引言
水对材料表面的吸附具有可逆性。单个分子是最接近于材料表面的，也是最难被微生物所利用的。多层水分子在材料表面形成，最外层的水具有更大的自由度，更容易分离成游离水，可以被微生物直接利用。水活性(Water Activity，简写Aw)即在有限的空间内，某种食物的蒸汽压力与同一温度下的纯水的饱和蒸汽压力之比，对微生物的生长有一定的影响。当水分的活性低于最小的微生物需要量时，就会使其停滞期和对数周期变短，直至停止。
在制订某一种制剂的微生物控制方案时，除按照《中华人民共和国药典》的相关规定，还应逐步从原料、原料、水质、生产环境、生产过程中的微生物污染等方面收集资料，以便制订出更有针对性、更科学的微生物控制方案。
1、相关概念的定义
1.1水活性概述
水活性（AW）是指在同一温度下，水蒸汽压力（P）与纯水蒸汽压力（Po）之比。即由产品在密闭系统内所制造的相对湿度。水活性是一种物理和化学指标，它反映了水在制品中的能态，反映了水和产物的结合强度，数值在0到1之间。
目前，水活性的测量主要通过物理化学两种方式进行，其中最常见的是含水量活度法和恒湿平衡法（康韦氏平板扩散法）。目前，国内外主要使用3种测定方法：露点-冷镜法，电子湿度计法和相对平衡湿度法。露点-冷镜测定法是指美国药典、欧洲药典、日本药局方、美国分析化学协会、 ISO等推荐的水活度测定方法。
1.2微生物指标
微生物指标是评价药物安全、有效的一个重要指标，但由于水在制药工业中的使用量大、用途广泛，在制药工艺中，水的存在是不可避免的。在很长一段时间内，含水量一直被认为是衡量药物品质安全与稳定性的重要指标。但在抑制微生物引起的劣变过程中，水活性是一项较水含量更为重要的指标，是衡量食品中微生物可利用水量的指标，也是影响微生物生长的重要因子。
美国药典（USP）首次将水分活度用于医药行业的微生物学控制，并于2006年颁布了水分活度测定（USP<1112)，以水分活度为指标，建立了一套适用于微生物调控的微生物指标体系，并对其进行了评价。
2、水分活度与微生物生长的关系
1953年，威廉·詹姆斯·斯科特（William James Scott）首次在美国首次发现土壤中的水活性对微生物的生长有重要影响，并在1957年首次提出了土壤中水分活度对微生物的生长有重要的影响。目前，该方法已被公认为是一种用于评价食品中微生物的生长状况、反应食品的稳定性及安全性能的指标。微生物的新陈代谢、繁殖、萌发和存活都离不开水，而水的活性则是衡量微生物对水的利用能力。因而，水活性可以作为一种有效的方法来预测食品中潜在的微生物的生长和繁殖。
3、水分活度在非无菌制剂微生物控制中的应用
通过对药物制剂中水活性的测定与控制，可降低甚至杜绝细菌滋生的危险。水活性是药物在稳定贮存时所具有的内在特性。在此基础上，开展基于水活度的个体化微生物防治研究，例如通过微生物限度检测或简化日常检测等方法，实现个体化的微生物防治。需要指出的是，在微生物学方面，采用湿度活性，一定要遵守GMP规定，以保证最小限度的微生物用量。美国药典<1112号为处方中的微生物污染问题提出了指南，减少药物的水分活性有助于防止潜在的细菌繁殖；非无菌配方的处方，制造过程，以及检测都要体现这个标准。
为此，本文试提出将含水量在0.75以下的药物（如片剂、胶囊、非水液体、膏剂、栓剂等）用于降低微生物限量，并评价其稳定性。在医药生产过程中，当原辅料的微生物指标良好，生产环境中没有微生物污染，有自己的生产工艺，制剂有抑菌效果，且生产现场已有相关的低生物量测试资料，可用水活度作为微生物稳定性的评估指标。
4、测定胶囊剂药品水分活度的意义
土壤中的微生物对土壤中的水分含量有一定的要求，当水分含量达不到这个标准时，土壤中的微生物就无法生长。因此，水分活性的调控是保证药物安全性的重要因素，也是决定药物稳定性的重要因素。本项目拟通过药物水活性的设计与调控，并对制剂配方进行优化，实现对药物安全性、稳定性的精准评价，减少细菌滋生的风险。药物在水活性差异较大的情况下，微生物在药物中的存活规律是其微生物控制的关键。
在医药行业中，非无菌制剂中的水活性取决于：（1）药物配方和抑菌系统的抗菌效果；(2)药物制剂中易发生化学水解的有效成份的分解；(3)药物（特别是液体、软膏、乳剂和霜剂）在多大程度上容易受到微生物的感染；(4) 按照一般意义上的非无菌制剂微生物限度检验方法，为降低微生物限度检验药物的有效性、稳定性及细菌释放提供了理论基础。水活性低将阻止药物上的微生物生长和繁殖。
意大利斯特洛（WaterLab）高精度露点仪，利用镜面冷却的露点传感器，结合自主研发的智能化控制方式，可在0.0001aw，准确度0.003aw,,5分钟内完成检测，可准确快速测定样品的含水量。
此外，也有一些装置采用全新的标定及精密温控系统，能快速将取样箱内的温度降至设定的25℃。此外，本文还将试图通过 TEST LIFE仿真软件，实现对试样在15-50℃范围内的室温进行调控，从而实现在不同环境下对试样的水分活度进行测量，从而为判定制品的贮存温度及包装状况提供一种有效的判定标准，对判定产品的实际货架期具有一定的借鉴作用。
5、结语
我国于2017年正式加入国际人用药物标准协调组织（ICH)，标志着中国药品已逐步与国际技术水平接轨。在新形势下，要提高我国制药企业的自主创新能力和国际竞争力，就必须借鉴国外的先进经验。在当前的新的形势下，我们必须明白，在制订某一种制剂的微生物控制方案时，除按照《中华人民共和国药典》的相关规定，还应逐步从原料、原料、水质、生产环境、生产过程中的微生物污染等方面收集资料，以便制订出更有针对性、更科学的微生物控制方案。
本文通过对水活性的概念进行剖析，分析胶囊剂药品的微生物学特性，探讨水分活度与微生物生长的关系，明确水分活度在非无菌制剂微生物控制中的应用，并在此基础上，指出测定胶囊剂药品水分活度的意义。希望能够通过这些，让业界人士重视水活性对胶囊剂药品的重要性，从而能够建立合理的微生物学调控策略，减少日常微生物检出频次，更好地推动胶囊剂药品的有利发展。
参考文献
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