制药用水 总有机碳和电导率测定法

1. 制药用水总有机碳和电导率测定法 黑龙江省药品检验所化学室 娄志红 2010.4

2. 主要内容 • 一、我国药典制药用水分类 • 二、国外药典制药用水分类 • 三、国内、外药典制药用水检验项目的比较 • 四、2010年版药典制药用水的增修订情况 • 五、制药用水总有机碳测定法 • 六、制药用水电导率测定法 　

3. 一、我国药典制药用水的分类

4. 二、国外药典制药用水分类 BP2009/EP6.0 USP32 JPXV版 双反渗透加超滤和去离子， 用于需高生物质量的水的制剂 纯化水 In bulk In containers 注射用水 In bulk 灭菌注射用水 高纯水 卫生用水(附录) 纯化水 灭菌纯化水 血液透析用水 纯蒸汽 注射用水 灭菌注射用水 抑菌注射用水 灭菌冲洗用水 灭菌吸入水 常水 纯化水 灭菌纯化水 注射用水 (灭菌注射用水)

5. 三、国、内外药典制药用水检验项目比较 • 1、中国药典2005年版制药用水检验项目 纯化水 注射用水 灭菌注射用水 性状 酸碱度 氯化物 硫酸盐 钙盐 硝酸盐 亚硝酸盐 氨 二氧化碳 易氧化物 不挥发物 重金属 微生物限度 性状 pH 氯化物 硫酸盐 钙盐 硝酸盐 亚硝酸盐 氨 二氧化碳 易氧化物 不挥发物 重金属 微生物限度 细菌内毒素 性状 pH 氯化物 硫酸盐 钙盐 硝酸盐 亚硝酸盐 氨 二氧化碳 易氧化物 不挥发物 重金属 细菌内毒素 其他

6. 三、国、内外药典制药用水检验项目比较 灭菌注射用水 • 2、国外药典制药用水检验项目 • BP2009/EP6.0 高纯水 外观 试验 1酸碱度 2电导率 3易氧化物 4氯化物 5硫酸盐 6氨 7铝盐 8钙和镁 9不挥发物 10细菌内毒素 11微粒 12无菌 纯化水In bulk 纯化水In containers 注射用水 过程控制 1微生物限度 2 TOC或 易氧化物 3电导率 外观 试验 1硝酸盐 2铝盐 3重金属 4细菌内毒素 外观 试验 1酸碱度 2易氧化物 3氯化物 4硫酸盐 5氨 6钙和镁 7不挥发物 8微生物限度 过程控制 1微生物限度 2 TOC 3电导率 外观 试验 1硝酸盐 2铝盐 3重金属 4细菌内毒素

7. 三、国、内外药典制药用水检验项目比较 • 2、国外药典制药用检验项目 • USP32 血液透析用水 纯化水 灭菌纯化水 易氧化物或 总有机碳 电导率 微生物限度 细菌内毒素 附录：铝盐 易氧化物 电导率 无菌 总有机碳 电导率

8. 三、国、内外药典制药用水检验项目比较 • 2、国外药典制药用检验项目 • USP32 灭菌吸入水 注射用水 灭菌注射用水 抑菌注射用水 灭菌冲洗用水 纯蒸汽 pH 氯化物 硫酸盐 钙盐 氨 二氧化碳 易氧化物 细菌内毒素 无菌 微粒 易氧化物 电导率 (2种情况) 无菌 细菌内毒素 pH 抑菌剂 硫酸盐 钙盐 二氧化碳 细菌内毒素 无菌 微粒 总有机碳 电导率 细菌内毒素

9. 三、国、内外药典制药用水检验项目比较 贮存在合适的 容器中并灭菌的 • 2、国外药典制药用检验项目 • JPXV版 注射用水 纯化水 灭菌纯化水 性状 纯度 1酸碱度 2氯化物 3硫酸盐 4硝酸盐 5亚硝酸盐 6氨 7重金属 8易氧化物 9不挥发物 性状 纯度 1酸碱度 2氯化物 3硫酸盐 4硝酸盐 5亚硝酸盐 6氨 7重金属 8易氧化物 9不挥发物 性状 纯度 1酸碱度 2氯化物 3硫酸盐 4硝酸盐 5亚硝酸盐 6氨 7重金属 8易氧化物 9不挥发物 10无菌 性状 纯度 1酸碱度 2氯化物 6氨 9不挥发物 细菌内毒素 装量 无菌 经反渗透膜-超滤 制得的测定TOC

