簡(jiǎn)介 

       在生產(chǎn)消費(fèi)品時(shí)，有效地清潔生產(chǎn)設(shè)備對(duì)質(zhì)量控制 來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。清潔工藝的目標(biāo)是降低產(chǎn)品污染的 風(fēng)險(xiǎn)，有效的清潔工藝可以將風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受的 水平，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。如果無(wú)法衡量和驗(yàn)證清潔 工藝的有效性，就無(wú)法了解產(chǎn)品質(zhì)量和消費(fèi)者安全 的風(fēng)險(xiǎn)。 

       根據(jù)美國(guó)食品和藥品管理局（FDA）提供的數(shù)據(jù)， 2017 年食品和飲料行業(yè)產(chǎn)品召回的主要原因是微 生物對(duì)產(chǎn)品的污染。對(duì)于減少和消除微生物污染來(lái)說(shuō)，強(qiáng)有力的清潔工藝至關(guān)重要，因此監(jiān)控清潔工 藝有效性的方法同樣至關(guān)重要。  

       總有機(jī)碳（TOC）分析是消費(fèi)品生產(chǎn)商廣泛采用的非專(zhuān)屬方法，用于檢測(cè)產(chǎn)品、清潔劑、以及微生物 等污染物的殘留量。 

       為了證明 TOC 分析法適用于預(yù)期用途，我們對(duì)設(shè) 備清潔之后可能尚存的殘留物進(jìn)行了回收和線性研究。工廠通常會(huì)測(cè)試化學(xué)污染物和化合物，但很少用 TOC 分析法來(lái)測(cè)試微生物的回收率。本文旨在探討對(duì)于清潔驗(yàn)證和確認(rèn)，TOC 分析法能否證明 可接受的微生物污染回收率和線性。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和設(shè)置 

       我們同科羅拉多大學(xué)博爾德分校合作，用一整夜時(shí) 間在胰酶大豆肉湯中培養(yǎng) 100 毫升枯草芽孢桿菌 （Bacillus subtilis）。以 4500 轉(zhuǎn)/分鐘的速度將Z 終培養(yǎng)物的十毫升等分試樣離心分離 10 分鐘，形 成細(xì)胞沉淀。 在每次離心之間，倒出上面的液體，用渦旋混合方 法用 10 毫升超純水使沉淀細(xì)胞重新懸浮。重復(fù)此 過(guò)程 7 次。設(shè)計(jì)淋洗循環(huán)以除去細(xì)胞培養(yǎng)基帶來(lái)的 TOC 污染。在第 7 次淋洗循環(huán)后，根據(jù)已有的 4,6- 二氨基 -2- 苯 基 吲 哚 （ 4,6-diaminidino-2-phenylindole，DAPI）染色任務(wù)來(lái)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行重 新懸浮、稀釋、計(jì)數(shù)（見(jiàn)圖 1）。 

       確定細(xì)胞密度之后，用 Sievers* M9 TOC 分析儀 測(cè)量 1 ppm 確認(rèn)標(biāo)樣組，然后進(jìn)行三次細(xì)胞濃度 稀釋。在測(cè)量 TOC 之后，用 0.45μm 滅菌過(guò)濾器 過(guò)濾剩余樣品，徹底除去細(xì)菌（見(jiàn)圖 2）。然后 再次測(cè)量 TOC 以確定每個(gè)樣品的非細(xì)胞背景 TOC（見(jiàn)圖 2）。

圖 1： 枯草芽孢桿菌在細(xì)胞計(jì)數(shù)的熒光顯微鏡成像

圖 2：枯草芽孢桿菌的過(guò)濾過(guò)程

結(jié)果

表 1：微生物細(xì)胞密度與 TOC 的相關(guān)性結(jié)果

       表 1 和圖 3 是微生物 TOC 相關(guān)性研究的結(jié)果。線性趨勢(shì)線的 R2 值為 0.9981，表明實(shí)測(cè)細(xì)胞密度有良好的線性趨勢(shì)。根據(jù)圖 3 所示的線性擬合趨勢(shì)線方程，定義為 3 倍噪聲的檢測(cè)水平（LOD，Level  of Detection）為 2.74E + 06 細(xì)胞/mL。此外，根據(jù)線性擬合趨勢(shì)線和 M9 儀器規(guī)格，50 ppm 的Z 大儀器定量限為 2.49E + 08 細(xì)胞/mL。 

