在制药水系统中实现TOC实时监测与制药工业4.0- 工业快报

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环境监测对药品的质量和安全至关重要。纯化水和注射用水等关键公用设备涉及到从清洁到批处理的几乎每个制造步骤。对于功能更强大的监测程序，可以使用在线技术来实时监测纯化水回路，以进行过程控制并且实时检测到不合格（OOS，out-of-specification）或不符合趋势（OOT，out-of-trend）的结果。及时的检测会减少对关键设备和在线处理批次的影响，从而节省时间和成本。

图1 纯化水系统污染源和数据趋势

质量源于设计

制药行业需要精益生产工艺和持续改进，这一概念也称为“质量源于设计”（QbD，Quality by Design）。高效的流程可以在需要时为患者提供安全、优质的药品。美国食品药品管理局（FDA）关于过程分析技术（PAT，Process Analytical Technology）的指导文件不仅描述了如何以及何时需要使用该技术，还强烈鼓励制药商在其系统中采用PAT。而在欧洲，这一策略与制药工业4.0所做的努力相一致。

过程分析技术

总有机碳TOC和电导率监测是纯化水系统质量和控制的关键。来自过程分析技术（PAT）的实时数据确保了过程受控且易于理解，同时节省了取样和分析时间。制药用水是安全有效药品不可或缺的一部分，并经常用于药品生产的多个批次。实时放行检测（RTRT，Real Time Release Testing），就如欧洲药品管理局（EMA，European Medicines Agency）实时放行检测指南中所述，“它是一种放行系统，根据生产过程中收集的信息，通过产品知识以及对过程的理解和控制，保证产品达到预期质量”。

在使用数据做出重要质量决策的同时，理解和控制纯化水系统需要能够准确、可靠预测质量属性的能力。据此，可以管理和调整水的纯化工艺，以保持所需的有效验证状态。表现出高度的过程理解和控制的纯化水系统具有内在的质量增益。在寻求优化制药水系统的方法时，请考虑采用过程分析技术（PAT）指南来部署实时TOC和电导率监测。

用于GMP制造的制药水系统被要求进行TOC和电导率检测。尽管这些分析是强制性的，但它们也提供了有价值的数据，使制造商可以减少浪费并提高工艺效率，特别是在使用在线技术进行实时监测时。在线TOC技术可以预测和了解水系统的趋势。应根据既定的历史数据，制定预警和行动级别，以证明对水系统的最大控制。

数据可靠性

PAT的实施必须能够经受与任何其他GMP过程相同级别的检查，尤其是在涉及数据可靠性时。数据可靠性并不是一个新概念；然而，随着电子记录和电子签名成为行业标准，对数据可靠性合规的审查更为严格。您的TOC和电导率数据是否符合数据可靠性标准（ALCOA+）以及21 CFR Part 11的要求？ALCOA+并不是数据可靠性的全部和最终目的，但根据这些原则对工艺及数据的处理进行挑战无疑是一个很好的开始。在实施PAT时，数据生成和管理实践需要明确定义并符合数据可靠性法规。

总结

在为GMP水系统寻找工艺优化和工艺改进机会时，应考虑采用PAT技术进行TOC和电导率检测。在线TOC和电导率监测是加强环境监测方案并使之自动化的一个很好的方法，可以实现实时控制和检测。在线TOC和电导率监测提高了质量和效率，同时提供强大的过程理解和控制。实时数据的生成和发布，消除或大大减少了与传统实验室分析纯化水有关的样品完整性问题、实验室误差、取样成本和取样延迟，减少了质量控制所用的资源。

在选择在线分析技术时要考虑的一个重要因素是如何从样品中实际检测和报告TOC。绝大多数在线TOC仪器采用电导率作为测量碳的手段。Sievers^® TOC分析仪，例如Sievers M500，是碳分析仪而非传感器，其中气体渗透膜将干扰化合物从CO2中分离出来，以便准确检测碳。这项技术使人们对检测的准确性和精度充满信心。而传感器的工作原理是在没有选择性电导率膜的情况下检测氧化前和氧化后的电导率。虽然许多TOC仪器以某种方式检测氧化前和氧化后的电导率，但传感器是在对干扰离子没有任何程度区分的情况下，对合成电导率进行检测。即使电导率的检测结果可能来源于其他成分（除碳以外），但其将所有差值都归因于TOC。当样品中含有干扰物质时，这可能导致假正或假负。

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