制藥工業中使用到的各種質量的水中，注射用水是重要的，因此在對注射用水的生產、儲存和分配各個環節都有著非常嚴格的要求，并且必須通過一系列的認證。本文將對注射用水的生產及使用過程作詳細介紹。

 一、注射用水的質量要求

　　在制藥工業使用的各種質量的水中，注射用水(WFI)一直以來都是制藥用水中重要的。注射用水用于制造各種注射液，如與患者血液直接接觸的疫苗、點滴靜脈輸液和類似產品，并用于清洗包裝這些產品的藥瓶以及生產這些產品的設備。因此，要求水中一定不能存在有毒或可能妨礙產品療效的污染物。

　　各個國家藥典都對注射用水作出了明確規定，但是制藥工業的化使得世界各地的公司為了能在美國市場上銷售產品就必須按照美國市場的要求制造產品，這就使得美國藥典成為了質量標準。表1列出了美國藥典所規定的注射用水要求。

　　高純水很容易吸收大氣中的CO2，然后發生水解，形成碳酸氫離子，并且提高了電導率。美國藥典對CO2對電導率的影響提出了補償的方法，但是這一方法十分復雜，使在線導電率監測不再那么簡便易行。因此，制藥廠家在用戶端所要求的電導率都低于注射用水電導率，補償CO2的影響，通常都把用戶端的電導率設在0.1~1μS/cm。

　　總有機碳是衡量水中有機物質數量的一個尺度，其大多數是腐植酸和灰黃霉酸，以及在水處理過程中產生的各種衍生物。對于這些物質大多數在水純化過程被去除，由于注射水是通過純化水進一步純化而產生。因此，總有機碳的要求在注射用水中相對比較容易做到。

　　由于細菌能使血液受到感染，所以細菌數的控制是必須的。此外，注射用水還必須是無熱原水。熱原被注入血液時，會引起患者發熱。它們大多是內毒素，內毒素是較大的蛋白分子，是細菌代謝或者細胞分解時產生的。其主要來源是革蘭氏陰性細菌，如Escherichiacoli,Streptococcusfaecalis,Clostridiumwelchii和Pseudomonasspp。無熱原要求，是注射用水和相對要求較低的純水一個本質的區別。

二、注射用水的生產

　　某些熱原分子能被高于120℃的溫度所分解，該溫度能保證水中無菌。以前的藥典規定，注射用水須通過蒸餾方式產生。但是，由于內毒素分子的大小適中，分子量阻斷值為6000道爾頓的超濾法和反向滲透法(其有效分子量阻斷值約為200道爾頓)都能生產無熱原水。現今日本的藥典允許使用這兩種方法的任一方法來替代蒸餾法生產注射用水。美國藥典允許采用反向滲透法，不過當前英國和歐洲藥典都規定注射用水必須通過蒸餾產生。目前，制藥企業一般都采用蒸餾法是因為這種方法被普遍認為是一種“更安全的”方法。然而，制藥蒸餾室成本很高，蒸餾的源水必須是純化水(純化水必須滿足與注射用水一樣的化學純凈度標準)并使用清潔蒸汽作為加熱介質，所以它們的運行成本很高。膜滲系統在資本和運作成本上都較低，(所以有人提出采用滲膜生產“無熱原水”用于諸如洗瓶和反應器清洗等高消耗、無產物的應用領域，把蒸餾生產注射用水只用作一種產品的成分，目前對其經濟性尚有爭論。)表2列出了各種生產方法可預期的熱原產出水平。

　　對于美國市場生產制藥產品的制藥設施應接受美國食品和藥品管理局(FDA)的檢查，該機構的目的旨在保證合理的標準執行。對于注射用水系統來說，這意味著要符合美國藥典的標準，不過目前美國藥典并沒有規定高極限細菌數目，只提供了一個0.1cfu/ml 指導值。因此，FDA所關注的是在注射用水系統里細菌數量處于控制之下，需菌數量低并且相對穩定；并且適當設定警戒等級和行動等級，以及達到這些等級必須采取的措施，有詳細文件作依據。

