在制药水系统中实现制药工业4.0：提高TOC和电导率分析效率的常见问题解答

随着“智能制造”、“工业4.0”理念逐渐升温，制药行业正全面进军“制药工业4.0时代”。“制药工业4.0”可以实现即时、在线、全程、全方位地对药品的生产制造进行自动监控，这种新模式能助力药企降低人工成本、提高生产效率和能源利用率、降低不良品率。

Q：Sievers分析仪与您一起探讨，制药工业4.0的背景下，在优化制药水系统的质量监控中，尤其是TOC和电导率分析方面，我们经常会碰到哪些问题。

A：如果在注射用水系统中采用总有机碳TOC在线监测，对于QC实验室中的人工检测会产生什么影响？

在线检测和QC实验室的其他检测需求取决于所使用的TOC在线监测设备类型，而且该设备必须经过风险评估。如果在线监测设备采用直接电导率法TOC检测传感器，那么就不能用于产品趋势、工艺控制或产品放行。数据报告结果必须由合格的分析仪提供，分析仪需要能够区分无机碳和有机碳。此类TOC分析通常在实验室中完成，但如果采用合适的技术实现实时放行检测（RTRT，Real-Time Release Testing），也可以通过在线手段来完成。

Q：是否所有的仪器都适合用于实时放行检测（RTRT）？

A：不是所有的仪器都适合用于实时放行检测（RTRT）。为了实现数据的实时放行，必须在能够区分无机碳和有机碳的基础上进行充分的技术验证，保证生成准确的TOC定量分析结果。所使用的技术必须根据ICH Q2(R1)的内容要求进行合适的方法验证。对在线传感器与分析仪的技术进行评估非常重要，以此来确定能否实现有效的验证。Sievers在线TOC分析仪能够满足相关法规要求：1）合规监测；2）工艺控制；3）实时放行检测。

Q：如果我有一套经过验证的水系统，为什么还会存在杂质或副产物？

A：美国药典USP <1231>描述了纯化工艺前后可能会产生的系统污染。可能会存在所谓的消毒副产物（DBPs，disinfection by-products），如三卤甲烷、卤乙酸、氯胺和氨等。此外，在TOC检测设备内部的氧化过程中，一定会产生氧化副产物（OBPs，oxidation by-products）。如果采用了不合适的检测技术，比如：直接电导TOC检测传感器，所有这些污染将导致检测结果的不准确。

Q：当必须等待微生物检测结果时，如何实现实时放行检测？

A：已建立实时放行检测的客户已经使用在线细菌计数器和自动化的内毒素检测等快速的微生物检测方法。内毒素检测的zui新技术（例如Sievers Eclipse月食细菌内毒素检测仪上使用的微流体自动化技术）可以使制药商根据需要，进行更快、更高的产品检测。即使没有快速的微生物检测结果，TOC和电导率数据也有助于进行实时工艺控制和对工艺的实时理解。在微生物检测结果发布之前，尤其是在被污染的水应用于清洗或生产之前，可以实时检测出不合格数据趋势（OOT，out of trend）和不合格数据结果（OOS，out of specification），以提醒分析人员出现问题。

Q：我们正在使用臭氧对水系统进行消毒，你们的分析仪能耐受这种氧化剂吗？

A：是的，由于臭氧是各种法规文件中建议使用的消毒溶液，我们在仪器规格中也定义了耐受值。通常情况下，允许存在50 ppb含量的永 久性接触和高达200 ppb的短期接触。如果需要更高的耐受值，我们可以提供技术支持和解决方案来中和更高的臭氧含量。

Q：为什么有时细菌计数很高，而TOC值看起来没有增加？这些数值是否直接成比例关系？

A：不是，从细菌来源的TOC含量非常低。只有在细菌数量远远超过任何可接受范围的情况下，TOC检测值才会有所体现。正如美国药典USP <643>中所述：“TOC检测不是内毒素或微生物控制的替代性检测手段。虽然在食物来源（TOC）和微生物活性之间可能存在定性关系，但没有直接的数值关联。”

原文英文版刊登于europeanpharmaceuticalreview.com，

作者：Daniel Kellner-Steinmetz、Michelle Neumeyer，本文有所修改。