biopreparatБИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечениеBiological Products. Prevention, Diagnosis, Treatment2221-996X2619-1156Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products10.30895/2221-996X-2025-25-3-321-331biopreparat-686Research ArticleСТАНДАРТИЗАЦИЯ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВАQUALITY CONTROL AND STANDARDISATIONСравнительная оценка контроля качества питательных сред с использованием лиофилизированных тест-штаммов «ЛИОШТАММ»: результаты межлабораторных испытанийComparative evaluation of nutrient media quality control using LYOSHTAMM lyophilised test strains: Results of interlaboratory trialshttps://orcid.org/0000-0002-5786-9159ВоропаевА. А.VoropaevA. A.

Воропаев Андрей Андреевич 

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Andrey A. Voropaev

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

voropaev@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8473-7442ФадейкинаО. В.FadeikinaO. V.

Фадейкина Ольга Васильевна, канд. биол. наук 

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Olga V. Fadeikina, Cand. Sci. (Biol.)

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

https://orcid.org/0009-0004-8389-3058ВалюховаР. М.ValyukhovaR. M.

Валюхова Рузиля Маратовна

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Ruzilya М. Valyukhova

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

https://orcid.org/0000-0001-8893-0621КрысановаЮ. И.KrysanovaJu. I.

Крысанова Юлия Игоревна

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Julia I. Krysanova

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

https://orcid.org/0000-0002-1768-1362ДавыдовД. С.DavydovD. S.

Давыдов Дмитрий Сергеевич, канд. биол. наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Dmitry S. Davydov, Cand. Sci. (Biol.).

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

https://orcid.org/0000-0001-9649-716XОвсиенкоС. В.OvsienkoS. V.

Овсиенко Сергей Васильевич, канд. фарм. наук 

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Sergey V. Ovsienko, Cand. Sci. (Pharm.) 

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияScientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal ProductsRussian Federation202529092025253321331Copyright © Воропаев А.А., Фадейкина О.В., Валюхова Р.М., Крысанова Ю.И., Давыдов Д.С., Овсиенко С.В., 20252025Воропаев А.А., Фадейкина О.В., Валюхова Р.М., Крысанова Ю.И., Давыдов Д.С., Овсиенко С.В.Voropaev A.A., Fadeikina O.V., Valyukhova R.M., Krysanova J.I., Davydov D.S., Ovsienko S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.biopreparations.ru/jour/article/view/686ВВЕДЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. Микробиологический контроль качества лекарственных препаратов основан на использовании эталонных тест-штаммов, характеризующихся стабильными культуральноморфологическими свойствами. Применение стандартизированных по количеству жизнеспособных клеток тест-штаммов микроорганизмов в лиофилизированном виде позволяет снизить трудоемкость проведения испытаний в сравнении с традиционным методом приготовления микробных суспензий.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Сравнительная оценка воспроизводимости, однородности и стабильности результатов при контроле ростовых свойств питательных сред с использованием традиционного метода приготовления микробных суспензий и метода на основе лиофилизированных тест-штаммов «ЛИОШТАММ», стандартизированных по числу жизнеспособных клеток.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. В работе использовали два тест-штамма — Salmonella enterica subsp. enterica serovar Abony  IHE  103/39  и  Staphylococcus  aureus  ATCC  6538.  Сравнивали метод, основанный на использовании стандартизированных лиофилизированных образцов «ЛИОШТАММ» (по одной серийной партии каждого штамма, стандартизированной по числу жизнеспособных клеток), и референс-метод, основанный на использовании микробных суспензий, приготовленных согласно требованиям Государственной фармакопеи Российской Федерации (общая фармакопейная  статья  «Микробиологическая чистота»).  Исследование  проводили  в  семи  независимых  лабораториях  в  течение 3 сут. Всего получено 378 индивидуальных результатов для каждой серии «ЛИОШТАММ» и 126 — для референс-метода.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. При исследовании ростовых свойств питательных сред оба тест-штамма, приготовленные с использованием образцов «ЛИОШТАММ», продемонстрировали соответствие всем критериям приемлемости:   количество   колониеобразующих   единиц   (КОЕ) на чашку составило 10–100, также были подтверждены типичные культурально-морфологические свойства и время роста. Внутрилабораторная прецизионность (RSD) варьировала от 7 до 21% для метода с использованием «ЛИОШТАММ» и от 2 до 36% для референсметода. Показатель межлабораторной прецизионности для метода с использованием образцов «ЛИОШТАММ» составил 15–17%, тогда как для референс-метода — 38–45%. Время появления видимых колоний (≈18 ч) и их культурально-морфологические свойства не имели значимых отличий между методами. Анализ межфлаконной однородности показал совпадение средних значений и относительных стандартных отклонений (RSD) в рамках внутрилабораторного производственного контроля (n=5) и в ходе межлабораторных испытаний (n=63), что свидетельствует о стабильности серии «ЛИОШТАММ» (RSD≤17%).

