無菌性測試
無菌測試是 GMP 的關鍵要求,旨在確認藥品、醫療器材、生物製劑以及細胞與基因療法在施予患者之前,均不含活微生物。無菌測試若未通過——無論是真正陽性還是假陽性結果——都將帶來嚴重後果:產品召回、患者安全風險,以及耗資巨大的監管調查。
隨著藥典標準不斷演進及監管審查日趨嚴格,現代無菌測試計畫必須應對三項相互關聯的挑戰:方法準確性、資料完整性,以及放行速度。對於任何遵循 GMP 運作的品質控制實驗室而言,了解現有的無菌測試方法、相關法規框架,以及數位工作流程與快速微生物檢測方法的最新進展,至關重要。
從為您的產品與包裝形式選擇合適的檢測方法,到滿足監管機構在數據完整性與放行速度方面不斷演變的期望,本指南將帶您深入了解無菌檢測的每個關鍵面向。
精選類別
藥品無菌檢驗方法
藥品無菌檢測的藥典規範主要依據《美國藥典》(USP)<71>、《歐洲藥典》(Ph. Eur.)2.6.1 及《日本藥典》(JP)<4.06>,其中規定樣本須於兩種不同的培養基中進行為期 14 天的培養。 使用兩種培養基是為了確保能全面檢測微生物:液態硫代乙醇酸鹽培養基(FTM)用於厭氧菌和需氧菌(於 32.5°C 培養),而大豆酪蛋白消化培養基(SCDM)(亦稱為胰蛋白腖大豆肉湯,TSB)則用於需氧菌和真菌(於 22.5°C 培養)。 若於培養後觀察到任何渾濁現象,即表示可能存在微生物污染,必須進行調查。
目前有兩種藥典認可的方法:膜過濾法與直接接種法。 方法的選擇取決於產品的性質、包裝形式及其物理化學特性。如《美國藥典》(USP)<71>、《歐洲藥典》(Ph. Eur.)2.6.1 及《日本藥典》(JP)<4.06> 所述,若產品性質允許,應優先採用膜過濾法,因其靈敏度更高且能有效去除抑制性物質。當無法進行過濾時,仍可採用直接接種法。
雖然 14 天的培養期仍是藥典標準,但基於 ATP 生物發光技術的快速微生物檢測法(RMMs)已日益獲得監管機構認可,適用於包括細胞與基因療法在內的短保質期產品。 新的《美國藥典》(USP)<73> 章節——「基於 ATP 生物發光技術檢測短效產品污染的微生物學方法」——為 RMM 的採用以及該技術的驗證與實施提供了明確的法規框架,並將於 2025 年 8 月起生效。
無論選用何種方法,數據完整性要求均適用於所有無菌測試工作流程:從樣品接收至最終結果記錄,所有測試數據必須完全可追溯、可接受稽核,並符合 ALCOA++、21 CFR 第 11 部分及歐盟附件 11 的要求。
膜過濾無菌測試

作為業界先驅,Steritest® 解決方案憑藉逾 50 年的豐富經驗,提供可靠且安全的無菌檢測,確保結果值得信賴。根據《美國藥典》(USP)<71>、《歐洲藥典》(Ph. Eur.)2.6.1 及《日本藥典》(JP)<4.06> 的規定,膜過濾是適用於可過濾藥品的首選法規檢測方法。樣本會通過 0.45 µm 的膜過濾器,微生物在此被截留,隨後於適當的培養基中進行培養。
相較於直接接種法,此方法具備以下關鍵優勢:
- 更高靈敏度 — 將整個樣本或複合樣本通過單一膜濾器過濾
- 抑制劑去除 — 抗菌化合物(如抗生素或防腐劑)可在培養前被沖洗掉,避免產生假陰性結果
- 密閉系統保護 — 現代密閉式過濾裝置可確保產品在測試過程中絕不會接觸環境,大幅降低外來污染及測試結果無效的風險
在 GMP 無菌測試環境中,無論是在層流罩還是隔離器內,使用閉合系統的一次性膜過濾裝置均被視為最佳實務。
直接接種無菌試驗
在直接接種無菌測試中,會將少量樣本在無菌條件下轉移至適當的培養基中並進行培養。雖然此方法操作簡便,但存在若干限制,實驗室應予以考量:
- 靈敏度降低 — 僅能接種少量樣本,增加漏檢低水平污染的風險
- 濁度干擾 — 本質上呈濁或帶色的產品,可能在目視檢查時掩蓋微生物的生長跡象
