CN112080547A - 一种快速的无菌检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种快速的无菌检查方法，通过在药典传统无菌检查培养基胰酪大豆胨液体培养基和硫乙醇硫酸盐流体培养基中，分别添加指示剂2,3,5‑triphenyltetrazolium chloride(TTC)和/或Calcofluor White M2R(CWM)，在培养过程中连续检测光强的变化值判断菌的有无，从而在3‑5天内快速完成样品的无菌检查。所述无菌检查方法具有检查时间短、灵敏度高、操作简便、成本低，能更快速准确地定性分析微生物污染状况。

Description

一种快速的无菌检查方法
技术领域
本发明涉及涉及药品、食品、生物制品、医疗器械等无菌产品检查领域，具体而言，涉及一种快速的无菌检查方法。
背景技术
无菌检查是确保无菌产品使用安全的必检项目，也是决定无菌产品生产周期的重要环节之一。如在药品领域中，各国药典对注射剂无菌检查均有严格要求，并基本形成了国际一致的检查标准与操作规程，有效地提高了制剂无菌保证水平。
但是现行无菌检查方法具有一定的局限性。首先，无菌检查周期较长，制约企业生产效率的提高：各国药典均规定无菌检查的培养周期为14天，如果不能判定结果的需经转种培养7天，如果判断出现“假阳性”结果则需复试一次，延长了产品的出厂等待时间和生产周期。其次，现行药典中对无菌检查的结果判断为肉眼观察微生物大量生长所产生的培养基浑浊，受观察人员的操作经验影响较大，具有一定的主观性，自动化程度低。另外，单纯依靠培养基浑浊判定样品无菌状况仍存在以下风险：肉眼观察对与非微生物生长引起的培养基浑浊则不易排除，对于生长缓慢、在规定检查时间内不引起培养基浑浊的微生物污染更无从识别，由此可能产生假阳性和假阴性判断，影响结果的准确性和可靠性。
鉴于上述问题，建立一种能够快速识别无菌制剂微生物污染的方法，提高检查灵敏度、准确度、缩短检查时间、提高检查自动化程度，以补充或替代现有方法，已经成为国内外无菌制剂研究的关注焦点，并形成了超声波检测法(CN201710675623.2)、PCR扩增检测法(CN201210306849.2)、微量量热法(CN201010211629.2)等新方法。以上各种方法提高了微生物污染的检查能力，但是由于受微生物粒径大小、其他微粒干扰、操作复杂、仪器设备及试剂昂贵或方法缺乏普适性(仅针对某种微生物，检测面窄)等因素的制约影响其推广应用，因而需要根据微生物的生命、生长特征尝试建立新的，更方便、准确、快速的无菌检查方法。
2,3,5-triphenyltetrazolium chloride(TTC)，中文名为氯化三苯基四氮唑，是脂溶性光敏感复合物，最初用于检测种子生存能力，后来用于染色检测哺乳动物组织的缺血梗塞。TTC是呼吸链中吡啶核苷结核酶系统的质子受体，TTC与正常组织中的脱氢酶反应而呈红色，正常脑组织和有活力种子胚细胞活细胞中的脱氢酶可以将TTC还原成不溶性的红色稳定的三苯基臢(TTF)；而缺血组织细胞或胚种细胞内脱氢酶活性因死亡或生活力衰退下降，不能反应，故不会产生变化而呈现苍白色。因此可以根据染色部位和染色深浅程度来鉴定脑组织或者种子的活力。
Calcofluor White M2R(CWM)常用作真菌染色和细胞活力染色，可用作纤维素和锦纶织物、纸张和去污剂、肥皂的荧光增白剂，该染料可与几丁质结合，使荧光得以加强，可用来阐述骨架结构中几丁质的特殊位置，还可用来染色真菌细胞壁和染色白色念珠菌生物膜。
发明内容
为解决上述问题，本发明开发了一种更方便、准确、快速的无菌检查方法，所述方法通过在无菌检查培养基中添加指示剂2,3,5-triphenyltetrazolium chloride(TTC)和/或Calcofluor White M2R(CWM)，然后通过培养和光学检测，能在3-5天内快速完成样品的无菌检查。
一方面，本发明提供了一种用于快速无菌检查培养基中的指示剂，所述指示剂包括2,3,5-triphenyltetrazolium chloride(TTC)和/或Calcofluor White M2R(CWM)。
由于2,3,5-triphenyltetrazolium chloride(TTC)更适合于检测细菌，Calcofluor White M2R(CWM)更适合于检测真菌，因此本发明在进行无菌检查过程中，也可以根据检查目的来选择指示剂为TTC和CWM，还是TTC或CWM。
另一方面，本发明提供了一种快速无菌检查方法，所述方法采用含有指示剂2,3,5-triphenyltetrazolium chloride(TTC)和/或Calcofluor White M2R(CWM)的培养基。