ВЫВОДЫ

ВЫВОДЫ. Метод контроля питательных сред с использованием стандартизированных лиофилизированных тест-штаммов «ЛИОШТАММ» обеспечивает получение результатов, сопоставимых с традиционным методом по ростовым и морфологическим характеристикам. Ключевым преимуществом метода является значительное повышение межлабораторной воспроизводимости за счет снижения вариабельности более чем в два раза. Тест-штаммы «ЛИОШТАММ» могут быть рекомендованы   в   качестве   стандартизированных   образцов для рутинного микробиологического контроля и валидации аналитических методик.

INTRODUCTION

INTRODUCTION. Microbiological quality control of medicinal products relies on the use of reference test strains with stable cultural and morphological properties. Use of lyophilised test strains standardised by number of viable cells reduces the labour intensity of testing compared to the traditional method of preparing microbial suspensions.

AIM

AIM. This study aimed to evaluate reproducibility, homogeneity, and stability of results when assessing growth-promoting properties of nutrient media using traditional preparation method of microbial suspensions and the method based on LYOSHTAMM lyophilised test strains standardised by the number of viable cells.

MATERIALS AND METHODS

MATERIALS AND METHODS. Two test strains were used: Salmonella enterica subsp. enterica serovar Abony IHE 103/39 and Staphylococcus aureus ATCC 6538. Compared was the method using standardised lyophilised LYOSHTAMM samples (one batch per strain, standardised by the number of viable cells) and the reference method. The latter uses microbial suspensions prepared in compliance with the Russian State Pharmacopoeia (pharmacopoeial monograph “Microbiological purity”). The study was conducted across seven independent laboratories over three days. A total of 378 individual results were obtained for each LYOSHTAMM batch and 126 results — for the reference method.

RESULTS

RESULTS. When evaluating growth-promoting properties of the media, both test strains based on LYOSHTAMM samples met all acceptability criteria: the number of colony-forming units per plate ranged from 10 to 100; typical cultural and morphological properties and growth time was confirmed. Intralaboratory precision (RSD) ranged from 7% to 21% for LYOSHTAMM method and from 2% to 36% for reference method. The interlaboratory precision for LYOSHTAMM samples was 15–17%, while for reference method, it was 38–45%. Time to visible colonies (≈18 hours) and their cultural and morphological properties showed no significant differences between the methods. Analysis of inter-vial homogeneity showed consistent mean values and relative standard deviations at intralaboratory production control (n=5) and  interlaboratory trials (n=63), confirming the stability of LYOSHTAMM batch (relative standard deviation ≤17%).

CONCLUSIONS

CONCLUSIONS. The control method for nutrient media using standardised lyophilised LYOSHTAMM test strains yields results comparable to the traditional method in  terms  of growth and morphology. A key advantage of this method is a significantly improved interlaboratory reproducibility, with a more than two-fold reduction in variability. LYOSHTAMM test strains can be recommended as reference standards for routine microbiological testing and analytical validation.

