在現代的科學研究、生產和實驗室工作中，潔凈度和準確性至關重要。針對TOC(總有機碳)驗證的特殊需求，美迪科推出了TOC清潔驗證棉簽MPS-713。這款棉簽具有極強的耐磨性和鎖緊性能，為清潔驗證工作提供了極大的便利和可靠性。

　　該棉簽的特點之一是其潔凈室水洗設計。它采用雙層針織滌綸材料制成，不含硅、氨和鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)，確保了高度的潔凈度。無論是微生物取樣還是純化水的TOC取樣，這款棉簽都是專門為清潔驗證而設計的，可滿足各種驗證要求。

　　手柄采用淺綠色的聚丙烯材料制成，具有良好的耐化學性和抗溶劑鎖緊能力。同時，手柄設計合理，易于折斷，方便取樣后的處理和保存。熱粘合頭的設計使棉簽柔軟無磨損，并且具有超低的不揮發物殘留和低顆粒纖維生成，確保了取樣的準確性和可靠性。

　　除了優異的性能特點，美迪科TOC清潔驗證棉簽還注重產品的生產工藝和包裝環節。它在100級潔凈區內進行全程生產和包裝，極大地降低了發塵量，確保了產品的潔凈度。

　　美迪科TOC清潔驗證棉簽的結構特點也非常值得一提。它的清潔頭采用針織滌綸材質制成，具有干凈耐磨的特性，可用于清潔驗證工作的各個環節。拭子手柄采用剛性設計，并配備大型內部頭部槳葉，提供了堅實的支撐，使棉簽在使用過程中更加穩定和可靠。手柄還帶有折斷點，方便處理和保存樣本，增加了工作效率。

　　綜上所述，美迪科TOC清潔驗證棉簽MPS-713是一款針對清潔驗證工作而設計的專用棉簽，具有強的耐磨性和鎖緊性能。它采用潔凈室水洗設計，不含有害物質，擁有良好的耐化學性和溶劑鎖緊能力。該棉簽在生產工藝和包裝環節也經過精心設計，確保產品的潔凈度。無論是用于微生物取樣還是TOC取樣，美迪科TOC清潔驗證棉簽都是您可靠的選擇。

清潔驗證是目前生物制藥行業不可缺少的重要環節，對于安全規范質量生產的重要性不言而喻。

　　與傳統的HPLC方法相比較，TOC法的靈敏度更高，對于少數不溶于水的有機化合物也能檢測到。而且驗證過程簡單方便，無需設置其他參數，而目前被廣泛應用于清潔驗證。

　　TOC取樣驗證棉簽是一種專門用于檢測水質和制藥設備表面殘留物的工具。它可以檢測出水中的總有機碳(TOC)含量，以及設備表面的有機物和無機物的殘留量。這些殘留物可能會影響生產過程中的水質和產品的質量和純度，因此需要進行定期的檢測和驗證。

　　深圳美迪科生物一次性TOC取樣拭子棉簽助力清潔驗證

　　TOC驗證取樣棉簽通常使用無紡布材料制成，具有低離子、低粒子和低縮水性等特點，能夠有效地避免交叉污染和產生誤差。其操作簡單、快速，可靠性高，因此在生物制藥行業中得到廣泛應用。

　　棉簽的頭是100%的連續聚酯纖維材質制作，頭部直接加熱模塑于聚丙烯手柄上，優于傳統的棉簽;

　　總有機碳含量 <50 μg/L, <50 ppb, 保障拭子本身不干擾測試數據;

　　雙層、雙層編織滌綸頭，可夾帶污染物;在抽樣過程中的針織結構。這是最大限度地采樣收集并釋放到稀釋劑中，以提供優良的回收率;

　　帶缺口的分離式手柄，可將頭部放入最小處理和采樣的小瓶;

　　100%聚丙烯手柄，確保無其他污染物，具有優異的耐化學性。

01 簡介

清潔驗證研究和持續的清潔周期監控都需要使用TOC濃度低且穩定的樣品瓶來進行靈敏度和可靠性高的擦拭和淋洗樣品分析。使用TOC濃度較高且差異較大的清潔驗證套裝，會增加失敗的風險，從而不得不進行額外清潔，或者做出不準確的設備清潔度評估，導致代價高昂甚至危險的后果。

本文評估以下兩種不同的清潔驗證套裝，均包括低TOC棉簽和TOC樣品瓶:

1. 蘇伊士公司的Sievers^?清潔驗證套裝

2. Texwipe* TX3342 TOC清潔驗證批量套裝

02 評估

本文評估各供應商的清潔驗證套裝的基準TOC貢獻和差異。在測試中，我們分析了各供應商的兩個批次的棉簽(每批次12個棉簽)，棉簽均裝在40毫升超純水的樣品瓶中(每個供應商提供12個樣品瓶)。兩種清潔驗證套裝均使用Texwipe棉簽。

