球菌、葡萄球菌等。〔2〕杆菌形态多数呈直杆状，也有的菌体稍弯，多数呈分散存在，也有的呈链状排列，分为棒状杆菌、链状杆菌、球杆菌等。〔3〕螺形菌菌体弯曲，呈弧形或螺旋形。如幽门螺杆菌。细菌虽小，仍具有确定的细胞构造和功能。细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等。2.细菌的生殖二分裂生殖是细菌最普遍、最主要的生殖方式。在分裂前先延长菌体，染色体复制为二，然后垂直于长轴分裂，细胞赤道四周的细胞质膜凹陷生长，直至形成横隔膜，同时形成横隔壁，这样便产生两个子细胞。细菌生长速度很快，一般约20min分裂一次。假设按此速度计算，细菌群体将浩大到难以想象的程度。但事实上由于细菌生殖中养分物质的渐渐消耗，有害代谢产物的渐渐积存，细菌不行能始终保持高速度的无限生殖。经过一段时间后，细菌生殖速度渐渐减慢，死亡菌数增多，活菌增长率随之下降并趋于停滞。3.细菌的菌落单个或少数细菌细胞生长生殖后，会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有确定形态构造的子细胞集团，这就是菌落。细菌菌落常表现为潮湿、粘稠、光滑、较透亮、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中心部位颜色全都等。二.真菌真菌是一类有细胞壁，无叶绿素，以寄生或腐生方式生存，少数为单细胞，多数为多细胞，能进展无性或有性生殖的一类真核细胞型微生物。真菌包括单细胞与多细胞两类。单细胞真菌呈圆形或卵圆形，称为酵母菌；多细胞真菌由菌丝和孢子组成，并穿插成团，称丝状菌或霉菌。真菌生长的最适的温度为22～28℃，最适的pH值为4～6。其生殖力气强，但生长速度比细菌慢，常需1-4周才形成菌落。真菌对热的反抗力不强，一般加热60~70℃1小时即被杀死，但对枯燥、日光、紫外线和一些化学消毒剂有反抗力，但对2.5％碘酒、10％甲醛则较敏感。1.霉菌霉菌是丝状真菌的俗称，意即“发霉的真菌“，它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体，但又不象蘑菇那样产生大型的子实体。〔1〕霉菌的形态、大小和构造构成霉菌养分体的根本单位是菌丝。菌丝是一种管状的细丝，把它放在显微镜下观看，很像一根透亮胶管，它的直径一般为3-10微米，比细菌的细胞约粗几倍到几十倍。菌丝可伸长并产生分枝，很多分枝的菌丝相互穿插在一起，就叫菌丝体。〔2〕霉菌的生殖霉菌有着极强的生殖力气，而且生殖方式也是多种多样的。在自然界中，霉菌主要依靠产生形形色色的孢子进展生殖。孢子有点像植物的种子，不过数量特殊多，特殊小。霉菌的孢子具有小、轻、干、多，以及形态色泽各异、休眠期长和抗逆性强等特点，每个个体所产生的孢子数，常常是成千上万的，有时竟达几百亿、几千亿甚至更多。这些特点有助于霉菌在自然界中随处散播和生殖。对人类的实践来说，孢子的这些特点有利于接种、扩大培育、菌种选育、保藏和鉴定等工作，对人类的不利之处则是易于造成污染、霉变和易于传播动植物的霉菌病害。〔3〕霉菌的菌落由于霉菌的菌丝较粗而长，因而霉菌的菌落较大，有的霉菌的菌丝集中，没有局限性。菌落质地一般比较疏松，外观枯燥，不透亮，呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状；菌落与附着物的连接严密，不易挑取；菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不全都。2.