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1、 制藥用水(USP31-NF28附錄)在生產(chǎn)、加工、配制藥品(Compendialarticles)時(shí),水是最為廣泛使用的物質(zhì)、原料或成份。這就要對(duì)這類水進(jìn)行微生物質(zhì)量控制。因?yàn)樵谒募兓①A存和分配過程中,水中的微生物可能發(fā)生增殖。如水是用在最終成品,這些微生物或其代謝產(chǎn)物必然會(huì)引起不良結(jié)果。如水用在生產(chǎn)藥物早期階段,以及作為制備各種不同類別純水的進(jìn)水,則必須符合環(huán)境保護(hù)局(EnvironmentalProtectionAgencyEPA)發(fā)布的國(guó)家基本飲用水規(guī)定(NationalPrimaryDrinkingWaterRegulationsNPDWR)(40CFR141)。歐洲共同體或日本
2、的有關(guān)飲用水規(guī)定也可適用。這些規(guī)定保證水中不存在大腸桿菌(coliforms)。如經(jīng)確定該菌來(lái)自糞便,則可預(yù)示或標(biāo)示可能有糞便源的其他微生物,包括病毒,對(duì)人可能是致病的。另一方面,符合國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)并不排除有其他微生物的存在。這類微生物對(duì)公眾衛(wèi)生健康不是一件重大事件,但是如果存在的話,可能對(duì)藥物或制劑產(chǎn)品構(gòu)成危害或被認(rèn)為不應(yīng)有的。由于這些原因,藥用水有許多不同級(jí)別。水的類別飲用水(DrinkingWater)在藥學(xué)中未有專論涉及飲用水這一品種,但必須符合EPANPDWR的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或者符合歐共體或日本的相類似的規(guī)定。飲用水可來(lái)自不同的水源,包括公用水生產(chǎn)設(shè)施,私人供水設(shè)施(如井),或者是混合供水
3、源。在化學(xué)合成的早期階段以及早期階段的藥品生產(chǎn)設(shè)備的清洗可用飲用水,飲用水是生產(chǎn)藥用水的規(guī)定水源,飲用水的質(zhì)量可隨季節(jié)變化而變化,藥用水的生產(chǎn)工序設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮這一特點(diǎn)。純水(PurifiedWater)純水(用USP純水)是生產(chǎn)法定制劑的一個(gè)輔料,用于某些設(shè)備的清洗;以及用于一些原料藥的制備。純水必須符合離子和有機(jī)化學(xué)純度的規(guī)定要求而且必須防止微生物的增殖。純水的制備是用飲用水作為進(jìn)水的,是用單元操作方法,如去離子化、蒸餾、離子交換、反滲透、過濾或其他合適的方法純化的,純水系統(tǒng)必須經(jīng)過驗(yàn)證。在常規(guī)條件下生產(chǎn),貯存和循環(huán)的純水系統(tǒng)是易于形成粘著的微生物膜,這種膜可能是出水中活的微生物或內(nèi)毒素量
4、超過標(biāo)準(zhǔn)的根源。純水系統(tǒng)需要經(jīng)常消毒并作微生物監(jiān)測(cè)以保證水在使用點(diǎn)的微生物質(zhì)量。無(wú)菌純水(SterilePurifiedWater)無(wú)菌純水是純水經(jīng)包裝并使其無(wú)菌。無(wú)菌純水是用在制備非注射用劑型,這種制劑需要用無(wú)菌的純水。注射用水(WaterforInjection)注射用水(見USP)是生產(chǎn)注射劑的一個(gè)成分以及清洗某些設(shè)備以及制備有些原料藥時(shí)使用的。這一類水的進(jìn)水為飲用水,可能已經(jīng)初步的純化,但最后要經(jīng)過蒸餾或反滲透處理。注射用水必須符合純水的所有化學(xué)規(guī)定要求,此外還須符合細(xì)菌內(nèi)毒素的檢測(cè)85要求。注射用水還必須防止微生物污染。注射用水生產(chǎn)、貯存和分配的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須防止微生物污染和形成細(xì)菌
5、內(nèi)毒素而且該系統(tǒng)必須經(jīng)驗(yàn)證。無(wú)菌注射用水(SterileWaterforInjection)無(wú)菌注射用水(見USP)是注射用水經(jīng)包裝并使其無(wú)菌。無(wú)菌注射用水是用于臨時(shí)配方并作為無(wú)菌件發(fā)貨的。無(wú)菌注射用水也可用作注射產(chǎn)品的稀釋劑。無(wú)菌注射用水以單一劑量容器包裝,每件不超過1升。注射用制菌水(BacteriostaticWaterforInjection)注射用制菌水(見USP)是無(wú)菌注射用水,加有一種或一種以上的制菌劑。注射用制菌水是用作無(wú)菌制品的稀釋劑,其包裝可以為單一劑量或多劑量容器,容器容積不超過30ml。無(wú)菌透析水(SterileWaterforIrrigation)無(wú)菌透析水(見USP
6、)是注射用水用單一劑量容器包裝,容量超過1升,目的是可以快速發(fā)放并使其無(wú)菌。無(wú)菌透析水不需符合小針劑微粒(ParticulateMatter)檢測(cè)的規(guī)定要求。無(wú)菌吸入水(SterileWaterforInhalation)無(wú)菌吸入水(見USP)是注射用水,經(jīng)包裝并使其無(wú)菌。無(wú)菌吸入水是在吸入器中使用的并用于吸入溶液的配制。水的純化貯存和分配系統(tǒng)的驗(yàn)證和鑒定確定藥用水純化,貯存及分配系統(tǒng)的可靠性(Dependability)需要有適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)和觀察時(shí)期。通常在保持純水和注射用水的化學(xué)純度上遇到的問題很少。然而,要始終如一的符合確立的微生物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)就較為困難。在每一抽樣點(diǎn)確定了運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)后,典型的方案
