Swab test of E. Coli cells

Význam tématu

V oblasti farmaceutické výroby i dalších průmyslových odvětví hraje klíčovou roli ověření účinnosti čistících postupů. Nedostatečně vyčištěné povrchy mohou vést ke kontaminaci konečného produktu mikrobiálními či organickými zbytky. Metoda přímého rozboru mokrých stěrů (swab test) kombinovaná s analýzou celkového organického uhlíku (TOC) poskytuje rychlý a citlivý způsob sledování reziduí a potvrzení čistoty zařízení.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie je zavedení a validace přímé TOC analýzy stěrů odebíraných z kontaminovaných ploch s cíleným nánosem buněk Escherichia coli. Popsána je modulární konfigurace analyzátoru Shimadzu TOC-V se solidním modulem SSM-5000A, postup přípravy a kalibrace stěrů a ověření kvantitativní korelace mezi počtem bakteriálních buněk a změřeným obsahem uhlíku.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přímou analýzu stěrů byla použita sestava:

• Shimadzu TOC-V (NDIR detektor se dvěma měřicími buňkami – krátkou pro pevné vzorky, dlouhou pro kapalné),
• autosalíltor ASI-V,
• modul pevných vzorků SSM-5000A (komínkové spalování při 900 – 980 °C s katalyzátorem),
• keramický vzorkový člun s keramickou vatou na zachycení spalin,
• uhlíkově neutrální křemenné stěrové tampony vyhřívané v muflové peci (~700 °C) a navlhčené ultrapure vodou.

Kurz přípravy stěru spočívá v navlhčení tamponu 200 µL čisté vody, otření povrchu, přenesení tamponu do vzorkového člunu a spalování celého tamponu v SSM-5000A.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrace pevné fáze byla prováděna pomocí glukózových roztoků o známém obsahu uhlíku (10 – 100 µg C), přičemž byla zajištěna lineární odezva detektoru. Pro stanovení recovery byla na tampony aplikována přesně navážená suspenze E. coli od 8 × 10⁶ do 3,32 × 10⁷ buněk a vyhodnocena absolutní hodnota TOC.

Výsledky ukazují:

• Lineární závislost mezi počtem buněk a naměřeným TOC,
• nulová hodnota kontrolního stěru bez bakterií,
• průměrná slepá hodnota 9 µg C pocházející z procedury odtírání,
• analytická doba přibližně 4 minuty na vzorek.

Graf korelace potvrzuje správnost metody a vysokou reprodukovatelnost měření.

Přínosy a praktické využití metody

Aplikace přímé TOC analýzy stěrů přináší tyto výhody:

• Rychlé a citlivé stanovení organických a mikrobiálních zbytků,
• minimální příprava vzorku bez nutnosti extrakce,
• jednoduchá kalibrace na nízké úrovni uhlíkových množství,
• možnost integrace do automatizovaných validací čistoty v režimu QA/QC,
• flexibilita přepínání mezi mokrými a pevnými vzorky.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry dalšího rozvoje zahrnují:

• rozšíření metodiky na další mikroorganismy a biologické makromolekuly,
• zdokonalení stěrových materiálů pro vyšší recovery,
• automatizace odběru stěrů a přímá integrace s analyzátorem,
• kombinace TOC s detekcí selektivních kontaminantů (např. LC-MS),
• implementace online monitoringu čistoty výrobních provozů.

Závěr

Přímá analýza stěrů pomocí TOC-V se SSM-5000A předkládá jako spolehlivá metoda kvantifikace zbytkového organického uhlíku a mikrobiální kontaminace. Díky lineární kalibrační závislosti, rychlému analytickému cyklu a snadné přípravě vzorku představuje efektivní nástroj pro validaci čistících procesů ve farmaceutickém i průmyslovém sektoru.