智能无菌检测

近期,由浙江泰林生物技术股份有限公司牵头承担、联合浙江大学、中国食品药品检定研究院、浙江省计量科学研究院、正大青春宝药业有限公司、杭州电子科技大学等多家单位组织开发的“高性能智能化无菌检测仪的开发和应用”项目,获得“国家重点研发计划”-“重大科学仪器设备开发”专项立项，该项目计划总投资4500万元，实施周期为2016年7月至2020年6月，项目成功实施后将有望大幅提升我国无菌检查效率和水平，支撑突发事件应急检测，提升国产仪器市场占有率。　　近年来，我国发生的多起食品、药品质量安全事件，使得政府和民众对食药品的质量保证高度重视。无菌检查作为食品药品质量控制的关键项目，在最新的2010版GMP《药品生产质量管理规范》和2015版药典都提出了明确的要求，是企业和监管机构对合格产品检验的重要项目。常规无菌检查在一个受控的环境中安装单向气流的层流台，在层流台上放置一台集菌仪来完成无菌试验。无菌检查仪包含了无菌隔离器、薄膜过滤系统(集菌操作仪和集菌培养器)、微生物培养箱等部件，替代常规无菌检查方法，提供受控无菌环境并实施无菌检验，具有集成度高、投入成本低、环境可控性更好的特点，越来越受到重视，得到广泛的应用。　　这几年国内企业通过持续的研发投入，市场占有率持续上升，已经超过国外仪器，但是高端仪器仍然被国外厂家控制，急需提高产品的质量和性能。就目前的技术而言,现有无菌检查还存在以下不足：灭菌剂浓度等关键参数监测与控制技术不成熟，易导致假阳性或假阴性风险 集菌操作和无菌检测均依赖人工，自动化、集成化和智能化水平低，无菌检查效率低 部分关键器件依赖进口，如VHP(Vaporized Hydrogen Peroxide,气化过氧化氢)浓度传感器和微孔滤膜等。　　为解决上述问题，本项目拟开展高性能智能化食品药品无菌检测仪的仪器研发、应用研究和工程化产业化研究工作。针对无菌检测仪的高性能要求，研究持续可控的无菌隔离环境，避免灭菌效果不稳定导致无菌检查的假阳性或者假阴性，重点开展高效稳定的VHP汽化技术研究和快速实时的VHP浓度检测技术研究 针对无菌检测仪的智能化要求，开展仪器操作的自动化智能化研究工作，替代当前的手工操作模式，提高无菌检查的检测效率，重点开展自动化集菌操作技术、自动检测技术和智能化系统集成技术研究 针对企业和药检机构的应用要求，研究具有针对性的操作方法和软件，解决仪器在代表性应用单位的特定检测需求，重点开发面向食品药品检验机构专用的多种样品无菌检查软件和面向生产企业大批量样品检测流程优化技术 针对仪器的工程化和产业化要求，研究可靠性方案、质量控制方案等相关产业化方案，保证仪器工程化产业化的顺利实施。　　项目完成后，精确传递机构和多功能机械手的定位技术在隔离器内应用，再配套自动精准加样和阳性菌自动加注技术，将使无菌检查的流程标准化、模式化，整个流程完全受控，避免以往无菌检查全部依赖人员操作，结果受人为原因影响较大的弊病。大大提高无菌检查的效率和无菌检查结果的准确率和可信度。　　无菌制剂企业或其他检测机构产品或样品的无菌检查一直是劳动密集型行业，在应用该项目产品进行无菌检查后，只需按照设定程序系统将自动进行定位、加样、培养观察，全过程结果实时记录分析，并可做到所有数据在监管系统上同步可查，这一应用将大大降低企业的劳动成本，并成倍提高无菌检查的效率。同时。无菌检查效率准确率的提高也同时降低了以往由于人员操作不规范或者人员失误导致的无菌检查样品长菌的情况，降低了企业重复检测、原因分析等方面的支出，同时所有数据的实时上传，可对可能出现的异常情况做到早发现、早预防、早处理。　　本项目的牵头单位，浙江泰林生物技术股份有限公司成立于2002年,国家级高新技术企业，拥有省级高新技术企业研发中心，是国内规模最大的无菌及微生物检测仪器、耗材等产品的供应商之一，也是国内最早开发无菌及微生物限度检测系统、汽化过氧化氢灭菌系统、无菌隔离系统并实现产业化的企业之一。公司拥有专利120余项，其中发明12项，先后参与并制定国家标准和行业标准14项，其中7项为第一作者,是细分行业的领导者。公司自成立以来，一直以科技创新为立足点，多次承担了国家创新基金、国家火炬计划、国家重点新产品等项目，此次“高性能智能化无菌检测仪的开发和应用”获得国家重点研发计划的立项，公司也将以此为契机，进一步夯实研发和管理基础，以攻克前瞻性、基础性关键共性技术为己任，引领行业在高端技术层面上快速前行。