03 基準TOC結果

04 結論和建議

本文中的數據顯示，測試的兩個批次的Sievers清潔驗證套裝的背景TOC都比較低而且穩定。此外，在同一批次內，Sievers套裝的濃度差異較小(Sievers的兩個批次的標準偏差分別為3.3和3.4ppb，Texwipe的同兩個批次的標準偏差分別為4.0和6.3ppb)。在不同批次之間，Sievers套裝的濃度差異也較小。由于Sievers套裝的背景TOC低而且差異小，因而更能提供靈敏而精確的清潔數據。Sievers的高品質保證和樣品瓶的完全可追溯性為準確而完整的分析提供了強有力的保障。

在進行清潔驗證時，Sievers認證的樣品瓶、清潔驗證套裝、預酸化樣品瓶都具有出眾的性能和穩定性。如果您需要使用酸化擦拭樣品，比如用來回收蛋白質或肽，Sievers給您提供裝有酸化水的預酸化樣品瓶。無論您是要回收常規化合物還是難以回收的化合物，Sievers認證的和專用的TOC樣品瓶都能幫助您完成極其準確的分析。

*Illinois Tool Works Inc的商標

簡介
       清潔驗證是一個需要具有完備證明文件的過程，證明制藥行業生產設備的清潔是有效的和一致的。清潔驗證策略的必要性已經要求去尋找一個定量的、精確的方法，確定制藥生產過程中的污染物或者清潔殘渣是否存在。
測試方法
       當前有兩種清潔驗證方法需要采用 TOC 分析：棉簽技術和清洗水技術。下面是這兩個方法的主要敘述。
棉簽技術
       棉簽技術需要一些棉花，聚酯、聚亞安酯或者 Teflon^?的棉簽，采集制藥生產罐內部某些區域的樣品。這些區域可以是罐的內壁，也可以是一個稱作“試樣” 的小板（在生產過程中，這個小板懸浮在產品的表面，作為生產用罐清潔和清洗程度的標志物）。棉簽放置于要采樣的表面，擦拭整個樣品表面。 擦拭的方向和壓力在清潔標準操作規程（SOP）中作了定義。然后萃取這個采樣過的棉簽。將棉簽放入一個裝有酸性溶液的小瓶中，然后執行超聲波或者離心處理，Z后分析此酸性溶液的 TOC 濃度。
       也可以通過將棉簽放入一個密封的、裝有 5%磷酸和 100 克/升過硫酸鈉溶液的玻璃安瓿瓶中，之后分析這個棉簽浸取液。無機碳形式的二氧化碳被吹掃到環境中，然后密封這個玻璃瓶。玻璃瓶被加熱到100℃并保存指定的時間。Z終，打開玻璃瓶， TOC 以二氧化碳的形式被吹出并進行檢測。
清洗水方法
       這個過程包括：在產品生產之前分析取自設備的清洗水，然后在清潔和清洗了生產設備之后再次分析這個清洗水。比較兩次的分析結果以證實設備的清潔度。
清潔驗證中TOC分析的優勢
       TOC 分析具有檢測原材料、生物制品、清洗物質、清潔劑和其它有機污染物等很多應用場合。 TOC的結果是重復的以及定量的，并且不會受到特定物質的干擾。這使 TOC 的結果能夠被快速地進行準確無誤的驗證。
結論
       通過快速和準確的分析， TOC 分析儀能夠檢測制藥行業生產水中大量的有機污染物。在 TOC 分析的廣泛的應用中，OST 和清潔驗證只是其中的兩項應用。隨著法規條例的不斷補充， TOC 分析像其它方法和技術一樣，其重要性將不斷地提高。雖然如此，需要做更多的研究，使 TOC 的分析在制藥行業發揮Z大的效率。

目的

       為表明Sievers* 總有機碳（TOC）分析儀，對具有高分子量與復雜化學結構的化合物的回收能力，本研究中的這些化合物，通常被認為難于被非燃燒/紅外檢測的TOC儀器氧化并準確檢測。

結論

        Sievers  TOC分析儀回收標準溶液中這些化合物的能力非常好。牛血清白蛋白（BSA）、頭孢他啶（CP） 、葡聚糖硫酸酯（DS ） 、牛血紅蛋白（Heme）和人胰島素（HI），以平均95％被回收。本研究為清潔驗證的非專屬但高度靈敏的TOC分析方法提供支持，特別是本案例中的UV/過硫酸鹽方法。此應用具有巨大的價值，因為與其他方法相比，該技術具有低水平的檢測限（ppb）、分析時間快并且操作成本低。

討論

       國際醫藥科技協會（PDA）列出了用于驗證和監控清潔的許多合適的物理、化學和生物技術，其中包括針對特殊分子的試驗以及許多非特定試驗。在查看性能比較和參考之后，PDA特別提到，“典型的清潔驗證研究可使用pH、電導率、總有機碳、洗滌劑試驗，若有多產品設備，則使用產品專用的試驗。”應比較分析的精度、準確度、檢測限、定量限、選擇性、線性、范圍和靈敏度。進行了許多科學研究以評測性能，比如符合的通用方法：高性能液相色譜（HPLC）、薄層色譜（TLC）、UV光譜、總有機碳（ TOC ） 、酶聯免疫吸附劑測定（ELISA）、膠體電泳和電導率等常用方法。藥物殘留、賦形劑、清洗劑殘留和反應副產物都顯示了該方法的優點和缺點。