10. 三、国、内外药典制药用水检验项目比较 3 纯化水检验项目比较 Chp2005 BP2009版/EP6.0 USP32 JPXV 性状 酸碱度 氯化物 硫酸盐 钙盐 硝酸盐 亚硝酸盐 氨 二氧化碳 易氧化物 不挥发物 重金属 微生物限度 In bulk 微生物限度 电导率 总有机碳或 易氧化物 性状 硝酸盐 重金属 铝盐 细菌内毒素 In containers 性状 酸碱度 氯化物 硫酸盐 钙盐和镁盐 氨 易氧化物 不挥发物 微生物限度 总有机碳 电导率 性状 酸碱度 氯化物 硫酸盐 硝酸盐 亚硝酸盐 氨 易氧化物 不挥发物 重金属

11. 三、国、内外药典制药用水检验项目比较 4 注射用水检验项目比较 BP2009/EP6.0 CHP2005 USP32 JPXV 性状 pH 氯化物 硫酸盐 钙盐 硝酸盐 亚硝酸盐 氨 二氧化碳 易氧化物 不挥发物 重金属 微生物限度 细菌内毒素 In bulk 微生物限度 总有机碳 电导率 性状 硝酸盐 重金属 铝盐 细菌内毒素 总有机碳 电导率 细菌内毒素 酸碱度 氯化物 硫酸盐 硝酸盐 亚硝酸盐 氨 易氧化物 不会发物 重金属

12. 三、国、内外药典制药用水检验项目比较 5 灭菌注射用水检验项目比较 BP2009/EP6.0 USP32 CHP2005 酸碱度 氯化物 硫酸盐 钙盐和镁盐 硝酸盐 氨 易氧化物 不挥发物 重金属 电导率 铝盐 细菌内毒素 无菌 微粒 性状 pH 氯化物 硫酸盐 钙盐 硝酸盐 亚硝酸盐 氨 二氧化碳 易氧化物 不挥发物 重金属 细菌内毒素 其他 pH 氯化物 硫酸盐 钙盐 氨 二氧化碳 易氧化物 细菌内毒素 无菌 微粒

13. 三、国、内外药典制药用水检验项目比较 • 关于USP检验项目的选择依据 • USP24以前各版纯化水：pH、氯化物、硫酸盐、钙盐、氨、二氧化碳、重金属、易氧化物及总固体 • 在USP24中取消了pH的检测 • 重金属 美国饮用水标准中一些金属离子的限度为μg/L级，远比USP规定严格，加之现有生产工艺也不会给制药用水引入重金属，所以此项检测也取消了 • USP24对就地生产使用的纯化水与注射用水。它删去了所有检测项目而代之以总有机碳与电导率

14. 三、国、内外药典制药用水检验项目比较 • 从英美药典来看，凡是就地生产使用的水，均侧重于在线监测，即多使用总有机碳和电导率测定控制，凡贮存于容器中的水，使用常规检验方法控制 • 日本药局方多使用常规检验控制 • 中国药典2010年版综合国外药典的情况，主要以英国药典的模式为主，兼顾美国药典的科学性和先进性，结合我国国情进行了增修订

15. 四、中国药典2010年版中制药用水的增修订情况四、中国药典2010年版中制药用水的增修订情况 • 纯化水 • 修订： 重金属限度0.00003% 0.00001% • 增订： 修订为 氯化物 硫酸盐 钙盐 二氧化碳 电导率 替代 可任选一项 易氧化物 总有机碳测定 关于铝盐

16. 四、中国药典2010年版中制药用水的增修订情况四、中国药典2010年版中制药用水的增修订情况 修订为 • 注射用水 • 修订： 重金属限度0.00003% 0.00001% pH 加入饱和氯化钾溶液 • 增订： 氯化物 硫酸盐 钙盐 二氧化碳 电导率 替代 替代 总有机碳测定 易氧化物

17. 四、中国药典2010年版中制药用水的增修订情况四、中国药典2010年版中制药用水的增修订情况 修订为 • 灭菌注射用水 • 修订： 重金属限度0.00003% 0.00001% pH 加入饱和氯化钾溶液 • 增订： 电导率

18. 四、中国药典2010年版中制药用水的增修订情况四、中国药典2010年版中制药用水的增修订情况 纯化水 性状 、酸碱度、硝酸盐 、亚硝酸盐 、 氨 、电导率、总有机碳或易氧化物 、 不挥发物 、重金属 、微生物限度 性状 、pH值 、硝酸盐 、亚硝酸盐 、 氨 、电导率、总有机碳、不挥发物 、 重金属 、细菌内毒素、微生物限度 注射用水 性状 、 pH值 、氯化物、硫酸盐与钙 盐、硝酸盐 、亚硝酸盐 、氨 、二氧化 碳 、电导率、不挥发物 、重金属 、 细菌内毒素、其他 灭菌注射用水

