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1、TOC分析仪在制药设备清洁验证的应用第一章法律法规清洁验证的定义和目的什么叫清洁验证？清洁验证是用书面证据证明批准的清洗规程可以对设备进行有效的清洗并使清洗后的设备适用于产品的制造或包装。为什么要进行清洁验证？清洁验证的目的就是证明经过清洁程序清洁后，设备上的残留物可见和不可见的：包括前一产品的残留物或清洗过程中洗涤剂的残留物达到了规定的清洁限度要求，不会对将生产的产品造成交叉污染。药品生产质量管理规范（GMP）2010根据中华人民共和国卫生部部长签署的2011年第79号令，药品生产质量管理规范（2010年修订）于2010年10月19日经卫生部部务会议审议通过，自2011年3月1日起施行。中国
2、新版GMP与98版相比从管理和技术要求上有相当大的进步。特别是对无菌制剂和原料药的生产方面提出了很高的要求，新版GMP以欧盟GMP为基础，考虑到国内差距，以WHO2003版为底线。GMP的要求第八十四条应当按照详细规定的操作规程清洁生产设备。第一百四十三条清洁方法应当经过验证，证实其清洁的效果，以有效防止污染和交叉污染。清洁验证应当综合考虑设备使用情况、所使用的清洁剂和消毒剂、取样方法和位置以及相应的取样回收率、残留物的性质和限度、残留物检验方法的灵敏度等因素。第一百三十八条企业应当确定需要进行的确认或验证工作，以证明相关的操作的关键要素能够得到有效控制。确认或验证的范围和程度应当经过风险评估
3、来确定。 欧盟法规1为确认清洁规程的效力应进行清洁验证。应根据所涉及的物料合理的确认产品残留、清洁剂和微生物污染的限度标准。这个限度标准应该是可以达到的能够证实的。2所使用的分析方法应当经过验证,具有检测残留物或污染物的灵敏性。每一种分析方法的检测限度应当具有足够的灵敏度来检测已经制订的残留或污染接受水平。应当制订该方法的回收率水平。残留限度应当具有实用性,可操作性,可证实性,以及最有害的残留。限度可以制订在已知的原料药或其最有害成份的药理学,毒理学,或生理学活性基础上。欧盟法规3通常只有接触产品设备表面的清洁规程需要验证。某些场合下还应考虑不直接接触产品的部分。应验证设备使用与清洁的间隔时间
4、，以及已清洁设备可保留的时间。并通过验证确定清洁的间隔时间和清洁方法。4进行验证后,应当在适当的间隔对清洁程序进行监测,以便保证这些程序在日常生产中有效。如果可行，应当用分析检验和目测检查来监测设备的清洁程度。允许以目测的方法测定用其他取样和/或分析方法不能测定的小区域大致的污染程度。5分析方法应当经过验证，除非所采用的是相关药典或其它公认参照的标准方法。FDA的要求在FDA的GMP211.67章节中规定了设备清洁验证的要求： 建立书面标准操作程序（SOP），其中必须详细规定设难关备各部 件的清洗过程； 必须建立书面的清洗方法验证通则； 清洗方法验证通则应规定执行验证的负责人、批准验证工作的负
5、责 人、验证标准（合格标准）、再验证的时间； 对各生产系统或设备部件进行清洗验证之前应制定专一特定的书 面验证计划，其中应规定取样规程、分析方法（包括分析方法的灵 敏度）。第二章分析方法分析方法的选择检测特定的残留 物。 ELSA HPLC IMS专属性方法一类物质存在的及 数量等级。 TOC UV 电导率 PH非专属性方法能够简单、直 观、有效的直接 采样方法，评价 设备表面的洁净 程度。目测分析方法包括：分析方法的选择被验证的分析方法的选择 u 对残留物、污染物的专属性。u 对残留物、污染物检测的灵敏度。关键考虑的因素u 所使用的分析方法必须经过验证。u 必须有足够的灵敏度，检测出极低的残
