微生物厌氧活性测试系统

在自然环境和人体中，存在着大量厌氧和微需氧菌，它们与人类的生活息息相关。1861年，巴斯德首次发现了厌氧菌，这标志着人类对这类细菌认识的开端。随着研究的深入，开发多功能、智能化的厌氧和微需氧菌培养装置变得日益迫切。杭州华端生物科技有限公司（以下简称：华端生物）在厌氧菌培养领域取得显著成就，其推出的HD-AN系列智能厌氧/微需氧培养系统，填补了培养过程中实时氧浓度监测的技术空白。近日，仪器信息网一行走进华端生物，与公司销售总监黄翰韬对话，深入了解这家年轻企业的技术、产品创新和发展规划。华端生物销售总监黄翰韬从国产替代到自主研发华端生物正式成立于2021年，其创立的初衷是以保障食品安全、药品安全和公共卫生安全为已任，不断研发创新产品，填补国内空白，引领国产仪器共同发展。公司初名并非华端，更名意在成为进口检测仪器的国产替代，并逐步成为行业领导者。1950年，美国科学家发明了厌氧培养技术；1970年，日本三菱公司发明了厌氧产气袋；1975年，第一台厌氧培养箱在英国诞生；2019年，华端生物的首款厌氧/微需氧培养系统进入市场，对标MART公司的厌氧微需氧培养系统。黄翰韬称：“客户对国产仪器有偏见，认为国产仪器质量和服务做得不好，但我个人有一些理想主义的想法，希望产品能够与进口产品竞争，甚至超越它们。” 如今，华端生物在厌氧菌培养设备领域取得了显著成就，其核心产品HD-AN系列智能厌氧/微需氧培养系统，填补了培养过程中实时氧浓度监测的技术空白。传统“基于气体抽排置换法”的厌氧培养装置需要长期处于运行状态，气体消耗量大且不能精确控制微需氧环境，操作时还需要随时查看设备运行情况。华端生物HD-AN系列智能厌氧/微需氧培养系统通过“真空置换抽排原理”精准控制培养罐中气体环境，气体消耗量极低（厌氧环境7L/罐，微需氧环境2-3L/罐），用户可自定义O2/CO2浓度，最快70s生成氧浓度0%-18%微需氧环境，无线氧浓度监测功能更是使培养过程不再“两眼一摸黑”。 HD-AN系列智能厌氧/微需氧培养系统华端生物产品线布局全面，涵盖传统微生物和工业微生物检测。其产品线的布局最早也是借鉴梅里埃等公司的成功经验，覆盖微生物样品采集及富集、样品前处理、厌氧/微需氧培养、样品定性定量分析各环节，形成了一套全流程检测方案。当前，华端生物专注于保障食品安全、药品安全和公共卫生安全，致力于将产品、服务做精做透，自成立以来每年都推出1-2个新产品，客户群体广泛，涵盖疾病预防控制中心、食品药品监督管理部门、海关、高等教育机构、科研单位以及各类企业。“下一步公司也在积极开拓海外市场，准备进军国际市场。” 黄翰韬透漏了其未来市场规划。“卷创新、卷品质、卷服务”从国产替代到行业引领，这一变化的背后离不开创新的驱动。“行业内积累的经验让我们着手去解决客户的迫切需求和痛点，通过对产品进行‘微创新’的后发优势，使其更适合国内市场。”黄翰韬展示了华端生物自主研发和生产的桌面设备——自动细菌涂布仪。他回忆道：“过去作为销售人员，我仅需专注于销售，当我亲自投身于产品开发时，才深刻体会到其中的复杂。这款涂布仪虽然简单，但其核心部件——转轴的设计却很难”。研发时不仅需要确保转轴的平衡性和转速，还要考虑平皿的高度和材质，甚至不同厂家生产的平皿厚度差异。经过一系列的测试和调整后，自动细菌涂布仪可以适配90mm直径的平皿，并且能够适应±1-2mm的误差，这样平皿既平稳又不会松动。这就是提升国产微生物检测设备的竞争力的法宝——持续投入研发、大胆创新产品性能和应用、严抓产品质量。自动细菌涂布仪面对激烈的竞争市场，黄翰韬认为企业不应该仅局限于“卷价格”，应该“卷创新、卷品质、卷服务”，只有各项都做到优秀，才能在激烈的市场竞争中脱颖而出，成为行业引领者。