QC實驗室儀器運行確認的方法與手段

摘要：隨著制藥企業QC實驗室自動化程度高，構造復雜的分析儀器應用日益增加，實驗室設備及儀器的確認越來越重要。本文根據實踐操作，對QC實驗室儀器運行確認的對象、標準及項目的確定做總結，并以色譜類和光譜類儀器為例，分析介紹C類儀器的運行確認的方法和手段。

關鍵詞：制藥企業；QC實驗室；儀器；運行確認；方法

現代制藥工業的實驗室有很多種類的儀器設備，包括從簡單的熔點儀到程序化高的高效液相色譜儀，近紅外分析儀等。復雜程度不同的儀器所需要的確認級別和范圍也不一樣，在2010版藥典實施指南的《實驗室質量管理及控制》部分中，把實驗室儀器設備分為三類，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）需要用戶對儀器的功能要求、操作參數要求、系統配置要求等進行確認，現就對C類儀器的運行確認的方法和手段進行簡單的分析與探討。

1 什么是運行確認及運行確認涉及的內容

運行確認（OQ）是3Q確認的組成部分（3Q確認，一說是DQ＼IQ＼OQ，一說是IQ＼OQ＼PQ），是在儀器安裝確認完成后，測試儀器的功能能否滿足設計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雜性和功能性。如需要，儀器所采用的操作系統的功能也在此階段進行測試。

運行確認由若干的測試組成，最主要的兩項是校驗和儀器功能測試，其中校驗屬于計量工作，功能測試又包括兩個方面，其一是儀器是否具備某項功能，其二是對操作參數的范圍進行試確認，也就是儀器是否能在設計參數下運行，尤其是驗證參數的上下限，測試應重復多次（至少3次）以確保結果可靠并且有意義。

2 C類儀器的劃分

《實驗室質量管理及控制》的C類儀器包括溶出儀、紫外分光光度計、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、質譜儀等等，大致可以分為色譜、光譜、質譜、溫濕度控制等幾個大類，每個大類有各自比較關鍵的性能參數，比如色譜類儀器對流動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確度要求較高，溫濕度控制器對溫濕度的波動范圍、溫濕度的分布均勻性要求較高。因此每類儀器在運行確認時都有各自側重的項目。

3 運行確認的主體

確認主體可以是儀器公司授權的工程師、儀器使用部門和公司的計量室。如果由儀器使用部門和公司的計量室進行確認，計量室完成校驗部分，使用部門完成其余部分。

4 運行確認參照的標準

4.1對于新購置的儀器，運行確認標準參照儀器出廠的技術參數，出廠技術參數至少要高于《中華人民共和國國家計量檢定規程》（JJG開頭）的標準。

4.2對于進行再確認的儀器，運行確認標準可參照《中華人民共和國國家計量檢定規程》，由于檢定規程只涉及計量的部分，其余確認項目仍需參照儀器技術參數。

5 運行確認項目確定的原則

根據儀器的性能參數進行設定，這些項目應遵循以下準則：①現場性：須可現場進行；②可測性：可由計量設備進行精確測量；③代表性：應能夠體現儀器各模塊性能的高低。

6 運行確認實例的分析

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性，最關鍵的參數是流動相流量的準確度（也可以用壓力來表征）和梯度的準確度，后者對于液相是流動相比例的準確度，對于氣相是程序升溫溫度的準確度。

6.1.1流動相流量的準確度測量 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，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，各有關部分的壓力指示值是否穩定，是EPC系統正常工作的前提。測量氣相色譜儀氣體流速主要用到皂膜流量計和數字式電子流量計。為確保測量精度，要根據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行校正，高精度的電子皂膜流量計精度可達到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%）。為獲得所需的真實流速，還需經過溫度和壓力的校正。

現以FID檢測器H2為例來說明測量氣體流量的兩個個要點。首先是質量流量計種類和量程的選擇，不同氣體的質量流量計是不通用的，FID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（對于在300～400ml/min流速的空氣，選擇0～500ml/min量程的流量計）；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造成測量結果較大的偏離，方法是先把空氣調到使用時的流量，因為空氣流量較大，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，確認不漏氣后把氣體換成H2至實驗時的流量，注意流量計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液相梯度比例準確度的測試 比例閥是液相色譜儀常用的一個部件，它性能的好壞直接決定了色譜峰保留時間、峰面積重現性等關鍵參數，我們可以用液相梯度比例準確度的測試來評判比例閥的工作狀態。

測試原理是相對吸收值與流動相的比例成正比，通過改變流動相的比例來驗證相對吸收值是否同步呈線性關系。以0.3%丙酮-水為流動相，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為一組關系，B/D為一組關系。以初始流動相（100%純水）沖洗系統，待基線平穩后，執行梯度洗脫程序，逐步過渡到100%丙酮，畫出梯度變化曲線，測定三次。記錄A、C溶劑不同比例時的信號值，計算平均值。按下式計算梯度誤差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段信號值的平均值；Lm：各段輸出信號平均值的平均值； 梯度準確度誤差可接受標準一般為Gci≤±1%。

6.2光譜類 波長的準確度對于光譜類儀器是最為關鍵的指標。對于質量或濃度分析類的儀器，靈敏度也是我們最為關注的指標。以原子吸收分光光度計為例，國內外原子吸收分光光度計儀器的說明書上沒有靈敏度這個技術指標，但是原子吸收分析法中有用來表征靈敏度的性能技術指標[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波長準確度的測量 波長準確度，是指波長的實際測定值與理論值（真值）的差。原子吸收波長準確度的測試，一般使用標準燈的特征波長，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確度[2]。根據2010版原子吸收分光光度計檢定規程規定，波長準確度具體做法為點亮汞燈待其穩定后，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行3次尋峰，記錄結果，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確度，規定儀器波長準確度應不大于±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，是火焰法的一個重要性能指標，是指獲得1%吸收時所對應的元素濃度，或能產生吸光度為0.0044Abs的元素濃度。其計算公式為Cc =0.0044×C/A ，其中C為標準溶液濃度，A 為平均吸光度。例如采用銅燈檢測儀器的特征濃度，將儀器參數調到最佳，對銅標準液和空白液進行3次交替測定，測試結果Cc應小于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生影響：吸收線的選擇、電流的選擇、光譜通帶的選擇、燃氣-助燃氣比的選擇以及觀測高度的選擇等。

參考文獻：

[1]武杰 龐增義.氣相色譜儀器系統[M].北京：化學工業出版社，2006：11.

[2]李昌厚.原子吸收分光光度計儀器及應用[M].科學出版社，2006 .

編輯/王敏