- 抗菌抑制作用 — 具有抗菌特性的產品必須在接種前進行中和處理,以避免出現假陰性結果

用於無菌測試的快速微生物學方法(RMM)
隨著監管框架不斷演進以適應創新發展,快速微生物檢測法(RMM)正逐漸被接納為傳統藥典無菌測試的科學驗證替代方案。對於保質期短的產品——例如細胞與基因療法、放射性藥品及短效生物製劑——RMM 尤為重要,因為 14 天的培養期往往與產品放行時程或患者治療計畫不相容。
在最成熟的 RMM 技術中,ATP 生物發光法可偵測活微生物與生物發光試劑反應後發出的光,從而實現快速、靈敏且定量的污染檢測。與傳統的培養法不同,ATP 生物發光法以定量的儀器測量取代主觀的視覺濁度評估,使結果的解讀更為及早且更具可重複性。
《美國藥典》(USP)<73> ——《基於 ATP 生物發光檢測短效產品污染的微生物學方法》—— 將於 2025 年 8 月生效,其頒布標誌著一個重要的監管里程碑,為實驗室提供了明確的藥典框架,用以實施和驗證基於 RMM 的無菌測試。 與此相輔相成的是《美國藥典》<1071>,該標準針對快速微生物檢測方法的實施與驗證提供了更廣泛的指引。
RMM 不僅適用於終端產品的無菌測試,亦適用於整個製造流程中的製程中生物負荷監測,為實驗室提供適用於多種品質控制應用的多功能且符合規範的解決方案。
Milliflex® Rapid System 2.0 完全符合 USP <73> 的要求,可協助您的實驗室實施經驗證且符合規範的基於 RMM 的無菌測試工作流程——在 5 天或更短的時間內提供檢測結果。

無菌測試中的資料完整性與治理
無菌測試結果的可靠性取決於其背後數據的可靠性——全球各監管機構均將數據完整性視為符合 GMP 微生物學規範的核心要點。 除了測試方法之外,無菌測試數據在整個測試生命週期中如何產生、記錄及維護,同樣至關重要。包括美國食品藥物管理局(FDA)、歐洲藥品管理局(EMA)及日本藥品醫療機器局(PMDA)在內的監管機構,均要求所有實驗室數據須符合 ALCOA++ 原則:數據必須具備可追溯性、可讀性、同步性、原始性及準確性,同時還對數據的完整性、一致性及可用性有額外要求。
在美國,《聯邦法規彙編》第 21 篇第 11 部分(21 CFR Part 11)定義了電子紀錄與電子簽名的相關要求,使數位文件在法律上等同於紙本紀錄。在歐洲,歐盟附錄 11(EU Annex 11)則針對 GMP 環境中的電腦化系統制定了同等標準。 這些法規共同為品質控制(QC)實驗室數據(包括無菌測試)的數據完整性建立了明確的框架:即時數據擷取、自動生成稽核追蹤紀錄,以及完整的端到端數位可追溯性——從操作員身分識別和儀器數據,到樣本資訊和最終結果——這些在 GMP 稽查期間日益受到監管機構重視,並被視為業界最佳實務。M-Trace® 軟體與行動應用程式可協助您的實驗室滿足這些法規要求。
無菌測試的應用:從藥品到細胞與基因療法
無菌檢測是眾多受 GMP 規範產業中一項例行性的品質控制要求。雖然基本原則保持一致,但各產業領域在檢測方法的選擇、法規框架以及檢測結果出爐速度的要求方面,卻存在顯著差異:
- 藥品——包括注射劑、眼用製劑及輸液——佔無菌檢測的最大體量,其規範依據為《美國藥典》(USP)<71>、《歐洲藥典》(Ph. Eur.)2.6.1 及《日本藥典》(JP)<4.06>
- 生物製劑、生物相似藥及疫苗——屬於需依照 GMP 進行嚴格批次放行測試的無菌注射用產品
- 醫療器材 — 根據器材形式調整無菌檢測方法,採用直接轉移法或產品沖洗法
- 細胞與基因療法(CGT)及先進療法醫藥產品(ATMP)——此類產品保存期限短或極短,快速微生物學檢測方法往往是當日或次日做出放行決策的唯一可行選擇