无菌室的工作要尽可能减少交流。不允许在无菌室内谈笑。要尽可能减少在无菌室内走动。沉降菌技术必须按照规定的时间进行使用。工作人员进入无菌室工作之前必须做好前期准备工作。要按照规定穿戴经过特殊处理的服装、并对身体做好清洁、避免对检测品造成污染。在检测样品的提取过程中，工作人员要尽可能远离检测物品。避免检测物品受到细菌污染。检测样品提取之后要进行科学的保存，避免受到污染。提取过程要尽可能加快速度，不能将检测样品在空气中闲置太长的时间避免空气中的细菌对检测样品造成污染。检测样品的提取过程必须严格遵守无菌操作的程序。打开储存样品的时候，要使用浓度为75%的酒精对存在检测样品的器皿瓶口进行消毒，要使用酒精棉球作为消毒的重要工具。器皿的瓶口要进行两次以上的酒精消毒，提取工作完成之后要科学的安放检测样品，并且随时检查储存检测样品的空间，避免检测样品受到污染。食品微生物检验的主要内容与特点1、检验内容目前我国对食品微生物检验的根本要求是安全无毒害。在对食品微生物进行检验时，主要内容包括3点：（1）对食品污染程度的检验，以检验食品样本中菌落总数、大肠菌群总数和霉菌总数为主，这种检验方式，只能对样本的污染程度做出判断，不能说明食品是否存在安全问题。（2）对食品中致病菌的定性检验，即检验食品样本中是否存在某种或多种致病性微生物，常规检验的致病菌主要有金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、志贺氏菌、单核细胞增生李斯特氏菌、致泻大肠埃希氏菌、溶血性链球菌、蜡样芽孢杆菌、阪崎肠杆菌及副溶血性弧菌等。（3）对食品中致病菌的定量检验，即检验食品样本中某种或多种致病性微生物存在的量，通过检验结果结合科学数据，对食品样本的危害程度进行分析。2、食品微生物检验的特点（1）食品微生物检验涉及的微生物范围广，种属多。采集食品微生物检验样品比较复杂，要求高。食品微生物检验的研究对象包括：a.经食物传播的病原微生物，他们是人类疾病病原微生物、畜禽疫病的病原微生物和人畜共患传染病病原微生物，这几类微生物可达数百种；b.引起人类食物中毒的微生物及其毒素；c.引起食品腐败变质的微生物；d.食品工业微生物。可以说食品微生物检验接触的微生物类群、种属比其他专业微生物检验为多。（2）食品中待分离细菌数量少、杂菌量多，对检验工作干扰严重。食品微生物检验，其目的菌，如致病性微生物和食品中毒微生物及毒素，主要来源于生产加工、储存运输、销售等过程中污染的，在污染的微生物中，致病性微生物一般数量相对较少，却有大量的非致病性微生物污染，两者之间比较悬殊。（3）食品中微生物检验具有数量观念在GB 4789食品卫生微生物学检验方法中，对某些微生物的数量已经明确规定，除要检测食品污染程度指示菌，如菌落总数、大肠菌群的测定外，还有致病菌如金黄色葡萄球菌、产气荚膜梭菌、蜡样芽胞杆菌都需要菌数计算。诊断食物中毒仅做定性试验是不够的，还需要对致病菌定量检验。随着科技发展，各种致病菌的定量检验必将全面开展。食品微生物检验工作者必须不断摸索、积累，致病菌的定量检验，使其他致病菌的定量检验早日开展。（4）食品微生物检验需要准确性与快速性。食品生产后，为了保持新鲜程度，一般都是尽快的进入市场，转到消费者手中的，这就要求就检验工作尽快获得结果，保证食品的食用安全。另一方面，工厂化大规模生产的食品，每一批次数量较大，采样数量、采样方法和检验方法都直接影响到检验正确性和批量产品的处理，如果检验的结果不准确，将会造成严重的政治影响和经济损失。这一点是食品微生物检验工作必须注意的问题。（5）微生物检验具有一定法律性质。对食品的微生物检验，世界各国均制定有检验法规。作为食品微生物检验人员，在进行食品微生物检验时，均应按规定要求实施，不得任意更换其他方法。无菌操作的重要性所谓无菌，指的是不存在保证生命活动的营养细胞的状态。而无菌操作则是采用无菌的器械进行操作，防止微生物进入无菌范围的技术。