GMP在第五章 第九十九条中规定纯化水、注射用水的储存与分配系统应当能够防止微生物的滋生，纯化水可采用循环，注射用水可采用70℃以上保温循环。第一百零一条 应当按照操作规程对纯化水、注射用水进的管道进行清洗消毒，并有相关记录。发现制药用水的微生物污染达到警戒限、纠编限时应当按照操作规程处理。在正常情况下，水系统中的微生物水平会随着时间的延长而增加，同时微生物污染也是水系统最经常发生的污染状况，因此需要定期对水系统进行消毒或灭菌，以保证系统和微生物水平被控制在一个合理的限度内，保证用水安全。

       消毒是指利用物理或化学方法杀灭或清除传播介质上的病原微生物，使其达到无害化，消毒能够杀灭微生物和繁殖体，但不能杀灭芽孢。所以消毒是不彻底的，不能代替灭菌。灭菌是指用化学或物理方法消灭所的活的微生物，包括细菌的繁殖体、芽孢、真菌及病毒，从而达到无菌的过程。

       正常情况下，水系统的微生物包括细菌、藻类、真菌及其芽孢、孢子和病毒等，微生物在水中含量非常巨大，在合适的条件下可以在反渗透膜表面大量新陈代谢，形成微生物膜。生物膜的形成是引起纯化水微生物超标原因之一。另外还有一个原因是因为纯化水设备管道污染，导致经过反渗透膜杀菌系统等处理后达标的纯化水经过管道输送导致水质受到二次污染。因此，在纯化水系统设计时掌握微生物变化规律，可以合理确认消毒和杀菌周期。为了确保纯水的质量，防止产品的污染，保证产品的安全，必须对纯水贮罐、输送管道进行清洗及消毒。

       要进行微生物和杀灭，要先了解微生物和生长规率，微生物和生长曲线主要由迟缓期、对数期、稳定期、衰退期组成，微生物到达一人新的环境，有一个短暂的适应过程，期中不适应环境的很快会死亡，适应者经过和个适应期，细菌体积开始增大，代谢逐渐加快，为细菌和快速增殖储备条件。

       当到达对数期，细菌开始大量繁殖，活菌总数直线上升，细菌呈几何级数快速增长，可持续几小时到几天不等，待续时间视营养物的多少而有关联，如在培养基培养，可见典型的菌落特征。稳定期，由于营养物质的消耗及细菌代谢产物的累积，细菌繁殖的速度逐渐下降，死亡开始增加，死亡数和繁殖数趋于平衡，细菌的形态、染色、活性发生改变，并产生相应的代谢产物如内毒素、外毒素、芽孢。随着稳定期的发展，细菌的繁殖越来越慢，死亡的细菌逐渐增多并进入衰退期。通过了解细菌的生长规律有助于我们合理的制业消毒或灭菌周期。在制药用水系统上常用的消毒方法包括巴氏消毒法、紫外线消毒法、臭氧消毒法等。 本文就以上常用的这三种消毒方法进行一下简要介绍。

       一、巴氏消毒法

       巴氏消毒法应用于水系统消毒是一种低温的热消毒法，其消毒对象是病原微生物及其它生长态菌，其工作原理是在一定的温度范围内，温度越低微生物生长越越慢，温度越高微生物生长代谢速度越快，升高超过一定的温度，微生物将死亡。所以说巴氏消毒也主要利用病原体耐热性较差的特点，通过适当的温度和保温时间将微生物杀灭。出于高温条件考虑，选择巴氏消毒的纯化水系统需采用不锈钢材质进行安装。

       在巴氏消毒时，将分配系统纯化水加热到80℃，保温进行循环，循环保温40~60分钟，使得微生物在高温条件下被杀灭。巴氏消毒完成后把纯化水罐水排掉，启动纯化水设备把纯化水罐产满水，开启回水不合格阀，关闭回水合格阀，开启供水泵把循环管道内消毒后的纯化水全部排出，系统开启时为自动运行。

       需要说明的是经巴氏消毒后，仍保存小部分无害或有益、较耐热的细菌或细菌芽孢，因此，巴氏消毒不是“无菌”过程。

       对于纯化水设备而言，巴氏消毒有两个主要功能

       1、用于纯化水设备中的活性炭等预处理单元周期性消毒，RO/EDI单元的周期性消毒，以及存储与分配管网单元的周期性消毒。

       2、用于注射用水系统正常运行时的微生物抑制。

       纯化水设备需采用不锈钢材质进行安装，其微生物污染水平通常能有效地控制系统的内源性微生物污染，一个前处理能力较好的水系统，细菌内毒素可控制在5EU/ml的水平。

       二、臭氧消毒法

       臭氧是一种光谱杀菌剂，其通过氧化作用破坏微生物膜结构及膜内物质导致细胞溶解、死亡，从而实现杀菌效果。当臭氧浓度为0.15mg/L时，达到了人体嗅觉的临界值，该水平称为卫生标准点；当臭氧浓度达到1~10mg/L时，为刺激范围；当浓度达到10mg/L以上时，为中毒限。