微生物检测仪器行业有一定的门槛，华端生物作为一家国产初创企业，成立不到三年时间，就获得了国家高新技术企业认证，黄翰韬称公司在发展过程中获得了地方政府的大力支持，也有信心通过创新和优质服务提升竞争力。“重视与客户的直接接触，了解客户需求，提供定制化解决方案，通过免费试用和客户反馈，不断改进产品，实现共赢”。国家高新技术企业认证证书国内微生物检测市场发展不足，食品检测、药品检测、环境监测还有很大的发展空间，谈及作为一家国产初创企业当下生存发展面临的最大困难和挑战，黄翰韬自信地说：“虽然有人说今年形势不容乐观，但我个人觉得危机中要发现机会，做好准备，等待市场爆发。正如赵本山大爷所说，‘你不能代表大环境’，无论外界环境如何，我们总能找到机会，占据一席之地。”尽管国产仪器面临巨大挑战，华端生物的产品市场表现仍然良好，核心产品智能厌氧微需氧培养系统在政府检测单位占有一半以上市场，并入围伊利、蒙牛等大型乳企的采购目录。部分产品还远销俄罗斯、非洲、日本等国家，成功打开了出口市场。黄翰韬把这些归功于小公司处理市场反馈更加灵活。他解释道：“客户更倾向于“傻瓜式”的操作，即操作简单直观，无需过多思考如何使用。然而很多大企业被战略规划或较大的生产体量等因素掣肘，无法及时调整，但我们会认真对待客户需求，并根据用户体验不断改进，优化产品性能。” 展望未来，他直言希望能够获得更多关注，“我不怕竞争，怕的是没有竞争的机会”，也会在自身薄弱环节适当的寻求外部合作“公司计划在未来几年内，继续加强产品研发，提升产品竞争力，拓展国内外市场，提升品牌知名度”。走访合影（从左至右：仪器信息网产业研究部陈星羽、仪器信息网生命科学编辑李兆坤、华端生物销售总监黄翰韬、仪器信息网客户成功经理康龙、华端生物市场经理沈玥琳）

前言：溶出是药物吸收和暴露的限速步骤，因此，难溶性药物的体外测试尤其具有挑战性和重要性，需要明确此方法必须能够利用这一特征，通过提供有意义的释放速率的解释，或在某些情况下，解释实际的释放机制，从而提供重要的临床相关信息。 难溶性药物在制剂处方和制造工艺中需要特别注意，如减小颗粒大小的方法以及更复杂的制剂操作和工程技术领域，以提高药物的有效性、增加体内浓度和吸收。有一些新兴课题正在进行深入的探索和理解，特别是诸如溶出方法中的漏槽与非漏槽方面的条件、固态性质的贡献、表面活性剂的化学性质、计算机模拟、剂量倾泻和胶囊属性。 目前，正在开发的口服剂型在水性介质中具有不同水平的溶解度，为了促进具有较低水溶性的药物的溶出测试，管理机构允许使用低浓度的表面活性剂，以提高溶解度。1添加主要目的是提高药物在测试介质中的溶解度以实现漏槽条件，由于正在开发的药物中有很多是难溶性的（统称BCSII类和IV类），尤其要注意在溶出介质中加入表面活性剂，并不是方法开发中增加溶解度的唯一选择。 01表面活性剂“表面活性剂”是“表面活性物质”的一组化学物质的通用术语。表面活性剂分子中存在疏水基团（尾部）和亲水基团（头部），决定了表面活性剂是具有两亲属性（亲水性和疏水性环境的亲和性）的有机化合物。因此，表面活性剂分子同时含有水不溶性（油溶性）和水溶性成分。表面活性剂分子将迁移到水表面，其中不溶性疏水基团可以延伸出大部分水相，或者如果水与油混合，则进入油相，而水溶性头部组保持在水相中。表面活性剂分子的这种排列和聚集起着改变水/空气或水/油界面处水的表面性质的作用（图1）。 