Eğer bir yeniden kullanılabilir paslanmaz çelik biyoreaktör, çalıştırıyorsanız, kural basittir: CIP kalıntıları temizler, SIP mikropları öldürür ve her ikisine de bu sırayla ihtiyacınız vardır.
Biyoproses mühendisleri ve kültive edilmiş et ekipleri için, bu ayrım akademik değildir. Bir kap, TOC 500 ppb'nin altında son durulamayı geçebilir ve yine de steriliteyi sağlayamayabilir. Ya da SIP'de ≥121.1°C sıcaklığa ulaşabilir ve yine de kötü temizlikten kalan NaOH, protein kalıntısı veya pişmiş kalıntı taşıyabilir. Temiz , steril. ile aynı şey değildir.
İşte kısa versiyonu:
- CIP, proteinleri, lipidleri, ortam kalıntılarını, hücre kalıntılarını ve tortuları gidermek için kimyasal dolaşım kullanır
- SIP, genellikle SAL 10⁻⁶ olan bir sterilite hedefi elde etmek için doymuş buhar kullanır
- Önce CIP yapılmalıdır çünkü kalıntılar mikropları buhardan koruyabilir
- CIP doğrulaması, kalıntı limitlerini, durulama kalitesini, püskürtme kapsamını ve tekrarlanabilirliği kontrol eder
- SIP doğrulaması soğuk noktaları, F0, ve biyolojik gösterge öldürmeyi kontrol eder
- Makale, döngü adımlarını, yaygın hata noktalarını ve 500 L doğrulama örneğini TOC 76–91 ppb ve F0 32 ile de kapsıyor.1 dakika
İlaç Sektöründe CIP ve SIP | Fark, Süreç ve Önemli Mülakat Soruları 🧪
sbb-itb-ffee270
Hızlı Karşılaştırma
| Kriterler | CIP | SIP |
|---|---|---|
| Ana görev | Ürün temas yüzeylerini temizle | Kapalı süreç yolunu sterilize et |
| Çıkarır veya öldürür | Kalıntı ve kirler | Canlı mikroorganizmalar |
| Tipik girdiler | NaOH, asit, saf su, WFI | Doymuş buhar, steril filtrelenmiş hava veya azot |
| Tipik sıcaklık | 50°C–80°C | ≥121.1°C |
| Ana kontroller | TOC, iletkenlik, görsel temizlik, riboflavin kaplama, biyoburden | Sensör seçimi için sıcaklık haritalama, soğuk noktalar, biyolojik göstergeler, F0 |
| Yaygın arıza modu | Zayıf püskürtme kaplaması, düşük akış, ölü noktalar | Hapsolmuş hava, kondensat birikimi, soğuk noktalar |
| Kullanıldığında | Hasat sonrası, sterilizasyondan önce | CIP sonrası, inokülasyondan önce |
Bu nedenle CIP veya SIP'in daha önemli olup olmadığına karar veriyorsanız, cevap basittir: tekrar kullanılabilir aseptik biyoreaktörler için biri diğerinin yerini almaz. Bu ölçekleme zorluklarını anlamak, hacimde steriliteyi korumak için kritiktir.
CIP ve SIP karşılaştırma tablosu
Amacı, yöntemi ve doğrulama açısından temel farklar
CIP ve SIP iki farklı sorunu çözer. CIP kalıntıları temizler. SIP mikroorganizmaları öldürür. Yetiştirilen et biyoreaktörlerinde, bu ayrım önemlidir çünkü bir kap temiz görünebilir ancak steriliteyi geçemeyebilir veya bir sterilite testini geçerken önceki partiden ürün kalıntısı taşıyabilir.