6、留物或污染物。u 选择可得到的检验方法或设备。分析方法的比较Source: K.M. Jenkens, A.J. Vandervielen, Pharmaceutical Technology, April 1994TOC = 活性物 + 赋形剂 + 清洁剂 + 水系统中的有机物TOC与HPLC法的比较HPLCu 对每一种有机化合物都有其针对性；u 需要每一个单一的实验过程；u 灵敏度（受限于检测器和化合物）；u 可以检测不溶于水的物质；u 公认的方法，应用广泛。TOCu 针对所有的有机物，因为所有的有机物都被氧化；u 一个方法对付所有的实验过程，无需设置其他参数；u 灵敏度高；u 少数不溶于
7、水的有机化合物也能被检测到；u 已被接受，并趋于广泛。哪种方法更好？HPLC法的局限性在标准品出峰位置没有出峰。通过清洁验证，没有问题！1、出峰位置异常；2、出现异常未知峰；不能通过清洁验证，同时FDA要求确认未知峰！确认工作繁琐。TOC法的优势TOCTotal Organic Carbon，总有机碳。意味着将有机物作为专属物质，不管其来源（包括产品、清洁剂、化学品、溶剂、副产物及微生物污染），要判断出任何残留物质是否存在，采用TOC分析能够地很好完成这一任务，只要其分子结构中包含碳，就能够检测出任何的活性制药成分或者清洁用的残留物质。而检测结果必须低于目标化合物物的限度，提高了清洁验证的严格
8、性。 FDA在检测污染物残留的规章指南中，已经接受了TOC方法。TOC法的优势相对较低的初期投资以及很低的操作和维护的费用。1强烈推荐在清洁验证中采用TOC分析：2使用方便，易于培训新使用者。极高的灵敏度，能够执行低浓度的检测，相比于其它 的方法成本极低并且能够检测所有含碳类的残留物 质。4快速的分析时间。5干扰极小。6提高设备周转时间。3TOC与溶解度目前TOC在生产清洁验证中仅适用于水溶性物质，对于水中易溶物质可以有效检出。对于水中微溶和不溶物质，其在室温下的溶解度在10010000ppm的范围内，远高于TOC的灵敏度，故TOC用于此类物质的清洁验证也具有可行性。极易溶解 1g溶解到不到1
9、ml溶液中易溶 1g溶解在110ml溶液中溶解1g溶解在1030ml溶液中略溶 1g溶解在30100ml溶液中微溶 1g溶解在1001000ml溶液中极微溶解 1g溶解在100010000ml溶液中几乎不溶或不溶 1g在10000ml溶液中不能完全溶解第三章TOC分析方法的验证分析方法验证质 量 控 制 检 查 样 品系统适用性 试验分析方法验证分析仪器的确认 只有在分析方法是可靠的和可重复的时，验证才可通过。 USP与ICH Q2（R1）阐述了分析方法的验证程序。TOC分析仪的性能确认分析仪器确认是一个过程，确保对特定测试使用分析方法是能符合目标用途的。根据cGMP规定，“企业所使用的检测方
10、法的准确度、灵敏度（检测限）、专属性和重现性（精确度）必须确立并有文件证明。”在这种情况下用TOC法进行清洁过程验证的测试之前，对分析仪器进行严格的确认就尤为重要。此方法包括由USP所建议的安装确认、运行确认和性能确认（IQ/OQ/PQ）。TOC分析仪的性能确认中国药典（2010版） 二部 附录 R 制药用水总有碳测定法要求：响应效率应为85115。 试剂：蔗糖标准溶液（含碳量0.500mg/L）1，4-对苯醌标准溶液（含碳量0.500mg/L）系统适用性试验分析方法验证要点 线性度 范围 专属性 回收率 精密度 最低检测限（LOD） 最低定量限（LOQ）线性和范围线性：是指测定结果与试样中被
11、测物浓度呈正比关系的程度。范围：是指能达到一定精密度、准确度和线性，测试方法适用的高低限浓度或量的区间。 定量检查应至少测试5个浓度范围并且包含清洁的最低限和最高限度。 线性的相关系数应不低于0.98%。 浓度范围应达到残留物限度的50%-150%。 淋洗法和棉签法用于限度检查时不需做线性/范围验证。线性和范围药物分析杂志2013.33.（3）TOC测量值和目标物浓度的 相关性TOC分析方法可行回收率试验确定合适取样方法（冲洗方法、擦拭方法、取样人员的操作培训及检测方法）可使污染物/残留被有效收回，最终为验证方法提供证据。通过回收率试验验证取样过程的回收率和重现性。通常取样回收率和检验方法回收
