GMP在第五章 第九十九條中規定純化水、注射用水的儲存與分配系統應當能夠防止微生物的滋生，純化水可采用循環(huán)，注射用水可采用70℃以上保溫循環(huán)。第一百零一條 應當按照操作規程對純化水、注射用水進(jìn)的管道進(jìn)行清洗消毒，并有相關(guān)記錄。發(fā)現制藥用水的微生物污染達到警戒限、糾編限時(shí)應當按照操作規程處理。在正常情況下，水系統中的微生物水平會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng)而增加，同時(shí)微生物污染也是水系統最經(jīng)常發(fā)生的污染狀況，因此需要定期對水系統進(jìn)行消毒或滅菌，以保證系統和微生物水平被控制在一個(gè)合理的限度內，保證用水安全。

       消毒是指利用物理或化學(xué)方法殺滅或清除傳播介質(zhì)上的病原微生物，使其達到無(wú)害化，消毒能夠殺滅微生物和繁殖體，但不能殺滅芽孢。所以消毒是不徹底的，不能代替滅菌。滅菌是指用化學(xué)或物理方法消滅所的活的微生物，包括細菌的繁殖體、芽孢、真菌及病毒，從而達到無(wú)菌的過(guò)程。

       正常情況下，水系統的微生物包括細菌、藻類(lèi)、真菌及其芽孢、孢子和病毒等，微生物在水中含量非常巨大，在合適的條件下可以在反滲透膜表面大量新陳代謝，形成微生物膜。生物膜的形成是引起純化水微生物超標原因之一。另外還有一個(gè)原因是因為純化水設備管道污染，導致經(jīng)過(guò)反滲透膜殺菌系統等處理后達標的純化水經(jīng)過(guò)管道輸送導致水質(zhì)受到二次污染。因此，在純化水系統設計時(shí)掌握微生物變化規律，可以合理確認消毒和殺菌周期。為了確保純水的質(zhì)量，防止產(chǎn)品的污染，保證產(chǎn)品的安全，必須對純水貯罐、輸送管道進(jìn)行清洗及消毒。

       要進(jìn)行微生物和殺滅，要先了解微生物和生長(cháng)規率，微生物和生長(cháng)曲線(xiàn)主要由遲緩期、對數期、穩定期、衰退期組成，微生物到達一人新的環(huán)境，有一個(gè)短暫的適應過(guò)程，期中不適應環(huán)境的很快會(huì )死亡，適應者經(jīng)過(guò)和個(gè)適應期，細菌體積開(kāi)始增大，代謝逐漸加快，為細菌和快速增殖儲備條件。

       當到達對數期，細菌開(kāi)始大量繁殖，活菌總數直線(xiàn)上升，細菌呈幾何級數快速增長(cháng)，可持續幾小時(shí)到幾天不等，待續時(shí)間視營(yíng)養物的多少而有關(guān)聯(lián)，如在培養基培養，可見(jiàn)典型的菌落特征。穩定期，由于營(yíng)養物質(zhì)的消耗及細菌代謝產(chǎn)物的累積，細菌繁殖的速度逐漸下降，死亡開(kāi)始增加，死亡數和繁殖數趨于平衡，細菌的形態(tài)、染色、活性發(fā)生改變，并產(chǎn)生相應的代謝產(chǎn)物如內毒素、外毒素、芽孢。隨著(zhù)穩定期的發(fā)展，細菌的繁殖越來(lái)越慢，死亡的細菌逐漸增多并進(jìn)入衰退期。通過(guò)了解細菌的生長(cháng)規律有助于我們合理的制業(yè)消毒或滅菌周期。在制藥用水系統上常用的消毒方法包括巴氏消毒法、紫外線(xiàn)消毒法、臭氧消毒法等。 本文就以上常用的這三種消毒方法進(jìn)行一下簡(jiǎn)要介紹。

       一、巴氏消毒法

       巴氏消毒法應用于水系統消毒是一種低溫的熱消毒法，其消毒對象是病原微生物及其它生長(cháng)態(tài)菌，其工作原理是在一定的溫度范圍內，溫度越低微生物生長(cháng)越越慢，溫度越高微生物生長(cháng)代謝速度越快，升高超過(guò)一定的溫度，微生物將死亡。所以說(shuō)巴氏消毒也主要利用病原體耐熱性較差的特點(diǎn)，通過(guò)適當的溫度和保溫時(shí)間將微生物殺滅。出于高溫條件考慮，選擇巴氏消毒的純化水系統需采用不銹鋼材質(zhì)進(jìn)行安裝。

