QC實(shí)驗(yàn)室儀器運(yùn)行確認(rèn)的方法與手段

摘要：隨著制藥企業(yè)QC實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化程度高，構(gòu)造復(fù)雜的分析儀器應(yīng)用日益增加，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備及儀器的確認(rèn)越來越重要。本文根據(jù)實(shí)踐操作，對QC實(shí)驗(yàn)室儀器運(yùn)行確認(rèn)的對象、標(biāo)準(zhǔn)及項(xiàng)目的確定做總結(jié)，并以色譜類和光譜類儀器為例，分析介紹C類儀器的運(yùn)行確認(rèn)的方法和手段。

關(guān)鍵詞：制藥企業(yè)；QC實(shí)驗(yàn)室；儀器；運(yùn)行確認(rèn)；方法

現(xiàn)代制藥工業(yè)的實(shí)驗(yàn)室有很多種類的儀器設(shè)備，包括從簡單的熔點(diǎn)儀到程序化高的高效液相色譜儀，近紅外分析儀等。復(fù)雜程度不同的儀器所需要的確認(rèn)級別和范圍也不一樣，在2010版藥典實(shí)施指南的《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理及控制》部分中，把實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備分為三類，其中的C類儀器（通常包括硬件和由固件及軟件組成的控制系統(tǒng)）需要用戶對儀器的功能要求、操作參數(shù)要求、系統(tǒng)配置要求等進(jìn)行確認(rèn)，現(xiàn)就對C類儀器的運(yùn)行確認(rèn)的方法和手段進(jìn)行簡單的分析與探討。

1 什么是運(yùn)行確認(rèn)及運(yùn)行確認(rèn)涉及的內(nèi)容

運(yùn)行確認(rèn)（OQ）是3Q確認(rèn)的組成部分（3Q確認(rèn)，一說是DQ＼IQ＼OQ，一說是IQ＼OQ＼PQ），是在儀器安裝確認(rèn)完成后，測試儀器的功能能否滿足設(shè)計(jì)要求和用戶需求的過程。測試的種類和范圍依賴于儀器的復(fù)雜性和功能性。如需要，儀器所采用的操作系統(tǒng)的功能也在此階段進(jìn)行測試。

運(yùn)行確認(rèn)由若干的測試組成，最主要的兩項(xiàng)是校驗(yàn)和儀器功能測試，其中校驗(yàn)屬于計(jì)量工作，功能測試又包括兩個(gè)方面，其一是儀器是否具備某項(xiàng)功能，其二是對操作參數(shù)的范圍進(jìn)行試確認(rèn)，也就是儀器是否能在設(shè)計(jì)參數(shù)下運(yùn)行，尤其是驗(yàn)證參數(shù)的上下限，測試應(yīng)重復(fù)多次（至少3次）以確保結(jié)果可靠并且有意義。

2 C類儀器的劃分

《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理及控制》的C類儀器包括溶出儀、紫外分光光度計(jì)、高效液相色譜儀、氣相色譜儀、恒溫恒濕箱、近紅外分析儀、紅外光譜儀、質(zhì)譜儀等等，大致可以分為色譜、光譜、質(zhì)譜、溫濕度控制等幾個(gè)大類，每個(gè)大類有各自比較關(guān)鍵的性能參數(shù)，比如色譜類儀器對流動(dòng)相的流速和壓力的精確性要求較高，光譜類儀器對波長的準(zhǔn)確度要求較高，溫濕度控制器對溫濕度的波動(dòng)范圍、溫濕度的分布均勻性要求較高。因此每類儀器在運(yùn)行確認(rèn)時(shí)都有各自側(cè)重的項(xiàng)目。

3 運(yùn)行確認(rèn)的主體

確認(rèn)主體可以是儀器公司授權(quán)的工程師、儀器使用部門和公司的計(jì)量室。如果由儀器使用部門和公司的計(jì)量室進(jìn)行確認(rèn)，計(jì)量室完成校驗(yàn)部分，使用部門完成其余部分。

4 運(yùn)行確認(rèn)參照的標(biāo)準(zhǔn)