7、是要對(duì)主要生產(chǎn)點(diǎn)每天抽樣和檢驗(yàn),至少要進(jìn)行一個(gè)月。驗(yàn)證是一種方法以高度保證這一特定方法可始終如一的生產(chǎn)出符合所制定的規(guī)定要求,并記錄成文。驗(yàn)證要確定重要的生產(chǎn)參數(shù)及其運(yùn)行范圍。驗(yàn)證方案要鑒定設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行以及設(shè)備性能。在生產(chǎn)系統(tǒng)已確定,就要經(jīng)過:安裝鑒定(IQ,InstallationQualification);運(yùn)行鑒定(0Q,OperationalQualification)及性能鑒定(PQ,PerformanceQualification),圖1例示典型的水系統(tǒng)驗(yàn)證周期的圖解說(shuō)明。水系統(tǒng)的驗(yàn)證方案包括下列步序:確定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及運(yùn)行參數(shù)。確定適用于從現(xiàn)有水源生產(chǎn)所需質(zhì)量水的生產(chǎn)系統(tǒng)及其輔助
8、系統(tǒng)。確定設(shè)備,控制和監(jiān)測(cè)技術(shù)。制定安裝鑒定IQ,包括儀器設(shè)備的校驗(yàn),檢查證實(shí)圖紙正確描述了水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),而且在必要時(shí)要有特定檢驗(yàn)來(lái)證實(shí)安裝符合設(shè)計(jì)要求。制定運(yùn)行鑒定0Q,包括測(cè)試和檢查以證實(shí)設(shè)備,警戒系統(tǒng)裝置以及控制器運(yùn)行可靠,而且制定了合適的警戒和行動(dòng)限值。這一階段的鑒定可能與下一步的鑒定內(nèi)容有重復(fù)。制定預(yù)期的運(yùn)行性能鑒定以確證重大生產(chǎn)參數(shù)的運(yùn)行范圍的適用性。要完成進(jìn)行時(shí)或后進(jìn)行的性能鑒定,以證明系統(tǒng)在一定期間運(yùn)行的重現(xiàn)性。在這一驗(yàn)證階段,要證實(shí)主要質(zhì)量和運(yùn)行參數(shù)的警戒和行動(dòng)限值。要增補(bǔ)持續(xù)驗(yàn)證方案(也稱作連續(xù)驗(yàn)證周期),包括水系統(tǒng)更動(dòng)的管理方法以及實(shí)施有計(jì)劃的預(yù)防性維修保養(yǎng),包括儀器設(shè)備
9、的再校驗(yàn)。此外持續(xù)驗(yàn)證包括重大生產(chǎn)參數(shù)的監(jiān)測(cè)方法及改正措施計(jì)劃。制定定期審閱水系統(tǒng)運(yùn)行性能和再鑒定。做好文件工作及按步序18的編寫。 圖1水系統(tǒng)的驗(yàn)證周期 藥用水系統(tǒng)特殊用途的水的質(zhì)量是由其使用要求決定的。圖2說(shuō)明了不同藥用用途水處理的隨后加工方法。圖3特定藥用水的水質(zhì)要求。這些圖解可用來(lái)確定特定用水的規(guī)圖2藥用用途的水純水及注射用水系統(tǒng)生產(chǎn)純水和注射用水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行,包括類似的組件、管理控制方法和生產(chǎn)方法,這兩種水質(zhì)量上的差異只是注射用水有細(xì)菌內(nèi)毒素的規(guī)定以及在生產(chǎn)方法上至少在最后的制備步序有差別。質(zhì)量要求上相似,在設(shè)計(jì)水系統(tǒng)時(shí)就有許多共同處以符合兩者的要求。關(guān)鍵差別是水系統(tǒng)的控制
10、程度以及最后的純化步序以保證除去細(xì)菌和細(xì)菌內(nèi)毒素。生產(chǎn)藥用水要使用順序的單元操作(加工步序),這些操作表達(dá)了水的特定質(zhì)量并保護(hù)隨后處理步序的運(yùn)行。用來(lái)生產(chǎn)注射用水的最后單元操作限定為蒸餾法及反滲析。蒸餾法有悠久的歷史,且工作性能可靠,并可作為生產(chǎn)注射用水的單元操作加以驗(yàn)證。其他生產(chǎn)技術(shù),如超濾,可用于生產(chǎn)注射用水但從目前來(lái)說(shuō)這一方法的經(jīng)驗(yàn)不是眾所周知的。驗(yàn)證方案的設(shè)計(jì)應(yīng)確定系統(tǒng)的適用性并可從而徹底了解純化方法,運(yùn)行條件范圍,所需的預(yù)處理以及可能的故障方式。驗(yàn)證方案還必須證明監(jiān)測(cè)計(jì)劃的有效性并確定持續(xù)驗(yàn)證的規(guī)定要求。用中型裝置進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)確定運(yùn)行參數(shù)以及預(yù)期水質(zhì)和鑒別故障方式可能是有價(jià)值的。然而特
