郭 準(zhǔn)，毛省俠

(1.國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局藥品認(rèn)證管理中心，北京 100061;2.陜西省食品藥品監(jiān)督管理局，陜西 西安 710061)

體外診斷試劑生產(chǎn)中的工藝用水有各種用途，作為產(chǎn)品配方中的組成成分和產(chǎn)品的其他組分一樣重要。體外診斷試劑工藝用水的水質(zhì)可因使用目的的不同而有所區(qū)別，而且不同的檢測(cè)方法和檢測(cè)技術(shù)對(duì)試劑制備用水的要求也不同。筆者通過分析體外診斷試劑在不同檢測(cè)方法和檢測(cè)技術(shù)中對(duì)水質(zhì)的要求，比較用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，探討了工藝用水質(zhì)量控制的方法。

1 體外診斷技術(shù)的用水要求

1.1 基本要求

臨床實(shí)驗(yàn)室的基本水質(zhì)要求包括:去除微粒，水中的粒子能堵塞針頭或歧管并干擾光譜探測(cè);檢查硅水平，以防止二氧化硅在針中形成沉積物而改變配送體積;減少有機(jī)質(zhì)和高分子的水平，如腐殖酸和富里酸，因其具有較高的紫外線吸收率和熒光性質(zhì)特性。

1.2 幾種具體技術(shù)的用水要求

普通化學(xué)分析(電解質(zhì)、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)):這類試驗(yàn)的目的是測(cè)量離子和生物有機(jī)分子。普通化學(xué)分析方法中的干擾源包括進(jìn)水中的離子、釋放離子和有機(jī)質(zhì)的細(xì)菌，其水質(zhì)要求為低離子含量(高電阻率)、細(xì)菌含量低。

酶免疫分析:這類方法中的干擾源包括釋放酶的細(xì)菌、離子(作為輔酶因子或酶抑制劑)、高濃度有機(jī)質(zhì)(可干擾結(jié)合過程，抑制酶和干預(yù)熒光檢測(cè))，其水質(zhì)要求為低細(xì)菌計(jì)數(shù)、低離子含量。

毒理學(xué)和治療藥物監(jiān)測(cè)試驗(yàn):毒理學(xué)試驗(yàn)和治療藥物監(jiān)測(cè)主要采用免疫法和色譜法兩種方法進(jìn)行檢測(cè)分析。免疫法對(duì)水質(zhì)的要求與前述類似。以液相色譜法為基礎(chǔ)的方法和質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，對(duì)水質(zhì)的要求為低有機(jī)質(zhì)，因?yàn)橛袡C(jī)質(zhì)可縮短色譜柱壽命，造成背景干擾而產(chǎn)生偽峰值。

核酸結(jié)合試驗(yàn):這類試驗(yàn)方法中的干擾源包括離子(如磷酸鹽和許多二價(jià)離子，其能與核酸結(jié)合并干擾結(jié)合過程)、有機(jī)酸特別是羧酸與磷酸衍生物(能模擬核酸作用并干擾結(jié)合過程)、細(xì)菌(能釋放核酸、DNA和RNA、離子和有機(jī)酸)，其水質(zhì)要求為低離子水平、低細(xì)菌含量、不含核酸。

2 體外診斷試劑用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)比較

2.1 各類規(guī)范或指南中的水質(zhì)分類

體外診斷試劑工藝用水應(yīng)以提高試劑的化學(xué)分析性能為目的，結(jié)合產(chǎn)品方法學(xué)和檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)，并應(yīng)考慮整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的綜合分析要求而確定。

國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)ISO3696《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》[1]將實(shí)驗(yàn)室用水分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ級(jí)。我國(guó)修改ISO3696∶1987發(fā)布中國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室分析用水標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6682－2008《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》[2]，規(guī)定了分析實(shí)驗(yàn)室用水的級(jí)別、規(guī)格、取樣及貯存、試驗(yàn)方法和試驗(yàn)報(bào)告，適用于化學(xué)分析和無機(jī)痕量分析等的試驗(yàn)用水，可根據(jù)實(shí)際工作需要選用不同級(jí)別的水。