12、率结合进行。取样方法方法擦拭法淋洗法定义在探针的一端装上一种惰性材料（通 常用原棉或类似的材料），用它系统 的交叉摩擦表面。取淋洗线路的最下游的排水口。优点 可以评估难以清洗和相当容易接近 的区域，使得可确定每个给出的表 面区域的污染物或残留物的级别。 不能溶解的残留物可以通过物理切 除的方法来取样。 大面积的取样。 可以对人为达不到或常规不能卸解的 系统进行取样和评估。 缺点 不易在大型设备上实施。 从小面积获得的结果外推至设备的 整个产品接触表面。 不易对难接近的区域进行取样。 残留物或污染物可能不溶解或堵塞在 设备中。 受被取样物溶解性的影响。 只是简单检测冲洗水的质量（它是否 符合测试
13、纲要）而不检测潜在的污染 物的做法是不被认可的。擦拭法回收率（1）可接受标准 回收率：50%重现性：20%步骤举例：1、准备1块500 mm 500 mm的平整光洁的不锈钢板。2、在钢板上用钢锥划出400 mm 400 mm的区域每隔100 mm划线形成16块100 mm 100mm的方块。3、配制浓度为160 mg/L的妥布霉素水溶液定量装入喷雾器。4、将约10 mL溶液尽量均匀地喷在400 mm 400 mm的区域内。5、根据实际喷出的溶液量计算单位面积上的妥布霉素量约1g/100 mm2。12345678擦拭法回收率（2）步骤举例：6、自然干燥或用电吹风温和地吹干不锈钢板。7、用注射用水
14、润湿棉签按擦拭取样操作规程擦拭钢板每擦一个方块，100 cm2换一根棉签。在钢板上取均布的8个方块。8、将棉签分别放入试管中定量加入注射用水10 mL，加塞轻摇试管并放置10 min，使物质溶出。然后将溶液稀释10倍。9、使用TOC分析仪测定此清洁验证水样的TOC值。擦拭法回收率（3）结论：理想的回收率，说明TOC分析方法适合目标化合物擦拭法的清洁验证检测。步骤举例：10、计算回收率。带入校正公式实际计算值药物分析杂志2013.33.（3）擦拭技术擦拭法淋洗法注意：连贯性，固定的力度、速度和线路。淋洗法回收率通常淋洗法限度检查不需做回收率验证，定量检查应做回收率验证。可以利用淋洗溶剂冲洗已知量
15、（在限度附近）的分析物确定回收率，回收率通常应不低于95%。 淋洗法样品可对冲洗液直接检测，也可对冲洗液做稀释后检测，无论直接检测还是稀释检测都应在接到样品后首先将样品同空白溶剂做视觉检查确定是否有颜色差异和异物存在，如果有述现象发生，可直接判定样品不合格。回收率接受程度TOC分析方法的注意点最好使用校准曲线，即TOC和目标物浓度的线性相关性是否良好。因为每一有机物的氧化效率是不同的。（除非氧化效率高，可以忽略） 擦拭法需要同时对照溶剂（如注射用水）和空白棉签，即擦拭空白coupons，进行TOC分析，来判定干扰程度。 必须选择原理、量程合适的TOC分析仪。因为清洁验证的水样与注射用水不同，无
16、法预测水样的清洁程度。第四章TOC分析仪的选择TOC分析仪现状紫外（UV）-直接电导率紫外(UV)- 过硫酸盐氧化 薄膜电导率 紫外(UV)- 湿法(过硫酸盐)氧化 - 非色散红外探测(NDIR） 高温催化燃烧氧化 - 非色散红外探测（NDIR)TOC分析仪现状原理UV-直接电导率UV- 过硫酸盐氧化 薄膜电导率UV- 过硫酸盐氧化 - NDIR高温催化燃烧氧化 - NDIR优点稳定，检测精度 高。稳定，检测精度高 ，抗干扰性更佳。是紫外氧化和湿法氧化 两者协同作用, 氧化降解 效果优于其中任何一种 方法。针对紫外氧化无 法用于高含量TOC水体 ，两者的协同可以测量 污染较重的水体。燃烧相对彻底。缺点量程范围小。 容易受杂酸性，卤 化有机物等的干 扰。 对被测量的水体来 源要求比较苛刻 。响应时间较长，检 测时间延长。需要载气检测量程高，低TOC 水
