管碟法測(cè)定抗生素效價(jià)影響因素與控制方法的研究進(jìn)展

任仲麗 張秀花 王靜 李秀菊 劉博

[摘要]管碟法是目前國(guó)內(nèi)外常用的抗生素微生物檢定法，方法經(jīng)典成熟，靈敏度高，能直觀地反映抗生素藥品的抗菌活性。本文通過(guò)查閱資料及實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)管碟法測(cè)定抗生素效價(jià)的影響因素進(jìn)行分析、歸納，并提出合理有效的解決方案，旨在減少外界與人為因素引起的誤差，使測(cè)定結(jié)果與真實(shí)值更為接近，使試驗(yàn)的準(zhǔn)確性得到有效提高。

[關(guān)鍵詞]管碟法;抗生素效價(jià);影響因素;準(zhǔn)確性

[中圖分類(lèi)號(hào)] R927.1? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1674-4721（2020）9（a）-0027-04

[Abstract] The cylinder-plate method is a commonly used method for microbiological assay of antibiotics at home and abroad. The method is classical and mature， with high sensitivity， and can directly reflect the antibacterial activity of antibiotics. This paper analyzes and summarizes the factors influencing on the assay of antibiotic microbiological by cylinder-plate method through data review and practical experience summary， and puts forward reasonable and effective solutions to reduce the errors caused by external and human factors， so that the measurement results are closer to the real value and the accuracy of the test is effectively improved.

[Key words] Cylinder-plate method; Antibiotic microbiological assay; Influence factors; Accuracy

《中華人民共和國(guó)藥典》2015年版（ChP 2015）四部通則[1]1201抗生素微生物檢定法包括管碟法和比濁法，其中管碟法測(cè)定的品種共35個(gè)，是目前國(guó)內(nèi)外常用的抗生素微生物檢定法，利用抗生素溶液在含有特定試驗(yàn)菌的瓊脂培養(yǎng)基內(nèi)成球面形擴(kuò)散，一定時(shí)間內(nèi)，試驗(yàn)菌的生長(zhǎng)與抗生素溶液的擴(kuò)散達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，瓊脂培養(yǎng)基上呈現(xiàn)透明的抑菌圈[2]，抗生素濃度對(duì)數(shù)劑量與抑菌圈直徑呈直線關(guān)系，通過(guò)比較標(biāo)準(zhǔn)品與供試品產(chǎn)生的抑菌圈直徑大小，計(jì)算出供試品的抗生素效價(jià)[1]。

管碟法以擴(kuò)散原理為基礎(chǔ)，因此與擴(kuò)散作用有關(guān)的因素，如擴(kuò)散系數(shù)、擴(kuò)散時(shí)間、抗生素溶液的濃度等因素都影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性[3]。本文按照試驗(yàn)的步驟（圖1），就影響管碟法的重要因素進(jìn)行歸納，并提出合理有效的解決方案，減少外界與人為因素引起的誤差，使測(cè)定結(jié)果與真實(shí)值更為接近，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性[2]。

1環(huán)境

操作室應(yīng)分兩部分：一部分為一般操作區(qū)，另一部分為半無(wú)菌操作區(qū)，其中半無(wú)菌操作區(qū)溫度應(yīng)控制在20～25℃，空氣凈化級(jí)別至少為萬(wàn)級(jí)，并設(shè)有紫外線滅菌燈或其他滅菌設(shè)備。操作臺(tái)面應(yīng)定期進(jìn)行水平檢查，避免由于操作臺(tái)面不水平而造成培養(yǎng)基厚薄不均，影響后續(xù)試驗(yàn)[4]。建議使用生物安全柜。

2試驗(yàn)器材的準(zhǔn)備

與試驗(yàn)有關(guān)的所有試驗(yàn)器材都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌，移液管、滴定管、容量瓶等玻璃容器應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定，并符合A級(jí)要求;天平應(yīng)滿(mǎn)足品種稱(chēng)量的精度要求，進(jìn)行檢定并符合規(guī)定[2]。

2.1雙碟

建議選用同廠家、同批次產(chǎn)品。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)挑選碟底厚薄均勻，水平透明，無(wú)色斑氣泡的雙碟，避免因底面的凹凸不平造成培養(yǎng)基厚薄不均。可將雙碟放在水平臺(tái)面上，下墊一張白紙，雙碟內(nèi)加水2～3 ml，再滴加藍(lán)墨水，根據(jù)藍(lán)色深淺是否一致來(lái)判斷雙碟底面是否平整。

