精确衡量与天平合规性管理 Sartorius

精确称量与天平合规性管理张忠任（赛多利斯实验室称重）实验室部门的核心技术可追溯至1870年FlorenzSartorius分析天平1930年左右的赛多利斯工厂2世界上最准的天平*赛多利斯在1971年创造了最精确称量的世界纪录，0.1ug3有大约50个销售和生产基地的全球性企业亚太印度|泰国|新加坡|越南|中国|马来西亚|韩国|日本|澳大利亚美洲欧洲中东非洲加拿大|美国：纽约、宾夕法尼亚、特拉华、科罗拉多|波多黎各|墨西哥|秘鲁|巴西|阿根廷荷兰|比利时|爱尔兰|英国|法国|西班牙|芬兰|丹麦|德国|波兰|奥地利|匈牙利|瑞士|意大利|俄罗斯|突尼斯Sales Production andProduction/Sales4这些产品和服务是任何实验室都必需的5Agenda01 天平基础知识02 合规性合哪些规？03 日常称量面对的风险04 天平的管理05 Q&A6Balance7Balance天平组成称重单元-数据采集(传感器)电路部分-数据处理(微处理器滤波器软件)显示器-数据显示8Balance电磁力传感器原理(G=mg)(F=IBL)传统天平电子天平9Balance电磁力传感器原理1 秤盘2下导杆3 上导杆4，5 铰链6 线圈7 磁铁8 采样电阻9 模数转换器10 微处理器11 显示10Balance电磁力传感器的演变11Balance超级单体传感器12Balance单体传感器和传统传感器1:100优势：.更高精度.更好稳定性.更低装配成本13Terms14TermsHdisplayed Value显示值max.Capacity 220 g最大量程220,000.00 mg100,000.00 mgReadability 0.01mg可读性（读数精度）50,000.00 mgResolution 220g:0.01mg=22,000,000 digits分辨率（分度数）0.00 mgmass15Terms量程.单量程Min0 gMaxLLH220 g0.01mg.双量程Min0 gMaxH120 g220 g0.01mg0.1mgTare.多分度值Min0 gMax（可变量程）LH220 g0.01mg0.1mg16Terms测量结果的综合表现准确且精密精密但不准确 准确但不精密 不准确也不精密17Terms重复性在恒定的测试条件下，当同一负载以相同的方式重复放在称盘时，称重仪器所能显示的最小或相同结果的能力n1 2s x xn1ii1重复性不仅取决于天平，也受环境、样品和操作等各种随机性因素的影响2s置信区间：代表有95.4%概率会落在这个区间18Terms线性误差（示值误差）示值200 g线性误差称盘上的质量200 g*实际线性校正至少选择5点(0,25%,50%,75%,100%)，且要有专业工程师用服务软件进行*线性误差比较稳定，不需要经常做线性校准19Terms偏载误差(Eccentricity/Corner Load/Off-Center Load).样品放偏时的偏差.差值取决于样品在秤盘上的位置.影响测量精度20Terms偏载误差(Eccentricity/Corner Load/Off-Center Load).使用不低于最大量程1/3的砝码进行测试.同一物体放置在称盘不同位置时读数的变化21Agenda01 天平基础知识02 合规性合哪些规？03 日常称量面对的风险04 天平的管理05 Q&A22Regulations合规性合哪些“规”？国内国际性质药品生产质量管理规范(GMP)cGMP药品生产和质量管理的基本准则药品研制、生产（进口）、经营、使用和监督管理等相关单位均应遵循的法定技术标准中国药典USP检定计量器具的计量性能依据，具有国家法定性的技术文件JJG1036-2008OIML R7623Regulations各法规的特点与定位.GMP，质量管理，指明方向，但没有具体操作说明。.药典关注天平称量结果的准确性，控制称量结果的相对误差。eg.称量区分：“精密称定”和“称定”.计量检定规程关注天平本身，对天平的各项性能指标有非常的阐述，最后给出一个检定结论：合格与否eg.天平区分等级：“I级”、“II级”、“III级”、“IIII级”24Regulations关注测量结果的误差准确且精密精密但不准确 准确但不精密 不准确也不精密25Regulations天平的各种误差测量值S200 g实际特征曲线线性误差a理想特征曲线称盘上的质量ZPa g200 gRegulations综合测量不确定度当负载接近于零点时，相对而言一台天平是最不精确的，标准偏差起到了极重要的影响27Regulations综合测量不确定度与对应样品量的比值%10Proze?ProcessUnsicherheit,10,1UncertaintyBeispiel,Example0,010,0010,00010,010,1110100gtaken from DKD Certificate28RegulationsUSP 美国药典General Chapter 通则：.Balances 天平.Weighing on an Analytical Balance分析天平上的称量29Regulations30Regulations Balances 天平.mandatory for“accurately weighed”对“精确称量”强制性.calibrated over the operating range 操作区间进行校准.repeatability 重复性.accuracy 准确性31RegulationsMinimum weight设置思路.用砝码重复测10次，算出标准偏差smmin=2000 s.设定最小称样量*(稍高于预估的mmin).