19. 五、制药用水总有机碳测定法 • 1、制药用水总有机测定的背景 • 总有机碳早就用于环境保护的水质测定 • 制药用水总有机测定法USP于1998年5月15日正式起用 • 制药用水总有机测定法 BP于 1999年7月正式生效 • JPXV版也收载了制药用水总有机测定法

20. 五、制药用水总有机碳测定法 • 1、制药用水总有机测定的背景 • 我国2005年版药典附录中收载制药用水总有机碳测定法 • 2010年版正式应用于纯化水和注射用水 • 势在必行

21. 五、制药用水总有机碳测定法 • 2、制药用水总有机碳测定法介绍 有机碳总量 间接控制有机物含量 制药用水中存在无机碳和有机碳两种 在线 离线

22. 五、制药用水总有机碳测定法 • 3、制药用水总有机碳测定的基本原理 第一步 第二步 氧化技术 燃烧 100 ℃ / 过硫酸盐 紫外 紫外 / 过硫酸盐 紫外/ 二氧化钛 检测技术 非色散红外光度法 直接电导法 薄膜电导法 测定 氧化 有机物 CO2 一种是从测得的总碳中减去无机碳 测定方式通常有两种 另一种是在氧化过程前事先除去无机碳

23. 五、制药用水总有机碳测定法 • 4、制药用水总有机碳与易氧化物的关系 • 易氧化物 氧化还原反应，定性检查 • 总有机碳 含有有机碳类物质的间接测定，可以准确反应水质的情况 • TOC可与还原性物质测定项目互换 • 但TOC不能用于替代细菌内毒素和微生物限度（出于安全性考虑）

24. 五、制药用水总有机碳测定法 • 5、制药用水总有机碳测定对仪器的要求 • (1) 应能区分无机碳与有机碳，并能排除无机碳对有机碳测定的干扰 • (2)应满足系统适用性试验的要求 • (3)应具有足够的检测灵敏度(最低检出限为含碳等于或小于0.05mg/L)

25. 五、制药用水总有机碳测定法 • 6、制药用水总有机碳测定系统适用性试验 0.628－0.052 0.75/0.84 例：————— × ———— ×100% 0.571－0.052 1.20/1.15 总有机碳低于0.10mg/L 电导率低于1.0μS/cm（25℃） 111%、95% 计算时要根据实 际情况乘系数 总有机碳检查用水rw 响应效率［（rss-rw）/（rs-rw）］×100% 蔗糖对照品溶液 rss 85%～115% 1,4-对苯醌对照品溶液 rs

26. 五、制药用水总有机碳测定法 • 7、制药用水样品测定方法与结果判断 • 离线测定：取供试制药用水适量，直接测定 • 在线测定：将总有机碳在线检测装置与制水系统连接妥当进行测定 • 限度：目前全球公认的制药用水的限度均为0.50mg/L • 结果判断：TOC的极限并不是 0.50mg／L • TOC极限是响应限度﹐它来自于测得的 (rs-rw) 例：0.571-0.052=0.52

27. 五、制药用水总有机碳测定法 • 8、制药用水总有机碳测定法注意事项 • 各个环节避免有机物污染和二氧化碳影响 • (1)离线测定使用的玻璃器皿必须严格清除有机残留物，用总有机碳检查用水做最后淋洗 • (2)离线测定取样应采用密闭容器，容器顶空应尽量小，取样后及时测试 • (3)在线测定应注意仪器安放的位置 • (4)在线测定时取水及测定系统都须进行充分的清洗

28. 五、制药用水总有机碳测定法 • 9、制药用水TOC测定所使用玻璃仪器清洗的有效方法 • 铬酸-硫酸洗液不再推荐 • 过去曾用热硝酸，须加热过程，烦琐 • 磷酸三钠和合成洗涤剂是较安全的洗涤，但冲洗时间长，可在冲洗前先用稀硝酸或稀硫酸冲洗 • JP 建议用硬质玻璃，用稀过氧化氢和稀硝酸混合液浸泡 无论用何法，均须验证是否适合所进行的检验，清洗是否彻底