2.2鋼管

建議選用內(nèi)外壁及兩端平坦、光滑、管壁厚薄均勻一致的，且為同一廠家的同一最小包裝產(chǎn)品，使鋼管在培養(yǎng)基中沉降深度相同，溶液擴(kuò)散均勻一致;若兩端不平坦，溶液容易側(cè)漏[5]。鋼管的清潔也是影響試驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素，如果鋼管殘留微量抗生素或被其他殺菌劑污染，會(huì)使抑菌圈破裂，因此鋼管的清洗一定要徹底。被污染的鋼管應(yīng)用清潔液浸泡2 h后，再用蒸餾水或純化水清洗干凈，滅菌后方可使用，逐個(gè)稱(chēng)量仍能使用的鋼管，按重量分套（每套鋼管重量差異不超過(guò)±50 mg）使用[6-7]。曾東方等[8]的研究采用一次性無(wú)菌塑料吸管代替牛津杯進(jìn)行簡(jiǎn)易試驗(yàn)。

2.3滴管

試驗(yàn)時(shí)挑選管口光滑，口徑大小適當(dāng)，垂直滴下時(shí)液滴大小以每毫升20滴為宜。使用前在清潔液中浸泡不少于24 h，然后用蒸餾水或純化水沖洗3次，置適當(dāng)容器中，150～160℃干熱滅菌2 h備用。

3供試品、標(biāo)準(zhǔn)品、緩沖液與培養(yǎng)基的準(zhǔn)備

用于菌種傳代的培養(yǎng)基及抗生素檢定培養(yǎng)基的來(lái)源對(duì)抗生素效價(jià)測(cè)定均有影響，因此通常需進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)以確定最佳的試驗(yàn)條件[9]。

3.1供試品、標(biāo)準(zhǔn)品

供試品與標(biāo)準(zhǔn)品稱(chēng)量的不確定度對(duì)抗生素效價(jià)測(cè)定有一定的影響，稱(chēng)量前先將標(biāo)準(zhǔn)品從冰箱中取出，使其溫度與室溫達(dá)到平衡;供試品與標(biāo)準(zhǔn)品的稱(chēng)量應(yīng)使用同一天平;盡量一次性稱(chēng)取，建議供試品稱(chēng)取量不少于50 mg，標(biāo)準(zhǔn)品稱(chēng)取量不少于20 mg[10-11]。供試品與標(biāo)準(zhǔn)品的溶解稀釋的不確定度對(duì)抗生素效價(jià)測(cè)定的影響較大，因此《中國(guó)藥品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范》（2019年版）中“抗生素微生物檢定法”相關(guān)要求規(guī)定，玻璃容器均應(yīng)符合《常用玻璃量器檢定規(guī)程》里的A級(jí)要求，每步稀釋取量不得少于2 ml，總稀釋步驟一般不超過(guò)3步[11-12]。按ChP 2015規(guī)定，供試品水解可以采用40℃放置6 h或室溫放置16 h。中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)（CNAS）《抗生素微生物檢定法測(cè)定藥品含量》能力驗(yàn)證（T0426）對(duì)85家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)兩種方法無(wú)顯著差異，但是供試品和標(biāo)準(zhǔn)品應(yīng)采用同種水解方法，并嚴(yán)格按照規(guī)定的溫度和時(shí)間放置，否則即為對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方法的偏離[4]。

3.2緩沖液、培養(yǎng)基

配制緩沖液與培養(yǎng)基時(shí)要嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)的要求配制，配制緩沖液的試劑應(yīng)為分析純的化學(xué)試劑，培養(yǎng)基來(lái)源應(yīng)相對(duì)固定，嚴(yán)格按照要求的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于pH值的不同可能會(huì)出現(xiàn)卵圓形抑菌圈，培養(yǎng)基酸堿度會(huì)顯著的提升或抑制抗生素的殺菌作用，堿性條件下，抗生素甚至失去殺菌作用[13-14]。姚永青等[9]研究發(fā)現(xiàn)由于國(guó)內(nèi)培養(yǎng)基質(zhì)量參差不齊，應(yīng)對(duì)培養(yǎng)基質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，在用管碟法做抗生素效價(jià)測(cè)定時(shí)，應(yīng)選擇最適傳代培養(yǎng)基與檢定培養(yǎng)基作為試驗(yàn)的系統(tǒng)適用性條件。