       在進(jìn)行微生物 TOC 定量之后，分別將 1 毫升的每 種細(xì)胞密度溶液放在不銹鋼試樣板上進(jìn)行試樣污染， 然后使試樣干燥。此試樣污染的目的是確定微生物 TOC 相關(guān)結(jié)果的目視檢測(cè)限。圖 4 是微生物試樣 污染圖。

圖 3：微生物細(xì)胞密度與 TOC 的線性關(guān)系

圖 4：微生物試樣板污染 (A) 5.8E+07 細(xì)胞/mL (B) 5.8E+06 細(xì)胞/mL (C) 5.8E+05 細(xì)胞/mL

討論與結(jié)論

       微生物 TOC 相關(guān)結(jié)果和試樣污染圖都說(shuō)明了連續(xù) 監(jiān)測(cè)已有的清潔工藝有效性的重要性。在理想光線 下，很容易在試樣板上看到Z 高細(xì)胞密度（5.8E +  07 細(xì)胞/mL）的污染斑。而對(duì)于較低細(xì)胞密度， 即使光線很好，也很難在試樣板上看到污染斑。這表明除了強(qiáng)有力的清潔工藝之外，還需要用非目測(cè)的方法來(lái)測(cè)試清潔工藝的有效性。 

       根據(jù)收集的數(shù)據(jù)，可以想象用于生產(chǎn)消費(fèi)品的設(shè)備上仍有顯著微生物污染，卻僅憑目視檢查就被投放 到生產(chǎn)中，導(dǎo)致嚴(yán)重后果。因此必須連續(xù)監(jiān)測(cè)已有 的清潔工藝的有效性，才能降低產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)和消 費(fèi)者安全風(fēng)險(xiǎn)。 

       Z 后，由于微生物分子組成的不確定性，很難確定微生物溶液的回收率。本研究根據(jù)先前在確定活性 微生物細(xì)胞中的碳含量時(shí)的發(fā)現(xiàn)，旨在確定微生物 溶液的理論回收率。圖 5 是理論微生物 TOC 產(chǎn)出 量的計(jì)算過(guò)程?；诿總€(gè)細(xì)胞的碳原子參考數(shù)， 5.8E + 07 細(xì)胞/mL 的理論 TOC 濃度為 11.6 ppm。

圖 5：理論微生物 TOC 產(chǎn)出量的維度分析

      在本文的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量到 5.8E + 07 細(xì)胞/mL 的 TOC 實(shí)際回收值為 9.13 ppm，對(duì)挑戰(zhàn)性的化合 物的回收率為 78.7％，從而證明實(shí)驗(yàn)方法是成功的。 

       總之，本研究用 Sievers M9 TOC 分析儀演示了 在清潔驗(yàn)證和確認(rèn)時(shí)的細(xì)胞密度同目視檢測(cè)限的 關(guān)系，成功地證實(shí)了微生物 TOC 回收率。實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)支持使用 Sievers TOC 分析儀來(lái)確認(rèn)設(shè)備清 潔度，同時(shí)表明除了目視檢查之外還須考慮使用 監(jiān)測(cè)微生物污染的定量方法。 TOC 分析法是測(cè) 量殘留物、監(jiān)測(cè)清潔工藝、降低總體風(fēng)險(xiǎn)的有效 方法。蘇伊士公司提供 Sievers 系列產(chǎn)品，包括 能夠解決您的一切清潔驗(yàn)證和確認(rèn)需求的 TOC 解決方案、服務(wù)、支持。

