揭密清洁验证新方法——TOC法

2005年美国食品药品管理局（USFDA）指出，在医药行业使用TOC方法来检测清洁过程后的残留物是可行的。然而自1993年开始，制药行业一直以来都使用产品专属性方法（HPLC，ELISA）来检测残留物，所以如何使用TOC方法建立一个完整简便的清洁验证规程呢？制药行业的小伙伴们，也许都想要对TOC法有一个系统深入的了解。

中国2010年新版GMP要求所有制药企业需要对生产设备进行清洁验证，总有机碳TOC （Total Organic Carbon）分析是非常适用于清洁验证的分析方法。与传统的HPLC方法相比较，TOC法的灵敏度更高，对于少数不溶于水的有机化合物也能检测到。而且验证过程简单方便，无需设置其他参数。

验证概述

中药提取车间、中药制剂车间，以及共线生产多个品种的生产设备，为了保证最大限度降低药品生产过程中污染及交叉污染等风险，根据GMP（2010年版）的要求，必须要制定共线生产设备清洗验证方案。由此可见清洁验证的重要性。

对容易擦拭且表面平整的设备，采用棉签擦拭法；对不易擦拭取样的设备及管路，采用淋洗法。根据设备的具体情况，确定可操作的清洗方法，要根据不同的清洗方法，通过测定微生物限度和总有机碳确定残留污染物的限度。 

设备清洗使用擦拭法进行清洗验证的，相应的残留物检查，使用棉签擦拭法进行采集检查试样，加总有机碳检查用水溶解稀释后测定总有机碳；设备清洗使用淋洗法进行清洗验证的，相应的残留物检查，采集淋洗液作为检查试样测定总有机碳。 

通过验证该分析方法的系统适用性、线性、准确度、重复性，确认该方法适合于设备清洗验证的检测要求，取样回收率验证取样方法的有效性。 

验证目的

通过TOC法的验证，确保该方法能够准确可靠地检测出共线生产设备清洗后的残留的污染物，能够符合预期的限度标准。这是每一位制药行业的同仁都需要注意的。

验证范围

适用于中药提取车间、中药制剂车间等共线生产相关设备清洗后，采集样品的TOC测定方法的验证。

所以，TOC方法进行清洁验证，在医药和生物制药行业里，到底应该怎样定义呢？

◆ 根据清洁过程而非产品简化验证方法；

◆ 快速评估清洁过程的清洁能力；

◆ 通过擦拭和淋洗取样法，优化关键清洁参数（TACT，即温度、动作、浓度与时间）；

◆ 估量最坏的情形以及成分复杂的化合物，例如清洁剂；

◆ 加快产品更换速度，更好地按计划生产。

TOC法的独特优势

对于TOC法来说，将有机物设为专属物质时，无论其来源是产品、清洁剂、化学品、溶剂，还是副产物及微生物污染，要判断出任何残留物质是否存在，都能够地很好完成这一任务。只要其分子结构中包含碳，就能够检测出任何的活性制药成分或者清洁用的残留物质。而检测结果必须低于目标化合物物的限度，提高了清洁验证的严格性。

TOC法已经逐渐被制药行业所接受，整个行业的清洁验证的严格性得到了显著提高，也越来越符合行业的整体要求。TOC法的普适性，为制药企业节省了时间和人力成本。科学、合理、可行的清洁验证过程，确保了药品安全生产所需要的清洁度。

TOC法学习笔记

第一章 TOC基础知识

一、什么是TOC？

二、为什么在清洁验证和常规的清洁监测中使用TOC？

三、清洁验证中的TOC的应用

四、何时可使用TOC测定

五、TOC法与常用分析方法的比较

第二章 HPLC与TOC方法的对比

此处特别针对HPLC与TOC进行一下讲解：

一、TOC与HPLC法的比较

二、HPLC法的局限性

三、TOC替代HPLC

四、TOC法的优势

五、TOC来检测法规上的支持

第三章TOC分析方法的验证

一、分析方法验证的要求

二、TOC分析方法验证的前提：TOC分析仪的性能确认

三、系统适用性试验

四、分析方法验证的要点

五、TOC方法验证的具体内容

➤专属性

➤线性和范围

➤精密度和准确度

➤回收率试验

Ø 取样方法

Ø 擦拭法回收率

Ø 擦拭技术

Ø 淋洗法回收率

Ø 回收率接受程度

➤最低检测限（LOD）、最低定量限（LOQ）

六、TOC分析方法的注意点

第一章TOC基础知识

一、什么是TOC？

TOC方法检测的原理：

总有机碳（TOC），由专门的仪器——总有机碳分析仪（以下简称TOC分析仪）来测定。TOC分析仪，是将水溶液中的总有机碳氧化为二氧化碳，并且测定其含量。利用二氧化碳与总有机碳之间碳含量的对应关系，从而对水溶液中总有机碳进行定量测定。