酵母菌酵母菌在自然界中分布很广，尤其宠爱在偏酸性且含糖较多的环境中生长，例如，在水果、蔬菜、花蜜的外表和在果园土壤中最为常见。〔1〕酵母菌的形态、大小和构造酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。比细菌的单细胞个体要大得多，一般为1-5微米×5-30微米。酵母菌具有典型的真核细胞构造,有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等。〔2〕酵母菌的生殖酵母菌有多种生殖方式，包括无性生殖和有性生殖。有人把只进展无性生殖的酵母菌称作“假酵母“，而把进展有性生殖的酵母菌称作“真酵母“。〔3〕酵母菌的菌落大多数酵母菌的菌落特征与细菌相像，但比细菌菌落大而厚，菌落外表光滑、潮湿、粘稠，简洁挑起，菌落质地均匀，正反面和边缘、中心部位的颜色都很均一，菌落多为乳白色，少数为红色，个别为黑色。三.病毒病毒属非细胞型微生物，在自然界分布特殊广泛，可在人、动物、植物、真菌和细菌中借居并引起感染。病毒是体积最小、构造最简洁的微生物，它仅有一种核酸〔DNA或RNA〕作其遗传物质。病毒必需在宿主活细胞内寄生，依靠细胞供给的能量、养分物质及生物大分子合成机制，完成病毒的复制过程。病毒与人类的关系极为亲切，人类的传染病约75％是由病毒引起的。有些病毒传染性强，可引起世界大流行〔如流感、艾滋病等〕。1.病毒的大小、形态和构造病毒体积微小，大多数病毒只有承受电子显微镜将其放大数千、数万倍才能观看。病毒的形态不一，根本可归纳为三种：杆状、球状和这两种形态结合的复合型。病毒没有细胞构造，病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白质，在宿主细胞帮助下，通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进展增殖。病毒的构造通常有螺旋对称型、20面体立体对称型和复合对称型。2.病毒的增殖病毒只有在宿主的活细胞里才能进展增殖。病毒的增殖不是二分裂方式，而是以其基因组为模板，藉DNA多聚酶或RNA多聚酶以及其它必要因素，经过简洁的生化合成过程，复制出病毒的基因组。此时宿主细胞的生化合成受到抑制，病毒基因则经过转录、翻译等过程，产生大量病毒蛋白质，再经过装配，最终释放出子代病毒。病毒这种以核酸分子为模板进展增殖的方式称为自我复制。3.理化因素对病毒的影响〔1〕物理因素①温度多数病毒耐冷不耐热。在干冰温度〔-70℃〕和液氮温度〔-196℃〕下，病毒感染性可保持数月甚至数年。在50～60℃30分钟，100℃几秒钟即可灭活。②pH多数病毒在pH5~9范围内稳定，强酸或强碱条件下可被灭活。③射线X射线、γ射线和紫外线都能灭活病毒。〔2〕化学因素主要有化学消毒剂、抗生素及中草药等。除强酸、强碱消毒剂外，酚类、氧化剂、卤素类、醇类等对病毒均有灭活作用。例如2023年非典时期，大家都用84、过氧乙酸等来消毒，84的主要成分就是次氯酸钠，就是刚刚所说的卤素类消毒剂，而过氧乙酸的就是冰醋酸和过氧化氢按确定比例混合制成的，属于强酸加氧化。第三章微生物的养分一.微生物的养分要求微生物生长生殖所需的养分物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。1.水水是各种生物细胞必需的。水是良好的溶剂，微生物的新陈代谢过程中的一切生化反响都离不开水的作用。2.碳源碳源是合成菌体成分的原料，也是微生物猎取能量的主要来源。整体上看来，微生物可以利用的碳源范围极广，分为有机碳源和无机碳源两大类。凡必需利用有机碳源的微生物就是异养微生物，凡能利用无机碳源的微生物就是自养微生物。