在藥品生產中,水是使用最廣泛的賦形劑,精確的水質監測對于制藥業至關重要。純凈水和WFI(注射用水)系統是制藥業常規質量檢查監管的重要組成部分。 對制藥用水而言, TOC和電導率是兩個重要的水質監控指標。TOC用于監測水中聚合碳雜質,而電導率則用于監測水中的可導電離子雜質。
在制藥行業中,對PW(純水)、HPW(高純水)、WFI(注射用水)水系統進行微生物要求方面的監控已經極為普遍。
隨著水處理行業的不斷發展和水處理凈化技術的提高,在水處理連續生產純凈水、高純水和注射用水的同時,在水質檢測和文件證明方面的要求已經更為嚴格。制藥級水系統必須符合嚴格的水質要求。這一高度管制的行業強制要求監測PW(純凈水)、WFI(注射用水)和HPW(高純水)的總有機碳含量。在這一應用領域所使用的儀表也必須定期進行測試,以便驗證是否具備精確測量TOC的性能。TOC的監測要求在《美國藥典》第< 643 >章及《歐洲藥典》EP 2.2.44指導方針中已作出明文規定。針對TOC,《美國藥典》與《歐洲藥典》的監測方法看起來完全一致。任何制藥企業如果希望在某國家上市和銷售其產品, 那么必須遵從該國藥典的相管規定。 《美國藥典》第< 643 >章及《歐洲藥典》EP 2.2.44規定的TOC儀表要求 · 檢測限值:0.050毫克碳/升(50ppb) · 根據制造商的建議進行校準 · 必須符合定期的系統適用性測試要求 · 監測方法必須能夠區分無機碳 《日本藥典》(JP)仍主要依賴濕法化學監測方法來控制制藥用水,但現在已出臺了重大版本修訂計劃。日本將與《美國藥典》的制藥用水專家委員會合作編寫《日本藥典第15版》,并預計將在2005年或2006年生效,屆時,日本藥典將采用《美國藥典》等同的電導率和TOC監測方法來取代大多數的濕法化學監測方法. 在自從2004年1月起生效《美國藥典第27版》中,總體上講第645章(電導率)和第643章(TOC)并沒有根據預期計劃立即作出重大改變。但是,對注射用水的“制備方法要求”一項作出了重大修改。此前,注射用水制備方法必須是蒸餾法或反滲透(RO)法。如今《美國藥典》僅僅規定“在化學物和微生物脫除方面等同于或優于蒸餾法的蒸餾或者其他純化工藝”。這一變動將對其他注射用水制備工藝敞開大門,同時保留蒸餾作為“黃金標準”。歐洲將繼續僅僅允許蒸餾,而在日本,注射用水制備需要采用蒸餾或者反滲透加超濾工藝。 PW(純凈水)、WFI(注射用水)和HPW(高純水)系統的TOC監測 微生物污染可能會導致數百萬美元的藥劑產品損失。在制藥行業領域,微生物污染消除是最廣泛的檢查要求。因此,制藥公司不斷地監測其水系統。水系統有機物和微生物污染之間直接的相關性難以查明,有機物含量是“健康”的水系統的一個重要指標。有機物是可能存在于管網系統、貯水箱、工藝單元或處理模塊中的任何細菌的食物來源。對PW(純凈水)、WFI(注射用水)和HPW(高純水)系統的有機物含量進行精確、快速、方便的測量可以挽回因為產品損失、停車及監管調查造成的數百萬美元損失。新款5000TOC傳感器和770MAX分析儀所提供的性能在滿足這些要求的同時還提供諸如: 連續在線監控,維護量低,久經考驗的工業模塊化設計和多參數功能。5000TOC傳感器在90℃的高溫下運行,這有助于必須進行熱水消毒的應用場合。其界面直接連接770MAX,具備監控其他測量參數的附加功能。 對TOC檢測要求各國藥典組織已經作出相關規定,目前, 多數制藥公司對管網系統的儲槽回水進行TOC監測。該方法符合TOC測試的既定要求。但是這樣做面臨的風險是:水在監測之前已經用于最終產品的生產。在過去,因為成本緣由,制藥公司沒有在其他工藝點增加TOC監控。5000TOC傳感器和770MAX多參數儀器可以對多個測量點進行監控,不僅經濟實惠,而且也是在減少風險上不錯的投資。 水系統中的有機物來源 補給水是有機物的主要來源。和地下水相比地表水含有高含量的自然生成的有機物。但地下水源在許多地區已經枯竭。因此,高純水/蒸汽循環的補給水的來源主要依靠地表水、再生水甚至市政污水。更加復雜的是,地表水水源通常在有機物的濃度和類型上有著明顯的季節性差異。水處理系統產水的有機物含量也有可能隨季節大范圍波動, 在一個季節產水有機物含量低但在另一個季節里的有機物含量可能面臨嚴峻考驗。 原水水質成分的巨大變化也會影響系統處理,比如雨季地表水通常含有較高的有機物成分旱季地下水的含鹽量較高。可以減少補給水中的有機物含量的單元處理操作包括改良的絮凝處理、膜處理工藝、終端氧化處理以及其他。水處理系統必須根據具體的水質成分和當地條件量身定做。 有機物的第二個最重要來源是水處理系統中的離子交換樹脂。畢竟,樹脂顆粒由有機聚合物制成。樹脂物理破損分解后成為樹脂細微顆粒, 如果該樹脂細微顆粒不能通過適當大小的過濾篩目除去就會進入工藝系統中。樹脂化學分解后可產生微量污染物:陽離子樹脂產生磺酸,陰離子樹脂產生胺。此外,痕量級樹脂加工溶劑也被釋放出來進入系統中。這些污染物可能在結構中包括無機成分,如氯化物和硫酸鹽。 另外有機污染物直接來源自工藝和管網系統,包括泵潤滑油、泵密封件、拋光樹脂和系統死水區. 檢測機理 電導率是檢測離子污染物(通常為礦物質)的常規和經濟的監測方式。電導率可以檢測出有機酸和有機堿,但對大多數有機污染物感應不夠靈敏。基于這個原因,總有機碳(TOC)分析儀通過將有機物完全氧化成離子形式,形成碳酸,通過電導率方式來檢測有機物。在有機物氧化前后的電導率的讀數差,從而實現TOC測量。 根據紫外線氧化/電導率測量在線TOC