TOC法包括碳的氧化和检测生成的二氧化碳两个过程。现有多种氧化技术，包括光触酶氧化、化学氧化及高温灼烧等。

二、为什么在清洁验证和常规的清洁监测中使用TOC？

许多药品制造场所目前已经使用TOC作为CV和监测

➤非专属性的方法，在理论上能探测到所有含有有机碳的残留分子，容易验证。

➤通用的样品分析方法：清洁验证和确认，原材料和工厂用水

➤能分析很大范围的溶解，“不溶”及绝大部分制药厂工业中的常见化合物

➤TOC能探测到设备中意外未完全清洁的有机杂技和残留物。

➤很高很好的费用节省。简单的验证方法，易于培训新使用者。

➤提高设备周转时间。

三、清洁验证中的TOC的应用

➤测定清洁剂的残量

➤与特定分析相结合来测定药的成份

➤为建立清洁程序﹐TOC被用作清洁度的一般指示

➤测定活性成份

四、何时可使用TOC测定

➤取决于残留物的类型 (清洁剂，活性成份，赋形剂)

➤被测物是否是水溶性的?

➤被测物是否含有碳?

TOC非专属性方法，TOC测定的是非确定物

➤TOC 方法可测定样品中的所有易氧化碳含量

➤TOC 方法只适用于水溶液样品

➤测定结果的单位用 ppb (ug碳/L) 和 ppm (mg碳/L) 来表示

Q：此处存在疑问，如果是酯溶性产品能否使用TOC法进行清洁验证的检测？

A：通过查找文献和查阅相关材料，TOC可以检测到在水中溶解度很低的有机物，而且准确度还可以。

五、TOC法与常用分析方法的比较

➤TOC法与HPLC法和UV/Vis分光光度法不同，属于非专属性方法，是检测所有含碳化合物，包括活性组分、辅料和清洁剂的理想方法。

➤TOC法的灵敏度可达亿分之一，而且与 HPLC法和UV/Vis分光光度法相比．具有不需摸索活性成分的检测方法和考虑样品的因素，较为省时等优点

方法	专属	药残量	赋形剂	清洁剂	生物制品
HPLC	是	是	是		是
TLC	是	是	是
TOC	否	是	是	是	是
光谱	是	是	是		是
PH	否			是
电导率	否			是

Source: K.M.Jenkens, A.J. Vandervielen, Pharmaceutical Technology, April 1994

TOC = 活性物 + 赋形剂 + 清洁剂 + 水系统中的有机物

第二章 HPLC与TOC方法的对比

此处特别针对HPLC与TOC进行一下讲解：

一、TOC与HPLC法的比较

HPLC方法	TOC方法
l对每一种有机化合物都有特别针对性 lHPLC方法需要每一个单一的实验过程 l灵敏度（受制于检测器和化合物） l可以检测不溶于水的物质 l公认的方法，应用广泛	l针对性是对所有的有机物，因为所有的有机物都被氧化 l一个TOC方法对付所有的实验过程，无需设置其他参数 l灵敏度高（1ppb C） l少数不溶于水的有机化合物也能被检测到 l已被制造业的清洁验证所接受

二、HPLC法的局限性

重要事项

➤专属性化合物实验

➤使用有机溶剂

➤基于化合物的下限计算

➤有限的化合物溶出度

➤有用最终产品的放行

致命的缺点

➤HPLC灵敏度的局限性

➤每一个验证都必须有单独的SOP

➤很长的启动时间

➤长的样品分析时间

➤对CV来说，许多的功能不需要

➤要处理新的未知峰

Example：

在标准品出峰位置没有出峰。

通过清洁验证，没有问题！

1、出峰位置异常；

2、出现异常未知峰；

不能通过清洁验证，同时 FDA要求确认未知峰！确认工作繁琐。

三、TOC替代HPLC

➤HPLC比较难于使用且必须验证每一个有机化合物

➤无未知HPLC峰时才没有问题

➤TOC易于验证

➤TOC可用于设备刮擦后或用于最终的漂洗水

➤TOC基于“最坏情形下的TOC下限”

➤等于目标化合物用碳计量的上限浓度（不等于化合物）

➤所有有机污染物的总和必须小于下限

（清洁验证中HPLC到TOC探测的转化，非常容易做到）

➤转换HPLC下限中已确定的目标化合物浓度的总有机碳的总和。

➤如果必须，调整清洁程序，以保证TOC低于TOC下限。

四、TOC法的优势

意味着将有机物作为专属物质，不管其来源（包括产品、清洁剂、化学品、溶剂、副产物及微生物污染），要判断出任何残留物质是否存在，采用TOC分析能够地很好完成这一任务，只要其分子结构中包含碳，就能够检测出任何的活性制药成分或者清洁用的残留物质。而检测结果必须低于目标化合物物的限度，提高了清洁验证的严格性。 

五、TOC来检测法规上的支持

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