糖类是最广泛利用的碳源。3.氮源氮源主要是供给合成菌体构造的原料，很少作为能源利用。与碳源相像，微生物作为一个整体来说，能利用的碳源种类特殊广泛。某些微生物〔如固氮菌〕能利用空气中分子态的氮或利用无机氮化物如铵盐、硝酸盐合成有机氮化物。4.无机盐类无机盐主要可为微生物供给除碳、氮以外的各种重要元素。微生物需要的无机盐类很多，主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等，其主要功能为构成菌体成分；调整渗透压；作为某些酶的成分，并能激活酶的活性等。5.生长因子有些微生物虽然供给它适合的碳源氮源和无机盐类，仍不能生长，还要供给确定量的所谓“生长因子”。其种类很多，主要是B族维生素的化合物等。生长因子可以从酵母浸出液、血液或血清中获得。二.微生物的养分类型依据微生物对碳源的要求不同，可将其分为自养菌和异养菌两大养分类型。凡能利用无机碳合成菌体内有机碳化物的，叫自养菌；不能利用无机碳而需要有机碳才能合成菌体内有机碳化物的，为异养菌。依据其生命活动所需能量的来源不同，可分为光能养分菌和化能养分菌。前者是从光线中获得能量，后者则从化学物质氧化中取得能量。因此，依据微生物所需的碳源和能源不同，可将微生物分为光能自养菌、光能异养菌、化能自养菌、化能异养菌等四类。第四章消毒与灭菌以下术语常用于表示物理或化学方法对微生物的杀灭程度。消毒：杀死物体上病原微生物的方法,并不愿定能杀死含细菌的芽胞。消毒所用的试剂称为消毒剂。灭菌：杀灭物体上全部微生物的方法。灭菌比消毒要求高，包括杀灭细菌芽孢在内的全部病原微生物和非病原微生物。抑菌：抑制体内或体外细菌的生长生殖。常用的抑菌剂为各种抗生素，可抑制细菌的生殖。防腐：防止或抑制体外细菌生长生殖的方法，细菌一般不死亡。同一种化学药品在高浓度时为消毒剂，低浓度时常为防腐剂。消毒与灭菌的方法一般可分为物理学方法和化学方法两大类。一.物理消毒灭菌法用于消毒灭菌的物理因素有热力、辐射、过滤等。1.热力灭菌法高温对细菌具有明显的致死作用，因此最常用于消毒与灭菌。多数无芽孢的细菌经55～60℃作用30～60分钟后死亡。经80℃湿热5～10分钟可杀死全部细菌生殖体、真菌和酵母菌。细菌芽孢对高温有很强的反抗力，例如炭疽芽孢杆菌的芽孢，耐受5～15分钟的煮沸，而肉毒梭菌的芽孢则需煮沸3～5小时才死亡。热力灭菌法分干热灭菌和湿热灭菌两大类，一样温度下，后者的灭菌效力比前者大。常用的湿热灭菌条件有：115.5℃30min、121.5℃20min、126.5℃15min2.辐射灭菌法〔1〕紫外线作用于DNA，使细菌DNA的复制和转录受到干扰，导致细菌变异或死亡。常用于室内的空气消毒。消毒使用的紫外线是C波紫外线，其波长范围是200-275nrn，杀菌作用最强的波段是250-270nrn，。〔2〕电离辐射对各种细菌均有致死作用。常用于大量一次性医用塑料制品的消毒和食品的消毒。〔3〕微波是一种波长为1mm～1m的电磁波，可穿透玻璃、塑料薄膜及陶瓷等物质，但不能穿透金属外表。多用于检验室用品、无菌室的用具的消毒。3.滤过除菌法用物理阻留的方法将液体或空气中的细菌除去,以到达除菌目的。滤菌器含有微细小孔＜0.22μm,只允许液体或气体通过,而大于孔径的细菌等颗粒不能通过。适用范围：血清、毒素、抗生素以及空气等的除菌。二.化学消毒灭菌法很多化学药物能影响微生物的化学组成、物理构造和生理活性，从而发挥防腐、消毒及灭菌的作用。洁净室(区)应定期消毒，使用的消毒剂不得对设备、物料和成品产生污染。消毒剂品种应定期更换，防止产生耐药菌株。