контроль качества питательных средлиофилизированные тест-штаммыростовые свойствамикробиологическая чистотакультурально-морфологические свойствавоспроизводимостьмежлабораторная прецизионностьмежлабораторные испытанияnutrient media quality controllyophilized test strainsgrowth-promoting propertiesmicrobiological puritycultural and morphological characteristicsreproducibilityinterlaboratory precisioninterlaboratory trialsРабота выполнена в рамках государственного задания ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России № 056-00001-25-00 на проведение прикладных научных исследований (номер государственного учета НИР 124022200103-5)This study was conducted by the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products as part of the applied research funded under State Assignment No. 056-00001-25-00 (R&D Registry No. 124022200103-5)ReferencesGupta D, Bhatt S, Shulka P, Kumar A. Microbial contamination in pharmaceutical manufacturing. J Drug Discov Health Sci. 2024;1(01):21–7. https://doi.org/10.21590/yafz5353Gupta D, Bhatt S, Shulka P, Kumar A. Microbial contamination in pharmaceutical manufacturing. J Drug Discov Health Sci. 2024;1(01):21–7. https://doi.org/10.21590/yafz5353Tyski S, Burza M, Laudy AE. Microbiological contamination of medicinal products — Is it a significant problem? Pharmaceuticals (Basel). 2025;18(7):946. https://doi.org/10.3390/ph18070946Tyski S, Burza M, Laudy AE. Microbiological contamination of medicinal products — Is it a significant problem? Pharmaceuticals (Basel). 2025;18(7):946. https://doi.org/10.3390/ph18070946de Sousa Lima CM, Fujishima MAT, de Paula Lima B, et al. Microbial contamination in herbal medicines: a serious health hazard to elderly consumers. BMC Complement Med Ther. 2020;20(1):17. https://doi.org/10.1186/s12906-019-2723-1de Sousa Lima CM, Fujishima MAT, de Paula Lima B, et al. Microbial contamination in herbal medicines: a serious health hazard to elderly consumers. BMC Complement Med Ther. 2020;20(1):17. https://doi.org/10.1186/s12906-019-2723-1Han-Min O. Selection of bacterial strains in a testing microbiology laboratory for quality assurance purposes: ISO/ IEC 17025: 2017 standard point of view. Accred Qual Assur. 2025;30:95–101. https://doi.org/10.1007/s00769-024-01615-9Han-Min O. Selection of bacterial strains in a testing microbiology laboratory for quality assurance purposes: ISO/ IEC 17025: 2017 standard point of view. Accred Qual Assur. 2025;30:95–101. https://doi.org/10.1007/s00769-024-01615-9Moira DJ. A simple and rapid test for quality control of liquid media, using the bioscreen microbiological growth analyser. J Microbiol Methods. 1998;32(1):37–43. https://doi.org/10.1016/S0167-7012(98)00007-4Moira DJ. A simple and rapid test for quality control of liquid media, using the bioscreen microbiological growth analyser. J Microbiol Methods. 1998;32(1):37–43. https://doi.org/10.1016/S0167-7012(98)00007-4Суханова СМ. Стандартизация требований к питательным средам, используемым для оценки качества лекарственных средств (обзор). Разработка и регистрация лекарственных средств. 2023;12(1):123–30. https://doi.org/10.33380/2305-2066-2023-12-1-123-130Sukhanova SM. Standardization of requirements for culture media used to assess the quality of drugs (Review). Drug Development & Registration. 2023;12(1):123–30 (In Russ.). https://doi.org/10.33380/2305-2066-2023-12-1-123-130Кулешова СИ, Процак СА, Лисунова СА, Романюк ГЮ. Стабильность готовых и приготовленных в лаборатории питательных сред. Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения.2021;11(2):130–4. https://doi.org/10.30895/1991-2919-2021-11-2-130-134Kuleshova SI, Protsak SA, Lisunova SA, Romanyuk GYu. Stability of ready-to-use and laboratory-prepared culture media. Bulletin of the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products. 