       仔細選擇清潔驗證（CV）分析的儀器應是任何清潔驗證主計劃實施的一部分。TOC的使用，應該是僅有的幾種類型 之一，以其氧化方式不同為特點。可使用燃燒爐、加熱的過硫酸鹽溶液或者紫外燈存在下的過硫酸鹽溶液進行氧化。Sievers Model 使用UV/過硫酸鹽氧化方法，并使用其ZL膜電導測量技術測定清潔驗證樣品的TOC濃度。

       本研究檢驗牛血清白蛋白（BSA）、頭孢他啶（CP） 、葡聚糖硫酸酯（DS ） 、牛血紅蛋白（Heme）和人胰島素（HI）在多種濃度下的回收率。表1所示為回收數據一覽表。

表1.牛血紅蛋白(Heme)、牛血清白蛋白( BSA)、頭孢他啶（CP）、葡聚糖硫酸酯(DS) 和人胰島素(HI)

       所研究化合物的平均回收率為95.9％，范圍在73％至129％之間。化合物回收率很好且在預料之中，然而葡聚糖硫酸酯的回收率范圍在118％至131％之間。 在此研究時，還不清楚這么高回收率的引起原因，但對化合物進行進一步查看，以便找到可能的解釋。值得注意的是，葡聚糖硫酸酯以及其他的所有化合物的回收率線性在濃度范圍內非常好。這使得可通過應用相關的曲線方程方便地預測未知濃度的樣品。圖1是包含各化合物線性的圖，而各公式在表2中。所研究各化合物的線性非常好。

圖1：BSA、CP、DS、Heme和HI的線性總結

表2 BSA、CP、DS、Heme和HI的線性總結

小結

       當進行回收這組生物醫藥行業常用的大分子時，Sievers TOC分析儀進行得很好。表明UV/過硫酸鹽法可用于將化合物中所含的碳氧化為CO2，進行量化。 許多醫藥相關的設備已經成為非特定但高靈敏度TOC分析儀用于清潔驗證的很好案例，請注意與其他方法相比，該技術檢測含量低（ppb）、分析時間快并且成本低，而且可檢測眾多碳基殘留。

材料和技術

試劑

1. 6M的磷酸溶液

在含有1L低TOC水的5L容量瓶中加入2 L 85％的磷酸，并用低TOC水稀釋到體積刻度。

2. 15％過硫酸銨溶液

在5L低TOC水中溶解750 g過硫酸銨。

3. 低TOC水。

材料

1. 牛血清白蛋白（BSA）：Fluka已測定@54.45%碳。

2. 人胰島素（HI）：Fluka已測定@44.1%碳。

3. 頭孢他啶（CP）：SmithKline Beecham已測定@41.5%碳。

4. 葡聚糖硫酸酯（DS）：Aldrich已測定@18.56 %碳。

5. 牛血紅蛋白（Heme）：Aldrich已測定@49.87 %碳。

6. 容量瓶和移液管（使用稀釋的Steris CIP 100?溶液清洗并使用20 次低TOC 水漂洗）。

儀器

1．Sievers 總有機碳分析儀

2．Sievers TOC 自動進樣器

參考資料

?1. Agalloco J. “Points to consider in the Validation of Equipment Cleaning Procedures,”（設備清潔步驟驗證中的注意點），J. Parenteral Sci. Tech., 46 (5): 163-168, (1992) Cooper D. W., Cleaning Aseptic Fill Areas,. Pharm. Technol. 20(2): 52-60 (1996)

?2. Dolch G., Baffi R., Garnick R., Huang Y. F., Mar B., Matsuhiro D., Niepelt B., Parra C., Stephan M., “A Total Organic Carbon Analysis Method for Validating Cleaning Between Products in Biopharmaceutical Manufacturing,”（用于生物醫藥生產中清潔驗證的總有機分析方法），J. Parenteral Sci. Tech.,45 (1): 13-19, (1991)

?3. FDA Guide to Inspections of Validation of Cleaning Processes（清潔驗證步驟檢查的FDA指南），July 1993, p. 8.

?4. Godec R., Kosenka P., Hutte R., “Method and Apparatus for the Determination of Dissolved Carbon in Water,”（水中溶解碳測定的方法和器械），U.S. Patent No. 5,132,094 (July 21, 1992)

?5. Harder S. W., “The Validation of Cleaning Procedures,”（清潔步驟的驗證），Pharm. Technol., 8 (5), 29-34 (1984)

?6. Jenkins K. M., and Vanderweilen A. J., “Cleaning Validation: An Overall Perspective,”（清潔驗證：全面觀察），Pharm. Technol., 18 (4), 60-74, (1994).