类别作用机制常用种类用途酚类蛋白变性，细胞膜损伤石炭酸地面、器具表面、皮肤消毒醇类蛋白变性乙醇皮肤、设备消毒氧化剂氧化、蛋白沉淀高锰酸钾皮肤、蔬菜、水果消毒重金属盐氧化、蛋白酶变性红汞、硫柳汞皮肤、粘膜、小创伤消毒氧化剂氧化、蛋白沉淀过氧乙酸、碘酒塑料、玻璃器材、皮肤消毒表面活性剂蛋白变性，细胞膜损伤新洁尔灭手术洗手、浸泡手术器械常用消毒剂的种类和用途第五章GMP与微生物一.产品生产中微生物的生态学分布在产品生产中，由于受到各种要素〔车间环境的空气、工艺用水、操作人员、物料、设备等〕的影响，都可能导致产品的微生物污染。因此，GMP对各种要素都提出了防止污染的根本要求。国标中微生物限度检查主要包括包括菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母菌数以及致病菌。1.空气中的微生物空气本身并不产生污染，由于空气不含必要的水分和养分，不是适合微生物生长生殖的自然环境，但是一般的大气环境仍含有不少的细菌、霉菌和酵母菌。空气中的微生物来自灰尘微粒〔自然因素如风，人为因素如车〕，来自人的皮肤与衣服，以及谈话、咳嗽、打喷嚏等造成的飞沫。空气中微生物数量取决于灰尘量和活动状况，例如，有活泼人群的地方微生物多，不清洁的房间比清洁的房间多，潮湿的地方比枯燥的地方多。因此，空气是侵袭我们产品的污染物的主要媒介。因此保持空气洁净是极为重要的。在产品生产中，削减空气中微生物数量的方法有多种，常用的有以下3种方法：①空气洁净技术承受的过滤方法过滤是最常用的方法。过滤介质种类很多，例如：纤维素、玻璃棉或人造纤维等。空气净扮装置可用于整个房间如洁净区操作间，也可只限于操作区域局部如超净工作台。②化学消毒方法承受消毒剂作用于室内空气和物体外表。③紫外线照射方法承受紫外线对室内空气进展照射。2.工艺用水中的微生物在生产过程中，水是应用最广泛的原料之一。从理论上来讲，微生物在纯水中是不能生长的。但是，全部的各类水不管怎样认真蒸溜或过滤，总会含有确定量的可溶性有机物和盐类。正是这些可溶性的物质被微生物利用作为它们生长的养料源泉。工艺用水在生产企业防止污染及作为工艺用水方面至关重要。由于它不仅直接用于产品的生产，而且也用于清洗设备和用于冷却。产品微生物污染的关键环节在于工艺用水，由于水是微生物生长代谢的一个必要成分。中国药典收载了纯化水和注射用水的质量标准。常用的对水消毒的方法，与空气消毒的方法一样，也是化学消毒剂、过滤与紫外线照射3种。①化学消毒剂方法对水的消毒以化学消毒剂方法较常用，效果也最好。常使用次氯酸钠或通氯气。在使用中，应留意到水系统中不能留有消毒不到的“死角”。②膜过滤法适用于水系统的连续循环处理。③紫外线照射法在水系统中应用紫外线照射消毒，适用于需要特殊处理的水〔如光学透亮度要求高〕，一般在末端之前。这种方法因处理过的水无臭无味，而优于化学消毒剂方法；因不产生微生物移居滤器的现象，而优于膜滤器。在水系统中，这3种方法综合应用，设计安装在适当的位置。3.厂房建筑与设备外表的微生物厂房建筑物的内外表，以及设备外表、容器内外外表等，都可以是微生物寄生存的地方。由于空气中的湿度，全部外表都包上一层含水的薄膜。这层薄膜由于静电吸引而饱含尘埃微粒，有很多时候，外表还掩盖一层油状物质，此层油膜易受到尘粒污染。外表因尘埃微粒和微生物由空气传播的回降而受到污染。请记住：一个外表看起来很洁净，而实际上已经被千百万个微生物所污染，除非已经做了正确的消毒灭菌。生产车间的厂房，库房及试验室都必需清洁整齐。建筑物外表不透水，光滑平坦、无裂缝、接口严密、无颗粒物脱落，并能耐受清洗和消毒。设备、管道应易于拆卸、构造简洁，便于清洁消毒。