美國(guó)臨床病理學(xué)會(huì)(CAP)、美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM)、國(guó)家臨床檢驗(yàn)學(xué)會(huì)(NCCLS)發(fā)布了美國(guó)試藥級(jí)用水的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，將用水分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型。

臨床和實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)組織發(fā)布的《臨床實(shí)驗(yàn)室試劑用水的制備和檢測(cè)》指南中，涵蓋了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的用水要求。該指南對(duì)水純度進(jìn)行了新的類型命名，如臨床實(shí)驗(yàn)室制劑用水(CLRW)、特別試劑水(CRW)、儀器給水(IFW)，以及對(duì)用作稀釋劑和制劑的水、商業(yè)瓶裝水、高壓蒸氣滅菌器和清洗用水進(jìn)行了規(guī)定，并且提供了臨床實(shí)驗(yàn)室水凈化、用法的建議[3]。

2.2 現(xiàn)行的各類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)比較

由于體外診斷試劑工藝用水目的的多樣性，在制訂適合產(chǎn)品性能的工藝用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可參照相關(guān)的規(guī)范和指南。目前，與診斷試劑有關(guān)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)有以下幾種:國(guó)際通用ISO3696《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)，以及GB/T 6682－2008《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》(見表1);CAP，ASTM，NCCLS發(fā)布的美國(guó)試藥級(jí)用水的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格(見表2);中國(guó)電子行業(yè)超純水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1146.1－1997(由于體外診斷試劑與檢測(cè)儀器配套使用，因此試劑用水應(yīng)首先滿足所配套檢測(cè)設(shè)備對(duì)水質(zhì)的要求，這是臨床和實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)組織在指南中定義的新的水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn));2010年版《中國(guó)藥典》規(guī)定的工藝用水主要包括注射用水和純化水。

表1 中國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室分析用水標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 6682－2008)

注:在一級(jí)水、二級(jí)水的純度下，難以測(cè)定其真實(shí)的pH，故對(duì)一級(jí)水、二級(jí)水的pH范圍不作規(guī)定;在一級(jí)水純度下，難以測(cè)定可氧化物質(zhì)和蒸發(fā)殘?jiān)?，故?duì)其限量不作規(guī)定，可用其他條件和制備方法來保證一級(jí)水的質(zhì)量。

表2 美國(guó)試藥級(jí)用水的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格(CAP，ASTM，NCCLS)

3 工藝用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的選擇

我國(guó)多數(shù)體外診斷試劑生產(chǎn)企業(yè)只單純生產(chǎn)試劑，生產(chǎn)中工藝用水主要有兩種用途:作為試劑組分的水，直接參與試劑的反應(yīng)體系;作為生產(chǎn)過程中環(huán)境控制和容器衣物清潔消毒等用水。不同的檢測(cè)方法和檢測(cè)技術(shù)，對(duì)試劑制備用水的要求有所不同。對(duì)于一些化學(xué)類試劑，雜質(zhì)可能對(duì)試劑產(chǎn)生不良影響，檢測(cè)其工藝用水中的離子和化學(xué)質(zhì)量加以控制是非常重要的。

工藝用水中的微生物負(fù)載會(huì)夠?qū)ψ罱K產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，用于受控區(qū)域清洗和抗污染溶液的水的微生物限度要求應(yīng)較低。除了對(duì)無菌產(chǎn)品增加的滅菌要求，生產(chǎn)用水也可以無需滅菌。但水中生物負(fù)載和(或)其他成分的增加，可能對(duì)滅菌處理的能力產(chǎn)生不良影響，為保證產(chǎn)品的滅菌有效性，微生物應(yīng)控制在可接受的限度內(nèi)。因此，對(duì)水中的微生物負(fù)載的監(jiān)測(cè)是非常重要的。

體外診斷試劑最終產(chǎn)品中細(xì)菌內(nèi)毒性達(dá)到的可檢測(cè)水平，會(huì)對(duì)試劑性能產(chǎn)生不良影響，細(xì)菌內(nèi)毒素最大允許限度的建立來自試驗(yàn)確認(rèn)數(shù)據(jù)，建立的允許限度不能對(duì)產(chǎn)品性能產(chǎn)生相反的影響。

聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)及其相關(guān)方法、酶法檢測(cè)、核酸結(jié)合試驗(yàn)?zāi)鼙患?xì)菌、細(xì)菌副產(chǎn)品、帶電有機(jī)質(zhì)和離子污染。細(xì)菌能釋放各種酶和離子，模擬該試驗(yàn)方法中目標(biāo)酶的行為，一些污染離子會(huì)被作為酶的共同因子，其他則作為抑制劑。因此，該試驗(yàn)中用水的要求高純水并且必須不含核酸，離子純度必須高，同時(shí)有機(jī)化合物低。

體外診斷試劑生產(chǎn)企業(yè)研制和生產(chǎn)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室使用的試劑產(chǎn)品，應(yīng)制訂工藝用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，制備試劑的用水必須符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)根據(jù)方法學(xué)和配套檢測(cè)技術(shù)的要求，提出控制參數(shù)，通過研制測(cè)試、試樣、監(jiān)測(cè)和臨床試驗(yàn)等各環(huán)節(jié)的驗(yàn)證和確認(rèn)，從而形成水質(zhì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

4 工藝用水的質(zhì)量控制

4.1 水的凈化技術(shù)

水是良好的溶劑，能溶解各種固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的物質(zhì)。天然水中含有各種鹽類和化合物，溶有CO2，還有膠體;還存在大量的非溶解物質(zhì)，包括黏土、砂石、細(xì)菌、微生物、藻類、浮游生物、熱原等;另外，還包括由于排放造成的廢水、溶解在水中的廢氣和廢渣等有害的物質(zhì)。因此，自然界的水是不純的，所謂的純水和高純水是要通過復(fù)雜的工藝才能制造出來的。水中的雜質(zhì)與水源有直接關(guān)系，不同的水源中雜質(zhì)的成分、種類和含量也不同，也就是工藝用水處理的對(duì)象。體外診斷試劑生產(chǎn)工藝用水包括飲用水、純化水和注射用水。

純化水制備是以原水(如飲用水)為原料，經(jīng)逐級(jí)提純水質(zhì)，使之符合要求的過程。然后，再通過蒸餾等方法獲得注射用水。因此，水的凈化是一個(gè)多級(jí)過程，每一級(jí)都除掉一定量的污物，為下一級(jí)作準(zhǔn)備。對(duì)于某一獨(dú)特的水源，應(yīng)根據(jù)其水質(zhì)特性及供水對(duì)象來設(shè)計(jì)凈化系統(tǒng)。例如，水源中有機(jī)物質(zhì)的含量和濃度較高時(shí)，需加強(qiáng)凝聚、活性炭處理、過濾及澄清等預(yù)處理;水源中硬度高時(shí)，需要增加軟化工序。就脫鹽工序而言，可以用電滲析(ED)、反滲透(RO)和離子交換樹脂除鹽，也可用三者的不同組合來脫鹽，要視水中含鹽量的多少而定。若水源中的可溶性鹽(TDS)含量很低，在預(yù)處理后可直接使用離子交換樹脂系統(tǒng)，而不必用電滲析或反滲透。對(duì)于含二氧化碳高的水源，還需采用脫氣的裝置。對(duì)于含有機(jī)物高的水源，需采用大孔樹脂或活性碳處理。對(duì)于含細(xì)菌多的水源，需采用加氯或紫外燈或臭氧殺菌。對(duì)水源中顆粒的截留可采用各種膜過濾或超過濾技術(shù)。制水是各種純化手段的組合應(yīng)用，既要受原水性質(zhì)、用水標(biāo)準(zhǔn)與用水量的制約，又要考慮制水效率的高低、消耗的大小、設(shè)備的繁簡(jiǎn)、管理維護(hù)的難易和成本。