TTC指示机理：在琥珀酸脱氢酶的催化作用下，本来无色的TTC能够从NADH获取电子从而被还原成具有红色的底物，能通过光谱仪在更早的时间观察到。
CWM指示机理：CWM本身不带荧光，在与真菌菌丝中几丁质反应后显示出蓝色荧光，通过仪器的检测荧光信号的变化而能指示检测真菌的存在。
进一步地，所述的培养基是指胰酪大豆胨液体培养基(TSB)和硫乙醇硫酸盐流体培养基(FTM)。当然，本发明也可以选用其他无菌检查培养基，这里优选在药典传统无菌检测用的两种培养基：胰酪大豆胨液体培养基(TSB)和硫乙醇硫酸盐流体培养基(FTM)。
进一步地，所述快速无菌检查方法包括以下步骤：
(1)取待测样品同时加入如上所述的含有指示剂的培养基中；取待测样品0.1ml，分别用无菌pH 7.0氯化钠蛋白胨缓冲液稀释至7mL，分别加入0.1g含有指示剂TTC和/或CWM的胰酪大豆胨液体培养基(TSB)和硫乙醇硫酸盐流体培养基(FTM)中分别进行培养。
(2)待测样品加入胰酪大豆胨液体培养基(TSB)后，在20-25℃进行培养；待测样品加入硫乙醇硫酸盐流体培养基(FTM)后，在30-35℃进行培养。
(3)连续检测光强变化值。
传统的无菌检查方法是通过菌增长到一定数量肉眼可见判断菌体的有无，本发明方法通过指示剂指示菌代谢过程中的代谢中的代谢产物能更早的判断菌体的有无。
进一步地，所述的培养基中2,3,5-triphenyltetrazolium chloride(TTC)的浓度为：每0.1g培养基中含0.67mg的2,3,5-triphenyltetrazolium chloride(TTC)。
进一步地，所述的培养基中Calcofluor White M2R(CWM)的浓度为：每0.1g培养基中含3.5mg的Calcofluor White M2R(CWM)。
进一步地，步骤(4)所述的检测光强变化值，其中2,3,5-triphenyltetrazoliumchloride(TTC)显示的光强可通过光谱仪进行检测。
进一步地，步骤(4)所述的检测光强变化值，其中Calcofluor White M2R(CWM)显示的荧光信号可通过荧光检测仪进行检测。
另一方面，本发明提供了一种物质用于制备快速无菌检查培养基中的指示剂的用途，所述物质包括2,3,5-triphenyltetrazolium chloride(TTC)和/或Calcofluor WhiteM2R(CWM)。
进一步地，所述快速无菌检查培养基是指胰酪大豆胨液体培养基和硫乙醇硫酸盐流体培养基。
本发明通过在药典传统无菌检查培养基胰酪大豆胨液体培养基(TSB)和硫乙醇硫酸盐流体培养基(FTM)中，分别添加指示剂2,3,5-triphenyltetrazolium chloride(TTC)和/或Calcofluor White M2R(CWM)，在培养过程中连续检测光强的变化值判断菌的有无，从而在3-5天内快速完成样品的无菌检查。所述无菌检查方法具有检查时间短、灵敏度高、操作简便、成本低，能更快速准确地定性分析微生物污染状况。
附图说明
图1、实施例2中肉眼观察在分别采用传统法(STD)和本方法(AMT)培养8h，不同浓度金黄色葡萄球菌(S.aerues)、大肠埃希菌(E.coli)、铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)、生孢梭菌(C.sporogensis)的颜色变化对比照片
图2、实施例2中分别采用传统法(STD)和本方法(AMT)培养的不同浓度枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、白色念珠菌(C.albican)不同时间点吸光度(Abs)变化曲线图
图3、实施例2中分别采用传统法(STD)和本方法(AMT)培养的不同浓度的黑曲霉(A.brasiliensis)不同时间点荧光强度变化曲线图
图4、实施例4中通过调整原试验指示剂±10％的配比，检测大肠埃希菌(E.coli)、白色念珠菌(C.albican)和黑曲霉(A.brasiliensis)在浓度分别为10、100、1000CFU/ml时采用本发明提供的快速无菌检查方法的最早观察时间变化曲线图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
实施例1方法适用性试验
本实施例通过试验进行传统无菌检查方法和本发明提供的快速无菌检查方法的方法适用性试验。其中待测样品为mRNA疫苗原液，TSB培养基购自BD公司，FTM培养基购自BD公司，指示剂TTC购自Alfa Aesar货号A1087009，CWM购自SigmaAldrich，采用的光谱仪为UV-vis spectrometer分光光度计-Metash UV-5200PC，荧光检测仪为AMT SEERTMphotometer AMT SEERTM。