CIP kalıntı limitlerine karşı doğrulanır. SIP sterilite hedeflerine karşı doğrulanır.
| Özellik | Yerinde Temizleme (CIP) | Yerinde Sterilizasyon (SIP) |
|---|---|---|
| Birincil Amaç | Organik ve inorganik kalıntıların giderilmesi | Canlı mikroorganizmaların yok edilmesi |
| Hedef Kirleticiler | Proteinler, lipitler, hücre kalıntıları, besiyeri, mineral tortu | Bakteriler, mantarlar, sporlar, virüsler |
| Yöntem | Türbülanslı akış ile otomatik kimyasal dolaşım | Basınç altında doymuş buhar enjeksiyonu |
| Tipik Girdiler | NaOH (kostik), fosforik asit, WFI/saf su | Doymuş buhar; steril filtrelenmiş hava veya azot |
| Proses Sıcaklık Aralığı | 50°C–80°C (genellikle kostik yıkama için 65°C) [1] | ≥ 121.1°C [1] |
| Doğrulanmış sonuç | Görsel olarak temiz; TOC ≤ 500 ppb; iletkenlik ≤ 1.3 μS/cm [1] | Sterilite Güvence Seviyesi (SAL) 10⁻⁶ [1] |
| Parti aşaması | Hemen hasat sonrası, sterilizasyondan önce | CIP tamamlandıktan sonra, hemen inokülasyondan önce |
| Doğrulama Odak Noktası | Kalıntı limitleri (MACO), riboflavin sprey kaplaması, durulama suyu saflığı | Termokupl haritalama (soğuk noktalar), biyolojik göstergeler, F0 öldürücülüğü |
| Kültive Et Relevansı | Partiler arasında kalıntı taşınmasını ve biyofilm oluşumunu önler | Pahalı büyüme ortamının (genellikle serum içermeyen ortam optimizasyonu gerektiren) kontaminasyona kaybolmamasını sağlar |
Kısa bir doğrulama örneği ayrımı netleştirir.Onaylanmış bir CIP döngüsünde, 500 L paslanmaz çelik biyoreaktör, için son WFI durulaması, 76–91 ppb, TOC seviyeleri sağladı ve bu, 500 ppb kabul limitinin oldukça altındaydı. Ardından gelen SIP döngüsü, en soğuk noktada 32.1 dakika F0 değerine ulaştı ve Geobacillus stearothermophilus biyolojik göstergeleri, yedi günlük inkübasyon sonrasında büyüme göstermedi [1] .
Basitçe söylemek gerekirse, CIP doğrulaması şunu sorar: her ürünle temas eden yüzey temizlendi mi? SIP doğrulaması şunu sorar: buhar, her soğuk noktaya yeterince uzun süre ulaşarak öldürücülük sağladı mı?
Sonraki bölümler, her döngüyü ve doğrulamanın aslında neyi kontrol ettiğini ayrıntılı olarak ele alır.
Bioreaktör temizliğinde CIP nasıl çalışır
CIP ve SIP: Bioreaktör Temizliği & Sterilizasyon İş Akışı
Kıyaslama genel bakışından sonra, temizlik döngüsü oldukça basittir: kültürlenmiş et biyoreaktörlerinde, CIP sterilizasyondan önce ürünle temas eden yüzeylerden işlem kirlerini temizler. Aşamalı kimya kullanır çünkü tek bir yıkama her tür kiri çıkarmaz.
Tipik CIP döngüsü adımları
Paslanmaz çelik biyoreaktör için standart beş adımlı CIP döngüsü şu şekilde ilerler [1]:
| CIP Adımı | Tipik Kimya | Sıcaklık | Süre | Amacı |
|---|---|---|---|---|
| Ön durulama | Saf su | 20–25°C | 5–10 dk | Toprak ve büyük kalıntıları temizleme |
| Kostik yıkama | 0.5–1.0% NaOH | 50–80°C | 20–30 dk | Protein ve lipidleri hidroliz ve sabunlaşma yoluyla çözme |
| Ara durulama | Saf su | Ortam sıcaklığı | 5–10 dk | Kostik temizleme ajanlarını ve çözünmüş toprakları temizleme |
| Asit yıkama | 0.5–1.0% H₃PO₄ | 50–60°C | 15–20 dakika | Mineral ölçekleri ve inorganik birikintileri çıkarın |
| Son durulama | WFI | Ortam Sıcaklığı | TOC ve iletkenlik sınırlarına ulaşılana kadar | Serbest bırakmadan önce son durulama |
Kostik yıkama, ağır işlerin çoğunu yapar. 65°C'de sodyum hidroksit, 40°C'deki aynı çözeltiden yaklaşık iki kat daha etkili bir şekilde protein kirlerini temizler [1]. Ancak bir sınır vardır. 80°C'nin üzerinde, proteinler denatüre olabilir ve yüzeye yapışabilir, bu da onları çıkarmayı zorlaştırır [1].