?7. Parenteral Drug Association, Cleaning and Cleaning Validation: A Biotechnology Perspective（非腸道藥物協會，清潔和清潔驗證：生物技術展望），PDA, Bethesda, MD, 1996

?8. Smith J. M., “Selecting Analytical Methods to Detect Residue from Cleaning Compounds in Validated Process Systems,”（選擇分析方法以檢測來自驗證的工藝系統中清洗化合物的殘留），Pharm. Technol., 17 (6), 88-98 (1993)

       TOC測定是FDA接受的用于清潔驗證的方法，絕大多數情況下不受到基質組分影響，并提供定量，快速的結果，檢測限低。

       acquray系列的模塊化概念滿足了各個實驗室用于棉簽樣本的使用需求。如果該化合物不溶于或幾乎不溶于水（如環丙沙星或阿托品），就需要使用一種方法——擦拭分析。在“擦拭分析”中，可以利用acquray TOC的固體模塊，在400°C下分析玻璃纖維或石英棉制成的棉簽上的碳濃度，通過下表可以看出能獲得優異的精密度(見表2)。

表1. 利用acquray TOC固體模塊分析固體活性物質的回收率

       用acquray TOC固體模塊進行擦拭分析顯示所有樣品都有ji好的回收率。

靈敏度

       acquray TOC固體TOC模塊，檢測限是 2 ug 碳。 0.3149 mg 胱氨酸（相當于102 ug C）的樣品重量仍可獲得良好的檢測峰，該峰與基線明顯分離（見圖1）。

圖1. 0.3149 mg胱氨酸樣品的出峰圖

結論

       綜上所述， acquray系列固體TOC模塊是清潔驗證中TOC分析的理想解決方案。

目的

本研究證明 Sievers* M9 TOC 分析儀能夠通過測量總有機碳（TOC）和電導率來檢測和定量分析殘留的微量 0.2M KOH（一種常用清洗劑）。

背景信息

稀 KOH 溶液是制藥業中常用的基本清潔劑，用于在轉換產品前清洗生產設備。在進行清潔驗證時，必須確定設備的Z 后沖洗液中是否有殘留的清潔劑。KOH 分子本身不含碳，因而不產生 TOC 信號，但我們可以通過測量電導率來有效地檢測 KOH。KOH 常伴隨有痕量的有機碳，我們無法通過測量電導率來檢測這些有機碳。如果不能清除這些有機碳，就會影響產品質量。因此檢測 KOH 中的碳污垢，能夠提高清潔工藝的驗證效率。本研究中的數據表明，可以用 Sievers M9 分析儀來有效地測量 KOH 的 TOC 和電導率。

實驗測試計劃

對酸化的 0.2M KOH 溶液（pH 值為 1.78）的初步分析結果顯示，0.2M KOH 含有約 3.7％（質量百分比）的碳。對未酸化的 0.2M KOH 的分析結果顯示，其電導率為 4.4 μS/cm。使用上述碳含量和電導率的分析數據，來完成以下測試步驟。

用 M9 分析儀測量 TOC

向 1 ppm 0.2M KOH 儲備溶液中分別加入 4 種濃度的 KHP 溶液（KHP 濃度分別為 0.5 ppm、1 ppm、5 ppm、20 ppm），得到不同 TOC 濃度的溶液，用于 Sievers M9 分析儀的測試。KHP 溶液由 1,000 ppm 儲備溶液制成。1ppm 0.2M KOH 溶液的含碳量為 3.7％（質量百分比），來自酸化的 0.2M KOH。

M9 分析儀的自動加試劑功能（AutoReagent）能夠自動確定分析所需的Z佳試劑流量。當運行未知 TOC 濃度的樣品時（例如進行清潔驗證時），自動加試劑功能能夠節省操作時間。表 1 列出了在本研究中進行 TOC 分析時所采用的Z佳試劑流量。

用 M9 分析儀測量電導率

用 20 μS/cm 儲備溶液制成 4 種電導率濃度的 0.2M KOH 溶液。使用 20 μS/cm 電導率儲備溶液，基于非酸化的0.2M KOH 電導率 4.4 μS/cm 基礎之上，使用 0.2M KOH 溶液稀釋至 0.1%（質量比）配制而成。所有的 0.2M KOH溶液均在干凈的低 TOC 玻璃器皿中制備，然后立即移到 Sievers 認證的 TOC 樣品瓶（認證 TOC 小于 10 ppb）中進行分析。對所有樣品重復測量 4 次，不舍棄任何測量結果。

表 1：TOC 分析的Z佳試劑流量

測試設備 

? Sievers M9 實驗室型 TOC 分析儀，序列號：1611-2048 

? Sievers 自動進樣器，序列號：14030016 

? DataPro2 軟件

校準和確認 

TOC 校準 

用標準的多點系統任務來校準 Sievers M9 分析儀。表 2 列出了校準數據。校準包括 TC 和 IC 通道。校準參數在設 定值內。R2為 1.0，表示校準在預期范圍內是線性的。 