4.1對于新購置的儀器，運(yùn)行確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)參照儀器出廠的技術(shù)參數(shù)，出廠技術(shù)參數(shù)至少要高于《中華人民共和國國家計(jì)量檢定規(guī)程》（JJG開頭）的標(biāo)準(zhǔn)。

4.2對于進(jìn)行再確認(rèn)的儀器，運(yùn)行確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)可參照《中華人民共和國國家計(jì)量檢定規(guī)程》，由于檢定規(guī)程只涉及計(jì)量的部分，其余確認(rèn)項(xiàng)目仍需參照儀器技術(shù)參數(shù)。

5 運(yùn)行確認(rèn)項(xiàng)目確定的原則

根據(jù)儀器的性能參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，這些項(xiàng)目應(yīng)遵循以下準(zhǔn)則：①現(xiàn)場性：須可現(xiàn)場進(jìn)行；②可測性：可由計(jì)量設(shè)備進(jìn)行精確測量；③代表性：應(yīng)能夠體現(xiàn)儀器各模塊性能的高低。

6 運(yùn)行確認(rèn)實(shí)例的分析

6.1色譜類 色譜類儀器中最常用的是液相色譜和氣相色譜，色譜類儀器要保證分離效果的重現(xiàn)性，最關(guān)鍵的參數(shù)是流動(dòng)相流量的準(zhǔn)確度（也可以用壓力來表征）和梯度的準(zhǔn)確度，后者對于液相是流動(dòng)相比例的準(zhǔn)確度，對于氣相是程序升溫溫度的準(zhǔn)確度。

6.1.1流動(dòng)相流量的準(zhǔn)確度測量 以氣相為例，在氣相色譜儀中，載氣與輔助氣壓力流量的測量與指示，是操作儀器、選擇最佳色譜分離條件和檢測器工作的必備條件，如：①儀器在運(yùn)行中可以從柱前壓判斷，色譜柱是否斷流和漏氣；②配有流量閥的儀器在程序升溫時(shí)，從柱前壓變化情況可判斷工作過程是否正常；③在EPC操作中，各有關(guān)部分的壓力指示值是否穩(wěn)定，是EPC系統(tǒng)正常工作的前提。測量氣相色譜儀氣體流速主要用到皂膜流量計(jì)和數(shù)字式電子流量計(jì)。為確保測量精度，要根據(jù)測定的流量來選擇皂膜流量管的直徑，并用飽和水蒸氣的分壓來對體積進(jìn)行校正，高精度的電子皂膜流量計(jì)精度可達(dá)到2%左右，能夠滿足氣相色譜氣體流量測量需求（一般對于氣相EPC流量控制的精度要求為不超過5%）。為獲得所需的真實(shí)流速，還需經(jīng)過溫度和壓力的校正。

現(xiàn)以FID檢測器H2為例來說明測量氣體流量的兩個(gè)個(gè)要點(diǎn)。首先是質(zhì)量流量計(jì)種類和量程的選擇，不同氣體的質(zhì)量流量計(jì)是不通用的，F(xiàn)ID檢測器的H2的流速一般小于50ml/min，故選擇量程在0～100ml/min的流量計(jì)（對于在300～400ml/min流速的空氣，選擇0～500ml/min量程的流量計(jì)）；其次是防止除檢測口外其他接口的漏氣，特別是對于幾十ml/min流速的H2來說，任何微小的泄漏都會(huì)造成測量結(jié)果較大的偏離，方法是先把空氣調(diào)到使用時(shí)的流量，因?yàn)榭諝饬髁枯^大，容易用測漏液測出泄漏部位，特別注意檢測器與色譜柱的連接處是否用死堵完全堵死，噴嘴與檢測器連接的螺紋是否漏氣，確認(rèn)不漏氣后把氣體換成H2至實(shí)驗(yàn)時(shí)的流量，注意流量計(jì)和噴嘴的連接要緊密，最好使用儀器公司提供的連接件。

6.1.2液相梯度比例準(zhǔn)確度的測試 比例閥是液相色譜儀常用的一個(gè)部件，它性能的好壞直接決定了色譜峰保留時(shí)間、峰面積重現(xiàn)性等關(guān)鍵參數(shù)，我們可以用液相梯度比例準(zhǔn)確度的測試來評判比例閥的工作狀態(tài)。