Sadece kimya yeterli değildir. Mekanik etki de en az o kadar önemlidir. Proses borulamasında, yapışkan kirleri yerinden çıkarmak için gerekli türbülanslı akışı oluşturmak amacıyla akış hızı ≥ 1.5 m/s olmalıdır [1] . Kapsülün içinde, püskürtme cihazları 1.7–2.1 bar (25–30 psi) basınçta çalışarak baş plaka, karıştırıcı contaları, deflektörler ve prob yuvalarını kaplar [1] . pH ve çözünmüş oksijen problarının arkasındaki alanlar, püskürtme kapsamının tutarsız olabileceği yaygın olarak kaplanmamış alanlardır [1].
Bu nokta pratikte tekrar tekrar ortaya çıkar: kapsama, sadece kimya değil, CIP'in geçip geçmeyeceğini belirler. 500 L biyoreaktör çalışması, çözünmüş oksijen probunun arkasında bir gölge alanı buldu. Püskürtme topunu 5 cm hareket ettirmek boşluğu kapattı ve sonraki üç PQ çalışması geçti [1].
CIP doğrulama kontrolleri nelerdir
CIP doğrulaması, her ürünle temas eden yüzeyin tanımlanmış bir kalıntı limitine kadar temizlendiğini ve sonucun partiler arasında tekrarlanabilir olduğunu doğrular.
Standart kabul kriterleri şunlardır:
- Görsel inceleme: görünür kalıntı yok
- TOC (durulama suyu): ≤ 500 ppb [1]
- İletkenlik: ≤ 1.3 μS/cm at 25°C [1]
- Biyoburden: ≤ 10 CFU/100 mL [1]
- Endotoksin: ≤ 0.25 EU/mL [1]
Riboflavin testi, püskürtme kapsamını kontrol eder. 100–200 ppm çözeltisi dolaştırılır ve ardından püskürtme deseninin kaçırdığı alanları göstermek için 365 nm'de UV ışığı altında incelenir [1]. Geometri ayrıca donanım seviyesinde de önemlidir. ASME BPE standartları, ölü bacak oranlarının L/D ≤ 2 ve yüzey pürüzlülüğünün Ra ≤ 0.5 μm boru ve bağlantı parçalarında toprak birikimini azaltmak için [1]. PQ genellikle MACO'nun altında, önceki ürünün HBEL ve paylaşılan yüzey alanına dayalı taşıma sınırının altında üç ardışık başarılı çalışmayı gerektirir [1]. CIP serbest bırakma kriterleri karşılandığında, kap SIP'ye geçer.
Biyoreaktör sterilizasyonunda SIP nasıl çalışır
Doğrulanmış CIP'den sonra, SIP kapalı proses yolunu doymuş buharla sterilize eder. Amaç, 10⁻⁶ Sterilite Güvence Seviyesi (SAL) elde etmektir. Basitçe söylemek gerekirse, bu, proses yolunun herhangi bir yerinde bir mikroorganizmanın hayatta kalma olasılığının milyonda birden az olduğu anlamına gelir [1][3].
Bu yalnızca sistem zaten temizse işe yarar. Artık toprak, mikropları buhardan koruyabilir, bu da pratikte yaygın bir başarısızlık modudur. Ve eğer yüksek sıcaklıkta buharı kirli yüzeylere uygularsanız, organik maddeleri çeliğe pişirebilirsiniz. Bu, daha sonraki temizlik döngülerinde çıkarılması daha zor olan inatçı bir biyofilm bırakabilir [1].
Tipik SIP döngü adımları
Öncelikle, tüm portlar mühürlenir ve tam akış yolu kapatılır. Daha sonra sistemden havayı çıkarmak için buhar verilir. Bu kısım bazen hak ettiği kadar önemsenmez: sıkışmış hava soğuk noktalar oluşturur, bu yüzden operatörler, kondensat drenajları menfezlerde buhar gösterene kadar yüksek noktalarda ve kör bacaklarda havalandırmaya devam eder [1].