- 放射性藥品 — 半衰期以小時計的產品,傳統的 14 天培養方法並不適用,且越來越多地要求採用快速微生物學方法(RMMs)
- 組織與再生醫學——在移植或給藥前進行無菌性確認"
無菌測試工作流程
傳統藥典工作流程 — 膜過濾法
以下分步工作流程描述了依據《美國藥典》(USP)<71>、《歐洲藥典》(Ph. Eur.)2.6.1 及《日本藥典》(JP)<4.06> 進行的膜過濾無菌測試。
試驗準備 — 在受控環境(層流櫃或隔離器)內組裝膜過濾裝置,並將管路連接至無菌測試泵
- 膜/濾膜沖洗與預潤濕 — 對濾膜進行預潤濕,以優化過濾效率並將產品對濾膜的吸附降至最低
- 樣品過濾 — 將等體積的產品過濾至兩個濾罐中;微生物將被截留於 0.45 µm 膜
上 - 沖洗 — 使用經驗證的沖洗溶液去除抑制性化合物,以防止出現假陰性結果
- 培養基填充 — 將 SCDM(TSB)和 FTM 無菌培養基
注入膜過濾裝置 - 培養 — 於 32.5°C(FTM)及 22.5°C(SCDM)下培養 14 天。此兩溫度分別為《美國藥典》(USP)<71>、《歐洲藥典》(Ph. Eur.)2.6.1 及《日本藥典》(JP)<4.06>
所規定之 30–35°C 與 20–25°C 藥典範圍的中點 - 結果檢驗 — 目視濁度檢查;任何濁度均須作為潛在微生物污染
進行調查 - 數位測試記錄 — 即時、自動將所有測試步驟、操作人員動作及儀器數據匯整至單一、可稽核的電子記錄中,有助於符合《聯邦法規彙編》第 21 編第 11 部分(21 CFR Part 11)、ALCOA++ 資料完整性原則,並確保具備接受監管稽查的準備狀態
各步驟說明均符合《美國藥典》(USP) <71>、《歐洲藥典》(Ph. Eur.) 2.6.1 及《日本藥典》(JP) <4.06> 的藥典要求。步驟 8 反映了 21 CFR 第 11 部分及歐盟附錄 11 對資料完整性的現行監管要求,其標準超越了藥典規定。
快速無菌檢測工作流程 — ATP 生物發光法
對於保質期短的產品——包括細胞與基因療法、放射性藥品及短效生物製劑——傳統的 14 天培養期往往與產品放行時程不相容。快速微生物檢測法(RMMs)提供了一種經科學驗證且獲監管機構認可的替代方案。
ATP 生物發光是無菌檢測領域中最成熟的 RMM 技術之一。該技術透過偵測活微生物與生物發光試劑反應後發出的光,實現快速、靈敏且定量的污染檢測。 新的《美國藥典》(USP)<73>章節——「基於 ATP 生物發光檢測短效產品中污染的微生物學方法」——為採用 RMM 提供了明確的監管框架,並將於 2025 年 8 月生效。
典型的 ATP 生物發光快速無菌測試工作流程如下:
- 樣品過濾 — 樣品透過專用膜進行過濾,以保留具活性的微生物
- 添加 ATP 試劑 — 將生物發光試劑施加於膜上,鎖定活細胞
- 自動化檢測與定量 — 採用高靈敏度檢測相機,捕捉並定量活微生物發出的光訊號
- 5 天內出結果 — 相較於傳統 14 天的藥典方法,結果產出速度最快可提升 75%。實際出結果時間取決於經驗證的方法及產品類型。
- 電子檢測紀錄 — 所有結果均記錄於符合 21 CFR Part 11 規範、且可完全追蹤的數位紀錄中
此工作流程基於《美國藥典》(USP)<73> 所述的 ATP 生物發光技術。步驟 5 反映了 21 CFR 第 11 部分及歐盟附錄 11 對資料完整性與電子紀錄保存的現行法規要求。
採用 ATP 生物發光技術的 RMM 既適用於無菌測試,也適用於製程中的生物負荷監測,為實驗室提供了一套適用於整個製造工作流程、兼具多功能性、快速且符合規範的解決方案。
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