11、定單元的運(yùn)行鑒定只可以作為安裝運(yùn)行系統(tǒng)驗(yàn)證的部分內(nèi)容。選擇水系統(tǒng)的特定單元運(yùn)行和設(shè)計(jì)特征應(yīng)考慮進(jìn)水質(zhì)量,此后生產(chǎn)步序所選用的技術(shù),水分配系統(tǒng)的范圍和復(fù)雜程度以及有關(guān)文件的要求。例如,在設(shè)計(jì)注射用水系統(tǒng)時(shí),最后生產(chǎn)(蒸餾或反滲析)必須要有有效地降低細(xì)菌內(nèi)毒素的能力,而且必須經(jīng)過驗(yàn)證。下面是對(duì)所選單元操作及其運(yùn)行和驗(yàn)證有關(guān)事項(xiàng)作簡(jiǎn)要說(shuō)明。這一綜述是不夠全面的,并未對(duì)所有的單元操作加以討論,也沒有述及所有可能潛在的問題。目的是突出的問題要有利于水系統(tǒng)的驗(yàn)證,重點(diǎn)是有關(guān)設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維修保養(yǎng)和監(jiān)測(cè)參數(shù)等。過濾技術(shù)在水系統(tǒng)中起著重要的作用,而且過濾單元有各種不同的設(shè)計(jì)和不同的應(yīng)用。去除效率相差很大,
12、從大型水系統(tǒng)的粗過濾器,如顆粒無(wú)煙煤、石英砂、黃沙和小型水系統(tǒng)的深層過濾筒,到控制細(xì)小微粒的薄膜過濾器。單元濾器和系統(tǒng)的構(gòu)造對(duì)過濾介質(zhì)類別以及在生產(chǎn)過程中的位置有很大差別(。薄膜過濾器使用將在后面章節(jié)討論)顆?;蛲彩竭^濾是用在預(yù)過濾的。它們能除去供水的固體雜質(zhì),防止下流水系統(tǒng)組件遭到污染。污染會(huì)阻礙設(shè)備的運(yùn)行性能以及縮短使用壽命。過濾介質(zhì)中形成隙道,淤泥堵塞,微生物增長(zhǎng)以及過濾介質(zhì)的損失可影響深層過濾器工作性能和出水??刂拼胧┯斜O(jiān)測(cè)壓力和流動(dòng)、反沖洗、消毒以及替換過濾介質(zhì)。設(shè)計(jì)中一個(gè)重要考慮內(nèi)容為濾器對(duì)徑大小以防止由于水流速不當(dāng)而形成隙縫或介質(zhì)損失?;钚蕴看部晌盏头肿恿康挠袡C(jī)物和氧化添加物,
13、并把其從水中除去,如氯化物?;钚蕴看彩怯脕?lái)達(dá)到有些質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的,可防止與下流的不銹鋼表面,樹脂和膜反應(yīng)。有關(guān)活性炭床主要關(guān)注的運(yùn)行內(nèi)容為有利于微生物生長(zhǎng)的傾向,可能因壓力引起隙道,不能就地再生以及炭細(xì)粒、有機(jī)物、內(nèi)毒素和細(xì)菌的散落。控制措施為有適當(dāng)高的水流速,用熱水或蒸汽消毒,反沖洗,檢驗(yàn)吸著力以及替換活性炭。可以用化學(xué)添加劑和可再生的有機(jī)清除裝置等技術(shù)來(lái)取代活性炭床。 用途原料藥(BPC)劑型是原料藥是用作制備注射用是劑型是注射用嗎?是嗎?內(nèi)毒素在以后少序會(huì)除去用控制內(nèi)毒素和微生物的水否的水是否適用于生產(chǎn)步序?否是是否生物?需要控制微使用與原料藥相一致的水NPDWR使用NPDWR水.使用NPD
14、WR水控制微生物USPIIUSP注純水II射用水(WFI)*如果加入水后不再有滅菌一步,無(wú)菌原料藥或無(wú)菌制劑用水必須使其無(wú)菌+內(nèi)毒素的去除可以發(fā)生在水處理或在原料藥生產(chǎn)過程。+微生物控制可以發(fā)生在水處理或原料藥生產(chǎn)過程。NPDWR水符合EPA國(guó)家基本飲用水法規(guī)的水。圖3藥用水的選定化學(xué)添加劑是在水系統(tǒng)中用氯化物和臭氧控制微生物的,有利于用絮狀劑除去混懸固體,除去氯化物,調(diào)節(jié)pH和除去碳酸化合物,但要有隨后步序除去所加的化學(xué)物。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中包括監(jiān)測(cè)方案應(yīng)考慮控制添加劑及隨后的監(jiān)測(cè)控制以保證除去添加劑及其反應(yīng)產(chǎn)物。有機(jī)清除裝置是用大網(wǎng)絡(luò)陰離子交控樹脂,能從水中除去有機(jī)物質(zhì)和內(nèi)毒素。這種樹脂可用適當(dāng)
15、的殺菌堿液再生。運(yùn)行所應(yīng)注射事項(xiàng)為清除能力以及樹脂碎片的散落,控制措施有:出口水的檢測(cè),監(jiān)測(cè)水系統(tǒng)的運(yùn)行工作性能以及在下流用過濾器除去樹脂細(xì)粒。水軟化劑除去鈣鎂等陽(yáng)離子。這些離子會(huì)干擾下游的生產(chǎn)加工設(shè)備的性能,如反滲析膜,去離子柱以及蒸餾裝置等。水軟化樹脂床是用氯化鈉溶液再生的。需要注意的是微生物增殖,由于水流速不當(dāng)而引起的隙縫、樹脂有機(jī)污物、樹脂碎裂、以及再生用的氯化鈉溶液的污染??刂拼胧┯校涸谟盟可贂r(shí)把水循環(huán),定期對(duì)樹脂和鹽水系統(tǒng)進(jìn)行消毒,用微生物控制裝置(如紫外光和通氯),合適的再生頻次,出口水的監(jiān)測(cè)(硬度)以及把下游水過濾除去樹脂細(xì)粒。去離子(DI),電去離子(EDI)及電滲析(ED
16、R)是除去陰、陽(yáng)離子以提高水的化學(xué)質(zhì)量的有效方法。DI去離子系統(tǒng)有帶電荷的樹脂,需要用酸和堿進(jìn)行定期再生。陽(yáng)離子樹脂是用鹽酸或硫酸再生,是用氫離子取代已俘獲的陽(yáng)離子。陰離子樹脂是用氫氧化鈉或氫氧化鉀再生,是用氫氧離子取代已俘獲的負(fù)離子。這種再生化學(xué)物都有殺菌作用,是控制微生物的一種方法。去離子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)是陰、陽(yáng)離子分開或使其成為混合床,可再生的樹脂床也可用于這一目的。EDI電去離子系統(tǒng)是混合樹脂,選擇性透析膜和充電的混合體,使水流動(dòng),(水和廢棄濃縮液)連續(xù)進(jìn)行并不斷再生。水既進(jìn)入樹脂區(qū)也進(jìn)入廢棄濃縮區(qū)。當(dāng)水流經(jīng)樹脂時(shí),就去離子而成為所要的水。樹脂起著導(dǎo)體的作用,使產(chǎn)生電位差,將俘獲的陰、陽(yáng)離