       在巴氏消毒時(shí)，將分配系統純化水加熱到80℃，保溫進(jìn)行循環(huán)，循環(huán)保溫40~60分鐘，使得微生物在高溫條件下被殺滅。巴氏消毒完成后把純化水罐水排掉，啟動(dòng)純化水設備把純化水罐產(chǎn)滿(mǎn)水，開(kāi)啟回水不合格閥，關(guān)閉回水合格閥，開(kāi)啟供水泵把循環(huán)管道內消毒后的純化水全部排出，系統開(kāi)啟時(shí)為自動(dòng)運行。

       需要說(shuō)明的是經(jīng)巴氏消毒后，仍保存小部分無(wú)害或有益、較耐熱的細菌或細菌芽孢，因此，巴氏消毒不是“無(wú)菌”過(guò)程。

       對于純化水設備而言，巴氏消毒有兩個(gè)主要功能

       1、用于純化水設備中的活性炭等預處理單元周期性消毒，RO/EDI單元的周期性消毒，以及存儲與分配管網(wǎng)單元的周期性消毒。

       2、用于注射用水系統正常運行時(shí)的微生物抑制。

       純化水設備需采用不銹鋼材質(zhì)進(jìn)行安裝，其微生物污染水平通常能有效地控制系統的內源性微生物污染，一個(gè)前處理能力較好的水系統，細菌內毒素可控制在5EU/ml的水平。

       二、臭氧消毒法

       臭氧是一種光譜殺菌劑，其通過(guò)氧化作用破壞微生物膜結構及膜內物質(zhì)導致細胞溶解、死亡，從而實(shí)現殺菌效果。當臭氧濃度為0.15mg/L時(shí)，達到了人體嗅覺(jué)的臨界值，該水平稱(chēng)為衛生標準點(diǎn)；當臭氧濃度達到1~10mg/L時(shí)，為刺激范圍；當濃度達到10mg/L以上時(shí)，為中毒限。

       臭氧的半衰期很短，僅為30-60min，固在使用中應現場(chǎng)制造，用空氣制成的臭氧濃度為10-20mg/L，用氧氣制成的臭氧濃度為20-40mg/L。還有一種生產(chǎn)臭氧的方法是電解水法，將水電解成氧原素，然后使其中的自由氧變成臭氧。

       不同國家和協(xié)會(huì )對于臭氧濃度均制定了嚴格的衛生標準：

       A、臭氧協(xié)會(huì )：臭氧濃度限值為0.1mg/L，人體接觸限值為10小時(shí)；

       B、美國OSHA：臭氧濃度限值為0.1mg/L，人體接觸限值為8小時(shí)；

       C、德、法、日等國：臭氧濃度限值為0.1mg/L，人體接觸限值為10小時(shí)；

       D、中國：臭氧濃度限值為0.15mg/L，人體接觸限值為10小時(shí)。

       企業(yè)需安全使用臭氧，確保不危害人的健康。有研究顯示濃度很低的臭氧（0.1~0.2mg/L）可將微生物成長(cháng)控制到1CFU/100ml。

       在臭氧消毒時(shí)，回水點(diǎn)臭氧濃度升高到0.2mg/以上L，保持時(shí)間約20~45分鐘，再循環(huán)20分鐘消毒完成，排掉純化水罐內純化水，啟動(dòng)純化水設備把純化水罐產(chǎn)滿(mǎn)水，開(kāi)啟回水不合格閥，關(guān)閉回水合格閥，開(kāi)啟供水泵把循環(huán)管道內消毒后純化水全部擠出后，分配系統停機，把純化水罐內水排掉，系統開(kāi)為自動(dòng)運行，取樣檢測回水臭氧濃度為零時(shí)可以用水。在純化水系統中，儲罐、過(guò)濾裝置以及分配管網(wǎng)均會(huì )滋生微生物，臭氧可有效去除水中的鹵化物并降解水生物膜，同時(shí)這些物質(zhì)經(jīng)紫外線(xiàn)破除后完全無(wú)殘留。臭氧消毒不僅是純化水系統實(shí)現連續去除微生物和病毒的有效方法，而且，其操作簡(jiǎn)單、水溫無(wú)波動(dòng)、投入成本與運營(yíng)成本低，因此該方法在純化水系統中得到廣泛應用和推廣。注意，臭氧消毒時(shí)，不要將臭氧水通過(guò)噴淋球，防止臭氧過(guò)快分解。