2021;11(2):130–4 (In Russ.). https://doi.org/10.30895/1991-2919-2021-11-2-130-134Basu S, Pal A, Desai PK. Quality control of culture media in a microbiology laboratory. Indian J Med Microbiol. 2005;23(3):159–63. https://doi.org/10.1016/S0255-0857(21)02585-8Basu S, Pal A, Desai PK. Quality control of culture media in a microbiology laboratory. Indian J Med Microbiol. 2005;23(3):159–63. https://doi.org/10.1016/S0255-0857(21)02585-8Moser AI, Campos-Madueno EI, Perreten V, Endimiani A. Genome stability during serial subculturing in hyperepidemic multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli. J Glob Antimicrob Resist. 2022;31:152–61. https://doi.org/10.1016/j.jgar.2022.08.014Moser AI, Campos-Madueno EI, Perreten V, Endimiani A. Genome stability during serial subculturing in hyperepidemic multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli. J Glob Antimicrob Resist. 2022;31:152–61. https://doi.org/10.1016/j.jgar.2022.08.014Wassenaar TM, Zimmermann K. How industrial bacterial cultures can be kept stable over time. Lett Appl Microbiol. 2020;71(3):220–8. https://doi.org/10.1111/lam.13309Wassenaar TM, Zimmermann K. How industrial bacterial cultures can be kept stable over time. Lett Appl Microbiol. 2020;71(3):220–8. https://doi.org/10.1111/lam.13309Sabol A, Joung YJ, Van Tubbergen C, et al. Assessment of genetic stability during serial in vitro passage and in vivo carriage. Foodborne Pathog Dis. 2021;18(12):894–901. https://doi.org/10.1089/fpd.2021.0029Sabol A, Joung YJ, Van Tubbergen C, et al. Assessment of genetic stability during serial in vitro passage and in vivo carriage. Foodborne Pathog Dis. 2021;18(12):894–901. https://doi.org/10.1089/fpd.2021.0029Singh KA, Rai R, Nair SS. Review on development of assigned value microbiological reference materials used in food testing. Food Microbiol. 2022;102:103904. https://doi.org/10.1016/j.fm.2021.103904Singh KA, Rai R, Nair SS. Review on development of assigned value microbiological reference materials used in food testing. Food Microbiol. 2022;102:103904. https://doi.org/10.1016/j.fm.2021.103904Verdonk GP, Willemse MJ, Hoefs SG, et al. The most probable limit of detection (MPL) for rapid microbiological methods. J Microbiol Methods. 2010;82(3):193–7. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2010.04.012Verdonk GP, Willemse MJ, Hoefs SG, et al. The most probable limit of detection (MPL) for rapid microbiological methods. J Microbiol Methods. 2010;82(3):193–7. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2010.04.012Kurniawan YN, Yuji S, Koji S. Evaluation of a microbiological reference standard (EZ-AccuShotTM) as test material for proficiency testing (PT) scheme in the breweries. J Am Soc Brew Chem. 201876(4):219–22. https://doi.org/10.1080/03610470.2018.1502010Kurniawan YN, Yuji S, Koji S. Evaluation of a microbiological reference standard (EZ-AccuShotTM) as test material for proficiency testing (PT) scheme in the breweries. J Am Soc Brew Chem. 201876(4):219–22. https://doi.org/10.1080/03610470.2018.1502010Hong SK, Choi SJ, Shin S, et al. Establishing quality control ranges for antimicrobial susceptibility testing of Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, and Staphylococcus aureus: a cornerstone to develop reference strains for Korean clinical microbiology laboratories. Ann Lab Med. 2015;35(6):635–8. https://doi.org/10.3343/alm.2015.35.6.635Hong SK, Choi SJ, Shin S, et al. Establishing quality control ranges for antimicrobial susceptibility testing of Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, and Staphylococcus aureus: a cornerstone to develop reference strains for Korean clinical microbiology laboratories. Ann Lab Med. 2015;35(6):635–8. https://doi.org/10.3343/alm.2015.35.6.635Liu K, Ma W, Jin G. Research progress on improving the survival rate and extending the storage period of lactic acid bacteria through vacuum freeze-drying. Food Sci. 2024, 45(2):325–33. https://doi.org/10.7506/spkx1002-6630-20230801-002Liu K, Ma W, Jin G. Research progress on improving the survival rate and extending the storage period of lactic acid bacteria through vacuum freeze-drying. Food Sci. 2024, 45(2):325–33. https://doi.org/10.7506/spkx1002-6630-20230801-002Dias FRS, Lourenço FR. Measurement uncertainty evaluation and risk of false conformity assessment for microbial enumeration tests. J Microbiol Methods. 