       臭氧的半衰期很短，仅为30-60min，固在使用中应现场制造，用空气制成的臭氧浓度为10-20mg/L，用氧气制成的臭氧浓度为20-40mg/L。还有一种生产臭氧的方法是电解水法，将水电解成氧原素，然后使其中的自由氧变成臭氧。

       不同国家和协会对于臭氧浓度均制定了严格的卫生标准：

       A、臭氧协会：臭氧浓度限值为0.1mg/L，人体接触限值为10小时；

       B、美国OSHA：臭氧浓度限值为0.1mg/L，人体接触限值为8小时；

       C、德、法、日等国：臭氧浓度限值为0.1mg/L，人体接触限值为10小时；

       D、中国：臭氧浓度限值为0.15mg/L，人体接触限值为10小时。

       企业需安全使用臭氧，确保不危害人的健康。有研究显示浓度很低的臭氧（0.1~0.2mg/L）可将微生物成长控制到1CFU/100ml。

       在臭氧消毒时，回水点臭氧浓度升高到0.2mg/以上L，保持时间约20~45分钟，再循环20分钟消毒完成，排掉纯化水罐内纯化水，启动纯化水设备把纯化水罐产满水，开启回水不合格阀，关闭回水合格阀，开启供水泵把循环管道内消毒后纯化水全部挤出后，分配系统停机，把纯化水罐内水排掉，系统开为自动运行，取样检测回水臭氧浓度为零时可以用水。在纯化水系统中，储罐、过滤装置以及分配管网均会滋生微生物，臭氧可有效去除水中的卤化物并降解水生物膜，同时这些物质经紫外线破除后完全无残留。臭氧消毒不仅是纯化水系统实现连续去除微生物和病毒的有效方法，而且，其操作简单、水温无波动、投入成本与运营成本低，因此该方法在纯化水系统中得到广泛应用和推广。注意，臭氧消毒时，不要将臭氧水通过喷淋球，防止臭氧过快分解。

       三、紫外消毒法

       紫外消毒方式：紫外线消毒属于物理消毒法，此方式具有广谱杀菌能力，无二次污染，紫外消毒技术经过几十年的发展，已经成为成熟可靠高效环保的消毒技术，紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的紫外线破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。紫外线杀菌的有效波长范围可分为四个不同的波段：UVA（400～315nm）、UVB（315～280nm）、UVC（280～200nm）和真空紫外线（200～100nm）。其中能透过臭氧保护层和云层到达地球表面的只有UVA和UVB部分。就杀菌速度而言，影响微生物接受到足够紫外光照射剂量的主要因素是透光率（254 nm处），UVC处于微生物吸收峰范围之内，可在1s之内通过破坏微生物的DNA结构杀死病毒和细菌，而UVA和UVB由于处于微生物吸收峰范围之外，杀菌速度很慢，往往需要数小时才能起到杀菌作用，在实际水系统使用中，数秒钟水力停留（照射）时间是不可实现的，因为对于水系统的最低流速的要求，一般要求水的流速要大于1米/秒，所以该部分波长的紫外线在水系统上属于无效紫外部分。真空紫外光穿透能力极弱，灯管和套管需要采用极高透光率的石英，一般用半导体行业降解水中的TOC，不用于杀菌消毒。因此，制药用水系统是所应用的紫外光消毒实际上就是指UVC消毒。紫外光消毒技术是基于现代防疫学、医学和光动力学的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水，将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死，达到消毒的目的。紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等，从而改变了DNA的生物活性，使微生物自身不能复制，这种紫外线损伤也是致死性损伤。　

       紫外线消毒是一种物理方法，它不向水中增加任何物质，没有副作用，这是它优于氯化消毒等化学消毒方式的地方，目前能够输出足够的UVC强度用于水系统消毒的只有人工汞（合金）灯光源。紫外线杀菌灯灯管是由石英玻璃制成，汞灯根据点亮后的灯管内汞蒸气压的不同和紫外线输出强度的不同，分为三种：低压低强度汞灯、中压高强度汞灯和低压高强度汞灯。杀菌效果是由微生物所接受的照射剂量决定的，同时，也受到紫外线的输出能量，与灯的类型，光强和使用时间有关，随着灯的老化，它将丧失30%-50%的强度。紫外照射剂量是指达到一定的细菌灭活率时，需要特定波长紫外线的量：照射剂量（J／m2）＝照射时间（s）×UVC强度（W／m2）照射剂量越大，消毒效率越高，由于设备尺寸要求，一般照射时间只有零点几秒，因此，灯管的UVC输出强度就成了衡量紫外光消毒设备性能最主要的参数。在水系统消毒时一般平均照射剂量要求在300 J／m2以上。低于此值，有可能出现光复活现象，即病菌不能被彻底杀死，当从渠道中流出接受可见光照射后，重新复活，降低了杀菌效果。杀菌效率要求越高，所需的照射剂量越大。