       三、紫外消毒法

       紫外消毒方式：紫外線(xiàn)消毒屬于物理消毒法，此方式具有廣譜殺菌能力，無(wú)二次污染，紫外消毒技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成為成熟可靠高效環(huán)保的消毒技術(shù)，紫外線(xiàn)殺菌消毒原理是利用適當波長(cháng)的紫外線(xiàn)破壞微生物機體細胞中的DNA(脫氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子結構，造成生長(cháng)性細胞死亡和(或)再生性細胞死亡，達到殺菌消毒的效果。紫外線(xiàn)殺菌的有效波長(cháng)范圍可分為四個(gè)不同的波段：UVA（400～315nm）、UVB（315～280nm）、UVC（280～200nm）和真空紫外線(xiàn)（200～100nm）。其中能透過(guò)臭氧保護層和云層到達地球表面的只有UVA和UVB部分。就殺菌速度而言，影響微生物接受到足夠紫外光照射劑量的主要因素是透光率（254 nm處），UVC處于微生物吸收峰范圍之內，可在1s之內通過(guò)破壞微生物的DNA結構殺死病毒和細菌，而UVA和UVB由于處于微生物吸收峰范圍之外，殺菌速度很慢，往往需要數小時(shí)才能起到殺菌作用，在實(shí)際水系統使用中，數秒鐘水力停留（照射）時(shí)間是不可實(shí)現的，因為對于水系統的最低流速的要求，一般要求水的流速要大于1米/秒，所以該部分波長(cháng)的紫外線(xiàn)在水系統上屬于無(wú)效紫外部分。真空紫外光穿透能力極弱，燈管和套管需要采用極高透光率的石英，一般用半導體行業(yè)降解水中的TOC，不用于殺菌消毒。因此，制藥用水系統是所應用的紫外光消毒實(shí)際上就是指UVC消毒。紫外光消毒技術(shù)是基于現代防疫學(xué)、醫學(xué)和光動(dòng)力學(xué)的基礎上，利用特殊設計的高效率、高強度和長(cháng)壽命的UVC波段紫外光照射流水，將水中各種細菌、病毒、寄生蟲(chóng)、水藻以及其他病原體直接殺死，達到消毒的目的。紫外線(xiàn)對核酸的作用可導致鍵和鏈的斷裂、股間交聯(lián)和形成光化產(chǎn)物等，從而改變了DNA的生物活性，使微生物自身不能復制，這種紫外線(xiàn)損傷也是致死性損傷。　

       紫外線(xiàn)消毒是一種物理方法，它不向水中增加任何物質(zhì)，沒(méi)有副作用，這是它優(yōu)于氯化消毒等化學(xué)消毒方式的地方，目前能夠輸出足夠的UVC強度用于水系統消毒的只有人工汞（合金）燈光源。紫外線(xiàn)殺菌燈燈管是由石英玻璃制成，汞燈根據點(diǎn)亮后的燈管內汞蒸氣壓的不同和紫外線(xiàn)輸出強度的不同，分為三種：低壓低強度汞燈、中壓高強度汞燈和低壓高強度汞燈。殺菌效果是由微生物所接受的照射劑量決定的，同時(shí)，也受到紫外線(xiàn)的輸出能量，與燈的類(lèi)型，光強和使用時(shí)間有關(guān)，隨著(zhù)燈的老化，它將喪失30%-50%的強度。紫外照射劑量是指達到一定的細菌滅活率時(shí)，需要特定波長(cháng)紫外線(xiàn)的量：照射劑量（J／m2）＝照射時(shí)間（s）×UVC強度（W／m2）照射劑量越大，消毒效率越高，由于設備尺寸要求，一般照射時(shí)間只有零點(diǎn)幾秒，因此，燈管的UVC輸出強度就成了衡量紫外光消毒設備性能最主要的參數。在水系統消毒時(shí)一般平均照射劑量要求在300 J／m2以上。低于此值，有可能出現光復活現象，即病菌不能被徹底殺死，當從渠道中流出接受可見(jiàn)光照射后，重新復活，降低了殺菌效果。殺菌效率要求越高，所需的照射劑量越大。