表 2：0 - 50 ppm 校準的結果

TOC 確認

用蔗糖來確認 2 ppm 處的校準。表 3 列出了確認結果。

表 3：校準后對 2 ppm TOC KHP 標樣測量的結果

結果和討論

表 4 列出了將不同濃度的 KHP 加入 1 ppm 0.2M KOH 溶液中的 TOC 測量值，圖 1 是線性回歸結果。

表 4：1 ppm 0.2M KOH 和 0.5、1、5、20 ppm KHP 的 TOC 測量結果

圖 1：TOC 與 0.2M KOH/KHP 濃度的線性回歸結果

加入 KHP 的 0.2M KOH 的 TOC 回收率在 0.5 – 20 ppm 濃度范圍內是高度線性的（R2= 1）。1 ppm 0.2M KOH 的TOC 為 1020 ± 12.6 ppb，是 Sievers M9 分析儀的 0.03 ppb 檢測限的 30,000 倍以上。這些數據表明，痕量的 0.2M KOH 不會影響 Sievers M9 分析儀準確和精確地檢測有機碳。表 5 列出了 0.5 - 20 μS/cm 范圍內 KOH 的電導率測量結果，圖 2 是線性回歸結果。

表 5：0.5 – 20 μS/cm 0.2M KOH 的電導率測量結果

圖 2：電導率與 0.2M KOH 濃度的線性回歸結果

0.2M KOH 的電導率在 0.5 - 20 μS/cm 范圍內是高度線性的（R2= 0.996）。0.5 μS/cm 0.2M KOH 的電導率為 0.1 ± 0.03 μS/cm，是 Sievers M9 分析儀的 0.01 μS/cm 檢測限的 10 倍以上。因此可以用 Sievers M9 分析儀通過測量電導率來準確、精確地檢測 0.2M KOH。

結論

同時測量電導率和 TOC 的能力使得 Sievers M9 分析儀能夠在清潔驗證時有效地檢測出殘留的清潔劑。Sievers M9的電導率功能可以檢測到大于 0.5 μS/cm 的 KOH（是一種市售的堿性清潔劑）。當痕量的 0.2M KOH 中的 KHP 濃度范圍是 0.5 - 20 ppm 時，TOC 響應為線性（R2= 1），表明 KOH 基質效應對 TOC 測量的影響微乎其微。由于KOH 分子本身不含有機碳，無法通過測量 TOC 來檢測痕量的 0.2M KOH，但同時測量 TOC 和電導率就能夠準確了解沖洗液中是否含有污染物和化合物。因此在驗證清潔工藝時，具有電導率功能的 Sievers M9 分析儀是測量無機離子和有機化合物的Z佳儀器。

確定最適合您的機會和挑戰

制藥企業不斷面臨進行清潔驗證的挑戰。以下是確保實施成功、合規清潔驗證的五種方法。

01  為您的清潔程序確定合適的技術和最有效的部署方案（實驗室、在線、旁線）

了解您的清潔過程。為清潔過程選擇正確的技術是成功實施清潔驗證的關鍵。對于清潔驗證，有許多常用的分析方法。

 專屬性方法 

如在清潔過程中對特定分析物進行UV/VIS或HPLC試驗。盡管可以對目標分析物進行檢測并使人們確信目標分析物已經清洗干凈，但這些測試無法檢測到可能影響產品質量、產量、效能或安全的其它化合物，如降解物或洗滌劑。這種類型的分析僅限于在實驗室使用。

 非專屬性方法 

如總有機碳TOC分析法，與專屬性方法相比，可對清潔度有更全面的了解。TOC法不只是檢測一種分析物，而是通過采用一種方法來檢測清潔劑、降解物、API和賦形劑。TOC還可根據您的工藝提供多種ZJ部署方案（實驗室、在線、旁線）。

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02  簡化方法驗證和儀器確認

需要進行方法驗證和儀器確認，以表明方法參數適當，并且儀器適用于該方法。盡管這些對于清潔程序的成功與否至關重要，但方法驗證和儀器確認并不一定非得很復雜。

開發一種合適的方法來提供充分的化合物回收率、線性、穩固性和專屬性數據，并設定合適的接受標準。重要的是要證明這些分析數據滿足要求，并確保所選擇的技術能夠滿足可靠的方法開發需求。方法開發和驗證應本著實用性、可實現、可驗證并具有說服性原則。

對儀器進行全面確認，以驗證儀器的安裝、操作和性能滿足其預定的用途要求。一些儀器制造商會提供相關文件和服務來協助您全面完成儀器確認工作。

03  選擇ZJ消耗品，以實現ZJ回收率和樣品可靠性

樣品瓶和標準品等消耗品會對分析方法的成敗產生極大影響。請確保您為清潔工藝選擇可追溯、合規和和合適的消耗品。

應該定期對系統進行挑戰，以確保方法的適用性。選擇濃度合適的一種或多種化合物，以反映您的清潔工藝，并且對清潔驗證使用的儀器進行適當的挑戰。

一些供應商會提供特殊消耗品，以提高驗證方法成功實施的概率。例如，如果您的工藝涉及到蛋白質檢測，則對TOC樣品瓶進行預先酸化可大大提高經常被漏報的粘性蛋白質的回收率。在開發檢測方法時，請考慮此類解決方案。

