制药行业清洁验证中的分析方法介绍及专属性与非专属性方法的比较- 工业快报

介绍

清洁验证对于cGMP生产至关重要，用以确保产品质量和患者安全。总有机碳（TOC）检测是一种证明设备清洁度的合规方法。与专属性方法不同，TOC可以在提高工艺效率的同时提供对清洁度的全面了解。无论您是清洁验证的新手还是经验丰富的TOC分析仪用户，本文将为所有级别的人员介绍什么是清洁验证、如何以及为何要使用TOC方法进行清洁验证。

清洁验证中的分析方法

挑战

典型的清洁验证（CV）计划包括三个阶段：

设计

验证

持续确认

一个关键的行业挑战是如何选择最合适的分析方法来评估清洁验证（CV）不同阶段的已知和潜在残留物。

例如，在早期设计阶段的工作中，关于最恶劣情况下化合物或其降解物清洁性的充分信息可能是未知的。这可能会给开发产品专属性的分析方法带来挑战，因为这些测试假定所有潜在干扰物都是已知的。同样，在验证阶段，产品专属性的分析方法可能不太有用，因为常见的残留物可能包括未表征的降解物或更难清洁的化合物，而不是目标活性药物成分（API，Active Pharmaceutical Ingredient）。最后，在持续确认阶段，包括产品切换、设备停机检修、成本在内的生产问题以及对持续或自动监测的需求可能会影响所使用的方法。

清洁过程方法选择

在许多情况下，清洁过程专属性方法，如总有机碳（TOC）分析（与产品专属性方法相比），可以在清洁验证程序的每个阶段非常准确地描述清洁工艺的总体有效性。关键的一点是，选择一种或多种方法取决于清洁过程后残留物的性质。如果在经过验证的清洁过程中，活性成分没有降解或溶解，并且充分了解所有干扰物，那么产品专属性方法（包括HPLC、UV/Vis或ELISA）可能是合适的。^1，2

常见的产品专属性分析方法

以下产品专属性分析方法传统上一直用于清洁应用。所有这些都旨在确定特定化合物是否以其原始形式存在。

高效液相色谱（HPLC）

HPLC通过色谱法从基质中分离出独特的化合物，然后使用紫外线或其他检测器测量该化合物。

优点：能够确定所含的特定残留化合物、可以提供有关清洁失败性质的数据
挑战：假设化合物在清洁过程中没有降解、所有潜在的干扰物或残留化合物已充分了解、可能需要进行更多的方法开发

酶联免疫吸附测定（ELISA）

ELISA是使用特定化学品和标准品进行的抗原或抗体类反应。如果特定蛋白质是完整的并且存在于测试溶液中，它将与酶结合。然后这种结合会被检测到。然而，如果蛋白质已变性但仍存在于溶液中，则ELISA测试无法检测到变性的蛋白质含量。ELISA具有许多与HPLC相同的优势和挑战，但多用于生物制药生产。

紫外/可见分光光度法（UV/Vis）

UV/Vis是残留物溶剂溶液对特定波长光的检测或吸光度。

优点：简单、不需要从基质中分离残留物
挑战：不适用于所有化合物、来自其他吸光化合物的潜在干扰

常见的过程专属性分析方法

以下过程专属性（或非产品专属性）方法也普遍用于清洁应用。

总有机碳（TOC）

TOC方法氧化所有有机残留物并检测氧化产生的二氧化碳。

优点：对包括降解物或非预期的化合物在内的所有水性有机化合物敏感、方法开发简单（单一方法）、适用于清洁验证的所有阶段
挑战：非常适合于识别清洁验证过程的失败，但调查可能需要补充方法、化合物必须是水性的

电导率

电导率用于检测清洁淋洗水样品中的离子物质，最常用于检测最终冲洗过程中的微量酸性或碱性清洁剂。

优点：易于自动化（在线）、对离子残留物极其敏感、方法开发简单（单一方法）
挑战：仅适用于一部分化合物（清洁剂或离子 API）、仅适用于淋洗水样品

其他分析方法

除了清洁验证中常用的产品和过程专属性方法外，其他可供考虑的分析方法可能包括：

目视检查
用于检测生物残留物的生物负荷或内毒素
用于快速分析特定目标化合物的离子迁移光谱
检测酸性或碱性清洁剂的pH值
使用红外方法（NIR/FTIR）原位识别表面残留物

讨论

对于清洁验证程序来说，选择合适的分析方法非常重要。分析方法应该能够充分确定一个经过验证的清洁过程是按照设计完成的，从而最大限度地降低产品污染的风险。

在理想情况下，可以选择给定阶段（设计、验证、确认）的最佳分析方法。然而，在清洁验证的现实世界中，分析方法的选择可能会受到基于清洁过程和方法预期用途的实际考虑的限制。因此，更重要的是分析方法是否足够或合适，而不是为了达到预期目的而“认为”的最佳方法。²

专属性和非专属性分析方法的比较

清洁验证的专属性方法旨在检测相关的单一化合物，例如原料药（API）。这使得对设备清洁度的理解非常有限。可能存在降解产物、清洁剂、赋形剂或其他污染源，无法通过专属方法检测到。通过总有机碳（TOC）和电导率检测，可以对清洁度进行综合评估，从而自信地放行设备。

从HPLC转变为TOC的清洁验证

需要考虑的三个因素

总有机碳（TOC）分析通常比传统的、产品专属性的清洁验证方法更受欢迎，因为它快速、简单，并能够增强对过程的理解。

HPLC与TOC之间的对比

TOC分析与HPLC相比具有多项优势，包括：

更好的工艺理解
更高的生产力
更快的样品分析
存在使用旁线和在线检测提高效率的机会
方法开发更简单
降低运营成本

以下是帮助您开始使用

TOC方法的3个需要考虑的因素：

清洁过程/样品兼容性

问：

现有的清洁周期是否最终使用水进行冲洗？

了解您当前的过程将有助于确定是否可以在最终步骤使用水进行冲洗。

清洁限值接受标准

问：

可接受的限值是否在TOC分析仪的线性动态范围内？

利用现有化学分子式中的碳百分含量，将现有的产品专属性限值转换为TOC限值，以确定其是否在仪器检测范围内。

产品回收率/溶解性

问：

您的化合物在使用TOC分析法时，溶解度是否足够？

即使是传统上不溶或难以溶解的化合物，如布洛芬、淀粉和利多卡因，通常也可以通过TOC回收，只需很少或基本无需预处理。

结论

总有机碳TOC和电导率是评估设备清洁度的重要质量指标。无论是清洁验证的新手，是从HPLC到TOC，还是从实验室分析到在线检测，Sievers都有大量资源来确保您的成功。这些资源包括现场应用支持、验证支持包、故障分析报告、技术支持以及通过Sievers应用实验室进行回收率或污染物研究协助。立刻点击文末的“阅读原文”，联系我们，了解更多！

参考文献

Technical Report No. 29 (Revised 2012) Points to Consider for Cleaning Validation. PDA, 2012, https://store.pda.org/ tableofcontents/tr2912_toc.pdf
Technical Report No. 49 Points to Consider for Biotechnology Cleaning Validation. PDA, 2010, https://store.pda.org/ tableofcontents/tr49_toc.pdf

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