02在溶出方法开发中的表面活性剂类型 在溶出方法的开发中，表面活性剂可以通过其离子电荷分为四大类用于筛选目的：• 阴离子：例如十二烷基硫酸钠/月桂基硫酸钠（SLS / SDS）• 阳离子：例如十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）• 非离子型：如聚山梨酯20和80，泊洛沙姆• 两性/两性离子：例如卵磷脂，椰油酰胺丙基甜菜碱此外，为了体外评估GIT的性能，可以考虑更复杂的“生物相关的”表面活性剂介质体系。这些制剂模拟人GIT中的禁食（FaSSIF）和进食状态（FeSSIF）环境。2FaSSIF和FeSSIF介质配方可商购。 03溶出介质中的表面活性剂浓度 如上所述，基于表面活性剂的介质的溶解度增加是浓度依赖性的，而较高浓度的表面活性剂会溶解更多的药物，3必须优化表面活性剂浓度以平衡溶解度和漏槽条件与检测制造或稳定性变化方法的区分能力。通常，设定表面活性剂浓度的目标是在溶出介质中使用尽可能少的表面活性剂，以实现所需的漏槽条件和方法的稳健性，同时实现并保持对药品关键质量属性的区分。 在早期的开发过程中可以评估溶解性和漏槽条件，但是在开发的后期阶段，例如在验证方法可靠性以检测配方/工艺中的有意变化的过程中，该方法的区分特征往往被揭示出来。另外，对于基于表面活性剂的溶出介质，应该考虑两个因素：（i）应提供表面活性剂介质系统以确保方法可转移性。表面活性剂的各种来源有时在制备时导致可变的pH。SDS介质尤其如此，因为这种表面活性剂典型地来自乙氧基化中和过程。（ii）在表面活性剂介质中使用的填充剂的pH值需要在添加表面活性剂之前进行调整。当表面活性剂改变电极的表面环境时，所得到的溶液应被认为是表观pH值。 04表面活性剂在溶出介质开发中的应用 当表面活性剂被添加到溶出介质时，亲水端将与水性介质结合，疏水尾部遇到排斥力，有效地寻找与之相联系的替代相。相之间的“推拉”降低了水相内的分子间作用力，由此降低了表面和界面张力。事实上，界面张力的降低是表面活性剂增溶的关键驱动力。想象一下一种药物由于高疏水性而不溶于水或溶出介质的情况。添加表面活性剂并将其溶解在介质中，它作为延伸/线性单体或自缔合球形存在，分布在介质中。表面活性剂浓度的进一步增加将最终产生胶束，多个表面活性剂分子的自缔合产生表面活性剂尾部的疏水核心的新胶体相。发生这种相变的浓度称为临界胶束浓度（CMC）。 在纯水相存在下，溶剂与任何疏水表面的相互作用不是在能量上有利的，导致润湿差和低溶解度。疏水性固体（不溶性药物）与溶解的表面活性剂的疏水性尾部之间的相互作用，降低了润湿和溶解固体所需的能量，从而增加了药物的溶解度。通过随后将溶解的物质分配到表面活性剂胶束的疏水核心中可以进一步提高溶解度。在方法开发中选择最佳的表面活性剂浓度必须考虑胶束的存在与否对体外释放的基本机制的影响。 05表面活性剂对溶解气体的影响 如前所述，溶出介质中表面活性剂的存在改变了介质的表面和界面张力。这导致溶解氧在介质中的溶解度的变化。Fliszar等人4评估了含有表面活性剂的溶出介质中溶解氧的作用。使用含有0.5％SLS，2.0％SLS和0.5％吐温80的含水（不含表面活性剂）介质和溶出介质，研究了几种标准制剂对氧溶解的作用。 在这项研究中，含有表面活性剂的介质的氧含量由于表面张力的降低而被发现为7.5-8.5mg/mL。然而，不含表面活性剂的水性介质更低，为5.5mg/mL。不管所用的脱气方法（在真空下搅拌，加热，超声处理，氦气喷射和膜过滤），一旦脱气完成，所有介质准备重新获得或重新生成。初始氧含量和通气达到平衡的持续时间取决于用于脱气的方法（图2-4）。评估氧含量的增加对其溶解的影响。研究证实，含有表面活性剂的介质在初始时间点没有发现任何结果值（误差范围内）（图5和6）。 此外，已知对溶解氧敏感的化合物（泼尼松）在通气和脱气（换句话说，含氧量）反应中的溶出曲线显示出显著的变化，如图7所示。