測試原理是相對吸收值與流動(dòng)相的比例成正比，通過改變流動(dòng)相的比例來驗(yàn)證相對吸收值是否同步呈線性關(guān)系。以0.3%丙酮-水為流動(dòng)相，檢測波長254nm，柱溫30℃，流速1.00 ml/min.。以二通代替色譜柱連接管路，四元比例閥可A/C為一組關(guān)系，B/D為一組關(guān)系。以初始流動(dòng)相（100%純水）沖洗系統(tǒng)，待基線平穩(wěn)后，執(zhí)行梯度洗脫程序，逐步過渡到100%丙酮，畫出梯度變化曲線，測定三次。記錄A、C溶劑不同比例時(shí)的信號(hào)值，計(jì)算平均值。按下式計(jì)算梯度誤差GCI，取 GCI 最大者為儀器梯度誤差。Gci=（Li-Lm）/ Lm×100%（ i- m）/ m×100% 式中：Gci：第i段梯度誤差（%）； Li：第i段信號(hào)值的平均值；Lm：各段輸出信號(hào)平均值的平均值； 梯度準(zhǔn)確度誤差可接受標(biāo)準(zhǔn)一般為Gci≤±1%。

6.2光譜類 波長的準(zhǔn)確度對于光譜類儀器是最為關(guān)鍵的指標(biāo)。對于質(zhì)量或濃度分析類的儀器，靈敏度也是我們最為關(guān)注的指標(biāo)。以原子吸收分光光度計(jì)為例，國內(nèi)外原子吸收分光光度計(jì)儀器的說明書上沒有靈敏度這個(gè)技術(shù)指標(biāo)，但是原子吸收分析法中有用來表征靈敏度的性能技術(shù)指標(biāo)[1]。如對于火焰原子吸收法，一般都用特征濃度或檢出限來表征靈敏度的高低；對于石墨爐法，一般用特征量或檢出限來表征。

6.2.1波長準(zhǔn)確度的測量 波長準(zhǔn)確度，是指波長的實(shí)際測定值與理論值（真值）的差。原子吸收波長準(zhǔn)確度的測試，一般使用標(biāo)準(zhǔn)燈的特征波長，最常用的是汞燈，也可用氘燈，還有其他各種空心陰極燈。最常見的為利用汞燈的特征譜線測試波長準(zhǔn)確度[2]。根據(jù)2010版原子吸收分光光度計(jì)檢定規(guī)程規(guī)定，波長準(zhǔn)確度具體做法為點(diǎn)亮汞燈待其穩(wěn)定后，選擇光譜帶寬為0.2nm，從汞、氖譜線253.7、365.0、435.8、546.1、640.2、724.5、871.6nm中按均勻分布原則，選取3～5條譜線，對選定的汞燈特征譜線分別進(jìn)行3次尋峰，記錄結(jié)果，各特征波長特征譜線測定值的平均值與該譜線理論值之差即儀器的波長準(zhǔn)確度，規(guī)定儀器波長準(zhǔn)確度應(yīng)不大于±0.5nm。

6.2.2特征濃度的測量 特征濃度，即火焰原子吸收的靈敏度，是火焰法的一個(gè)重要性能指標(biāo)，是指獲得1%吸收時(shí)所對應(yīng)的元素濃度，或能產(chǎn)生吸光度為0.0044Abs的元素濃度。其計(jì)算公式為Cc =0.0044×C/A ，其中C為標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，A 為平均吸光度。例如采用銅燈檢測儀器的特征濃度，將儀器參數(shù)調(diào)到最佳，對銅標(biāo)準(zhǔn)液和空白液進(jìn)行3次交替測定，測試結(jié)果Cc應(yīng)小于0.05μg/ml/1%。在測試過程中注意下列因素可對儀器特征濃度產(chǎn)生影響：吸收線的選擇、電流的選擇、光譜通帶的選擇、燃?xì)?助燃?xì)獗鹊倪x擇以及觀測高度的選擇等。

參考文獻(xiàn)：

[1]武杰 龐增義.氣相色譜儀器系統(tǒng)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：11.

[2]李昌厚.原子吸收分光光度計(jì)儀器及應(yīng)用[M].科學(xué)出版社，2006 .

編輯/王敏