在線分析相較于實驗室分析，可以降低使用樣品瓶的成本并提高樣品的可靠性。自動化分析在一定程度上消除了取樣誤差，同時節省了金錢和時間。

04  利用數據來控制、深入了解和優化清潔工藝

選擇能夠生成可信、可驗證并用于故障排除和重要CGMP決策數據的技術。如果數據沒有經過驗證且不準確，就很難深入了解和控制清潔工藝。

擁有準確的數據可以使人們對結果充滿信心，并以此做出重大質量決策。如果采用TOC，在選擇具體TOC技術進行清潔驗證時應格外小心，因為某些技術不適合用于精確分離和檢測。

TOC分析儀提供了可以洞悉清潔工藝的三個單獨的數據，以ZZ實現對清潔工藝的控制、深入了解和優化。一個樣品分析可以給出無機碳、總有機碳和電導率數據。通過這些數據可用于確定清潔工藝失敗的根本原因，采取糾正和預防措施或優化清潔周期。

05  數據可靠性

在CGMP設置中，數據可靠性比以往任何時候都重要，在清潔驗證中實施分析技術時必須考慮數據可靠性。

FDA已經對采用相關分析方法時不遵守數據可靠性標準多次發出了警告函。具體來說，當采用HPLC時，常見的問題是沒有對峰值進行積分或沒有對鬼峰產生的原因進行調查。在清潔驗證中出現未知峰不可避免，但必須對其進行徹底調查并記錄。

使用TOC進行清潔驗證不僅可以全面了解清潔度，并且一些分析儀還完全符合21 CFR 第11部分規定的要求和數據可靠性準則。數據應保存在安全的數據庫中，能夠隨時訪問，所有工作均應保存在安全審核記錄中。在利用數據做出重要質量決策時，需要制定和實施強有力的程序來保證數據的可靠性和安全性。

當采用在線TOC分析進行清潔驗證時，由于不存在數據轉錄、打印和未驗證數據傳輸的環節，因此具有更高的數據安全性和可靠性。

簡介 

       對工藝驗證使用生命周期的方法，是行業的Z佳實踐， 通過對工藝的理解來改善質量，是運營效率提升的基石。 證明資本的合理支出，是實施GX技術的重要的第 一步， 通常取決于對投資回報率（ROI，Return on Investment） 的確定。 

       投資回報率的定義是投資者從某些資源中獲得的收益。 投資回報率可以通過增加利潤、降低成本、提高生產率、 甚至降低企業風險來評估。如果企業考慮用總有機碳 TOC（Total Organic Carbon）分析法取代GX液相色譜 HPLC（High Performance Liquid Chromatography） 分析法進行清潔驗證 CV（Cleaning Validation），上述因素都是在確定投資回報率時必須考慮的。 

       雖然上述因素的分析結果都支持用 TOC 分析法來進行 清潔驗證，但它們也可能是主觀的，難以量化。一種比較容易量化投資回報率評估的方法就是比較儀器的運營成本。本應用文獻比較了分別用 HPLC 和 TOC 分析法 時的儀器購置成本、年維護成本、年操作成本，得出了 用 TOC 分析法進行清潔驗證時所能夠節省的費用。

比較中的假設前提 

       在比較 HPLC 和 TOC 分析法時，必須先確定幾個參數才能使比較具有等效性。首先，HPLC 和 TOC 儀器的測量通量必須固定為每年 2500 個樣品，每個樣品重復測 量 3 次，這就相當于每年 2000 小時的工作總量為 7500 次測量。HPLC 和 TOC 儀器都需要操作員來運行樣品。 在這方面 HPLC 和 TOC 有一個明顯的區別，就是 HPLC 的操作和數據分析更為復雜，需要更高技能的操作員來 完成，因而 HPLC 的人工更貴。但為了便于比較，本文 獻采用相同的人工成本。

儀器成本 

表 1 顯示了 TOC 和 HPLC 儀器的相對資本成本。

表 1：TOC 和 HPLC 儀器的相對資本成本比較

Z經濟可比的 HPLC 儀器具有集成配置，儀器的組成部分包括一臺 4 通道脫氣機、四通閥、泵、高容量自動進樣器、柱溫箱、紫外檢測器。該配置的 HPLC 儀器專用于高通量質量控制實驗室。TOC 儀器的配置為Sievers M9 實驗室型 TOC 分析儀和 Sievers 自動進樣器。除硬件外，成本還包括操作這兩種儀器的必要軟件。

維護成本 

       HPLC 儀器的制造商在其網站上建議了年度預防性維護部件1，及其價格 2。建議的維護項目視 HPLC 的服務年數而定，表 2 中的項目按年計算，以便得出正確 的年度維護成本。