4.2 水系統(tǒng)的基本要求

純化水、注射用水系統(tǒng)是由水處理設(shè)備、儲(chǔ)存設(shè)備、分配泵及管網(wǎng)等組成。制水系統(tǒng)存在著原水及制水系統(tǒng)外部原因所致外部污染的可能，原水的污染是制水系統(tǒng)最主要的外部污染源。美國(guó)藥典、歐洲藥典及中國(guó)藥典均明確要求，制藥用水的原水至少要達(dá)到飲用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。若達(dá)不到飲用水標(biāo)準(zhǔn)的，則先要采取預(yù)凈化措施。由于大腸桿菌的存在是水質(zhì)遭受明顯污染的標(biāo)志，因此國(guó)際上對(duì)飲用水中大腸桿菌均有明確的要求。對(duì)于其他污染菌則不作細(xì)分，在標(biāo)準(zhǔn)中以“細(xì)菌總數(shù)”表示，我國(guó)規(guī)定的限度為100個(gè)菌/mL。這說明符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的原水中仍存在著微生物污染，而危及制水系統(tǒng)的污染菌主要是革蘭陰性菌。其他如貯罐的排氣口無保護(hù)措施或使用了劣質(zhì)氣體過濾器，水從污染了的出口倒流等也會(huì)導(dǎo)致外部污染。

此外，在制水系統(tǒng)制備及運(yùn)行過程中還存在著內(nèi)部污染。內(nèi)部污染與制水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選材、運(yùn)行、維護(hù)、貯存、使用等因素密切相關(guān)。各種水處理設(shè)備均可能成為微生物的內(nèi)部污染源。原水中的微生物被吸附于活性碳、去離子樹脂、過濾膜和其他設(shè)備的表面上，并形成生物膜。生物膜中的微生物受到生物膜的保護(hù)，一般消毒劑對(duì)它不起作用。另一個(gè)內(nèi)部污染源存在于分配系統(tǒng)之中。微生物能在管道表面、閥門和其他區(qū)域生成菌落并大量繁殖，形成生物膜，從而成為持久性的污染源。因此，國(guó)外一些企業(yè)對(duì)制水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有比較嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。包括對(duì)預(yù)處理設(shè)備、純化水制取設(shè)備、注射用水(清潔蒸氣)制取設(shè)備、貯水容器、管路及分配系統(tǒng)、輸送泵、熱交換器等各種要求。

4.3 水系統(tǒng)的驗(yàn)證

工藝用水驗(yàn)證的基本思路是，證明水系統(tǒng)在操作情況下，工藝用水的質(zhì)量與預(yù)期設(shè)計(jì)一致。因此，驗(yàn)證必須用文件證明，當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)的操作方法和規(guī)程管理工藝用水系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)能穩(wěn)定地生產(chǎn)出一定數(shù)量和質(zhì)量的水。純化水和注射用水(包括清潔蒸氣)是兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行驗(yàn)證。但純化水和注射用水制備系統(tǒng)的預(yù)處理設(shè)備往往是共用的，故這些預(yù)處理設(shè)備的安裝確認(rèn)、運(yùn)行確認(rèn)可以一起完成。驗(yàn)證通常要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)性試驗(yàn)。工藝用水系統(tǒng)最大的問題在于微生物及細(xì)菌內(nèi)毒素，但對(duì)水系統(tǒng)人為地接種微生物或加入細(xì)菌內(nèi)毒素是不切實(shí)際的試驗(yàn)方法。美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)認(rèn)為，考核并驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性應(yīng)當(dāng)采用這樣的方法:一是定期監(jiān)測(cè)微生物學(xué)指標(biāo);二是在特定的監(jiān)控部位安裝監(jiān)控裝置，對(duì)水系統(tǒng)各有關(guān)部位取樣檢驗(yàn)，以確保整個(gè)系統(tǒng)始終達(dá)標(biāo)運(yùn)行。

