USP <645>是美国药典(USP)中的一个通则,提供了检测制药用水电导率的程序。它为不同类型的制药用水确立了具体的检测方法和验收标准,涵盖纯化水(PW)、注射用水(WFI)、血液透析用水和其他无菌水。
盐、溶解的二氧化碳(CO2)和高pH值会增加溶液中的离子含量,从而使电导率升高。该检测值的波动表明离子杂质的存在,并可反映其含量的高低,从而提供了有关样品中污染情况的数据。
USP <645>与USP <643>“总有机碳”相辅相成,后者详细规定了样品中有机碳的监测方法。通过将这两种关键的化学限值检测相结合,我们可以确定水的纯化系统是否得到了充分的控制。TOC和电导率提供的是非特异性的水质评估,这意味着它们不能识别具体的污染物种类,仅能对各类污染物进行整体性的检测。这两项检测量化了污染水平,从而指示可能存在的微生物滋生、清洁过程不彻底造成的残留物或其他杂质。
为了确保PW和WFI符合药典中有关质量控制(QC)的要求,电导率、TOC、内毒素和生物负载是必须监测的四个关键参数。
电导率和TOC监测提供了必要的信息,以确认PW和WFI生产过程不产生工艺副产物。例如,虽然臭氧和电去离子(EDI)等预处理工艺虽能减少污染,但如果管理不当,它们本身也可能会引入污染物。相反,虽然反渗透和超滤等物理过程不会向水中添加物质,但监测可确保这些系统保持功能正常且有效。
USP <645>会影响到生产制药级水或将制药级水用作原料的工厂,以及仪器制造商。
受USP <645>影响的行业和部门包括但不限于:
制药和生物制药制造商
医疗器械制造商、原料制造商
研究开发企业和研究机构
外包检测和质量控制实验室
纯化水系统及仪器厂家
一些医疗保健和兽医企业
此外,服务于生命科学行业的工程设计顾问(EDC)和工程、采购和施工(EPC)承包商在进行使用点检测时,也应将这些法规纳入考量。
USP第645章中详述的检测方法采用一种复杂度逐步提高的分阶段过程。它们适用于在线和离线检测场景,并考虑到了样品容器适用性的确定。应该注意的是,所有样品都需要进行第一阶段检测,只有未达到第一阶段检测限值的样品才需要进行第二阶段和第三阶段检测。
对于制药商而言,在第一阶段电导率检测中符合USP <645>是最理想的状态。该阶段执行起来最简单,单份样品耗时也最短。实现第一阶段USP <645>检测的自动化可节省大量时间,并提高数据的可靠性和安全性。目前,第二阶段和第三阶段检测尚无现成的自动化解决方案。
如上所述,USP <645>法规对于在线和离线(实验室)检测均适用。
USP <645>在线检测
在线检测使用带有集成电导池的仪器来检测样品。样品的收集和检测均自动完成,同时无缝记录数据,从而提供持续监测。这种方式仅适用于第一阶段检测。第二阶段和第三阶段检测不常进行,并且不属于在线检测。
USP <645>的离线或台式检测
离线应用通常依赖于便携式仪表检测或实验室检测,由质量控制分析人员采集样品以执行定期检测。该方式虽符合规范,但分析方法或仪器选择的选择会显著影响效率和数据可靠性。
例如,当使用仪表和探头进行电导率检测时,分析人员需要手动采样并记录数据,这会增加发生转录错误的可能性并降低实验室效率。这些问题可以通过使用台式仪器来解决,这些仪器使用同一样品瓶,同时检测电导率和总有机碳(TOC)。这种方法可以显著提高效率、改进数据可靠性,并减少出错的机会。
USP <645>没有对工艺开发、检测地点、检测频率或仪器选择提出具体建议。这些选择应基于适用性、生产工艺和预期用途。
该法规不限定仪器类型,但要求对所有方法进行电导池常数验证。此外,该通则没有明确规定验证频率或浓度水平,但为了确保合规性,定期验证是必须满足的强制性要求。
必须已确定电导池常数的精度在±2%以内,并且可以通过以下两种方法进行验证:
直接使用电导率已知或可溯源的溶液
将仪器读数与电导池常数已知或可溯源的电导率传感器进行比较,从而间接地进行验证
如需调整电导池常数,则应按照制造商的相关规程来进行,验证频率则根据传感器的设计特性来确定。
有几个因素会影响电导率的稳定性,其中大气中的CO2是主要的影响因素。在低电导率水平下,样品特别容易因CO2的吸收和解吸效应而发生误报,这可能会导致意外的检测偏差。相比之下,较高浓度的样品受溶解CO2的影响较大,但当使用电导率水平较高的参考材料时,药典规定的与标称值偏差±2%的验收标准更能反映仪器的实际性能。
