在实验室同时测试制药用水的阶段1电导率和TOC

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FDA和USP将TOC和电导率定为制药用水质量保障的四个关键属性中的两个。但这两种属性参数的手动实验室测试需要耗时数小时之久。用手动测量仪和探头测量阶段2电导率所需要的时间为每样品最长30分钟，而且不包括TOC测量。如此耗时的测量过程包括：测量样品、记录数据、等待审核和批准。当自动同时测量阶段1电导率和TOC时，以后就无需再测量电导率，从而节省时间。用户用M9实验室型TOC分析仪同时测量TOC和USP阶段1电导率，能节省大量时间和资金，并提高生产工艺质量。在此情况下，用户就能将节省下来的资源用于他处，从而提高总体生产效率。SIEVERS*精益实验室 在实验室同时检测制药用水的阶段 1电导率和 TOC 挑战 自从 1906年“纯净食品药物法案（Pure Food and Drug Act）”颁布以来，美国药典（USP, United States Pharmacopeia）和国家处方（NF, National Formulary）一直是美国食品药物管理局（FDA, United States Food and Drug Administration）的官方药典。1 USP和 NF要求检测四种制药用水，即超纯水（UPW）、注射用水（WFI）、血液透析用水、纯蒸汽水 2。检测这 四种水时，要求检测电导率、总有机碳（TOC，Total Organic Carbon）、内毒素、微生物含量（见图 1），目 的是为了保证产品的可靠性、有效性、安全性。如果检 测结果达不到规则要求，就会产生各种后果，轻则被迫 召回产品，重则危及患者的生命安全。因此企业高度重 视和密切关注能够帮助达标的分析方法。 图 1：FDA/ USP要求的制药用水检测 图 1中的各种 USP规则都给出了具体的接受限值。如果 检测结果满足限值，就能达标，但监管机构和行业组织 更看重有助于企业深入了解生产工艺的定量检测，以及 低于接受限值、但需要采取行动的数据限 3。 解决方案 Sievers* M9 TOC分析仪达到并超过 USP<1225>规定 的定量分析要求 4，不仅可用于基本 TOC限值的检测，还能够帮助企业深入了解生产工艺，并给出低于 USP <643>接受限值、但需要采取行动的数据限。5 M9分析仪在进行 USP<643>达标所需的 TOC定量检 测时，还能同时检测阶段 1电导率，以满足 USP<645>要求。虽然电导率检测是较基本的检测，但其背后的理 论具有相当高的技术性，必须加以了解。有关电导率检 测的完整技术解释，以及 M9分析仪如何帮助用户达到 USP<645>要求，请参阅我们的白皮书“电导率、温度 依赖性、和 Sievers M9分析仪（Electrical Conductivity, Temperature Dependence,& Sievers M9 Analyzer）”。6 技术 总结上述白皮书：电导 G是电阻 R的倒数。电阻由欧姆 定律定义为： 其中 R是电阻，V是施加电压，I是检测电流。当电阻单 位是欧姆（Ω）时，电导率 G的单位是西门子（S）。 在检测电导率时，使用探针或让水流穿过电导池，检测 已知电势差上的电流。电导率探针或电导池在已知电势 差上使用两个或更多已知尺寸的电极。直接检测电流，然后计算电导。电导率是基于池常数的归一化电导值，而池常数取决于池尺寸。 用手动检测仪和探头检测电导率的原理，同 M9分析仪 检测穿过电导池的样品流电导率的原理一样（见图 2）。从前人们用耗时的手动检测仪和探头来检测电导率，现 在用 M9分析仪的电导池来检测电导率，虽然两者的技 术原理相同，但后者实现了自动化检测，能快速、高效、可靠地完成达标检测。 图 2：（A）手动检测仪和探头，（B）M9分析仪的电导池 USP<645>和 M9分析仪 M9分析仪电导池的性能达到并超过 USP<645>规定的 所有的仪器规格和操作参数。M9分析仪通过同时检测非 温度补偿样品电导率和温度，来检测阶段 1电导率。M9分析仪还提供美国药典（USP）、欧洲药典（EP）、中 国药典（CP）、印度药典（IP）的接受标准的列表。有 关 M9分析仪电导池的准确度、精确度、范围、线性等 规格，请参阅表 1和图 3。7 表 1：M9分析仪电导率规格 参数 规格 准确度 +/- 0.005 μS/cm或 1%，以较大者为准 精确度 <0.25%相对标准偏差 范围 0.01- 2000 µS/cm Sievers M9的电导率线性 图 3：M9分析仪的电导率线性 USP<645>还规定了电导率检测的三个阶段：阶段 1、阶段 2、阶段 3。只有阶段 1可以在实验室离线或生产流 程在线的运行模式下完成。阶段 1也是最简单的检测，但它的合格/不合格标准最严格。 “阶段 1适用于在线检测，也可以在适用容器中离线进 行。”- USP<645> 对于离线的阶段 1电导率检测，用户只需检测适用容器 中的样品温度和原始电导率。USP<645>按温度索引提 供了合格/不合格标准列表。如果样品未能通过阶段 1电 导率检测，则必须进行额外检测（即阶段 2和阶段 3检 测），以确定过高的电导率是否出自内在因素，如大气 中的 CO2，或外部离子。 在必要的程序步骤中，阶段 2电导率检测更要求规范性。操作员必须剧烈搅拌样品，同时使样品的温度保持 在25º+/-1ºC，直到电导率变化小于每 5分钟0.1 μS/cm。等电导率读数稳定后，检测值不得大于 2.1 μS/cm，方 能通过阶段 2检测。用手动检测仪和探头进行阶段 2电 导率检测的耗时为：每个样品可花费长达 30分钟。8 对于制药厂来说，最理想的情况是在阶段 1电导率检测 中达到 USP<645>要求，这时需要的操作最简单，检测 每个样品的时间最短。实现自动化的 USP<645>检测之 后，就能节省大量时间，并提高数据的可靠性和安全性。 适用容器 除了考虑 M9分析仪电导池的性能之外，还需考虑用于 电导率检测的适用容器。USP<645>特别提到了“适用 容器（Suitable Container）”一词，但未具体说明什么 样的容器是适用的。9 在容器中同时检测阶段 1电导率和 TOC时，要求容器 对电导率或 TOC没有任何显著影响。M9分析仪使用“电 导率与 TOC两用样品瓶（DUCT，Dual Use Conductivity and TOC）”，能够自动进行 USP<643>和<645>的达 标检测 10。