在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，沖擊缺口投影儀作為一種重要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，用于評(píng)估材料的沖擊韌性。如何準(zhǔn)確驗(yàn)證沖擊缺口投影儀的性能和精度，是確保檢測(cè)結(jié)果可靠性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的重要環(huán)節(jié)。本文將深入探討沖擊缺口投影儀的驗(yàn)證方法，包括驗(yàn)證的基本原理、常見(jiàn)步驟以及實(shí)操中的注意事項(xiàng)，旨在幫助相關(guān)從業(yè)人員提高設(shè)備的使用效率與檢測(cè)精度。

一、沖擊缺口投影儀的基本原理

沖擊缺口投影儀主要用于分析樣品表面缺口的形狀與尺寸，通過(guò)高倍放大樣品的缺口部位，投影出清晰的圖像，供分析人員進(jìn)行進(jìn)一步的觀察和評(píng)估。在金屬材料沖擊試驗(yàn)中，這一設(shè)備可以幫助用戶(hù)定量地評(píng)估沖擊試驗(yàn)樣品的斷口形貌，從而推測(cè)材料的沖擊韌性和強(qiáng)度特性。

二、沖擊缺口投影儀驗(yàn)證的必要性

驗(yàn)證沖擊缺口投影儀的性能，目的是確保其測(cè)量精度和重復(fù)性，避免因設(shè)備故障或設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。設(shè)備的驗(yàn)證不僅可以提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性，還能延長(zhǎng)投影儀的使用壽命，降低維護(hù)成本。

三、沖擊缺口投影儀的驗(yàn)證方法

1. 設(shè)備校準(zhǔn) 在驗(yàn)證過(guò)程中，首先需要對(duì)投影儀進(jìn)行校準(zhǔn)，確保其光學(xué)系統(tǒng)、投影比率等符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
2. 分辨率測(cè)試 進(jìn)行分辨率測(cè)試時(shí)，需通過(guò)高精度的標(biāo)準(zhǔn)圖像或者人工設(shè)定的標(biāo)尺，驗(yàn)證投影儀在不同放大倍數(shù)下的分辨能力。通過(guò)測(cè)量投影圖像中能分辨的小細(xì)節(jié)尺寸，評(píng)估投影儀的實(shí)際分辨率與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的一致性。
3. 光源穩(wěn)定性檢查投影儀的光源穩(wěn)定性直接影響圖像的清晰度和細(xì)節(jié)呈現(xiàn)。通過(guò)觀察投影儀光源亮度、均勻性和穩(wěn)定性，可以確認(rèn)是否存在因光源波動(dòng)導(dǎo)致的測(cè)量誤差。必要時(shí)，更換光源或調(diào)整光源角度，以確保穩(wěn)定輸出。
4. 誤差校正與偏差修正在驗(yàn)證過(guò)程中，需要針對(duì)投影儀測(cè)量誤差進(jìn)行校正。通過(guò)對(duì)比已知標(biāo)準(zhǔn)樣品與投影結(jié)果，評(píng)估是否存在幾何誤差、角度偏差或光學(xué)畸變，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?/li>

四、常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

1. 圖像模糊若圖像模糊，可能是由于焦距調(diào)整不當(dāng)或光源亮度不足。此時(shí)，檢查光源設(shè)置，并調(diào)整投影儀的焦距，確保樣品圖像清晰可見(jiàn)。
2. 投影不均勻投影不均勻可能是由于投影儀的鏡頭有污漬或光源分布不均所致。定期清潔鏡頭，并檢查光源均勻性，必要時(shí)進(jìn)行光源調(diào)整。
3. 測(cè)量誤差測(cè)量誤差可能是由設(shè)備本身的精度問(wèn)題引起的，定期進(jìn)行校準(zhǔn)和驗(yàn)證，以消除因設(shè)備老化或環(huán)境變化造成的誤差。

五、驗(yàn)證結(jié)果的評(píng)估與總結(jié)

完成沖擊缺口投影儀的驗(yàn)證后，應(yīng)該對(duì)所有測(cè)試結(jié)果進(jìn)行全面分析和評(píng)估。驗(yàn)證過(guò)程中出現(xiàn)的偏差需及時(shí)記錄，并通過(guò)調(diào)整設(shè)備設(shè)置或更換老化部件加以修正。