製薬用水の品質モニタリングは、日本薬局方（JP）のガイドラインに示されており、医薬品の品質を担保するために主に次のような検査項目が設定されている。

医薬品製造において、プロセスや原材料として使用される水には不純物の極めて少ない高純度水が求められる。その純度管理の重要指標として用いられるのが導電率である。

導電率は、水中に溶解している物質（主にイオン）の量によって変動する。高純度な水はイオンが極めて少ないため、導電率は非常に低い値を示す。

2011年施行の第十六改正日本薬局方（JP16）において、製薬用水（精製水、滅菌精製水、注射用水）の純度評価に導電率測定を導入することが規定された。

導電率とは、液体における電気の通しやすさ（電流を流す能力）を測定した値である。

導電率はpHと並び、水溶液の化学的性質を把握するための基本指標となる。

水には様々な物質を溶解する性質があり、物質が溶け込んでイオン化すると電気が流れやすくなる。すなわち、導電率を測定することで、液体中にどの程度の不純物（電解質）が溶け込んでいるかを定量的に評価できる。

製薬用水システムでは純度の指標として導電率が用いられ、その値が常に規定の基準値以下であるかインラインで常時モニタリングされている。

製造プロセス中に水の純度が低下（汚染）することを防ぐため、導電率の変動を厳密に監視し、異常上昇が検出された場合は速やかに原因調査を行い、適切な措置を行う必要がある。

TOCモニタリングは、製薬用水をはじめとする高純度水の有機物汚染を評価するための必須要件である。水の純度が高いほど、TOC濃度は低くなる。

全有機体炭素（Total Organic Carbon: TOC）とは、水中に存在する有機物の総量を炭素量に換算して測定する指標であり、有機的汚染の程度を正確に把握するために用いられる。

有機物の由来は、糖類、アルコール、配管由来の溶出物（樹脂や接着剤）、微生物の代謝物など多岐にわたり、汚染原因も多様である。

日本薬局方において、「精製水」および「注射用水」のTOC規格限度値はいずれも「0.50 mg/L（500 ppb）以下」と規定されている。しかし、実際の製薬用水システムの運転管理においては、規格外れ（逸脱）を未然に防ぐため、施設ごとに厳しい警報基準値（アラートレベル）と処置基準値（アクションレベル）を定めてモニタリングすることが強く推奨される。

一般的なTOCの処置基準値の目安は以下の通りである。

●処置基準値：300 ppb以下（インライン測定時）、400 ppb以下（オフライン測定時）

TOC値の急な上昇や継続的な変動が認められた場合は、水処理設備（RO膜やイオン交換樹脂など）の劣化やシステム内のバイオフィルム形成など、何らかの問題が生じている可能性が高い。

生菌数モニタリングの主な目的は、製薬用水が微生物によって汚染されていないことを定期的に確認し、医薬品の品質と安全性を確保することである。

水を媒介とする環境微生物は自然界に広く存在し、貧栄養状態などの過酷な環境下でも生存・増殖する能力を備えているものが多い。

そのため、製薬用水システム内のユースポイント（使用点）などから適切な頻度と手順でサンプルを採取し、モニタリングを行う必要がある。異常値が検出された場合は、汚染源の特定とシステム全体の調査が求められる。

生菌数の試験方法には、寒天培地混釈法、表面塗抹法、メンブランフィルター（膜フィルタ）法などが一般的に用いられる。これらの方法は、採取したサンプルを適切な培地と温度で培養し、形成されたコロニー（集落）数をカウントすることで、微生物数を定量的に評価するものである。

微生物管理が不十分な水システムは、製品の腐敗や有効成分の分解を招き、医薬品の品質を著しく低下させる危険性がある。さらに、患者への重篤な健康被害を引き起こす恐れもある。

したがって、製薬用水システムは微生物が滞留・増殖しにくいサニタリー設計（デッドレッグの排除など）とし、定期的な熱水消毒やオゾン殺菌などを実施して、汚染リスクを最小限にコントロールすることが極めて重要である。

エンドトキシンモニタリングは、製薬用水（特に注射用水）や最終製品が発熱性物質に汚染されていないことを保証するための極めて重要な試験である。

エンドトキシン（Endotoxin）とは、グラム陰性菌の細胞壁外膜を構成する耐熱性のリポ多糖（LPS）であり、細菌が死滅・破壊される際に遊離するため内毒素とも呼ばれる。

代表的な発熱性物質（パイロジェン）であり、実際のパイロジェン汚染の大部分がエンドトキシンに起因するため、実務上はパイロジェンと同義として扱われることも多い。

エンドトキシンの検出には、主にLAL（Limulus Amebocyte Lysate）法が用いられる。これは、カブトガニの血液（血リンパ）から抽出された酵素成分が、微量のエンドトキシンと特異的に反応してゲル化や発色を起こす原理を応用した高感度な測定法である。

医薬品分野において、エンドトキシンはごく微量が血中に混入しただけで急激な発熱やショック症状を引き起こす。そのため、生体内に直接投与される注射剤や輸液の製造用水（注射用水：WFI）においては、厳重な規格管理が義務付けられている。

グラム陰性菌は水環境中に広く常在しているため、水システムは容易にエンドトキシンの汚染源となり得る。

最大の問題は、エンドトキシンが熱や化学物質に対して非常に安定している点である。通常のオートクレーブ滅菌（121℃、20分）等で菌自体を死滅させても、エンドトキシンは活性を保ったまま残存する。一度汚染が発生すると、不活化や除去を行うことは極めて困難である。

そのため、UF膜（限外ろ過膜）やRO膜（逆浸透膜）、蒸留器等を用いた適切な製造設備の設計と、日々の徹底したエンドトキシン量のモニタリングが不可欠となる。

【用語解説】