从这项工作可以得出结论，含表面活性剂的介质迅速恢复其平衡氧含量，并且变化具有最小误差。该研究证实，在实验开始之前，介质中的溶解气体达到平衡是很重要的。 LOGAN将持续分享难溶性药物的溶出度测试系列的相关文献！ 参考文献：1. Noory, C., Tran, N., Ouderkirk, L., Shah, V. Steps for development of a dissolution test for sparingly water-soluble drug products. Dissolut.Technol., 2000, 7(1), 16–18. 2. Bhagat, N. B., Yadav, A. B., Mail, S. S., Khutale, R. A., Hajare, A. A., Salunkhe,S. S., Nadaf, S. J. A review on development of biorelevant dissolution medium. J. Drug Deliv. Ther., 2014, 4(2), 140–148. 3. Shah, V. P., Konecny, J. J., Everett, R. L., Mc Cullough, B., Noorizadeh,A. C., Skelly, J. P. In vitro dissolution profile of water-insoluble drug dosage forms in the presence of surfactant. Pharm. Res., 1989, 6(7), 612–618. 4. Fliszar, K. A., Forsyth, R. J., Zhong, L., Martin, G. P. Effects of dissolved gases in surfactant dissolution media. Dissolut. Technol., 2005, 12(3), 6–10.

为贯彻落实党中央、国务院关于推动现代化生态环境监测体系建设的决策部署以及《“十四五”生态环境监测规划》关于试点开展海水水质自动监测的有关要求，扎实做好海水水质自动监测的技术引领和支撑，2023年7-9月，海洋中心组织全国16家海水水质自动监测设备厂商开展海水水质自动监测系统测试工作。本次测试包括自动监测设备实验室性能测试和自动监测系统海上现场测试两个阶段，水质监测指标主要包括水温、盐度、浊度、pH、溶解氧、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和活性磷酸盐等9项指标，共有16个品牌37个型号的监测设备参与测试。性能测试阶段，通过对自动监测设备的检出限、精密度、准确度、零点漂移、跨度漂移、线性、盲样和加标回收等的测试，全面考察了我国目前海水水质自动监测关键设备的性能水平。现场测试阶段，集成后的自动监测系统投放至海上测试场进行为期30天的连续测试，通过对自动监测系统数据获取率、有效数据率、比对误差、标准溶液核查、期间核查、标准溶液漂移和空白漂移等指标的测试，掌握自动监测系统在真实海洋环境中运行的稳定性、可靠性和适应性。本次测试是对我国当前海水水质自动监测设备性能水平和自动监测系统现场运行能力的一次全面检验，是海水水质自动监测系统在海洋环境监测领域推广应用的一次大练兵。下一步，海洋中心将结合本次测试工作，加快推进海水水质自动监测相关技术标准制定，逐步规范海水水质自动监测系统建设、运行、质控等技术要求，不断提升我国海洋生态环境精细化、动态化监测能力。原文视频