4試驗(yàn)菌的制備

試驗(yàn)菌株特性發(fā)生變異，也會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)果的準(zhǔn)確性，ChP 2015明確規(guī)定試驗(yàn)菌應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)菌株，并規(guī)定了菌株編號(hào)和菌懸液的制備方法，保證制備菌懸液的菌株在3～5代，并采用適宜的菌種保藏技術(shù)保存菌懸液及菌種培養(yǎng)物，保證試驗(yàn)菌株的生物學(xué)特征不變[15]。試驗(yàn)菌株的菌齡不等，會(huì)導(dǎo)致抑菌圈的擴(kuò)散系數(shù)不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致抑菌圈的邊緣不清晰，這也是影響試驗(yàn)結(jié)果的重要因素之一[14]。

菌液的復(fù)蘇也是試驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素，要掌握好復(fù)蘇時(shí)間，過(guò)短菌種沒(méi)有蘇醒，過(guò)長(zhǎng)菌種又進(jìn)入了休眠狀態(tài)[10]。試驗(yàn)菌菌種濃度過(guò)小，抑菌圈邊緣模糊不清;濃度過(guò)大，抑菌圈太小，因此在不能掌握菌種濃度的情況下，可以先做一下預(yù)試驗(yàn)[16-17]。

5試驗(yàn)操作

5.1制備雙碟

加注底層培養(yǎng)基，體積控制在20 ml。底層培養(yǎng)基太少，抑菌圈過(guò)大，底層培養(yǎng)基太多，鋼管會(huì)被陶瓦蓋壓入菌層培養(yǎng)基，導(dǎo)致液體無(wú)法滲出。加注菌層培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)將培養(yǎng)基放在水浴中保溫，細(xì)菌控制在48～50℃，芽孢控制在60℃，菌層培養(yǎng)基體積為5 ml，加注時(shí)要迅速轉(zhuǎn)動(dòng)雙碟使培養(yǎng)基均勻平鋪開(kāi)[2]。環(huán)境溫度對(duì)培養(yǎng)基的均勻鋪開(kāi)有較大的影響，溫度太低很容易造成培養(yǎng)基沒(méi)有擴(kuò)散開(kāi)已凝固，應(yīng)控制在20～25℃[12]。由于管碟法的可信限率不好控制，往往需增加培養(yǎng)基數(shù)量才能獲得規(guī)定的可信限率，最好多制備幾個(gè)雙碟，一般制備10個(gè)[18]。

5.2放置鋼管

放置鋼管要從同一高度平穩(wěn)、垂直放置，相應(yīng)劑量的鋼管對(duì)角均勻放置，且注意鋼管與鋼管，鋼管與雙碟邊緣的距離，依個(gè)人實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，建議使用鋼管自動(dòng)放置器，鋼管在瓊脂培養(yǎng)基上靜置5～10 min沉降穩(wěn)定后，再滴加抗生素溶液[12]。

5.3滴加抗生素溶液

常艷等[19]研究發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)中按照SH→TH→SL→TL的順序，先滴加標(biāo)準(zhǔn)品溶液時(shí)，測(cè)定結(jié)果偏低;按照TH→SH→TL→SL的順序，先滴加供試品溶液時(shí)，測(cè)定結(jié)果偏高;且差值（PT測(cè)定-PT真值）均隨滴加抗生素溶液時(shí)間的延長(zhǎng)而增大;建議采用兩組試驗(yàn)按兩種順序平行試驗(yàn)，消除滴加抗生素溶液順序引入的系統(tǒng)誤差，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合并計(jì)算。