17、子流經(jīng)樹脂及合適的膜,把其濃縮并在廢水流除去。電位差也使樹脂區(qū)的水(產(chǎn)品水)電離成氫和氫氧離子。這就使樹脂可不斷再生而不需再生添加劑。EDR電滲析的生產(chǎn)方法相似,只用電流和選擇的透析膜把水流中的離子分開,濃縮并沖去。然而,這一方法較電去離子的效果差些,因?yàn)樗挥脴渲源龠M(jìn)離子的去除和電流,再者電滲析裝置要定期進(jìn)行反極處理和沖洗以保持運(yùn)行性能。所有形式的去離子裝置需關(guān)注的事項(xiàng)有:細(xì)菌和內(nèi)毒素的控制,化學(xué)添加劑對(duì)樹脂及膜的影響和樹脂的損耗、降解以及污染。去離子裝置特別要注意的問題有再生的頻次、隙縫、混合床再生時(shí)的樹脂分離以及混合床混合的空氣污染??刂拼胧┛赡苡胁町?,但不外回路循環(huán)、用紫外光控制微生
18、物、導(dǎo)電率的監(jiān)測(cè)、樹脂的檢測(cè)、混合空氣的微孔過濾、微生物監(jiān)測(cè)、經(jīng)常再生以最大限度地減少微生物生長(zhǎng)、與水流量相適應(yīng)的設(shè)備大小,以及利用高溫。混合床再生管路的構(gòu)造應(yīng)保證再生的化學(xué)物與所有內(nèi)壁及樹脂接觸。再生樹脂床可能是污染源,應(yīng)仔細(xì)監(jiān)測(cè)。全面認(rèn)識(shí)樹脂的以前使用情況,再生與使用間的保管時(shí)間要最短,以及相關(guān)的消毒方法是保證良好運(yùn)行性能的重要因素。反滲析(RO)裝置是用半透膜以及相當(dāng)高的壓差促使水通過膜以使化學(xué)微生物和內(nèi)毒素的質(zhì)量有所提高。生產(chǎn)過程的水流有進(jìn)水、產(chǎn)品水(透析水)和廢水(棄去)。水的預(yù)處理以及系統(tǒng)構(gòu)造的改動(dòng)取決于水源以達(dá)到所要求的運(yùn)行性能和可靠性。反滲析裝置的設(shè)計(jì)和運(yùn)行有關(guān)的需注意事項(xiàng)有:
19、膜材料對(duì)細(xì)菌和消毒劑的敏感性、膜污染、膜完整性、封接的完好性以及廢水的容積。膜和封接的完整性不好會(huì)造成產(chǎn)品水污染??刂品椒ㄓ兴鞯倪m當(dāng)?shù)念A(yù)處理、挑選適合的膜材料、完整性鑒定、膜設(shè)計(jì)如螺旋形以有利沖洗、定期消毒、監(jiān)測(cè)壓差、導(dǎo)電率、細(xì)菌數(shù)以及總有機(jī)炭。反滲析裝置的構(gòu)造通過將單通道擴(kuò)大為平行管道、廢棄的管道、兩路管道以及混合設(shè)計(jì)可以提供更多的控制機(jī)會(huì)。一個(gè)實(shí)例是用兩通道設(shè)計(jì)來(lái)提高其可靠性,質(zhì)量和效率。反滲析裝置可以單獨(dú)使用,也可以與去離子和電去離子裝置一起使用以有利于運(yùn)行和質(zhì)量。超濾(Ultrafiltration)是用透析膜的另一種技術(shù)。與反滲析不同的是超濾是機(jī)械分離而不是滲析。由于膜的過濾能力會(huì)
20、減少大分子和微生物雜質(zhì)量,如內(nèi)毒素。這一技術(shù)可能對(duì)中間或最后純化步序是適用的。與反滲析相仿,超濾工作性能取決于其他系統(tǒng)單元的運(yùn)行和系統(tǒng)的構(gòu)造。值得注意的問題有膜材料與消毒劑的可容性、膜的完整性、膜的微粒和微生物污垢、筒體滯留的污染物以及封接完好性??刂拼胧┯邢尽⒃O(shè)計(jì)可沖洗的膜表面、完整性鑒定、定期更換筒體、提高進(jìn)水溫度以及監(jiān)測(cè)總有機(jī)炭和壓差。運(yùn)行靈活性是以裝置的安排為依據(jù)如并聯(lián)或串聯(lián)。應(yīng)注意防止造成水停滯,這可能會(huì)促使輔助裝置的微生物增長(zhǎng)。微生物過濾器(膜)(microbialretentivefilters)可防止微生物和非常小的顆粒通過。這種過濾膜是用在貯罐,空氣和惰性氣體的排氣以及用在
21、去離子裝置混合床的再生用壓縮空氣的過濾。需注意的問題有:貯罐排氣口為冷凝水汽堵塞(這會(huì)造成貯罐的機(jī)械損壞),以及在膜過濾器表面的細(xì)菌聚集,可能造成貯罐或去離子裝置的污染??刂拼胧┯惺褂檬杷赃^濾器,排氣過濾器套殼加熱以防蒸汽冷凝。部件在初次使用前以及此后的定期滅菌,或定期更換過濾器也可用來(lái)作為控制方法。微生物過濾膜有時(shí)與純化系統(tǒng)或水的分配管路結(jié)合在一起用。這類應(yīng)用應(yīng)仔細(xì)控制,因?yàn)槿缜八?,這些部件可以成為微生物污染源,如果過濾膜裂損或者微生物增長(zhǎng)結(jié)果,就可能有微生物釋出。在水系統(tǒng)的純化和分配部分可以用其他控制微生物和細(xì)粒的方法而不用膜過濾法。用來(lái)濾除微生物的過濾器應(yīng)在開始使用前和此后的一定期隔
22、時(shí)間,應(yīng)經(jīng)消毒并進(jìn)行完好性測(cè)試。陽(yáng)負(fù)荷過濾介質(zhì)(Positivelychargedfiltermedia)通過靜電吸引和吸著可減少內(nèi)毒素量。這種介質(zhì)的應(yīng)用可是單元裝置或與相關(guān)的分配系統(tǒng)相連,這取決于微生物的控制要求。去除微生物的過濾介質(zhì)所需注意事項(xiàng)和控制方法與上節(jié)所述及的相仿。注意事項(xiàng)有流速、膜和封接的完整性、以及濾除能力。濾除能力可能因?yàn)V器上一定的電荷位勢(shì)產(chǎn)生而受影響。控制措施有監(jiān)測(cè)壓差和內(nèi)毒素量、膜大小適中、膜完整性的檢測(cè)及把組件串聯(lián)排列以防止穿透。蒸餾裝置是通過熱汽化,去除霧滴和冷凝以達(dá)到化學(xué)和微生物的純化。有許多不同的蒸餾設(shè)計(jì),包括單效、多效和蒸汽壓縮蒸餾器。后兩種構(gòu)造由于其水的生產(chǎn)能