根据USP 的repeatability和accuracy要求来验证天平32RegulationsUSP -repeatability.W 2000*sW 820*d例如：十万分之一天平 d=0.01mgW 820d=820*0.01mg=8.2mg33Regulations验证USP -accuracy.34Regulations验证USP -accuracy一个合适的砝码(a suitable weight)：.a mass between 5%and 100%of the balances capacity.must use a calibrated weight.The maximum permissible error(or calibration uncertainty)of a weightmust be 1/3 of 0.10%.OIML Class F1 or F2 weights are usually sufficient35Maximum permissible errors for weightsaccording to OIML R111 2004Regulations2015版中国药典凡例精确度U：测量不确定度W：所称样品重量U=dU=2*SDRegulations2015版中国药典凡例精确度W 2000SDRegulations计量法规里的量程认识误区.Minimum capacity(Min).The minimum capacity of the instrument is determined in conformitywith the requirements in Table 3.However,in the last column of thisTable,the verification scale interval,e,is replaced by the actualscale interval,d.Value of the load below which the weighing results may be subject toan excessive relative error.Minimum capacity in Metrology Minimum Weight in USP39Regulations计量法规里的量程认识误区40Regulations两种精度切换使用的误区.In principle,each range should be tested as a separate instrument.For instruments with automatic change over,however,combined testscan be possible.原则上，每个工作区间应该作为一立设备来检测。然而对于带自动切换的设备，混合检测是可以的。.对于一台天平，两种分度值手动切换使用，是不符合计量法规要求的，除非对这两个分度值都分别做一次计量检定。41Agenda01 天平基础知识02 合规性合哪些规？03 日常称量面对的风险04 天平的管理05 Q&A42良好的称量习惯称量操作技巧在称量前，通电预热30分钟（高精度天平需要时间更长），或一直保持通电43良好的称量习惯称量操作技巧开防风罩的门尽可能时间短和开度小44良好的称量习惯称量操作技巧不要用手直接接触样品或称盘，请使用镊子或其他专用工具尽量保持称量室内外温度、湿度一致45良好的称量习惯称量操作技巧不要把手伸到防风罩内46良好的称量习惯称量操作技巧称量时，将样品/器皿置于秤盘中心，轻拿轻放，禁忌冲击力，较大冲击力会损坏传感器。47良好的称量习惯称量操作技巧读数时，应待天平显示出单位（g/mg）后，在一个数字稳定35秒后，即可取此称重数值。忠告：在可能短的时间内完成称量任务48良好的称量习惯称量操作技巧流畅的称量节奏：加 样 后尽快关门 一旦数值稳定立即读数 读完数立即取样并关门49良好的称量习惯称量操作技巧保持称量室和称盘清洁，只用干净的容器称样清洁器皿时，一定要将器皿取出天平防风罩内（远离天平）清洁，以保证灰尘不进入天平，影响读数。当样品掉入秤盘上或秤盘周围时，不要用毛刷或洗耳球处理，这样会导致粉尘飞起，进入天平内部。而要用潮湿的纸巾将粉尘粘出即可。50良好的称量习惯天平影响因素可读性，称量范围重复性误差、线性误差响应时间温度、湿度、气压、气流空气浮力海拔屏蔽与防护.水平仪器因素环境因素振动静电磁场.样品因素操作者因素静电着装磁性防护吸湿与蒸发.操作技巧.51良好的称量习惯稳定的称量环境空调.对于0.01mg及更高读数精度的天平，开窗打开的门称量环境对结果有很明显的影响。阳光.防风外罩可营造局部稳定环境，提高称量可靠性。气流湿度及温度不稳定的天平台振动不安静的环境52良好的称量习惯称量桌YWT03YWT0953良好的称量习惯校准问题100g W e ight Che ck100g 检 测11010510095WeightMinus TolerancePlus Tolerance9085Day上图是一台天平在一天时间里用100g砝码检测的变化的曲线产生这类误差的原因主要是温度变化、电子漂移、震动及所有误差因素综合作用的影响54良好的称量习惯自动内部校准isoCAL-温度和时间触发的自动内部校准和调整功能无需再担心日常校准的问题55良好的称量习惯水平问题.当天平的水平发生变化时，原有的重力与电磁力的平衡关系被改变，误差也就产生。.这种改变往往被忽视.在一些特殊的场合甚至无法观察到天平倾斜0.29会使200g读数产生0.0025g误差56良好的称量习惯电子水平泡.实时监控天平的水平状态.显示屏提供手动调水平提示.不需要观察机械水泡最高端的电子天平具备全自动水平调整功能57良好的称量习惯静电问题现象：显示值有规律的向上/下波动以下情况需考虑静电问题：.使用0.01mg及更高读数精度的天平.称量粉末状干燥样品.不易导电的称量容器：塑料、称量纸、玻璃.环境湿度低于30%解决措施：.使用铝箔纸.控制环境相对湿度：45%-60%.配备静电消除器58良好的称量习惯内置静电消除器通过高压