表 2：TOC 和 HPLC 儀器的年度預防性維護部件和價格 比較 2

       本文僅比較 TOC 和 HPLC 儀器的年度維護部件價格。 當服務工程師進行維護時，還會產生人工費用，而此比較中不包括人工。HPLC 和 TOC 在維護方面有一個明顯的區別，就是 HPLC 的預防性維護操作更加復雜和費時， 因此 HPLC 的總維護成本更高。

操作成本 

       分析儀器的年成本構成主要是操作成本，其中括耗材、 試劑、人工，而人工是其中Z大的開支。對于 TOC 分析來說，在正常工作模式下，7500 次測量的樣品運行 時間為 500 小時。對于 HPLC 分析來說，情況較為復雜， 因為方法的分析時間視分析物的化學性質、基質、色譜 柱、試劑、壓力不同而定，差別很大。按照保守估計，HPLC 的樣品運行時間如下：每次樣品重復測量時間 為 5 分鐘，7500 次樣品測量的運行時間共為 625 小 時。假設儀器操作員的單位人工成本相同，僅人工支 出一項，TOC 分析法每年就能節省 20％的人工成本， 如表 3 所示。

表 3：TOC 和 HPLC 每年 7500 次測量的操作員人工成本比較

       與人工成本相似，HPLC 的耗材成本也更高、更復雜。 本文在比較中采用標準 4.6mm×100mm C18 色譜柱 3。 所選方法將試劑設置為等比例的水和甲醇混合物。如 前所述，假如 5 分鐘方法的流動相流速為 1 ml/分鐘， 年重復測量 7500 次，則可以計算出每年的 HPLC 級 甲醇和水的消耗量。可以向行業lingxian的試劑供應商查 詢試劑的價格，要求Z大數量的報價以降低試劑的每升價格 4。表 4 列出了 TOC 和 HPLC 的年耗材成本。

表 4：TOC 和 HPLC 儀器的年耗材成本比較

討論 

       在綜合考慮維護成本、人工成本、耗材成本之后， HPLC 和 TOC 分析法的成本計算比較就突顯了使用 TOC 進行清潔驗證的優勢（見圖 1）。

圖 1：用 HPLC 分析法和 Sievers M9 TOC 分析儀進行 清潔驗證時的年運營成本比較

       表 5 列出了用單臺 TOC 分析儀和 HPLC 儀器進行清潔 驗證時的可以量化的結果差別。圖 2 是運營成本的節省比例和節省項目。

表 5：用 TOC 代替 HPLC 進行清潔驗證的年運營成本節省比例

圖 2：用 TOC 法代替 HPLC 法進行清潔驗證的總運營成本節省量

       上述數字并未直接顯示儀器工作效率的提高以及實驗 室和人員的合理利用所帶來的生產效率的提高。生產效率的提高幅度因不同企業而異，能夠幫企業顯著增加收入。 

結論 

       在對分別用 HPLC 儀器和 TOC 分析儀進行清潔驗證的 比較中，本應用文獻對 HPLC 的操作成本做了保守和有利的假設。即便本文在例子中對 HPLC 的成本做了 有利的假設，比較結果還是顯示出 Sievers M9 TOC 分析儀的總運營成本更低廉。如果僅同 HPLC 的成本 相比，運行量為 7500 次測量的 Sievers M9 實驗室型 TOC 分析儀的成本回收期不到 3 年。如果讓 Sievers  M9 TOC 分析儀滿負荷工作，僅按節省的成本計算， 分析儀的成本回收期在 1 年以內。 TOC 分析法能夠節省運營成本，并且提高生產效率、 降低人工支出、以及通過理解工藝來改善風險管理， 因而成為監管機構和行業lingxian者首 選的清潔驗證方法。 在同 HPLC 的比較中顯示，Sievers M9 實驗室型 TOC 分析儀在進行清潔驗證時的儀器購置成本、維護成本、 操作成本都更加低廉。

參考文獻 

1.Shimadzu Liquid Chromatography LC Consumables Catalog.  2017 Catalog. Retrieved November 19, 2017, from  https://www.ssi.shimadzu.com/products/literature/hplc/SSI-LC-10-2017.pdf 

2. Shimadzu Scientific US Webstore. Retrieved November 19, 2017, from https://store.shimadzu.com/ 

3. ShodexHPLC Webstore. Retrieved November 19, 2017, from https://www.shodexhplc.com/product/shodex-c18-4c/ 

4. Sigma-Aldrich Webstore. Retrieved November 19, 2017, from http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigald/34860?la ng=en?ion=US

簡介 

       在生產消費品時，有效地清潔生產設備對質量控制 來說至關重要。清潔工藝的目標是降低產品污染的 風險，有效的清潔工藝可以將風險降低到可接受的 水平，以確保產品質量。如果無法衡量和驗證清潔 工藝的有效性，就無法了解產品質量和消費者安全 的風險。 

       根據美國食品和藥品管理局（FDA）提供的數據， 2017 年食品和飲料行業產品召回的主要原因是微 生物對產品的污染。對于減少和消除微生物污染來說，強有力的清潔工藝至關重要，因此監控清潔工 藝有效性的方法同樣至關重要。  

