瞬時檢測系統(tǒng)IMD—A在環(huán)境控制上的應(yīng)用前景分析

摘要：一種新的直觀的評價醫(yī)院或藥廠環(huán)境微生物水平的技術(shù)正在應(yīng)用和推廣中，它就是空氣微生物檢測系統(tǒng)（IMD-A），它能連續(xù)和瞬時地捕捉和鑒別空氣中浮游的生物和非生物顆粒，并能同時讀出微生物顆粒的數(shù)據(jù)以及進行趨勢分析。與傳統(tǒng)的空氣浮游菌采集方法完全不同的地方在于采用純光學(xué)技術(shù)，測試原理是依據(jù)細菌或活性物質(zhì)本身分泌出含熒光的核黃素的特征，空氣微生物檢測系統(tǒng)（IMD-A）使用紫外檢測器捕捉微量核黃素來確認細菌或微生物的存在，它可以實時地，不間斷地，精確至顆粒地分析空氣中的各種微生物數(shù)量。

關(guān)鍵詞：環(huán)境控制；微生物瞬時檢測方法；浮游生物顆粒；實時監(jiān)測

1 導(dǎo)言

傳統(tǒng)空氣微生物的采樣方法分為浮游法和沉降法兩種。這兩種采集方式基于長久以來微生物培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用，分二部分：①使用經(jīng)驗證合適的培養(yǎng)基制成平板培養(yǎng)皿，然后進行空氣樣本的采集；②采集完畢的培養(yǎng)皿放置在規(guī)定的溫度中培養(yǎng)1～7d，取出后對在平板上生長的顯著菌落計數(shù)，獲得空氣微生物的濃度。1997年美國亞利桑那大學(xué)光學(xué)實驗室發(fā)現(xiàn)了空氣中微生物的熒光光譜以及捕捉技術(shù)，2002年以后，為了反恐需要，該實驗室開始研究粉末和空氣中超微顆粒含活性物質(zhì)的研究，例如炭疽病毒等，獲得技術(shù)上成功，并接受美國國防部的委托，開始進行測試儀器的研發(fā)，2003年出品了空氣微生物瞬時檢測系統(tǒng)IMD-A，并成立了生物預(yù)警系統(tǒng)公司（BioVigilant Systems， Inc.），該產(chǎn)品2004年在美國陸軍實驗室獲得認可，2005年初該項技術(shù)解禁并投入商業(yè)推廣和應(yīng)用。

一般來說，傳統(tǒng)方法從開始監(jiān)測到得到結(jié)果花費的時間需要1～7d，采用常規(guī)方法若出現(xiàn)偏差則可能產(chǎn)生更多生產(chǎn)中斷機會，偏差發(fā)生后還需增大對監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)測和污染機會，由此大大增加生產(chǎn)成本和降低生產(chǎn)效率。常規(guī)方法要一段時間去判斷修復(fù)是否成功，從而拖延做出判斷，并使它更加難以確定造成污染的原因。而IMD-A的連續(xù)監(jiān)測大大增加了對環(huán)境監(jiān)測的準確性，可以及早地動態(tài)預(yù)先發(fā)現(xiàn)問題，從而降低污染的機會和生產(chǎn)處理的難度；可減少停機時間和降低所需補救的時間。

2 空氣浮游菌瞬時檢測系統(tǒng)IMD-A

空氣微生物瞬時檢測系統(tǒng)IMD-A擁有19項專利設(shè)計。該系統(tǒng)現(xiàn)在正在被推廣應(yīng)用于醫(yī)院或制藥行業(yè)的全光學(xué)技術(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備。它無需配制培養(yǎng)基或準備其他任何微生物實驗所必須的工作，也不必采樣后培養(yǎng)幾天再計數(shù)等。

IMD-A可作為診斷工具，以確定問題所在。隨著對指定范圍環(huán)境的監(jiān)控記錄，歷史數(shù)據(jù)可以重放和分析。使用系統(tǒng)攝像機，這些數(shù)據(jù)還可以可視性地分析監(jiān)控時發(fā)生的情況，從而用戶能輕易知道到底發(fā)生了什么事情導(dǎo)致問題的出現(xiàn)。

3 測試以及應(yīng)用

3.1 醫(yī)院的環(huán)境測試數(shù)據(jù) 測試儀器：MAS100（默克浮游菌采樣器，采樣流量100L/min），空氣微生物瞬時檢測系統(tǒng)IMD-A（采樣流量1.6 L/min），被測環(huán)境：某醫(yī)院ICU，空氣過濾器過濾效率：90%，檢測時間24h。