Hava çıktıktan sonra, en soğuk haritalanmış nokta en az 121.1°C, ye ulaşana kadar buhar basıncı artırılır, bu doymuş buhar sterilizasyonu için standart hedeftir [1][2]. Sistem daha sonra doğrulanmış bir süre boyunca, genellikle 20 ila 30 dakika. bu sıcaklıkta tutulur. Bekleme sırasında, buhar kapanları sürekli olarak kondensatı çıkarır. Eğer kondensat birikirse, yerel sıcaklık 5–15°C, düşebilir ve bu, o noktada steriliteyi kaybetmek için yeterli olabilir [1].
Soğuma kontrollüdür, kendi kendine gerçekleşmesine izin verilmez. Buhar yoğunlaştıkça, sistem basıncı düşer. Steril olmayan oda havasının içeri çekilmesini önlemek için, sistemi pozitif basınç altında tutmak amacıyla steril filtrelenmiş hava veya azot eklenir [1].
İyi bir vaka çalışması, 500 L paslanmaz çelik biyoreaktörden. gelmektedir. Bu sistemde, 125°C SIP döngüsü, haritalanan tüm konumların 121.1°C'ye ulaştığı noktaya 18 dakika . sonra ulaştı. Bunu 30 dakikalık bir bekleme izledi.En düşük F0 en soğuk noktada, yani tahliye portunda, 32.1 dakika . idi. Beş konuma yerleştirilen biyolojik göstergeler, yedi gün inkübasyon sonrasında büyüme göstermedi [1].
SIP doğrulama kontrolleri nelerdir
SIP doğrulaması tek bir basit soruya dayanır: süreç yolundaki her nokta yeterince öldürücü ısı aldı mı?
Ana metrik F0, yani 121.1°C. de maruz kalmanın kümülatif eşdeğer dakikaları anlamına gelir. Kabul edilen endüstri hedefi, en soğuk noktada minimum F0 15 dakika [1] [3].
Soğuk noktalar riski artırır, bu yüzden sıcaklık haritalama bu alanlara odaklanır. Termokupllar genellikle kondensat tahliye noktalarında, prob portlarında, numune vanalarında ve L/D oranı 2'nin üzerinde olan ölü bacaklarda [1].
| Konum | Risk Seviyesi | Tedarikten Tipik ΔT | BI Gerekli mi? |
|---|---|---|---|
| Tahliye portu / alt vana | Yüksek | 3–8°C | Evet |
| Prob portları (pH, DO) | Orta | 1–4°C | Evet |
| Ölü bacaklar (L/D > 2) | Yüksek | 5–15°C | Evet |
| Numune vanası | Orta | 2–5°C | Evet |
Biyolojik göstergeler mikrobiyal öldürmenin doğrudan kanıtını ekler.SIP çalışmalarında, genellikle Geobacillus stearothermophilus sporları kullanılır çünkü bunlar yüksek derecede ısıya dayanıklıdır. D121 değerleri 1.5 ila 2.0 dakika , arasındadır ve validasyon, 12D overkill yaklaşımını uygulayarak 10⁶ spor popülasyonunu 10⁻⁶ seviyesine düşürür [1].
Performans kalifikasyonu için, döngü üç ardışık başarılı çalışmayı tüm haritalanmış konumlara yerleştirilen biyolojik göstergelerle geçmelidir, böylece rutin kullanım için serbest bırakılabilir [1].
SIP, sıcaklık haritalama ve biyolojik göstergelerle doğrulanır. Bir sonraki bölüm, kültive edilmiş et sistemlerinin ne zaman CIP, SIP veya her ikisine ihtiyaç duyduğunu gösterir.
Kültive edilmiş et üretimi için her ikisinin de önemi
Kültive edilmiş et üretiminde, kontaminasyon küçük bir aksaklık değildir. Bu, bir partiyi tamamen durdurabilecek bir süreç hatasıdır.Bir kontaminasyon olayı, medyayı, ürünü ve üretim süresini yok edebilir. Bu yüzden CIP ve SIP ayrı doğrulama gerektirir.
