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1、 制药行业的制药行业的TOCTOC测试测试 本次讲座的主要内容本次讲座的主要内容TOC的定义和由来USP及EP对水中TOC的规范现有TOC测试技术概论TOC在制药行业的运用 为何进展为何进展TOCTOC检测检测准确、简单可自动化替代OST测试USP24chapterEPchapter2.2.44清洁验证FDA要求 传统的传统的OSTOST测试测试上上个世纪建立的方法测试受客观影响较大无法定量对某些有机物有效，而对某些有机物无效 含以下浓度有机物的水样仍能经过含以下浓度有机物的水样仍能经过OSTOST测试测试氯甲烷5000PPM甲醇2500PPM邻苯二氢钾500PPM葡萄糖5PPM蔗糖2.5PP
2、M十二烷基苯磺酸钠1PPM摘自美国药典专篇15,5554(1989) USPEPUSPEP2019年，USP23 首先建议对PW、WFI进展TOC测试 ，TOC和OST可选作一项。2019年，USP23第八增补版正式用TOC测试替代了OST测试，OST测试取消。2000年，USP24规定：对PW和WFI必需进展TOC测试。2019年，EP2000规定：对WFI，必需进展TOC测试。对PW，TOC和OST可选做一项。 USP24和和EP2.2.44的比较的比较 USP24和和EP2.2.44的比较的比较 对水专题篇的改良对水专题篇的改良以前测试如今测试PH2019年5月15日起删除内毒素保管钙离
3、子2019年5月15日起被电导率取代硫酸根2019年5月15日起被电导率取代氯离子2019年5月15日起被电导率取代铵离子2019年5月15日起被电导率取代二氧化碳2019年5月15日起被电导率取代易氧化物2019年5月15日起被TOC取代重金属删除总固体删除大肠杆菌删除 清洁验证清洁验证确认清洁步骤能否将消费设备中的剩余物去除，并到达预期的目的。 TOC的根本概念的根本概念什么是什么是TOC？ TOC的定义的定义TOC - 总有机碳TIC - 总无机碳TC - 总碳POC - 可吹出有机碳NPOC - 不可吹出有机碳DOC - 可溶解有机碳SOC - 悬浮有机碳 TC存在于样品中一切的碳，包
4、括TIC、TOC。 TIC二氧化碳-CO2(溶解)碳酸氢根离子-HCO3-碳酸根离子-CO3= 无机碳在水里存在方式无机碳在水里存在方式CO2+H2OHCO3-+H+CO32-+2H+ TOC存在于有机化合物中碳，在总无机碳被除去后，可氧化成二氧化碳。 POC用气流在一定的条件下可从水中吹出的有机碳。 NPOC用气流在一定的条件下吹扫后，仍旧保管在水中的有机碳。 DOC可经过0.45m过滤器的有机碳。 SOC不可经过0.45m过滤器的有机碳。 TC=TIC+TOCTOC=POC+NPOCTOC=DOC+SOC TOC的来源的来源自然界：动植物的腐烂工业排放：石化、造纸、冶金等农业：杀虫剂、化肥
5、家庭：清洁剂、人畜排泄物 TOC测试技术测试技术1.进样方式进样方式2.氧化技术氧化技术3.检测技术检测技术4.结果输出结果输出 1.进样方式进样方式1. 离线-台式TOC分析仪，将水样取回至实验室分析2. 在线-在线TOC分析仪，直接安装在测试点，延续监测 2.氧化技术氧化技术1. 熄熄灭干法干法2. 100 C / 过硫酸硫酸盐湿氧化法湿氧化法3. 紫外紫外 / 过硫酸硫酸盐4. 紫外紫外5. 紫外紫外 / 二氧化二氧化钛 熄灭法熄灭法 熄灭法熄灭法 1 11.将样品参与熄灭炉中2.将一切的碳熄灭，使之转化为CO23.检测CO2的量，得出样品中TC含量4.将同一个样品参与TIC反响室5.将
6、TIC转化为CO26.检测CO2的量，得出样品中TIC含量7.TOC =TC - TIC 熄灭法熄灭法 2 21.酸化样品2.吹扫样品，以除去样品中的TIC3.将此处置后的样品参与熄灭炉4.将一切的碳熄灭，使之转化为CO25.检测CO2的量，得出样品中TOC (NPOC) 含量 熄灭法的优点和缺陷熄灭法的优点和缺陷优点优点对难氧化的有机碳有较高的氧化效率对难氧化的有机碳有较高的氧化效率易于分析高易于分析高TOCTOC浓度的样品浓度的样品分析速度快分析速度快 (2-3(2-3分钟分钟) )样品耗费量少样品耗费量少缺陷缺陷仅限于分析中、高浓度的样品仅限于分析中、高浓度的样品TOCTOC是经过差减法
7、得出是经过差减法得出(TC-TIC)(TC-TIC)催化剂会带来系统空白催化剂会带来系统空白催化剂会中毒催化剂会中毒需求用载气，运用本钱高且操作复杂需求用载气，运用本钱高且操作复杂系统稳定时间长系统稳定时间长 100 C / 过过硫酸硫酸盐盐法法SampleHeater BlockReagent InInletTo NDIR 100 C / 过过硫酸硫酸盐盐法法1.将样品参与样品室2.在样品中参与酸3.TIC被转化为CO24.CO2 被检测，得出TIC值或者直接排出5.在样品中参与过硫酸盐6.TOC被转化为CO27.CO2 被检测，得出TOC值 100 C / 过过硫酸硫酸盐盐法法优优点和缺陷
8、点和缺陷优点适宜分析中低TOC浓度的样品直接得出TOC值空白较低可分析含氯化物高的样品可分析含固体物质或颗粒的样品缺陷分析时间较长脱漏POC对要求更长反响时间或更多氧化剂的化合物较难氧化 紫外紫外 / 过硫酸盐法过硫酸盐法CO2Scrubber/D ryerN DIRRea ctionVe sselO2、N2 or AIRD rainU V La mpPumpPersulfate 紫外紫外 / 过硫酸盐法过硫酸盐法1.除去TIC 2.将样品参与反响室3.过硫酸盐/氧气/紫外线构成氢氧自在基4.TOC转化为CO25.CO2经过检测，得出TOC值 紫外紫外 / 过硫酸盐法的优点和过硫酸盐法的优点和