純化水、注射用水系統(tǒng)的驗(yàn)證可分為3個(gè)階段。初始驗(yàn)證階段:當(dāng)確認(rèn)所有設(shè)備和管路均已正確安裝并能按要求運(yùn)行后，則可進(jìn)入水系統(tǒng)的初始驗(yàn)證階段，在此階段應(yīng)制訂出運(yùn)行參數(shù)、清潔/消毒規(guī)程及其頻率;運(yùn)行階段(同步驗(yàn)證階段):通過系統(tǒng)驗(yàn)證的第二階段證明，按標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程(SOP)運(yùn)行，系統(tǒng)能始終穩(wěn)定地生產(chǎn)出符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的水，取樣方案及檢測(cè)時(shí)間與第一階段相同;長(zhǎng)期考察階段:通過系統(tǒng)驗(yàn)證的第三階段證明，按SOP運(yùn)行，系統(tǒng)能在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)始終產(chǎn)生符合質(zhì)量要求的水，在此階段，應(yīng)找出因原水的任何質(zhì)量變化而給系統(tǒng)運(yùn)行和成品水質(zhì)所造成的影響，即尋找原水、水系統(tǒng)及出水水質(zhì)的相關(guān)性。但上述驗(yàn)證方案不是水系統(tǒng)驗(yàn)證的唯一方法?，F(xiàn)在普遍采用的方法是采用二階段制，即安裝以后的驗(yàn)證和運(yùn)行以后1年數(shù)據(jù)的積累。

4.4 水系統(tǒng)的維護(hù)

制水系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)，對(duì)于驗(yàn)證及正常使用關(guān)系極大，故應(yīng)建立監(jiān)控、預(yù)修計(jì)劃，以確保水系統(tǒng)的運(yùn)行始終處于受控狀態(tài)。應(yīng)制訂工藝用水的質(zhì)量體系管理文件并實(shí)施有效控制。用于試劑制備的水，應(yīng)按照主要原料進(jìn)行管理，在使用前進(jìn)行檢測(cè)，符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后方可用于配液、試驗(yàn)等環(huán)節(jié)。應(yīng)控制工藝用水參數(shù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，減少不同批次產(chǎn)品的不一致性。用于環(huán)境控制的工藝用水，可以在對(duì)制水系統(tǒng)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)水系統(tǒng)的檢測(cè)，確保工藝用水滿足要求。

5 思考與建議

我國(guó)尚未制訂體外診斷試劑生產(chǎn)用水的相關(guān)規(guī)范或指南。目前征求意見的《體外診斷試劑生產(chǎn)用純化水》(征求意見稿)中，規(guī)定了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室一般試劑配制、儀器及器械清洗用水的要求及試驗(yàn)方法，相應(yīng)體外診斷試劑生產(chǎn)中用水可參照，且標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用水的性狀、電導(dǎo)率、微生物總數(shù)、總有機(jī)碳或可氧化物質(zhì)等參數(shù)。通常，大多數(shù)試劑企業(yè)對(duì)環(huán)境清潔用水采用《中國(guó)藥典》中的純化水標(biāo)準(zhǔn)，配制試劑時(shí)采用純化水超濾后的超純水，但很多企業(yè)并不明白水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制訂依據(jù)和參數(shù)選擇。

《體外診斷試劑生產(chǎn)實(shí)施細(xì)則》中規(guī)定，企業(yè)應(yīng)制訂工藝用水的規(guī)程，驗(yàn)證并規(guī)定工藝用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)周期和保存期限。筆者認(rèn)為，用于試劑制備的工藝用水，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就應(yīng)根據(jù)方法學(xué)和配套檢測(cè)技術(shù)的要求，提出控制參數(shù)，通過研制測(cè)試、試樣、監(jiān)測(cè)和臨床試驗(yàn)等各環(huán)節(jié)的驗(yàn)證和確認(rèn)，形成質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);用于環(huán)境控制的工藝用水，主要應(yīng)用于無菌或潔凈區(qū)域的清潔，可參照現(xiàn)有無菌或潔凈區(qū)衛(wèi)生控制用水的要求制訂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于已有相關(guān)規(guī)定的工藝用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，由于這些規(guī)定已經(jīng)驗(yàn)證或多年經(jīng)驗(yàn)積累而成，企業(yè)應(yīng)盡量采用相關(guān)規(guī)定，并做好水系統(tǒng)的各種驗(yàn)證。

[1]ISO3696，Water for analytical laboratory use－Specification and test methods[S].

[2]GB/T 6682－2008，分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法[S].

[3]國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局藥品安全監(jiān)管司，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局藥品認(rèn)證管理中心.藥品生產(chǎn)驗(yàn)證指南(2003)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003:96－107.