23、力和效率一般用在較大的水系統(tǒng)。蒸餾水系統(tǒng)的進(jìn)水質(zhì)量控制較膜系統(tǒng)的要求低。需要注意范圍有:在起動(dòng)和運(yùn)行期間雜質(zhì)帶入、蒸餾液泛、滯留水、泵和壓縮機(jī)封口的設(shè)計(jì)以及導(dǎo)電率(質(zhì)量)的變化??刂品椒ㄓ锌煽康娜コF滴、目查或自動(dòng)控制水位、使用潔凈泵和壓縮機(jī)、排水良好、控制放空以及在管路上用導(dǎo)電檢測(cè)和自動(dòng)轉(zhuǎn)換器把不合質(zhì)量的水自動(dòng)轉(zhuǎn)入廢水流。貯罐在水分配系統(tǒng)中有貯罐以最理想地發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)能力。貯罐可在保持不斷供應(yīng)符合生產(chǎn)要求水的同時(shí)進(jìn)行常規(guī)的維修。貯罐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行需考慮以防止形成生物膜,最大限度地減少腐蝕,有助于用化學(xué)品消毒貯罐以及防護(hù)機(jī)械的完整性。這些考慮可以包括用內(nèi)壁光滑的密封貯罐以及可噴洗的貯罐封頂。這
24、就減少腐蝕和生物膜的生成而有助于用熱或化學(xué)消毒。貯罐要有排氣以補(bǔ)償水位改變的動(dòng)力差。這可以在與大氣相通的排氣口裝一疏水性微生物過濾器。也可用自動(dòng)的經(jīng)膜過濾的壓縮空氣的加壓和排氣系統(tǒng),裝有破裂警戒裝置的破裂盤可保護(hù)貯罐機(jī)械的完好性。分配的結(jié)構(gòu),應(yīng)用循環(huán)方法在管道不斷有水流動(dòng),或定期提供沖洗系統(tǒng)。經(jīng)驗(yàn)證明連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)更易于保養(yǎng)。泵的設(shè)計(jì)應(yīng)可形成全滿流以延緩生物膜的形成。部件和分配管道應(yīng)傾斜并裝有放水口以使水系統(tǒng)水可完全放盡。水在分配系統(tǒng)是高溫循環(huán)的,應(yīng)防止有死路和流量低的情況,以及與閥門相連接口的長(zhǎng)度與對(duì)徑比至少小于6。在常溫水分配系統(tǒng),應(yīng)特別注意防止凹陷區(qū),要把水完全放盡。在回路放出的水不可回入
25、水系統(tǒng)。分配的設(shè)計(jì)應(yīng)包括貯罐取樣閥以及其他的抽樣閥的位置如循環(huán)水系統(tǒng)的回路管。水的基本抽樣點(diǎn)應(yīng)是使用處的放水閥。與生產(chǎn)或輔助設(shè)備直接相連的設(shè)計(jì)應(yīng)防止回流至控制的水系統(tǒng)。水分配系統(tǒng)應(yīng)可消毒以控制微生物。此系統(tǒng)在消毒或定期消毒情況下可連續(xù)運(yùn)行。安裝和結(jié)構(gòu)材料和組件的選擇安裝方法可影響機(jī)械強(qiáng)度,腐蝕和消毒的系統(tǒng)完好性,所以至為重要。閥門安裝高度要有利于重力排放,管路支架應(yīng)有一定的排放斜度,即使在劇熱條件下也可合適上承管路。系統(tǒng)部件包括運(yùn)行部分,貯罐以及分配管路的連接方法需要仔細(xì)檢查以杜絕可能發(fā)生的問題。不銹鋼焊接處應(yīng)接口良好,內(nèi)部光潔,無(wú)腐蝕。低碳不銹鋼,必要時(shí)用的金屬填料,惰性氣體,自動(dòng)焊機(jī)以及定
26、期檢查和記錄成文有助于保證焊接質(zhì)量。隨后的清洗和鈍化對(duì)除去污染和腐蝕物也很重要,而且可再生鈍態(tài)抗腐表面。在有些情況塑料可以融燒焊接,但也需要有光潔均勻的內(nèi)壁。由于可能有砂眼和化學(xué)反應(yīng),應(yīng)避免使用粘著劑。機(jī)械連接方法,如法蘭板,需要注意防止引起直角,空隙,滲漏及砂眼??刂品椒ㄓ卸ㄎ涣己?、大小適中的墊片、適當(dāng)?shù)目臻g、封口施力均勻以及防止用螺紋接口。材料結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)采用與消毒,清洗和鈍化等控制方法相匹配的。溫度額定在選擇適用材料時(shí)是一個(gè)重要因素,因?yàn)橐?jīng)受溫度很高的運(yùn)行和消毒溫度。如果化學(xué)品或添加劑可以用來(lái)清洗,控制或消毒系統(tǒng),則必須用耐受這些化學(xué)品或添加劑的材料。材料還應(yīng)適用于湍流和高速水流而不受
27、勢(shì)壘腐蝕影響的磨損,如不銹鋼氧化鉻表面的鈍化。金屬材料的拋光,如不銹鋼,不管是用精研機(jī)拋光,用特殊砂光或電拋光處理,總應(yīng)有適于系統(tǒng)的設(shè)計(jì),而且可達(dá)到滿意的耐腐蝕和防止細(xì)菌活化的作用。輔助設(shè)備和配件需要用封口,墊圈,隔膜,過濾介質(zhì)和膜的,不得使用可浸出、散落和有利微生物生長(zhǎng)的材料。與不銹鋼表面接觸的絕緣物料應(yīng)無(wú)氯化物以防止出現(xiàn)腐蝕裂損現(xiàn)象。這可導(dǎo)致系統(tǒng)污染,貯罐和重要系統(tǒng)部件的破壞。為保證材料選擇正確,以及作為系統(tǒng)鑒定和維修保養(yǎng)的參考,材料的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)是很重要的。不銹鋼的軋鋼報(bào)告及不銹鋼的成分,額定值和對(duì)非金屬物質(zhì)的處理能力等資料應(yīng)加以審查其合適性并保存作參考用。輔助設(shè)備的挑選應(yīng)保證其不會(huì)成為污染