滴加抗生素溶液時(shí)，滴管應(yīng)和鋼管保持適當(dāng)?shù)木嚯x，不宜離管口太高，以防溶液濺出，滴落在培養(yǎng)基表面;亦不宜過(guò)低，以防觸碰鋼管，使鋼管與培養(yǎng)基分離[14]。用滴管加樣時(shí)，管口不宜過(guò)大，管口過(guò)大液滴容易封閉鋼管，底部氣體無(wú)法移出，導(dǎo)致無(wú)圈;加樣量一定要適量，滴加量過(guò)多溢出導(dǎo)致抑菌圈不圓，量太少則抑菌圈直徑達(dá)不到18～22 mm。滴加時(shí)間不易過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)殇摴軆?nèi)溶液擴(kuò)散時(shí)間不同，會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性[13]。邰順章等[20]通過(guò)利用自制玻璃滴管、1 ml卡介苗注射器、微量移液器3種加樣方法比較，發(fā)現(xiàn)采用微量移液器定量加樣，能高效的控制擴(kuò)散時(shí)間和加樣量，回歸和可信限率都有明顯的提高，偏離平行略有提高。蔣惠嵐[21]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)用微量移液器加抗生素溶液時(shí)，加270 μl抗生素溶液最合適，可以獲得滿(mǎn)意的可信限率（≤5%），誤差更小，并可節(jié)約大量時(shí)間。常艷等[19]研究發(fā)現(xiàn)管碟法以每組10個(gè)培養(yǎng)皿計(jì)，當(dāng)點(diǎn)樣時(shí)間控制到10 min以?xún)?nèi)時(shí)，測(cè)定結(jié)果與真值極為接近，可以忽略因點(diǎn)樣時(shí)間引入的誤差，因此建議點(diǎn)樣時(shí)間最多不超過(guò)10 min。

6雙碟的培養(yǎng)

滴加了抗生素溶液的雙碟要輕拿輕放，雙碟要與培養(yǎng)箱保持一定的距離且雙碟疊放不能超過(guò)3個(gè)，保證雙碟的溫度一致，使試驗(yàn)菌生長(zhǎng)速度一致，減小試驗(yàn)誤差[2]。

7抑菌圈的測(cè)量

使用抑菌圈自動(dòng)測(cè)量?jī)x測(cè)量結(jié)果時(shí)，抑菌圈清晰度對(duì)測(cè)量結(jié)果影響非常大，建議試驗(yàn)時(shí)根據(jù)具體的明暗程度，調(diào)節(jié)抑菌圈自動(dòng)測(cè)量?jī)x的清晰度[10]。抑菌圈自動(dòng)測(cè)量?jī)x是應(yīng)用光電轉(zhuǎn)換、光耦合裝置（CCD）掃描、模數(shù)變換（AD變換）等技術(shù)，通過(guò)測(cè)量抑菌圈直徑，折算出抗生素效價(jià)含量的儀器，測(cè)量結(jié)果由計(jì)算機(jī)直接輸出，但多數(shù)生產(chǎn)廠家并沒(méi)有給出效價(jià)測(cè)定的技術(shù)要求，因此，應(yīng)對(duì)儀器進(jìn)行檢定校準(zhǔn)的方法研究，用以評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的性能[22]。試驗(yàn)所用的抑菌圈自動(dòng)測(cè)量?jī)x應(yīng)每年或每半年定期進(jìn)行圖像、回收率試驗(yàn)誤差、重復(fù)測(cè)量的精密度等指標(biāo)校準(zhǔn)[7]。常艷等[19]研究發(fā)現(xiàn)，不能正確計(jì)算估計(jì)效價(jià)（AT）和濃度比（D）會(huì)導(dǎo)致結(jié)論由不符合規(guī)定變?yōu)榉弦?guī)定，或者相反。

8小結(jié)

管碟法是國(guó)際上通用的、經(jīng)典的抗生素效價(jià)測(cè)定方法，在各國(guó)藥典中被普遍采用，隨著高效液相色譜法（HPLC）等化學(xué)分析技術(shù)的快速發(fā)展，很多抗生素品種已使用化學(xué)分析方法測(cè)定效價(jià)，但管碟法能夠直觀、特異性地反映抗生素的抗菌活性，與臨床具有一致性，因此在各國(guó)藥典中仍占有重要的地位[9]。

本文通過(guò)對(duì)管碟法測(cè)定抗生素效價(jià)的影響因素進(jìn)行歸納，提示試驗(yàn)人員在操作過(guò)程中，嚴(yán)格按照操作規(guī)范，謹(jǐn)慎小心操作，減少外界與人為因素引起的誤差，使測(cè)定結(jié)果與真實(shí)值更為接近，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

[參考文獻(xiàn)]

[1]國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典：2015年版.四部[M].北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2015：160-165.