DUCT样品瓶是有专利技术的涂层玻璃样品 瓶，带专用瓶盖，已被证明不仅适用于电导率和 TOC检 测，而且优于目前业界使用的其它许多容器。11 结果 FDA和USP将TOC和电导率定为制药用水质量保障的 四个关键属性中的两个。但这两种属性参数的手动实验 室检测需要耗时数小时之久。用手动检测仪和探头检测 阶段 2电导率所需要的时间为每样品最长 30分钟，而 且不包括 TOC检测。如此耗时的检测过程包括：检测样 品、记录数据、等待审核和批准。当自动同时检测阶段 1电导率和 TOC时，以后就无需再检测电导率，从而节省 时间。 美国的一家跨国生物技术公司采用能够同时检测 TOC 和电导率的方案，以提高效率、简化流程、并能将检测 结果导出到实验室信息管理系统（LIMS，Laboratory Information Management System）。12 这家跨国生物技术公司用 M9分析仪和单个 DUCT样品 瓶来同时检测阶段 1电导率和 TOC，5年的投资回报率 （ROI，Return On Investment）达 400%，投资回收期 仅为 7个月，项目的 5年净现值约为 40万美元。ROI最 引人注目的地方是，尽管使用 DUCT样品瓶增加了些许 耗材成本，但每个样品检测的时间和样品数量都有所减 少，总成本大大降低。 此例很好地说明了，用户用 M9实验室型 TOC分析仪同 时检测 TOC和 USP阶段 1电导率，能节省大量时间和 资金，并提高生产工艺质量。在此情况下，用户就能将 节省下来的资源用于他处，从而提高总体生产效率。12 本应用文献只展示了用 M9分析仪在实验室离线模式下 检测阶段 1电导率。但实验室环境并非唯一选项。按照 FDA“过程分析技术（ PAT， ProcessAnalytical Technology）”指南的规定，用于检测阶段 1电导率的 M9分析仪也提供便携式配置，可用于旁线（at-line）检 测；还提供在线（on-line）配置，可实现最佳工作效率。 Sievers为用户的水质和清洁应用提供完善的解决方案、技术服务和支持。从仪器、标样、样品瓶，到技术服务、设备维护、技术支持，Sievers都能满足用户的一切需求。感谢您选择 Sievers作为您的解决方案。 参考文献 1. USP and FDA Working Together to Protect Public Health, 2017. RetrievedJan19,2018,fromhttp://www.usp.org/about/public-policy/usp-fda-roles 2. <1231>WaterforPharmaceuticalPurposes,2007.Retrieved Jan 19, 2018, from https://www.geinstruments.com/sites/default/files/pdf_test/reg_US P_1231_water_for_pharmaceutical_purposes.pdf 3. 3.<1225> Validation of Compendial Procedures, 2007. Retrieved Jan 19, 2018, from https://www.geinstruments.com/sites/default/files/pdf_test/reg_US P_1225_validation_of_compendial_procedures.pdf. 4. Sievers M-Series Performance Specifications, 300 00290, 2015. RetrievedJan19,2018,fromhttps://geinstruments.com/down-media?f_id=262. 5. 5.<643> Total Organic Carbon, 2008. Retrieved Jan 19, 2018, from https://www.geinstruments.com/down-media?f_id=1404. 6. ElectricalConductivity,TemperatureDependence,&GEM9Analyzer,30000322,2016.RetrievedJan22,2018,from https://geinstruments.com/down-media?f_id=42654. 7. Sievers M9 TOC Analyzers, 300 00064, 2017. Retrieved Jan 19, 2018, from https://geinstruments.com/down-media?f_id=325. 8. 8.<645> Water Conductivity, 2008. Retrieved Jan 23, 2018, from https://www.geinstruments.com/down-media?f_id=1405. 9. Reserve Sample Bottles for Conductivity and TOC, 30000299, 2015. Retrieved Jan 23, 2018, from https://geinstruments.com/down-media?f_id=268. 10. Selecting the Best TOC Sample Vial for Your Application, 30000331, 2016. Retrieved Jan 23, 2018, from https://geinstruments.com/down-media?f_id=277. 11. DUCT Vial Performance and Stability, 300 00297, 2015. Retrieved Jan 23, 2018, from https://geinstruments.com/down-media?f_id=266. 12. Improved efficiency and lower costs using simultaneous testing for TOC and conductivity, 300 00326, 2018. Retrieved Jan 23, 2018, from https://geinstruments.com/down-media?f_id=42078. Veolia Water Technologies 请访问以下网址与我们联系： cn.sieversinstruments.com