28、的侵入源。熱交換器的設(shè)計(jì)應(yīng)為套管冷凝器或同心管冷凝器。熱交換器應(yīng)有壓差的監(jiān)測(cè)或使用相等或質(zhì)量更好的傳熱介質(zhì)以防止發(fā)生裂隙時(shí)出現(xiàn)問題。泵應(yīng)有密封的消毒設(shè)計(jì),以防止水的污染。閥門內(nèi)壁,閥座和受水沖洗的關(guān)閥裝置,如隔膜閥應(yīng)光潔。閥殼區(qū)或關(guān)閥裝置的閥門(如球心閥,旋塞閥,閘閥,球閥)是在水流區(qū)進(jìn)出的就應(yīng)避免使用。消毒水系統(tǒng)的細(xì)菌控制基本是通過消毒方法的。系統(tǒng)的消毒可以用熱或化學(xué)方法。在管路上裝波長(zhǎng)為254mm的紫外燈也可用來(lái)連續(xù)消毒系統(tǒng)中的水。系統(tǒng)消毒的熱方法包括定期或連續(xù)用循環(huán)熱水以及用蒸汽。這些方法僅限于能耐高溫消毒的系統(tǒng),如不銹鋼及有些高分子材料。雖然熱方法可以控制生物膜的生成,但對(duì)已形成的生物
29、膜不能除去?;瘜W(xué)方法可以用于多種不同的結(jié)構(gòu)材料?;瘜W(xué)方法主要用氧化劑,如鹵化物,雙氧水,臭氧,過乙酸。鹵化物是很有效的消毒劑,但難以從系統(tǒng)沖洗掉而生物膜安然留下。雙氧水,臭氧和過乙酸可以通過形成活性過氧化合物和游離基(主要是氫氧基)而氧化細(xì)菌和生物膜。這些化合物,特別是臭氧的半衰期短,就需要在消毒過程中不斷添加。雙氧水和臭氧迅速分解成水和氧。過乙酸在紫外光下降解成乙酸。紫外光是通過減慢系統(tǒng)中新的菌落生長(zhǎng)速度而影響生物膜的生成,然而這只對(duì)浮游微生物部分有效。單用紫外光不是一個(gè)有效的消毒方法,因?yàn)樽贤夤獠荒芟延械纳锬?。然而如與常規(guī)的熱或化學(xué)消毒方法聯(lián)用,就最為有效且可以延長(zhǎng)消毒的間隔時(shí)間。使
30、用紫外光也可促使雙氧水和臭氧的降解。消毒步序需要驗(yàn)證以證明可以降低并維持細(xì)菌污染是在可以接受的限值范圍。熱方法的驗(yàn)證包括熱分配的研究,證明整個(gè)系統(tǒng)都達(dá)到消毒溫度?;瘜W(xué)方法的驗(yàn)證需要證明在整個(gè)系統(tǒng)有達(dá)到合適的化學(xué)品濃度。此外,在消毒過程完成時(shí),必須證明已把化學(xué)品清除干凈。消毒的頻次一般是由系統(tǒng)監(jiān)測(cè)結(jié)果決定的。從微生物數(shù)據(jù)資料趨勢(shì)分析得出的結(jié)論,應(yīng)用來(lái)作維修保養(yǎng)的警戒方法。消毒頻次的確定應(yīng)使系統(tǒng)運(yùn)行是處在微生物控制的狀態(tài)而且沒有超過警戒值。運(yùn)行、保養(yǎng)和控制應(yīng)制訂防范性的維修保養(yǎng)計(jì)劃以保證水系統(tǒng)是處在控制狀態(tài)下。維修保養(yǎng)計(jì)劃應(yīng)包括系統(tǒng)的運(yùn)行方法重要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行條件的監(jiān)測(cè)方案,包括關(guān)鍵設(shè)備儀器的校驗(yàn)
31、定期消毒計(jì)劃組件的維修保養(yǎng)及機(jī)械系統(tǒng)及運(yùn)行條件改動(dòng)的管理。操作方法水系統(tǒng)的運(yùn)行,常規(guī)維修保養(yǎng)以及糾正措施應(yīng)是書面的而且應(yīng)規(guī)定什么時(shí)候需要采取措施。書面文件應(yīng)很好編寫,對(duì)每一項(xiàng)工作內(nèi)容和任務(wù)要具體,規(guī)定誰(shuí)從事該項(xiàng)工作,并說(shuō)明如何進(jìn)行工作。監(jiān)測(cè)計(jì)劃重要的質(zhì)量性能及運(yùn)行參數(shù)應(yīng)予成文并加以監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)計(jì)劃可包括在管道上裝傳感器或記錄儀(如電導(dǎo)計(jì)及記錄儀),運(yùn)行參數(shù)的手工記錄成文(如炭過濾器的壓力下降)及分析檢驗(yàn)(如總菌落數(shù))。計(jì)劃應(yīng)包括取樣的頻次,檢驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定要求以及需否開始采取糾正措施。消毒常規(guī)定期消毒以使系統(tǒng)的微生物控制處于良好狀態(tài)可能是必要的。這取決于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和所確定的運(yùn)行單元。消毒工藝已如上
32、所述。維修保養(yǎng)應(yīng)有預(yù)防性的維修保養(yǎng)計(jì)劃。計(jì)劃應(yīng)規(guī)定要做些什么預(yù)防性的維修保養(yǎng),維修保養(yǎng)的頻次以及要把所做的維修保養(yǎng)工作記錄成文。改動(dòng)的管理對(duì)機(jī)械構(gòu)造和運(yùn)行條件必須加以管理控制。對(duì)提出的改動(dòng)應(yīng)評(píng)估其對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。應(yīng)確定在改動(dòng)完成后要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行再鑒定。在水系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的決定作出后,應(yīng)修訂有關(guān)的圖紙、手冊(cè)和方法。取樣需予考慮事項(xiàng)水系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)頻次應(yīng)是以保證系統(tǒng)是在控制狀態(tài)下而且能不斷地生產(chǎn)出符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的水。應(yīng)在生產(chǎn)和分配系統(tǒng)范圍內(nèi)的具有代表性的位置抽取樣品。取樣頻次的確定應(yīng)以系統(tǒng)的驗(yàn)證數(shù)據(jù)為依據(jù)而且其范圍應(yīng)包括重要區(qū)域。單元操作點(diǎn)的取樣頻次可比使用點(diǎn)的取樣頻次少些。取樣計(jì)劃應(yīng)考慮所抽水樣的規(guī)定標(biāo)
