注射用水与纯化水的水质区别(doc42)-经营管理(编辑修改稿)

注射用水与纯化水的水质区别(doc42)-经营管理(编辑修改稿)内容摘要：

和 DNA 的共同特点是具有由磷酸二酯按照嘌呤与嘧啶碱基配对的原则相连的多核苷酸链，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又能保持一定时间时，细菌便大量死亡。 波长在 200300nm 之间的紫外线有灭菌作用，其灭菌效果因波长而异，其中以 254257nm 波段灭菌效果最好。 这是因为细菌中的脱氧核糖核酸（ DNA）核蛋白的紫外吸收峰值正好在 254257nm 之间。 如将该波段紫外线的灭菌能力定为100%，再同其他波长紫外线的灭菌能力作比较，其结果如表 所示。 由表可以看出，超过或低于 254257nm的紫外线，随波长的增加或减少，灭菌效果均急剧下降。 表 不同波长的紫外线灭菌能力 波长/nm 220 230 240 250 254 257 260 270 280 290 300 310 360 400 相对灭菌率 /% 紫外线的灭菌效果同紫外线的照射量不成线性关系，即被杀死细菌的百分数并不是与照射剂量成正比的（紫外线照射量等于紫外线的辐照度值乘以时间）。 只有在照射量很低而细菌数目又很多的时候，紫外线照射量才同细菌的死亡率呈线性关系。 当紫外线照射量加大后，每单位剂量的紫外线的增量，并不杀死一定数目的细菌，而是杀死当时还活着的细菌中间某一特定百分 数的细菌。 从这个意义上看，在紫外线杀菌过程中，微生物的死亡也遵循湿热灭菌的对数规则（参见中国药典附则）。 即 N/N0=e KD 式中 N0—— 紫外线照射前的细菌数目； e—— 紫外线照射后的细菌数目； D—— 紫外线剂量大小； K—— 常数。 表 示出了紫外线不同照射量时的灭菌率。 表中可清楚地看出，对不同细菌要达到同一灭菌率时，所需的紫外线照射量相差甚大。 例如酵母菌要达到90%~100%的灭菌率时，需要紫外线照射量为 14700μ W s/cm2。 而大肠杆菌则需 1550μ W s/cm2，二 者相差 10 倍。 表 紫外线不同照射量时的灭菌率 菌种 紫外线照射量 /（μ W s/cm2） 紫外线波长 /nm 灭菌率 /% 中国最大的管 理 资料下载中心 (收集 \整理 . 大量免费资源共享 ) 第 12 页 共 29 页 大肠杆菌 310 1550 500 3500 254 254 270 270 110 99100 20 80 金黄色葡萄球菌 440 3670 265 265 110 90100 绿浓杆菌 294 4400 265 265 110 90100 酵母菌 2570 14700 265 265 110 90100 巨大杆菌 390 2900 254 254 20 80 霍乱菌 450 265 110 不同种类的微生物在不同照射量下，被杀灭的程度各不相同。 （ 2）紫外线杀菌装置 紫外线杀菌装置结构，由外壳、低压汞灯、石英套管及电气设施等组成。 外壳由铝镁合金或不锈钢等材料制成，以不锈钢制品为好。 其壳筒内壁要求有很高的光洁度，要求其对紫外线的反射率达 85%左右。 紫外线杀菌灯为高强度低压汞灯，可放射出波长为 的紫外线，这种紫外线的辐射能量占灯管总辐射能量的 80%以上，为保证杀菌效果，要求其紫外线照射量大于 3000μ W s/cm2，灯管寿命一般不短于 7000h。 紫外灯的灯管是石英套管，这是由于石英的污染系数小，耐高温，且石英套管对 90%以上，但石英价格较贵，质脆、易破碎。 紫外线杀菌装置的电气设施包括电源显示、电压指示、灯管显示、事故报警、石英计时器及开关等。 经验表明，使用紫外线灭菌时，由于长期使用紫外线，有可能使杀菌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。 因此，对紫外杀菌器的质量要求主要有两点：一是高的杀灭率，一般要求大于 %；二是当纯水或高纯变化的水通过该装置后，电阻率降低值不得超过 CM（ 25℃ ）。 （ 3）紫外消毒的影响因素和注意事项 紫外线的强度、紫外线光谱波长和照射时间是紫外光线杀菌效果的决定因素。 由于波长为 ，因此要求用于杀菌的紫外线灯的辐射光谱能量集中在 ，以取得最佳杀菌效果。 ①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，但也应留有从一端装进或抽出石英套管和更换灯管的操作空间。 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 ≤ m。 ②流量 当紫外杀菌器功率不变、水 中微生物污染波动较小时，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。 如流量不变，源水中微生物污染水平高时， 中国最大的管 理 资料下载中心 (收集 \整理 . 大量免费资源共享 ) 第 13 页 共 29 页 污染菌除去率也高，但出水中菌检合格率可能下降。 ③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度的吸收，其结果是降低杀菌效果。 色度对紫外线透过率影响最大，浊度次之，铁离子也有一定影响。 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，细菌含量≤ 900 个 /ml。 尽管中国药典收载的纯化 水标准中没有微生物污染控制的项目和限度，但一般地说，上述条件均能满足。 水的吸收系数越高，辐射强度就越弱，杀菌能力降低；由于光不能透过固体物质，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，因此紫外灯灭菌特别适用于纯化水系统。 ④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。 此外，还应注意保持稳定的供电电压，以保证获得所需要的紫外线能量。 如上所述，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。 现国外使用的紫外灯均带功率显示器，不需要人工对使用时间进行累计和计算。 当使用不带功率显示器紫外灯时，应以适当方式记录紫外灯的累计工作时间，以防止灯管超过使用期而影响制药用水系统的正常运行。 ⑤灯管周围的介质温度 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。 当灯管直接与低温的水接触时，杀菌效果很差。 若灯管周围的介质温度接近 0℃时，紫外线灯则难以起动并进入正常杀菌状态。 若以灯管表面温度 40℃时的杀菌效率定为 100%， 32℃及 52℃时的效率则只有 85%左右，所以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夹层，这样，既可及时散发掉灯管本身的热量，又可避免低温水对紫外灯管发光功能的影响，并使其周围的温度保持在 2535℃左右的最佳运行状态。 ⑥石英套管 石英套管的质量和壁厚与紫外线的透过率有关，石英材料的纯度高，透过紫外线的性能好。 使用过程中应定期将套管抽出，用无水乙醇擦拭，以保持石英套管清洁状态。 通常，清洁频率为每年至少 1次。 紫外线杀菌灯最好长期连续运行， 在进行杀菌前，应预热 1030min。 应尽量减少灯的启闭次数，灯每开关 1次，将减少 3h的使用寿命。 另外要求网路电压稳定，波动范围不得超过额定电压的 5%，否则应安装稳压器。 应当注意，水层的厚度同紫外线杀菌效果有很大关系。 例如，对于水流速度不超过 250L/h 的管路，以 30W 的低压汞灯对 1cm厚的水层灭菌时，灭菌效率可达 90%；对 2cm 厚的水层的灭菌效率在 73%；对 3cm厚的水层灭菌效率为 56%；对 4cm 厚的水层则下降到 40%。 因此，在上述流速条件下，紫外线有效灭菌水层厚度不超过。 如果水中含有芽胞细菌 ，水层厚度应减少至 ，水的流速减少至 90L/h。 