2021;189:106312. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2021.106312Dias FRS, Lourenço FR. Measurement uncertainty evaluation and risk of false conformity assessment for microbial enumeration tests. J Microbiol Methods. 2021;189:106312. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2021.106312Bernal-Mercado AT, Gutierrez-Pacheco MM, Encinas-Basurto D, et al. Synergistic mode of action of catechin, vanillic and protocatechuic acids to inhibit the adhesion of uropathogenic Escherichia coli on silicone surfaces. J Appl Microbiol. 2020;128(2):387–400. https://doi.org/10.1080/03610470.2018.1502010Bernal-Mercado AT, Gutierrez-Pacheco MM, EncinasBasurto D, et al. Synergistic mode of action of catechin, vanillic and protocatechuic acids to inhibit the adhesion of uropathogenic Escherichia coli on silicone surfaces. J Appl Microbiol. 2020;128(2):387–400. https://doi.org/10.1080/03610470.2018.1502010Boyd P, Eaton S, Magee J. The stability of micro-organisms preserved in LENTICULE discs, demonstrated by repeat sample distributions of the EQUAL Scheme for Indicator Organisms (water microbiology). J Appl Microbiol. 2006;100(2):272–8. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2005.02774.xBoyd P, Eaton S, Magee J. The stability of micro-organisms preserved in LENTICULE discs, demonstrated by repeat sample distributions of the EQUAL Scheme for Indicator Organisms (water microbiology). J Appl Microbiol. 2006;100(2):272–8. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2005.02774.xKupletskaya MB, Netrusov AI. Viability of lyophilized microorganisms after 50-year storage. Microbiology. 2011;80(6):850–3. https://doi.org/10.1134/S0026261711060129Kupletskaya MB, Netrusov AI. Viability of lyophilized microorganisms after 50-year storage. Microbiology. 2011;80(6):850–3. https://doi.org/10.1134/S0026261711060129Miyamoto-Shinohara Y, Sukenobe J, Imaizumi T, Nakahara T. Survival curves for microbial species stored by freezedrying. Cryobiology. 2006;52(1):27–32. https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2005.09.002Miyamoto-Shinohara Y, Sukenobe J, Imaizumi T, Nakahara T. Survival curves for microbial species stored by freezedrying. Cryobiology. 2006;52(1):27–32. https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2005.09.002Morgan CA, Herman N, White PA, Vesey G. Preservation of micro-organisms by drying; a review. J Microbiol Methods. 2006;66(2):183–93. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2006.02.017Morgan CA, Herman N, White PA, Vesey G. Preservation of micro-organisms by drying; a review. J Microbiol Methods. 2006;66(2):183–93. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2006.02.017Воропаев АА, Крысанова ЮИ, Фадейкина ОВ и др. Лиофилизация стандартизированных по количеству жизнеспособных клеток микроорганизмов в низкой концентрации: разработка режима высушивания. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2025;25(2):193–202. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2025-25-2-193-202Voropaev AA, Krysanova YuI, Fadeikina OV, et al. Lyophilization of microorganisms standardized by the number of viable cells in low concentration: Development of a drying mode. Biological Products. Prevention, Diagnosis, Treatment. 2025;25(2):193–202 (In Russ.). https://doi.org/10.30895/2221-996X-2025-25-2-193-202

The authors declare that there are no conflicts of interest present.