33、準(zhǔn)。例如注射用水系統(tǒng)由于對(duì)微生物有更為重要的要求,可能就需要有更為嚴(yán)格的取樣頻次。在水系統(tǒng)取樣時(shí),應(yīng)特別注意以保證樣品是有代表性的。在取樣前取樣口應(yīng)進(jìn)行消毒并徹底沖洗。含有化學(xué)消毒劑的樣品在做菌檢前要先使其失效。需菌檢的樣品應(yīng)迅即進(jìn)行檢測(cè)或者妥善保存樣品直到分析開始。流動(dòng)水樣僅表示在系統(tǒng)中存在的浮游微生物量。在生物膜上吸著的微生物一般存在量較大而且是浮游微生物的根源。生物膜的微生物是一種不斷的污染源而且是難以取樣和定量的。當(dāng)然,浮游微生物是作為系統(tǒng)污染的一個(gè)指標(biāo),而且是系統(tǒng)警戒限值的依據(jù)。一直出現(xiàn)高數(shù)量的浮游微生物時(shí)通常說(shuō)明生物膜處于進(jìn)展?fàn)顟B(tài)要著手糾正控制。系統(tǒng)控制和消毒對(duì)控制生物膜生成當(dāng)然也
34、包括控制浮游微生物數(shù)是起著關(guān)鍵作用的。微生物需予考慮的事項(xiàng)主要的外源性微生物污染是進(jìn)水源。進(jìn)水的質(zhì)量至少必須符合飲用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),大腸桿菌量是要管理的。飲用水還可存在其他微生物,主要是G(-)菌。這些微生物可以損害隨后的純化步序。其他潛在的外源性微生物污染有:未保護(hù)好的排氣口,有缺陷的空氣過濾器,從污染的出口處倒流,排水氣閘以及活性炭和去離子樹脂更換。對(duì)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和維修保養(yǎng)應(yīng)予足夠注意以最大限度地減少外來(lái)的微生物污染。單元操作可能是內(nèi)源性微生物污染的主要根源。進(jìn)水的微生物可吸著在炭床,去離子樹脂,過濾膜以及其他單元的運(yùn)行表面,誘發(fā)生成生物膜。有些微生物為在低營(yíng)養(yǎng)環(huán)境下生存,以生物膜作為適應(yīng)性
35、反應(yīng)。生物膜的微生物可不受許多殺菌劑的作用。當(dāng)微生物脫落下來(lái)并進(jìn)入水系統(tǒng)的其他區(qū)域,在下流可發(fā)生菌落。微生物也可依附在混懸的微粒,如炭床細(xì)粉,而且是隨后的純化設(shè)備和分配系統(tǒng)的污染源。分配系統(tǒng)是內(nèi)源性微生物污染另一根源。微生物可在管道壁,閥門以及其他區(qū)域形成菌落,并增殖形成生物膜。生物膜就成為不斷的微生物污染源。內(nèi)毒素是細(xì)胞膜的脂質(zhì)多糖體,是G(-)菌細(xì)菌細(xì)胞外壁。G(-)菌很快形成生物膜成為內(nèi)毒素源。內(nèi)毒素可以和活的微生物連接,也可以是死的微生物裂片,或者是游離的分子。游離內(nèi)毒素可以從細(xì)胞表面或從水系統(tǒng)生成的生物膜放出,或者是從進(jìn)水進(jìn)入水系統(tǒng)。內(nèi)毒素量是可以通過控制水系統(tǒng)的微生物的引入及增殖以
36、最大限量地加以減少。這可以用各種不同的單元操作在處理系統(tǒng)加以除去,也可通過系統(tǒng)消毒加以除去。其他控制方法有在管路上或在使用點(diǎn)上裝超濾或帶電荷的過濾器。內(nèi)毒素可以按細(xì)菌內(nèi)毒素檢測(cè)85所述方法加以監(jiān)測(cè)。方法學(xué)需予考慮事項(xiàng)水系統(tǒng)的微生物監(jiān)測(cè)計(jì)劃的目的是要提供足夠的有關(guān)生產(chǎn)水的微生物控制質(zhì)量的資料。藥品的質(zhì)量要求支配水的質(zhì)量。用數(shù)據(jù)趨向分析方法以及限定禁忌的微生物可使控制保持在一定的水平。當(dāng)然不一定要對(duì)所有存在的微生物加以檢測(cè)。監(jiān)測(cè)計(jì)劃和方法學(xué)應(yīng)能辯明不良的趨勢(shì),而且能檢測(cè)出對(duì)最終成品或消費(fèi)者可能有害的微生物。最后確定的方法應(yīng)以所要監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)每一要求為依據(jù)。應(yīng)該知道設(shè)有一個(gè)單一的方法可以檢測(cè)出水系統(tǒng)中
37、所有可能的污染微生物。所選擇的方法應(yīng)能分離微生物數(shù)目及類型。這些微生物已被認(rèn)為對(duì)每一系統(tǒng)的控制和水質(zhì)有很大關(guān)系。在選擇一個(gè)監(jiān)測(cè)藥用水系統(tǒng)的微生物量時(shí),有些標(biāo)準(zhǔn)是要考慮的。這些標(biāo)準(zhǔn)包括:靈敏度、微生物檢出量、樣品量、培養(yǎng)時(shí)間、費(fèi)用以及技術(shù)復(fù)雜性。另一考慮是用經(jīng)典的培養(yǎng)方法還是用靈敏的儀器方法。經(jīng)典的培養(yǎng)方法水菌檢的經(jīng)典性培養(yǎng)方法有傾注法,鋪層法(spreadplates),膜過濾法以及最可能數(shù)(MPN)法,但不僅限于上述方法。一般來(lái)說(shuō)這些方法易于操作,費(fèi)用不大,而且有良好的樣品處理能力。方法的靈敏度可以通過增大樣品用量而得到提高,這一手段適用于膜過濾法。培養(yǎng)方法是由所用培養(yǎng)基類型與培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)