[2]中國(guó)藥品生物制品檢定所.中國(guó)藥品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范[M].北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2001.

[3]夏琴，陳秀蓮，張芳華，等.管碟法效價(jià)測(cè)定在硫酸慶大霉素乳膏中的應(yīng)用[C].中國(guó)藥學(xué)會(huì).2013年“全國(guó)醫(yī)院藥學(xué)（藥學(xué)服務(wù)與實(shí)踐）學(xué)術(shù)會(huì)議”論文集.中國(guó)藥學(xué)會(huì)醫(yī)院藥學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)：中國(guó)醫(yī)院藥學(xué)雜志編輯部，2013：438-442.

[4]劉晉，房霞.管碟法測(cè)定琥乙紅霉素效價(jià)的影響因素分析及控制方法[J].藥學(xué)研究，2013，32（12）：705-707.

[5]薩麗塔娜提·居努司，瑪爾江·木坎.管碟法測(cè)定抗生素效價(jià)中的注意事項(xiàng)[J].新疆畜牧業(yè)，2016，（6）：44-45.

[6]劉英.管碟法測(cè)定抗生素效價(jià)中的影響因素[J].畜牧與飼料科學(xué)，2012，33（8）：80-81.

[7]黃依玲.管碟法測(cè)定土霉素片含量的影響因素分析[J].中國(guó)藥業(yè)，2013，22（14）：76-77.

[8]曾東方，陳玢，桓嬌，等.塑料管碟法測(cè)定抗生素的抗菌活性[J].生物學(xué)通報(bào)，2011，46（8）：48.

[9]姚永青，郜繼東，劉英.菌種與培養(yǎng)基在抗生素微生物檢定法中的應(yīng)用分析[J].國(guó)外醫(yī)藥（抗生素分冊(cè)），2019，40（4）：380-385.

[10]陳家鳳.管碟法測(cè)定抗生素效價(jià)的影響因素及控制方法[J].畜牧獸醫(yī)科技信息，2013，（2）：16-17.

[11]李夏林，張麗英.管碟法測(cè)定琥乙紅霉素含量的不確定度分析[J].中國(guó)醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2011，8（12）：42-44.

[12]王欣放，王雅靜.如何提高抗生素效價(jià)管碟測(cè)定法的準(zhǔn)確性[J].中國(guó)當(dāng)代醫(yī)藥，2015，22（8）：182-183.

[13]胡向東.生物檢定法測(cè)定抗生素效價(jià)的因素分析[J].黑龍江醫(yī)藥，2011，24（1）：105.

[14]周琦.抗生素微生物檢定法的誤差因素分析[J].化工管理，2018，（10）：30.

[15]中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì).CNAS-CL09：2013檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則在微生物檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用說(shuō)明[S].2014.

[16]王新霞，宋雪玲.管碟法對(duì)抗生素藥品效價(jià)的微生物檢定[J].延安大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)科學(xué)版），2011，9（3）：58，68.

[17]李婧，杜娟，陳征.抗生素微生物檢定二劑量管碟法常用菌種培養(yǎng)的研究[J].首都醫(yī)藥，2011，18（14）：23-24.

[18]李偉革，李應(yīng)超，趙營(yíng)，等.微生物管碟法與比濁法測(cè)定抗生素含量[J].飼料研究，2012，（8）：67-68.

[19]常艷，姚尚辰，胡昌勤.影響抗生素微生物檢定法（管碟法）測(cè)定準(zhǔn)確性的常見(jiàn)原因分析[J].中國(guó)抗生素雜志，2018，43（7）：875-880.

[20]邰順章，王曉晶.抗生素微生物檢定法中滴加抗生素溶液方法的研究[J].藥學(xué)與臨床研究，2015，23（3）：271-273.

[21]蔣惠嵐.管碟法測(cè)定抗生素效價(jià)的影響因素及控制方法[J].中國(guó)獸藥雜志，2011，45（8）：53-55.

[22]丁海月，丁海銘，于亞洲，等.管碟法微生物檢測(cè)系統(tǒng)計(jì)量校準(zhǔn)技術(shù)的研究[J].生物技術(shù)世界，2014，（3）：117.

（收稿日期：2020-03-27? 本文編輯：孟慶卿）