特殊是药品生产过程中使用的容器，包括内包装容器，都应进展清洗和消毒。4.人体的微生物微生物广泛分布于自然界，人体与自然环境接触，固然也不能例外。但凡人体体表皮肤与外界相通的腔道如口腔、鼻腔、肠道、眼结膜、泌尿生殖道等均存在不同种类的微生物，其中有些微生物可以长期借居在人的体表、皮肤和黏膜上。以下举出一些人员污染的途径和方式：人的头发和皮肤；水滴；衣着。扮装品和珠宝手饰生产过程中人们所引起的混杂和误差4.人体的微生物(1)人的头发和皮肤每分钟从人类皮肤中要散发出约10,000个微生物。我们的手上，也拥有大量的微生物。此外，在人们正常的日常活动中都接触大量微生物。皮肤上常常存在白色葡萄球菌、枯草杆菌、类白喉杆菌、大肠杆菌等，有时还有非致病性的抗酸菌、真菌等。(2)水滴呼吸和咳嗽将产生出大量水滴，这种水滴既含有尘粒污染也含有微生物污染。口腔是对污染最为敏感的地区，常见的微生物有白色葡萄球菌、类白喉杆菌、乳酸杆菌、放线菌、真菌、螺旋体等。呼吸道常存在空气中的细菌，如葡萄球菌、类白喉杆菌；在鼻咽部还有链球菌、奈氏菌属。一次咳嗽或喷嚏将把千百万个微生物引入工作环境内。(3)衣着从可洗涤的纺织物中，可能散发出棉绒和淀粉粒。而从羊毛、开士米和其它松软的针纺织物中也可能散落出纤维和磨损下的微粒。污染也可能通过我们的鞋子进入工作场所。(4)扮装品和珠宝手饰发胶、香水、睫毛膏、香粉等，为微生物污染供给了极好的源泉。耳环、戒指、项链、手链能传播微生物污染。假设，一小片珠宝碎片落入一批产品中，则可能引起严峻的尘粒污染。(5)生产过程中人们所引起的混杂和误差由人引起的污染也可能来自于生产过程中消逝的混杂和误差。例如，当员工没有依据SOP进展工作时，车间的污染程度增加。让装产品的容器不加盖存放，将导致产品污染。由于人体携带有不同种类的微生物，因此在药品生产的全过程中，每个工序都有可能发生由人体携带的微生物导致药品污染的危急。例如，用未经清洁消毒的手直接接触药品使其污染，通过谈话、咳嗽等方式引起药品的污染。人体不同部位所带细菌数量部位细菌数量手部100～1000/cm2前额约1000～100000/cm2头皮约100万/cm2腋窝约1000万/g鼻腔分泌物1000万/g唾液约10亿/g粪便710亿/g5.物料的微生物物料系指原料、辅料和包装材料等。原辅料可能将大量的微生物带入到产品中。因此，选用符合标准的原辅料，将有利于把握药品和环境的污染水平。来源于动物的原料药或辅料〔如明胶〕，有可能被动物病原体所污染；来源于植物的原料药或辅料〔如淀粉〕则可能被多种细菌、霉菌、酵母菌所污染。原辅料的处理方法因药物类型而异，很多原辅料需进展消毒或灭菌处理。原辅料在贮存过程中必需留意环境条件。包装材料，特殊是内包装材料，一方面包装产品，另一方面防止外界微生物进入产品中。假设处理不当，在产品贮存和运输过程中，极易引起污染，造成严峻后果。总之，包装材料应考虑不同需要加以清洁或消毒处理进展合理封装。原则是尽量削减微生物数量，预防发生污染。二.微生物污染导致药物变质的因素产品的生产、储存、使用的全过程，都有因微生物污染而导致产品变质的因素。而产品变质，一般需要很高的微生物污染程度。也就是说，微生物面广、量大的生殖才消逝显著的易被觉察的损坏现象。微生物污染导致产品变质的因素有以下几个方面：1.微生物污染数量在产品生产中应将微生物污染数量把握在最低限度，这就需要实行综合措施。2.微生物生长的养分因素很多产品原料，都有微生物生长所需的碳源、氮源或无机盐类。生产用水〔纯化水、注射用水〕亦能支持微生物生长。3.pH值pH值为中性时最适合微生物生长。某些微生物在pH3.5或pH8.0～9.5仍能生长。4