如果水中含有泥砂污物，则有效水层厚度还应下降，水流速度亦减小。 否则就达不到预期的灭菌效果。 中国最大的管 理 资料下载中心 (收集 \整理 . 大量免费资源共享 ) 第 14 页 共 29 页 制药用水热原的去除 去除热原是制药用水系统设计建造的重要目标之一。 自水的预处理开始，直到注射用水的使用点，水处理的许多工艺环节都考虑了去除热原的要求，如活性炭过滤、有机物去除器、反渗透、超过滤及蒸馏。 中国及美国现行版药典中，对纯化水尚没有控制内素的标准，但在欧洲药典 2020 增补版中，已作出了“细菌内毒素低于”的规定，这意味着对制药用水内毒素的控 制将会更加严格。 至于对注射用水，中国药典和欧美药典对细菌内毒素的控制标准已完全一致。 现拟对制药用水系统去除热原常见的方法作一简单介绍。 反渗透 反渗透膜的孔径最小，按其阻滞污染物（包括热原）的分子量大小计，一般在100~200 之间。 由于热原的分子量在 5 104以上，其直径大小一般在 1~50μ m之间，因此能被有效去除。 美国药典将反渗透作为注射用水的生产方法，意味着反渗透技术在去除热原方面的成熟。 超过滤 微孔滤膜过滤有某种去除热原的功效。 它利用筛分、静电吸附、架桥，利用微孔滤膜拦截直径比较大的那一部分 热原物质。 应当指出，这种去除是很不完全的，直径比较小的热原物质会通过 m的微孔滤膜，微小的热原可以透过 m 的滤膜，最小的热原体可以穿透所有的微孔滤膜，污染水体。 由于热原分子量越大，致热作用就越强，因此利用微孔滤膜进行除菌过滤时，客观上可能会起到某些截留热原的积极作用，但它不能作为去除热原的可靠方法而单独使用。 其实，超过滤（ utra filtration 俗称超滤）、微过滤（ micro filtration 俗称微滤）和反渗透均属于膜分离技术，它们之间各有分工，但并不存在明显的界限。 超滤 膜孔径大的一端与微孔滤膜相重叠，小孔一端与反渗相重叠。 从非匀质超滤膜电子扫描图可以看到，超滤的过滤介质具有类似筛网的结构，而过滤仅限于滤膜的表面。 与反渗透不同，超滤不是靠渗透而是靠机械法分离的，超滤过程同时发生三种情况：被分离物吸附滞留 —— 被阻塞或截留在膜的表面，并实现筛分。 超滤膜的孔径大致在 ~1μ m 之间，细菌的大小在 ~800μ m 之间，因此用超滤膜可去除细菌。 然而，对人体致热原效应的热原分子量为 80 万 ~100 万，自然存在的热原群体是个混合体，小的一端仅为 103μ m，因此，用以截留热原的超 滤膜的分子量级需小至1 万 ~8 万，方能有效去除热原。 以下举了不同型号和规格的过滤器去除热原的效果。 表 中溶液细菌内毒素量为 1μ g/ml，滤膜的规格分别以名义孔径和分子量表示。 表 不同方式过滤后细菌内毒素的浓度 中国最大的管 理 资料下载中心 (收集 \整理 . 大量免费资源共享 ) 第 15 页 共 29 页 样品成分 滤液中细菌内毒素的浓度 PVDF PVDF 聚砜 聚砜 聚砜 m孔径 m孔径 1000000 分子量 100000 分子量 10000 分子量 水 1000 盐水 1000 氯化镁 — — 乙二胺四乙酸 — 1000 — 脱氢胆酸钠 — — 1000 10 脱氢胆酸钠 +EDTA — — 1000 1000 超滤与微孔过滤的方式不同。 微孔过滤为静态过滤，将溶液搅拌，以消除浓差极化层；超滤则是动态过滤，滤膜表面不断受到流动溶液的冲刷，故不易形成浓差极化层。 反渗透、超滤、微孔膜过滤有其相似之处，它们都是在压差的驱动下，利用膜的特定性能将水中离子、分子、胶体、热原、微生物等微粒分离，但它们 分离的机理及对象有所不同。 上表列出了这类膜的孔径以及被截留物质的粒度范围。 从表中可以看出，反渗透膜只允许 1nm 以下的无机离子为其主要分离对象，故有良好的除盐作用，而超滤、微孔膜过滤并无除盐性能。 吸附法除热原 使用吸附的方法也可以有效的去除热原，常用的材料是活性炭、阴离子交换树脂、硫酸钡、石棉等。 24 版美国药典收载了活性炭、大分子。