热灭菌验证

根据美国FDA的规定，工艺验证被定义为:通过客观证据证明工艺始终如一地产生符合其预定规格的结果或产品。

在热灭菌过程中，“温度下的时间”对于实现所需的产品无菌性至关重要。因此，温度和时间是灭菌过程验证的主要参数。“温度下的时间”和达到的无菌水平之间的数学关系是指数的，这使得非常精确的温度测量变得至关重要。

致死率L计算公式如下:

在底温T下_b=121°C和z =10°C时，在121°C下测量温度T时1°C误差的影响导致死亡率计算误差约为26%。1Regarding the criticality of accurate temperature measurements, the FDA says: “For both validation and routine process control, the reliability of the data generated by sterilization cycle monitoring devices should be considered to be of the utmost importance. Devices that measure cycle parameters should be routinely calibrated. Written procedures should be established to ensure that these devices are maintained in a calibrated state. For example: Temperature monitoring devices for heat sterilization should be calibrated at suitable intervals, as well as before and after validation runs.”2

根据法规和行业标准，舱内所需的工艺温度均匀性应优于或等于1°C或0.5°C，具体取决于应用。用于验证测量的验证仪器(包括温度传感器)的精度应至少是所测量工艺变量的三倍。这意味着整个验证系统的精度应分别优于或等于60.33°C或60.17°C。测量中涉及的所有组件都被称为“测量链”-从传感器通过测量仪器到显示器，如“精度要求”图形所示。

测量链和整个系统精度中的随机和系统误差源。

校准只补偿系统误差。随机误差不补偿，并可能影响热验证研究的结果。“准确度要求”图形显示了测量链中可能出现随机误差的区域(红色)。控制和管理这些变量需要对潜在因素有很好的理解，并且是那些执行验证研究的人的责任。

热电偶T型(铜/康铜)是验证应用中最常用的温度测量传感器，因为它精度高，成本低。使用热电偶进行精确的温度测量需要热电偶电路的正确设计和安装。

传感器设计:设计用于测量大容量静脉注射袋温度的传感器不能用于测量10ml小瓶的温度。热电偶只报告它的“感觉”。这可能是我们感兴趣的温度，也可能不是。指定温度传感器设计时要考虑的因素有:尺寸、形状、响应时间、热传导和传感器位置。

在小体积的渗透研究中，扭曲的热电偶可能产生显着的误差。

当使用扭曲的裸线时，仪器测量第一个接触点的温度，这恰好是离尖端最远的点。使用扭曲热电偶测量蒸汽灭菌器中的热分布不会显著影响准确性。然而，在小瓶中，误差可能是显著的(见“小体积研究”图)。避免这个问题，减少结到最小的实际尺寸(见“焊接热电偶”图形)。

非均匀区域:位于温度梯度较大区域的非均匀区域5，如灭菌器壁，将产生无法通过校准消除的误差。非均匀区域引起的随机误差可超过4°C。在校准和验证图形中，在非均匀区域中说明了非均匀区域与温度梯度结合产生误差的原理。

具有焊接尖端的热电偶在单点提供安全接触，使其可用于许多不同的应用。

非均匀区域在标定过程中不会产生误差₁= T₂．

在验证研究期间，灭菌器壁上存在温度梯度。由于热电偶导线和连接器之间塞贝克系数的差异，会产生误差。校准不能消除这种误差。

梯度T₂- T₁= 75°C，在验证研究期间产生3.8°C的误差。

测量系统误差:冷端参考温度只有在系统完全升温的稳态环境温度条件下才适用于所有热电偶。环境温度的突然变化会在冷端引起热散射。在验证研究期间，保持冷端覆盖并保持环境温度条件。

校准

校准误差应不超过确认设备在使用时允许误差的三分之一，最好是十分之一。法规要求对整个测量系统进行校准。每个热电偶在校准中必须连接到与验证研究中相同的通道。验证系统应在与运行期间相同的环境温度和条件下进行校准。

除非得到其他结果的验证，否则不应认为单一测量是正确的。要有耐心。一个常见的错误是在情况稳定之前进行测量和调整。另外，请记住，温度测量标准的校准必须可追溯到可接受的主要标准。在干块温度参考中可能发生的重大随机校准误差包括:传递校准、阀杆传导、不均匀传热、浸入深度变化、未使用的插入物、稳定性和稳定所需的时间。

引用错误:校准热电偶T时₁，电阻温度检测器对温度标准T₂，一个关键的贡献误差是这些器件之间的温度差异，当放置在参考。这种差异被称为转移校准误差并且可能是对干块参考校准误差的最大贡献。

传递校准误差包含两个部分:

• 阀杆传导误差，使热电偶尖端冷却，以及

• 参考井相对于标准井的均匀性。

影响阀杆传导的参数可以在参考设计中固有，而用户可以减少其他参数，例如:

• 传感器在井中的深度;

• 介质与传感器接线之间的侧向导热系数;

• 热电偶丝的丝径和材料;和

• 介质和环境之间的温差。

带有插入件的干块的视图旨在最大限度地减少传感器周围的空气空间。

减少阀杆传导误差

为了最大限度地减少干块温度参考下的阀杆传导误差:

• 使用细热电偶线，因为它包含较少的热横截面，以吸引热量从尖端。

• 小费应该在井底。井深应足以使尖端远离周围环境。

• 使用插入使传感器导线更接近块，以获得更好的横向传热。随着传感器导线周围空气空间的减少，井侧的导热系数也随之提高。

为获得最大的传递校准精度而设计的干式块具有小直径的井，其插入件适合校准传感器的尺寸(参见“带插入件的干式块”图形)。

校准应在验证研究之前进行，并在验证结束时进行校准检查。

预研究校准应包括两点校准，校准点包括验证工艺的灭菌温度;例如100℃、130℃。校准检查点应位于两个校准点之间，以验证校准。

研究后验证应在温度标准和温度传感器之间进行两点比较，以验证测量链的校准是否完整。校准程序应形成文件，并包括校准前后温度标准与每个温度传感器之间的偏差数据。为了确保可追溯性，文件必须列出校准参数和设备，包括序列号和上次校准日期。

参考文献

1. PDA技术专论1

2. 指导文件草案“无菌工艺生产的无菌药品-现行良好生产规范，章节IX C 2”。设备控制和仪器校准。”2003年8月。

3. cGMP, EN 285, EN 554

4. EN 554

5. R.P. Reed, 1998，热电不均匀性-模糊的质量障碍，国家标准实验室会议，阿尔伯克基，NM 1998。

6. Clarence A. Kemper，热电偶测量系统的设计、安装和校准，无菌制药工艺验证，第5章。Marcel Dekker, Inc.， 1987

7. ISO 10012 -:1992测量设备的计量确认系统，第4.3节

作者信息

Göran Bringert, GE Infrastructure Sensing制药和生物技术市场总监;

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