电阻检测校准通过将电导率传感器电极替换为NIST可溯源精密电阻器(精度达到±0.1%)来提供额外的验证。使用可追踪电阻器测得的电导率与计算值之间的偏差必须在±0.1 μS/cm以内,这要求仪器在最低量程下保持至少0.1 μS/cm的分辨率。
系统验证通过比较用户系统和外部校准设备之间的电导率读数来确保系统性能正常。两组读数的偏差应控制在±5%以内,或满足基于水质风险等级和电导率范围的可接受误差标准,传感器的位置应确保能够在相同的温度和水质条件下检测同一样品。
许多必须遵守USP <645>的公司除了按照药典规定进行基本的电导池常数验证之外,还通过使用基于工艺能力的不同浓度和验收标准来实施方法适用性检查。这些额外的检查并非法规要求,但能让工厂更加确信仪器适用于特定方法。此类检查由工厂在强制性药典验证之外自愿开展,不应被视为药典评估的替代方法。
同一样品瓶的电导率和TOC可以同时进行检测,但通常需要不同的分析方法和仪器。这两项检测是兼容的,并且在对同一样品进行检测时不会相互干扰。
如要使用同一容器同时进行第一阶段电导率和TOC检测,该容器必须对电导率和TOC均没有任何显著影响。此外,样品瓶必须最大限度地减少离子和有机污染,以符合USP <645>和USP <643>的要求。
Sievers分析仪的专家可以就如何选择合适的仪器、应用适当的检测程序以及建立有效的SOP提供指导,以便满足文档记录和合规性方面的要求。
选择合适且合规的技术后,必须完成全面的仪器确认和方法验证,所得数据方可作为质量决策的依据。我们行业领先的专业技术确保为您提供全面的方法验证与部署策略支持。凭借数十年的专业经验,我们已对这些流程进行了优化完善,既能满足最严苛的法规要求,又可保持运营效率。
现在,随着效率的提升,通过使用可防止离子析出和CO2污染的专用样品瓶,对单个样品同时进行电导率和TOC的双重检测,以符合USP <645>和<643>的要求。与传统方法相比,这种方法增强了样品的完整性,同时缩短了分析时间。
Sievers分析仪生产的M9总有机碳TOC分析仪,提供全自动同步第一阶段电导率检测。即对纯化水与注射用水,在检测TOC的同时,得到电导率第一阶段检测结果,无需单独手动检测电导率。进一步大幅度降低制药企业检测的工作负担。若您正在使用的Sievers M9 TOC分析仪不含电导率检测功能,可联系我们加装电导率模块,实现TOC与电导率的同步检测。
Sievers* M9 TOC/电导率分析仪
可同步检测TOC与电导率
在同步检测TOC与电导率的方式上,我们还推荐用户使用Sievers*双用途电导率和TOC样品瓶(简称DUCT样品瓶,DUCT意为Dual Use Conductivity & TOC)。DUCT样品瓶带有特制的内涂层,用户可以用同一个DUCT样品瓶同时进行电导率和TOC取样。样品瓶盖上还有一个特制隔膜,能有效阻挡瓶外大气中的CO2进入样品瓶。Sievers测试了存放5天的样品,凭借专用瓶盖和样品瓶特性,瓶内样品在5天内的电导率升值小于0.2 μS/cm。使用DUCT样品瓶可以进行自动的USP/EP/ChP阶段1电导率分析,只需几分钟就能得出分析结果,省时省力,还能避免样品处理的麻烦。每个DUCT样品瓶的认证TOC均小于10 ppb,样品瓶中无离子浸出。
Sievers* DUCT样品瓶
此外,许多工厂已采用在线水质监测进行实时放行检测(RTRT,real-time release testing),从而省去了手动取样的环节,并简化了质量控制流程。这种过程分析技术(PAT,process analytical technology)的应用提供了对质量属性的即时检测,并能够在验证状态下展现出卓越的过程控制能力,尤其是在使用兼容的膜电导技术时。
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《TOC与电导率检测在制药行业
及清洁验证中的应用合集》
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