在食品微生物检验中，无菌操作是重要的理念，只有采用无菌操作技术，保持食品样本在检验过程中不受到二次污染，才能保证检验结准确的反映出食品样本的卫生状况。在食品检验的各个环节，都有可能有微生物的进入，因此无菌操作技术应贯穿整个检验过程，如果有一个环节没有采用无菌操作，那么其他环节的无菌操作也将没有任何意义。无菌操作的具体应用1、取样食品微生物检验首先是从样本中无菌称取要求检验的质量，取样过程中使用的天平要经过消毒，检验用品如剪刀、药匙要经过170℃/2h 干热灭菌。取样过程严格按照无菌操作进行，才能保证食品样品的原始状态。前处理根据国标要求，取样后要对样品进行前处理。一般而言，称取 25g/ml 样品于盛有225ml无菌稀释液的无菌均质袋中均质，制备成1:10样品匀液进行检验。对于计数样品要，制备10倍系列稀释样品匀液，操作方法参见GB4789.2-2016。整个过程必须严格按照无菌操作进行。3、纯种分离在食品微生物检查过程中，为了更加准确的确定微生物群体，需要将疑似的目标菌从混杂的样品中分离出来，进而得到纯培养物。通常情况下，需要结合不同微生物的具体特性，针对性的选择培养基与培养条件，促进目标微生物的繁殖。或者通过使用某种抑制素，抑制除目标菌以外的杂菌生长，进而将其他杂菌淘汰。接着将培养物接种在固体培养基上形成目标菌的单菌落。这种单菌落还需要进行一定的纯化与鉴定，才能保障分离的菌株为纯菌株。在整个分离纯化过程中，通常需要用接种环把微生物的纯培养物从一个器皿转接到另一个器皿中培养。在这一过程中，如果不能严格按照无菌操作进行，很难保证检验结果的准确性。同时，实验人员应加强自身实验水平与操作能力，确保无菌操作技术熟练、准确。4、革兰氏染色革兰氏染色技术是食品微生物确认鉴定中重要的方法，将疑似的目标菌经过纯化分离后染色，在光学显微镜下观察微生物形态，能初步鉴定微生物是否是所检验的目标菌。革兰氏染色的操作步骤：涂片—初染—媒染—脱色—复染，整个过程中最重要的是涂片，涂片过程中必须严格无菌操作，避免杂菌混入，影响镜检结果。5、空白对照根据《GB4789.2-2016 食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》，将营养琼脂培养基倾入加有1mL空白稀释液灭菌培养皿内作空白对照。空白对照的结果可以说明三个问题：① 检验过程中所使用的检验用品灭菌是否彻底；② 无菌室的空气条件是否达到标准；③ 操作人员的无菌操作技术是否规范。通过空白对照的结果可直接检验出实验器皿、实验条件以及实验人员的操作是否达到无菌操作的要求。只有空白对照结果符合要求，实验结果才是有效的。随着我国经济的快速发展，我国人民的生活水平迅速提高，人门对食品的质量提出了更高的要求，食品微生物检验工作是保证产品质量的重要工作。而无菌操作技术是食品微生物检验工作作的重要环节，研究食品微生物检验过程中的无菌操作枝术。操作人员在进行微生物检验时，一定要树立无菌操作观念，规范无菌操作程序，才能保证检验流程顺利完成。同时，操作人员要根据实际需要，合理运用无菌操作技术，避免在微生物检验中，引入杂菌，影响检验结果的真实性、准确性。

2018年9月12日，国家科技部在杭州组织召开“十三五”国家重点研发计划重大科学仪器设备开发专项——“高性能智能化无菌检测仪的开发和应用”项目中期现场检查会议，科技部高技术研究开发中心有关负责同志和专家组出席会议。浙江泰林生物技术股份有限公司作为项目牵头承担单位，与浙江省计量科学研究院、浙江大学、杭州电子科技大学、正大青春宝药业有限公司等主要参与单位参加会议。 项目负责人夏信群汇报了自立项两年以来的研究开发情况和各项阶段性成果。检查组专家审阅了项目的相关材料，听取了项目组的情况汇报并进行了质询，对阶段性研究成果给予肯定，一致同意通过中期检查。此外，检查组专家也对项目组的后续工作计划提出了积极建议。 泰林生物承担的高性能智能化无菌检测仪开发和应用项目，采用关键技术研究-模块研究-系统集成-应用研究-工程化产业化的技术实施路线，项目研究成果的应用将大幅提升我国无菌检查的效率和水平，并为突发事件的应急检测提供支撑，推动食品、药品安全事业发展进步。