通過數(shù)據(jù)分析，IMD-A與MAS100的數(shù)據(jù)趨勢是一致的；IMD-A的分辨率和精確度更高；同時，從IMD-A監(jiān)測到的≥5μm/m3的顆粒與微生物的對應(yīng)數(shù)值來看，IMD-A檢測到的粒子數(shù)據(jù)和微生物數(shù)據(jù)有內(nèi)在聯(lián)系，具有實時監(jiān)控能力。

3.2藥廠的環(huán)境測試數(shù)據(jù) 測試儀器： MAS100（浮游菌采樣器，采樣流量100 L/min）， 空氣微生物瞬時檢測系統(tǒng)IMD-A（采樣流量1.6 L/min），CLiMET激光粒子計數(shù)器（采樣流量2.83 L/min），被測環(huán)境：某藥廠100級（Grade A） 區(qū)域灌裝區(qū)，10000級（Grade C）區(qū)域準備區(qū)，100000級（Grade D）區(qū)域 更衣區(qū)，空氣過濾器過濾效率：99.995， 檢測時間4h。通過數(shù)據(jù)分析：IMD-A與CLiMET、MAS100的數(shù)據(jù)趨勢一致，分辨率更高； IMD-A對小于5μm的活性顆粒具有鑒別能力；IMD-A對藥廠關(guān)鍵區(qū)域（Grade A）和核心輔助區(qū)（Grade C）的實時監(jiān)控較MAS有明顯優(yōu)勢。

4 結(jié)果和討論

4.1通過對醫(yī)院和藥廠環(huán)境的實時測試和與傳統(tǒng)浮游菌采樣結(jié)果的比較，證實空氣微生物瞬時檢測系統(tǒng)IMD-A具有直觀性、精確性和數(shù)據(jù)跟蹤分析能力，這項技術(shù)與傳統(tǒng)方法需要等待2～7d才能獲得結(jié)果優(yōu)勢明顯；

4.2實時分辨鑒別微生物的技術(shù)是前所未有的，這項技術(shù)既無需準備合適的培養(yǎng)基，也無需采樣后的培養(yǎng)和計數(shù)，采樣等人工干預(yù)造成的干擾幾乎沒有，方便高效的實時監(jiān)測性能使得它應(yīng)用于藥廠的生產(chǎn)環(huán)境能極大降低操作風(fēng)險，產(chǎn)品的生產(chǎn)全過程是否始終處于受控環(huán)境一目了然，同時可作為參數(shù)放行的證據(jù)；還可作為生產(chǎn)開始前的環(huán)境驗證，省去微生物培養(yǎng)的時間，有利于流程管理。

4.3IMD-A能同時獲得非生物顆粒和生物顆粒的數(shù)據(jù)，并能獲得6種粒徑的數(shù)據(jù)，出現(xiàn)偏差的話現(xiàn)場即可進行排查，原因更容易追溯，如果傳統(tǒng)方法結(jié)果幾天后才被獲知，到時候追溯原因的話可能更加復(fù)雜和困難；IMD-A還可隨時查閱歷史記錄，這可能是未來應(yīng)用于對顆粒和微生物需設(shè)置警戒限度和糾偏限度的制藥生產(chǎn)環(huán)境最好的技術(shù)之一。

4.4IMD-A設(shè)計和操作的先進性基于它的創(chuàng)新，將細胞的新陳代謝產(chǎn)物用熒光光譜技術(shù)捕捉，并對采集到所有顆粒進行鑒別，包括由于采樣原因、培養(yǎng)基原因、微生物代謝原因或其他原因未能順利生產(chǎn)的生物粒子，因此它比傳統(tǒng)方法獲取的數(shù)據(jù)群更廣泛更精確，對制劑生產(chǎn)無菌核心區(qū)的環(huán)境控制將更有說服力。

4.5IMD-A的有價值之處還在于對空氣中粒徑在0.5～1μm的活性細胞的鑒別力，未來隨著設(shè)計和技術(shù)的成熟，更小粒徑活性物質(zhì)的探測也大有可能，這對藥廠關(guān)鍵區(qū)的環(huán)境控制特別實用和必要。研究表明，活性顆粒（包括細菌和病毒）正有變得越來越小化的趨勢，僅僅這個理由，已足以引起藥廠對該項技術(shù)的偏好。編輯/王敏