CIP kalıntıları temizler. SIP geride kalan mikroorganizmaları yok eder. Yeniden kullanılabilir paslanmaz çelik biyoreaktörlerde, bu iki adım aynı serbest bırakma yolunda yer alır, ancak farklı işler yaparlar.
Parti tutarlılığı, her iki sürecin de tekrarlanabilir olmasına bağlıdır. CIP tutarsızsa, kalıntı birikimi bir döngüden diğerine değişebilir ve yüzey koşullarını değiştirebilir. SIP tutarsızsa, sterilite sağlanamaz, bu da kültüre kontaminasyonun girmesi riskini artırır.
Bir süreç CIP, SIP veya her ikisini gerektirdiğinde
Yeniden kullanılabilir paslanmaz çelik biyoreaktörler için, her parti öncesinde hem CIP hem de SIP gereklidir. CIP kalıntıları temizler, ardından SIP aseptik biyoproses için gereken 10⁻⁶ sterilite güvence seviyesini sağlar [1] [3].
Sadece SIP kullanımı nadirdir. Bu, ekipmanın zaten temiz olduğu ancak hala sterilize edilmesi gerektiği durumlara uyar. Sadece CIP, steril olmayan süreç aşamaları için çalışır, ancak sterilitenin gerektiği yerlerde SIP'nin yerini alamaz [3].
Ekipman tasarımı da önemlidir. ASME BPE kılavuzları, temizleme ve buhar penetrasyonunun amaçlandığı gibi çalışmasına yardımcı olmak için L/D ≤ 2 ölü bacak oranı ve Ra ≤ 0.5 μm yüzey pürüzlülüğü belirler [1].
Sonuç: temizlik ve sterilizasyon farklı sorunları çözer
Pratik kural basittir: önce temizle, sonra sterilize et.
CIP ve SIP birlikte çalışır, ancak birbirlerinin yerine geçemezler. CIP, kalıntıları doğrulanmış kimyasal ve mikrobiyolojik sınırlara kadar temizler. SIP, canlı mikroorganizmaları tanımlanmış bir sterilite güvence seviyesine kadar yok eder. Aseptik kültür et biyoprosesinde her ikisi de gereklidir ve sıralama değişmez: CIP her zaman önce gelir [1] [3]. Bir kap, hem doğrulanmış CIP hem de doğrulanmış SIP'i desteklemelidir.
SSS
SIP, CIP'in yerini alabilir mi?
Hayır. SIP, CIP'in yerini alamaz çünkü iki süreç farklı işler yapar ve CIP önce gelmelidir.
CIP , biyoreaktör yüzeylerinden büyüme ortamı ve hücre kalıntıları gibi fiziksel kalıntıları temizler. SIP daha sonra mikroorganizmaları yok etmek için doymuş buhar kullanır. Eğer CIP atlanırsa, kalıntılar kalabilir ve sterilizasyon sırasında pişerek kontaminasyon riskini artırabilir.
SIP'te F0 ne anlama gelir?
Yerinde Sterilizasyon (SIP) sistemlerinde, F0, referans sıcaklık olan 121.1 °C. deki toplam eşdeğer süredir.
Doğrulama sırasında, mühendisler biyoreaktör veya borulardaki en soğuk noktanın mikrobiyal inaktivasyon için yeterli ısıya maruz kaldığını kontrol etmek için kullanır.
Yetiştirilen et üretiminde, doğrulama genellikle en az F0 15 dakika. olmasını gerektirir.
Soğuk noktalar neden önemlidir?
Soğuk noktalar önemlidir çünkü Yerinde Sterilizasyon (SIP) sırasında ısıtılması en zor yerlerdir. Doğrulama sırasında, bu noktalar tüm canlı mikroorganizmaların öldürülmesi için tanımlanmış bir süre boyunca 121.1 °C sıcaklıkta tutulmalıdır.
Eğer bir soğuk nokta hedef sıcaklığa ulaşamazsa, kirleticileri barındırabilir ve tüm bir yetiştirilen et partisinin risk altında olmasına neden olabilir.