38、時(shí)間結(jié)合一起所確定的。這些條件的結(jié)合應(yīng)按照特定水系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)要求以及微生物檢出能力所決定。所說(shuō)微生物是指對(duì)產(chǎn)品或生產(chǎn)方法可能有不良影響的。傳統(tǒng)的菌檢方法有兩種基本的培養(yǎng)基:“高”營(yíng)養(yǎng)劑和“低”營(yíng)養(yǎng)劑。高營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基是異養(yǎng)細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)用的大眾培養(yǎng)基。低營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基有利于分離生長(zhǎng)慢的細(xì)菌和先前受到消毒劑,如氯等影響的細(xì)菌。特別是在驗(yàn)證水系統(tǒng)時(shí)低營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基可與高營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基對(duì)照使用以確定是否有其他微生物(量或類型)存在,以評(píng)估其最終使用的影響。此外還可用來(lái)評(píng)估對(duì)這些生長(zhǎng)緩慢或受損傷細(xì)菌的系統(tǒng)控制和消毒的有效性。培養(yǎng)時(shí)間和培養(yǎng)溫度是菌檢方法的重要內(nèi)容。用高營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基的經(jīng)典方法需在3035C培養(yǎng)4872小時(shí)
39、。有些水系統(tǒng)培養(yǎng)是在低溫(如2025C)長(zhǎng)時(shí)間(如510天)培養(yǎng),與經(jīng)典方法比可以得到更多的菌落數(shù)。在系統(tǒng)驗(yàn)證時(shí)應(yīng)確定一個(gè)特定系統(tǒng)是否需用低溫培養(yǎng)或長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)加以監(jiān)測(cè)。當(dāng)菌數(shù)超過警戒限值或要采取措施限值時(shí),在考慮了需要及時(shí)得到信息以及所需采取的糾正措施后,應(yīng)決定采用更長(zhǎng)的培養(yǎng)時(shí)間。培養(yǎng)時(shí)間加長(zhǎng)的好處,如受損傷微生物,增長(zhǎng)慢的微生物或需要復(fù)雜營(yíng)養(yǎng)的微生物等檢出,應(yīng)與及時(shí)調(diào)查和采取糾正措施以及這些微生物對(duì)產(chǎn)品或生產(chǎn)過程的有害影響進(jìn)行權(quán)衡。“儀器”方法儀器方法有顯微鏡直接計(jì)數(shù)法,例如表熒光法,免疫熒光法,放射法,阻抗滴定(impedometric)以及生化法。這些方法都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)之一是精密和
40、正確。一般來(lái)說(shuō),儀器方法常常在較短時(shí)間就可得到結(jié)果,這就有利于及時(shí)控制系統(tǒng)。然而這一優(yōu)點(diǎn)常常被樣品有限的處理量所抵銷,因?yàn)橹苽錁悠沸枰芏嗑Γ约捌渌麅x器局限性。此外,儀器方法是“破壞性”的,排除了進(jìn)一步進(jìn)行分離和鑒定。一般來(lái)說(shuō)微生物分離鑒定可能是水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)所需的一個(gè)基本要求。當(dāng)然,培養(yǎng)方法一直是優(yōu)于儀器方法,因?yàn)榕囵B(yǎng)方法可以提供所要求的檢測(cè)項(xiàng)目,而且也有后檢測(cè)能力。推薦的方法學(xué)美國(guó)公眾衛(wèi)生委員會(huì)華盛頓DC20005發(fā)放的第十八版“水和廢水的標(biāo)準(zhǔn)檢查方法(StandardMethodsfortheExaminationofWaterandWastewater)所載常規(guī)微生物監(jiān)測(cè)水時(shí)所觀察到的
41、生成菌落數(shù)(CFU)來(lái)制定其發(fā)展趨勢(shì)的方法是適用的。然而大家知道把培養(yǎng)基,培養(yǎng)時(shí)間和培養(yǎng)溫度綜合運(yùn)用常常可觀察到的菌落生成量更高。有些代用方法常常需要延長(zhǎng)培養(yǎng)時(shí)間,這一缺點(diǎn)就可能超過能測(cè)得更多菌落數(shù)的優(yōu)點(diǎn)了。稍偏高基線的菌落數(shù)不一定對(duì)檢測(cè)超向或偏移有什么更大的用處??梢酝扑]用來(lái)監(jiān)測(cè)藥用水系統(tǒng)的方法學(xué)有:飲用水:傾注(Pourplate)法最少試樣量:1.0ml計(jì)數(shù)瓊脂平碟3035C培養(yǎng)4272小時(shí)純水:傾注(Pourplate)法最少試樣量:1.0ml計(jì)數(shù)瓊脂平碟3035C培養(yǎng)4872小時(shí)注射用水:膜過濾法最少試樣量一100ml計(jì)數(shù)瓊脂平碟3035C培養(yǎng)4872小時(shí)微生物的鑒定有些情況水中特定微生物可能對(duì)生產(chǎn)或?qū)Ξa(chǎn)品是有害的。鑒定水監(jiān)測(cè)分離所得的細(xì)菌可能是重要的。在鑒定產(chǎn)品或生產(chǎn)過程的微生物
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