29. 五、制药用水总有机碳测定法 • 10、总有机碳测定在制药行业的其他应用 • 清洁验证总有机碳测定是一种不需探索活性成份的非专属性检测方法。关于清洁验证，TOC具有独到的优势 • 含量测定 国内有用TOC测定仪测定氟康唑注射液含量的报道

30. 六、制药用水电导率测定法 • 1、各国药典制药用水电导率测定收载情况 • 采用与BP2009一致的方法和限度

31. 六、制药用水电导率测定法 • 2、我国制药用水电导率测定现状 • 制药企业需定时监测纯化水的电导率 • 之前我国各版药典均未收载制药用水电导率测定法 • 按照GMP的要求，药典滞后 • 2010年版正式将其列入

32. 六、制药用水电导率测定法 • 3、制药用水电导率测定法介绍 • 电导率 电解质总量 • 纯水的导电能力尽管很弱，但可测定 • 水的电导率与水的纯度有关 • 当空气中的二氧化碳等气体溶于水，会使电导率增加 • 水中含有其他杂质离子，会使电导率增加 • 另外电导率与pH值、水温度等有关

33. 六、制药用水电导率测定法 • 4、制药用水电导率可替代的检验项目 • 电导率规定最小分辨率为0.1μS/cm • 从两个方面考虑：被控制指标的安全性和电导率仪的检测灵敏度 • 如BP中就地生产使用的水尽管控制电导率，但仍控制硝酸盐和重金属。当水中的微生物增加后，其硝酸盐量增加，也是一种信号杂质

34. 六、制药用水电导率测定法 • 4、制药用水电导率可替代的检验项目 • BP铝盐限度为ppb级，是电导率无法控制得了的，所以单独控制 • USP重金属、pH均不要求测定 • 中国药典2010年版纯化水和注射用水电导率替代了氯化物、硫酸盐、钙盐和二氧化碳，灭菌注射用水参照BP的情况不替代其他项

35. 六、制药用水电导率测定法 • 5、纯化水电导率测定方法 在线或离线 温度和电导率限度表 Yes T0 κ0 ？ T22 4.6 表中温度 T1 κ1 No 内插计算公式： κ=[————]×(κ1 -κ0)+ κ0 T -T0 T1 -T0

36. 六、制药用水电导率测定法 • 6、注射用水电导率测定方法 步骤1 在线或离线 温度和电导率限度表 找到不大于测定温度的最接近温度值 的电导率值 22 小于限度值 ？ Yes No 符合规定 进行步骤2

37. 六、制药用水电导率测定法 • 6、注射用水电导率测定方法 至少100ml在25℃，剧烈搅拌 步骤2 每5min电导率值的变化小于0.1μS/cm 小于2.1μS/cm 记录电导率值 ？ Yes No 符合规定 进行步骤3

38. 六、制药用水电导率测定法 • 6、注射用水电导率测定方法 步骤3 在步骤2测定后5分钟内进行 步骤2测定的同一份水中 每100ml水样中加入0.3ml饱和氯化钾溶液 在25℃测定pH值 Yes pH值在 5.0-7.0 ？ pH和电导率限度表 步骤2电导率值 小于限度值 ？ No No Yes 不符合规定 符合规定

39. 六、制药用水电导率测定法 • 7、灭菌注射用水电导率测定方法 标示装量≤ 10ml 不得过25μs/cm 25℃测定 标示装量为10ml以上 不得过5μs/cm 样品测定结果可按下式计算得到校正温度后电导率值： K25=Kt/[1+a(t-25)] a=0.022/℃ 建议控制水温

40. 六、制药用水电导率测定法 • 8、电导率仪的校正 • 电导率仪应在使用前使用标准溶液直接校正或间接进行仪器间的校正 Hamilton 低电导率标准溶液 :1.3 μs/cm、 5 μs/cm 、 15μs/cm和84μs/cm

41. 六、制药用水电导率测定法 • 9、制药用水电导率测定的注意事项 • （1）使用前应用低电导率的高纯水冲洗电极数次，然后用供试液洗涤电极至少两次，方可测定 • （2）在测定时应避免污染（无机离子和二氧化碳等） • （3）为避免空气中的二氧化碳等气体对电导率的影响，可采用在线电导率仪测定

42. 六、制药用水电导率测定法 • 10、电导率在制药行业的其他应用 • 杂质检查英美药典除应用于制药用水以外，电导率还应用于其他品种，以控制杂质离子 • 含量测定用电导率测定法测定氯化钾注射液含量，也可以说是电导率的一个应用方向。

43. 谢谢大家!