9、 缺陷缺陷优点适宜检测低TOC浓度的样品直接得出TOC值空白低缺陷分析时间长需求参与酸试剂和过硫酸盐试剂，导致运用本钱高并能够带入污染样品中的颗粒能够引发一些问题 紫外法紫外法 在线在线/紫外二氧化钛紫外二氧化钛F lo wM e terO x y g e no r A irS a m p leF lo wM e terF lo wC o n tr o lVa lv eP u m p(if r e q u ire d )U V L a m pC o n d u ctivityD e te cto rS ig n a lO v e rflo wU V -O N L Y O X I D AT I
10、O N - O N L I N E 紫外法紫外法 在线在线/紫外二氧化钛紫外二氧化钛1.样品被参与到紫外反响室2.紫外灯对样品进展照射3.碳被转化为CO24.由于电导的改动，可得出转化为CO2的碳含量 紫外法紫外法 在线在线/紫外二氧化钛的优紫外二氧化钛的优点和缺陷点和缺陷优点快速呼应可指示TOC变化的趋势不需参与任何化学试剂不需载气，运用方便缺陷无法分别检测TIC和TOC易受离子化合物的干扰 3.检测技术检测技术1. 非散色性红外检测器非散色性红外检测器2. 电导检测器电导检测器3. 薄膜薄膜/电导检测器电导检测器 非散色性红外检测器NDIR 非散色性红外检测器非散色性红外检测器NDIR优点
11、针对二氧化碳的专门检测器检测技术成熟可信缺陷会受水份的干扰需求运用载气需求每次建立任务曲线系统稳定时间长 电导检测器电导检测器优点不受水份干扰灵敏度高无须载气缺陷受离子的干扰，只适宜用于去离子水 HCl HCO3- H+CO2H+Cl -CO2 HCO3- H+MEMBRANEUV Reacted Water InTo Conductivity Cell薄膜薄膜/ /电导检测系统电导检测系统 薄膜薄膜/电导检测系统电导检测系统优点不受水份干扰不受离子干扰缺陷CO2的转化率低薄膜本身会带来一些问题 TOC分析仪根本流程图分析仪根本流程图检测检测输出显示输出显示)进样进样 氧化氧化1.Lab 2.
12、 Process/In-line1. Combustion2. UV/Persulfate3. Persulfate/100 C4. UV Only5. UV/TiO21. Non-Dispersive Infrared Detector (NDIR)2. Membrane/ Conductivity3. Conductivity1. Readout2. Printout3. Computer4. Strip Chart RecorderCO2 TOC测试在制药行业的运用测试在制药行业的运用1. PW、WFI2. 清洁验证清洁验证 PW、WFI运用1:注射用水(WFI)&纯水(PW)限值:仪器
13、最小检测限:50ppbC合格样品最大限值:500ppbC规范品:Sucrose,1,4-Benzoquinone 清洁验证清洁验证清洁验证清洗水分析药签取样分析 制药行业运用制药行业运用TOCTOC的优越性的优越性准确-氧化完全，由人或环境产生的干扰小简单-操作方法简单自动化-可进展在线自动监测管文科学化 制药行业用户如何正确选择制药行业用户如何正确选择TOCTOC分析仪分析仪 一、一、On-lineOn-line还是还是Off-lineOff-lineOn-line: 在线检测TOC 仪器安装在水系统现场，延续检测。Off-line:离线检测TOC 仪器为实验室仪器，安放在实验室桌面上运用。
14、 On-line优点：无需人工取样防止了取样过程中能够发生的样品污染可延续不断地检测水系统，易于及时发现问题。缺陷：校正和验证不照实验室仪器方便灵敏性较差无法做“清洁验证 Off-line优点：灵敏性高校正和验证方便可做“清洁验证缺陷：人工取样过程中能够引入污染很难在问题发生的第一时间发现它 普通选择原那么普通选择原那么以下情况建议选用Off-line水系统验证阶段进展“清洁验证以下情况建议选用On-line水系统验证终了，稳定正常运转一段时间后 二、选用何种氧化技术二、选用何种氧化技术Distilled 100 - 200 ppbCPure Water System (DIW) 10 - 2
15、00 ppbCBoiler Feed Water 1 - 200 ppbC 低低 Semiconductor 0.5 - 200 ppbCPharmaceutical 50 - 500 ppbCDrinking Water 0.5 - 5 ppmCGroundwater 0.4 - 10 ppmC 中中River/Lake Waters 2 - 20 ppmCWastewater 100 - 10,000 ppmC 高高Seawater 0.3 - 2 ppmC 特殊特殊 普通选择原那么普通选择原那么运用范围属于：低浓度运用范围属于：低浓度TOCTOC1.1.紫外紫外/过硫酸盐过硫酸盐2.2.紫外紫外3.3.紫外紫外/二氧化钛二氧化钛4.4.湿氧化法湿氧化法 三、选择检测技术三、选择检测技术1.非散色性红外检测器2.电导检测器3.薄膜/电导检测系统 四、符合药典要求四、符合药典要求关键词一：氧化才干和系统顺应性关键词二：有机物分子完全氧化为二氧化碳关键词三：最低检出限