       總有機碳（TOC）分析是消費品生產商廣泛采用的非專屬方法，用于檢測產品、清潔劑、以及微生物 等污染物的殘留量。 

       為了證明 TOC 分析法適用于預期用途，我們對設 備清潔之后可能尚存的殘留物進行了回收和線性研究。工廠通常會測試化學污染物和化合物，但很少用 TOC 分析法來測試微生物的回收率。本文旨在探討對于清潔驗證和確認，TOC 分析法能否證明 可接受的微生物污染回收率和線性。

實驗設計和設置 

       我們同科羅拉多大學博爾德分校合作，用一整夜時 間在胰酶大豆肉湯中培養 100 毫升枯草芽孢桿菌 （Bacillus subtilis）。以 4500 轉/分鐘的速度將Z 終培養物的十毫升等分試樣離心分離 10 分鐘，形 成細胞沉淀。 在每次離心之間，倒出上面的液體，用渦旋混合方 法用 10 毫升超純水使沉淀細胞重新懸浮。重復此 過程 7 次。設計淋洗循環以除去細胞培養基帶來的 TOC 污染。在第 7 次淋洗循環后，根據已有的 4,6- 二氨基 -2- 苯 基 吲 哚 （ 4,6-diaminidino-2-phenylindole，DAPI）染色任務來對細胞進行重 新懸浮、稀釋、計數（見圖 1）。 

       確定細胞密度之后，用 Sievers* M9 TOC 分析儀 測量 1 ppm 確認標樣組，然后進行三次細胞濃度 稀釋。在測量 TOC 之后，用 0.45μm 滅菌過濾器 過濾剩余樣品，徹底除去細菌（見圖 2）。然后 再次測量 TOC 以確定每個樣品的非細胞背景 TOC（見圖 2）。

圖 1： 枯草芽孢桿菌在細胞計數的熒光顯微鏡成像

圖 2：枯草芽孢桿菌的過濾過程

結果

表 1：微生物細胞密度與 TOC 的相關性結果

       表 1 和圖 3 是微生物 TOC 相關性研究的結果。線性趨勢線的 R2 值為 0.9981，表明實測細胞密度有良好的線性趨勢。根據圖 3 所示的線性擬合趨勢線方程，定義為 3 倍噪聲的檢測水平（LOD，Level  of Detection）為 2.74E + 06 細胞/mL。此外，根據線性擬合趨勢線和 M9 儀器規格，50 ppm 的Z 大儀器定量限為 2.49E + 08 細胞/mL。 

       在進行微生物 TOC 定量之后，分別將 1 毫升的每 種細胞密度溶液放在不銹鋼試樣板上進行試樣污染， 然后使試樣干燥。此試樣污染的目的是確定微生物 TOC 相關結果的目視檢測限。圖 4 是微生物試樣 污染圖。

圖 3：微生物細胞密度與 TOC 的線性關系

圖 4：微生物試樣板污染 (A) 5.8E+07 細胞/mL (B) 5.8E+06 細胞/mL (C) 5.8E+05 細胞/mL

討論與結論

       微生物 TOC 相關結果和試樣污染圖都說明了連續 監測已有的清潔工藝有效性的重要性。在理想光線 下，很容易在試樣板上看到Z 高細胞密度（5.8E +  07 細胞/mL）的污染斑。而對于較低細胞密度， 即使光線很好，也很難在試樣板上看到污染斑。這表明除了強有力的清潔工藝之外，還需要用非目測的方法來測試清潔工藝的有效性。 

       根據收集的數據，可以想象用于生產消費品的設備上仍有顯著微生物污染，卻僅憑目視檢查就被投放 到生產中，導致嚴重后果。因此必須連續監測已有 的清潔工藝的有效性，才能降低產品質量風險和消 費者安全風險。 

       Z 后，由于微生物分子組成的不確定性，很難確定微生物溶液的回收率。本研究根據先前在確定活性 微生物細胞中的碳含量時的發現，旨在確定微生物 溶液的理論回收率。圖 5 是理論微生物 TOC 產出 量的計算過程。基于每個細胞的碳原子參考數， 5.8E + 07 細胞/mL 的理論 TOC 濃度為 11.6 ppm。

圖 5：理論微生物 TOC 產出量的維度分析

      在本文的實驗中，測量到 5.8E + 07 細胞/mL 的 TOC 實際回收值為 9.13 ppm，對挑戰性的化合 物的回收率為 78.7％，從而證明實驗方法是成功的。 

       總之，本研究用 Sievers M9 TOC 分析儀演示了 在清潔驗證和確認時的細胞密度同目視檢測限的 關系，成功地證實了微生物 TOC 回收率。實驗 數據支持使用 Sievers TOC 分析儀來確認設備清 潔度，同時表明除了目視檢查之外還須考慮使用 監測微生物污染的定量方法。 TOC 分析法是測 量殘留物、監測清潔工藝、降低總體風險的有效 方法。蘇伊士公司提供 Sievers 系列產品，包括 能夠解決您的一切清潔驗證和確認需求的 TOC 解決方案、服務、支持。