三、儲存和分配

　　生產無熱原水是個挑戰，而保證無熱原水在儲存和向用戶端分配過程中保持無菌狀態又是一個挑戰。這涉及到系統設計和管理的問題。制藥工業往往是基于批次工藝，也就是說需要間斷地大流量供水，以注滿反應器。(水處理裝置連續運行帶來好的性能，而系統的大產能和投資成本互為制約。所以，水處理系統以平均流量連續運行的方式為設計基礎。注滿儲水箱，再從儲水箱經過循環分配系統，注滿反應器。)于是，經常會有相當長的一段時間不需要注水，在此期間水是儲存在儲水箱和再循環系統里。如果水不流動或者受到空氣中微生物污染，細菌可能開始生長，造成細菌總數和熱原水平的上升。細菌會在停滯區和“死端”繁殖生長，所以仔細的管路設計和通過環形主管進行注射用水的連續再循環是儲存和分配系統的重要前提。儲存和分配系統有兩個方案：熱系統和冷系統。

　　當采用蒸餾法生產注射用水時，熱分配系統就是適用的系統。利用蒸汽熱交換器補充在儲存和分配期間產生的熱損耗，可把蒸餾熱產物保持在80~90℃之間的溫度。在80℃溫度以上時，細菌的活性*不能存在，并且熱水保持幾乎無菌。雖然不會發生化學災害，儲箱和管路還是需要加上保溫層，以保護人員的安全和減少熱損耗。此外，還需要使用端的冷卻，除非全都使用熱水。雖然這會提高系統的投資成本，但明顯地簡化了管理程序。

　　如果發現熱水再循環系統里發生了污染，該系統應進行深度消毒。深度消毒經常采用炙熱的潔凈蒸汽。當系統排水后，潔凈蒸汽被注入此系統。蒸汽注滿循環系統，把溫度提高并維持在121℃的理想水平。此時低點和流出點全部打開，氣阱裝好，以保證系統里形成的冷凝水全部被排除，一小時后，重新把注射用水再次注入循環管路系統。

　　同熱注射用水循環系統相比，冷注射用水循環系統較不常見，其要求仔細的監測和良好的管理。即便采用抑菌空氣排放過濾器或者儲水箱氮封的方法，細菌也不可避免地會進入系統中，所以，日常的監測是十分重要的。只要溫度保持較低，就能減少細菌的繁殖。10℃左右的溫度可以抑制大多數的細菌生長，所以冷循環系統大多在低于25℃的溫度下運行。一般通過熱交換器利用外界冷卻水為冷媒進行冷卻。移除由于泵的運能和從房頂空間的較高環境溫度得到的熱量。由于紫外線輻射能產生自由羥基并使自身產生的熱原發生氧化，所以，在冷循環系統里采用紫外線滅菌裝置能提供進一步的滅菌保護。

　　細菌會滋生，特別是當系統長期不用時，這種情況會對熱原的數量水平產生影響。當細菌的數量達到不可接受的水平時，系統必須停止運行，進行滅菌。目前，大多數系統采用自動滅菌設計，這一裝置可以采用熱力或者臭氧進行夜間滅菌。

　　熱力滅菌操作簡便。開始一個滅菌周期，啟動循環主管上的蒸汽熱交換器，循環水被加熱到約85℃，通常保持此溫度一小時，然后利用冷卻水熱交換器進行冷卻。在管路上的溫度傳感器能探測和記錄滅菌作業確定完成，所以這一過程是可以被cGMP所認證的。大型系統需要較高的熱量，即使管路有保溫層，加熱和冷卻的時間也會比較長；為了保護人員免受傷害，保溫層也是必要的。

　　可以應用于注射用水系統消毒的化學品是臭氧。同熱水或者蒸汽滅菌相比，此消毒劑的滅菌周期較短，并且可以在常溫下操作。因為臭氧可以被紫外線所破壞，所以，在分配系統滅菌之前，系統使用的各種紫外線滅菌裝置必須關閉。膜電解池對過流的純水電解產生的臭氧，含有臭氧的純水注入儲水箱并與循環水混合。臭氧監測器確保在系統的各個點均達到適當的臭氧濃度(一般為0.2~0.5mg/L)，記錄下當時的濃度和持續時間，供認證需要。一旦管路的滅菌過程結束，啟動紫外線裝置，以消除在分配環里的殘余臭氧，并自動對殘余臭氧濃度再一次地監測和記錄。