传统无菌检查方法具体操作步骤为：取待测样品0.1ml，分别加入25mL TSB培养基和25mL FTM培养基中分别进行培养，接种小于100CFU各试验菌。其中TSB培养基在20-25℃进行培养，FTM培养基在30-35℃进行培养，通过肉眼观察进行样本无菌检查。
本发明提供的快速无菌检查方法具体操作步骤为：取待测样品0.1ml，分别用无菌pH 7.0氯化钠蛋白胨缓冲液稀释至7mL加入至含有指示剂0.67mg TTC或/和3.5mg CWM的0.1g TSB培养基和0.1g FTM培养基中分别进行培养，接种小于100CFU各试验菌。其中TSB培养基在20-25℃进行培养，FTM培养基在30-35℃进行培养，分别通过光谱仪和荧光检测仪连续检测光强变化值。
传统的无菌检查方法是通过菌增长到一定数量肉眼可见判断菌体的有无，本发明方法通过指示剂指示菌代谢过程中的代谢产物从而能更早的判断菌体的有无。与传统的无菌检查法同时进行方法适用性试验，比较两种方法适用性的差异，根据表1进行实验组的设置，检测结果如表1所示。
表1.指示剂的种类和添加浓度对无菌检查结果的影响
Figure BDA0002666534630000051
由表1可以看出，本发明方法与传统药典方法适用性无差异。
实施例2最早观察时间的比较
本实施例按照实施例1的方法进行试验，并检测传统无菌检查方法(STD)和本发明提供的快速无菌检查方法(AMT)对不同菌种的最早观察时间。
其中，在培养8小时后，肉眼观察在采用传统法(STD)和本方法(AMT)培养下，不同浓度金黄色葡萄球菌(S.aerues)、大肠埃希菌(E.coli)、铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)、生孢梭菌(C.sporogensis)的颜色变化如图1所示。由图1可以看出，采用传统法(STD)和本方法(AMT)在培养8小时后，颜色都没有明显变化，凭肉眼难以准确分辨是否有菌存在。
采用光谱仪对分别按照传统法(STD)(不含指示剂)和本方法(AMT)(含有指示剂)培养的含有不同浓度的枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、白色念珠菌(C.albican)样品进行连续检测，不同时间点吸光度(Abs)变化曲线图如图2所示，其中的NC为阴性对照，RNA NC为供试品阴性对照。由图2可见，按照传统法(STD)(不含指示剂)和本方法(AMT)(含有指示剂)培养的含有不同浓度的枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、白色念珠菌(C.albican)样品，在培养一定时间后，都会出现吸光度(Abs)的快速上升，但本方法(AMT)由于含有指示剂TTC，吸光度(Abs)快速上升的时间明显提前了2～4h，可见采用本方法(AMT)对枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、白色念珠菌(C.albican)样品的最早检测时间，相比传统法(STD)至少能提前2～4h。
采用荧光检测仪对按照传统法(STD)(不含指示剂)和本方法(AMT)(含有指示剂)培养的不同浓度的黑曲霉(A.brasiliensis)样品进行连续检测，不同时间点荧光强度(fluorescence intensity)，变化曲线图如图3所示，其中的NC为阴性对照，RNA NC为供试品阴性对照。由图3可见，按照本方法(AMT)(含有指示剂CWM)培养的含有不同浓度的黑曲霉(A.brasiliensis)样品，在培养48h左右，荧光强度迅速上升，而按照传统法(STD)培养的含有不同浓度的黑曲霉(A.brasiliensis)样品，荧光强度不会有任何改变，只能通过长时间培养至肉眼可视为止。
经过连续检测，对比传统法(STD)和本方法(AMT)的最早观察时间如表2所示。
表2传统无菌检查方法和本发明的快速无菌检查方法最早观察时间对比
Figure BDA0002666534630000061
由表2可见，本发明提供的快速无菌检查方法的最早观察时间比传统无菌检查方法至少快2小时以上，特别是针对样品中的黑曲霉，最早观察时间要快24小时，证明了本发明方法比传统的检测能更早地判断菌体的生长。
实施例3准确性和检测限的比较
本实施例通过试验进行传统无菌检查方法和本发明提供的快速无菌检查方法的准确性和灵敏度对比。其中的传统无菌检查方法和本发明提供的快速无菌检查方法按照实施例1的方法进行试验，两种方法分别平行5次试验，传统无菌检查方法和本发明提供的快速无菌检查方法检测结果如表3所示。
表3传统无菌检查方法和本发明的快速无菌检查方法检测结果对比
Figure BDA0002666534630000071
由表3可见，本发明方法与传统药典方法准确度和检测限无差异。
实施例4方法耐用性试验
本实施例按照实施例2采用本发明提供的快速无菌检查方法得出最早观察时间，并通过调整原试验指示剂±10％的配比，检测大肠埃希菌(E.coli)、白色念珠菌(C.albican)和黑曲霉(A.brasiliensis)在浓度分别为10、100、1000CFU/ml时的最早观察时间，结果如图4所示。
由图4可以看出，指示剂±10％的配比时，对最早观察时间的影响非常小，基本差距在1h以内，可见本发明方法在本试验条件下有较强的耐用性。
实施例5两种指示剂相互影响试验
本实施例按照实施例2采用本发明提供的快速无菌检查方法，其中的指示剂分为三种情况，第一种仅有TTC，用于检测浓度为10、100、1000CFU/ml的大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、生孢梭菌、枯草芽孢杆菌和白色念珠菌，考察最早观察时间(首次出现阳性反应的时间点)；第二种仅有CWM，用于检测浓度为10、100、1000CFU/ml的黑曲霉，考察最早观察时间；第三种是含有TTC+CWM，用于检测浓度为10、100、1000CFU/ml的大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、生孢梭菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌和黑曲霉。通过单独一种指示剂存在或同种指示剂并存，同原试验方法进行试验，观察吸光度和荧光强度的变化，从而考察最早观察时间的变化，结果如表4所示。
表4两种指示剂的相互影响
Figure BDA0002666534630000072
Figure BDA0002666534630000081
由表4可以看出，两种指示剂共存或是仅存在一种指示剂，对检测结果的准确性没有影响，对最早观察时间影响很小，因此指示剂共存时对本发明的检测方法基本无影响。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种快速无菌检查培养基中的指示剂，其特征在于，所述指示剂包括2,3,5-triphenyltetrazolium chloride和/或Calcofluor White M2R。
2.一种快速无菌检查方法，其特征在于，所述方法采用含有指示剂2,3,5-triphenyltetrazolium chloride和/或Calcofluor White M2R的培养基。
3.如权利要求2所述的无菌检查方法，其特征在于，所述的培养基是指胰酪大豆胨液体培养基和硫乙醇硫酸盐流体培养基。
4.一种快速无菌检查方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取待测样品同时加入如权利要求3所述的含有指示剂的培养基中；
(2)待测样品加入胰酪大豆胨液体培养基后，在20-25℃进行培养；待测样品加入硫乙醇硫酸盐流体培养基后，在30-35℃进行培养。
(3)连续检测光强变化值。
5.如权利要求3或4所述的无菌检查方法，其特征在于，所述的培养基中2,3,5-triphenyltetrazolium chloride的浓度为：每0.1g培养基中含0.67mg的2,3,5-triphenyltetrazolium chloride。
6.如权利要求3或4所述的无菌检查方法，其特征在于，所述的培养基中CalcofluorWhite M2R的浓度为：每0.1g培养基中含3.5mg的Calcofluor White M2R。
7.如权利要求4所述的无菌检查方法，其特征在于，步骤(4)所述的检测光强变化值，其中2,3,5-triphenyltetrazolium chloride显示的光强可通过光谱仪进行检测。
8.如权利要求4所述的无菌检查方法，其特征在于，步骤(4)所述的检测光强变化值，其中Calcofluor White M2R显示的荧光信号可通过荧光检测仪进行检测。
9.一种物质用于制备快速无菌检查培养基中的指示剂的用途，其特征在于，所述物质包括2,3,5-triphenyltetrazolium chloride和/或Calcofluor White M2R。
10.如权利要求9所说的用途，其特征在于，所述快速无菌检查培养基是指胰酪大豆胨液体培养基和硫乙醇硫酸盐流体培养基。
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