壓縮空氣顆粒物檢測

壓縮空氣顆粒物概述

制藥廠依靠壓縮空氣來實現(xiàn)許多功能。由于受壓縮空氣污染的風(fēng)險，制造商通過壓縮空氣檢測。確保壓縮空氣質(zhì)量?？山邮艿目諝赓|(zhì)量水平可以使用標準化組織（ISO）8573壓縮空氣標準來確定。ISO 8573認為顆粒是可能對終產(chǎn)品產(chǎn)生影響的主要壓縮空氣污染物之一。該標準的第4部分規(guī)定了確定顆粒含量的測試方法，近于2019年3月進行了修訂。該修訂內(nèi)容包括對顆粒尺寸和計數(shù)工具的新要求，闡明了顆粒尺寸的基本定義，擴展了構(gòu)成顆粒的成分，以及對可接受的測試方法的更改。

主要介紹新的ISO 8573第4節(jié)：2019年顆粒物含量的更新和顆粒物分析方法：光學(xué)顯微鏡，掃描電子顯微鏡以及光學(xué)顆粒尺寸和計數(shù)儀器。

ISO 8573-4：2019顆粒含量標準更新

1.校準要求

與以前的版本相反，ISO 8573-4：2019包括對光學(xué)顆粒尺寸測量和計數(shù)儀器（通常稱為激光顆粒計數(shù)儀器（LPC））的校準要求?，F(xiàn)在必須至少每年一次對LPC進行校準，對于光學(xué)氣溶膠光譜儀（OAS），必須符合ISO 21501-1的要求；對于光學(xué)粒子計數(shù)器（OPC），必須符合ISO 21501-4的要求。這些新的要求可以使光學(xué)粒子篩分和計數(shù)儀器產(chǎn)生更準確的粒子結(jié)果。

2.粒徑和粒徑的定義

★ISO 8573-1和ISO 14644規(guī)范具有基于粒徑范圍的粒徑限制。因此，顆粒大小的定義對于始終如一且準確地顆粒純度等級至關(guān)重要。該標準的先前版本僅包含基于長直徑對粒子進行尺寸設(shè)置的信息，而ISO 8573-4：2019修訂版還包括基于粒子的等效球形直徑對粒子進行尺寸設(shè)置的信息。

★當量球直徑是具有與被測顆粒相同性質(zhì)的球體的當量直徑。LPC根據(jù)粒子的散射光特性以這種方式調(diào)整粒子大小。這些儀器使用已知折射率和大小的奇異球形參考材料進行校準。這些粒子參數(shù)可能會影響粒子的散射光特性，并因此影響通過LPC方法測得的粒度。因此，選擇合適的顆粒含量測試方法時，必須考慮LPC的這些局限性。對于某些過程和/或應(yīng)用，必須根據(jù)長的直徑對顆粒進行尺寸設(shè)置。在這種情況下，光學(xué)或掃描電子顯微鏡是合適的。

★從ISO 8573-4：2001到ISO 8573-4：2019的另一個主要變化是構(gòu)成粒子的擴展。ISO 8573-4：2001的范圍有限，因為它僅專注于確定固體顆粒含量。該范圍在ISO 8573-4：2019中進行了擴展，也包括了液體顆粒。由于這些儀器無法區(qū)分液體和固體顆粒，因此這種轉(zhuǎn)變與LPC作為主要方法的標準要求相一致。將液體與固體顆粒區(qū)分開可能對故障排除工作以及設(shè)施風(fēng)險評估很重要。

3.方法更新

★ISO 8573-4：2019提供了三種確定顆粒含量的分析方法，包括光學(xué)顯微鏡，掃描電子顯微鏡以及光學(xué)顆粒尺寸測定和計數(shù)儀器。該標準還提出了關(guān)于每種方法可以調(diào)整大小的顆粒范圍的準則。

★ISO 8573-4：2019修訂版將粒子測試方法的范圍縮小到了顯微鏡和LPC，并增加了LPC校準要求，旨在產(chǎn)生更準確的LPC粒子結(jié)果。

★ISO 8573-4：2019顆粒分析方法

★ISO 8573-4：2019中描述的每種方法都有不同的優(yōu)缺點。藥品制造商在確定是否符合所需規(guī)格時應(yīng)考慮哪種能滿足其需求。

1)光學(xué)顆粒尺寸和計數(shù)儀器（LPC）對壓縮空氣顆粒物檢測：

★計數(shù)儀器LPC對來自用聚焦光束照射的單個顆粒的散射光的脈沖進行計數(shù)。這些脈沖的大小代表粒子的大小。如表1所示，2019年標準中討論了兩種LPC，分別是光學(xué)氣溶膠光譜儀（OAS）和光學(xué)粒子計數(shù)器（OPC）-塵埃粒子計數(shù)器。

★就粒度分辨率而言，光學(xué)氣溶膠光譜儀的性能優(yōu)于光學(xué)粒子計數(shù)器，光學(xué)氣溶膠光譜儀通常具有比光學(xué)粒子計數(shù)器更大的尺寸通道。對于大多數(shù)應(yīng)用而言，提供給光學(xué)氣溶膠光譜儀的分辨率可能不是必需的。光學(xué)粒子計數(shù)器和光學(xué)氣溶膠光譜儀均適用于確定制藥商的ISO 8573顆粒純度1-5級。

★如前所述，計數(shù)儀器無法區(qū)分液體和固體顆粒含量，也無法單獨確定這些顆粒類型。在對污染源進行故障排除和診斷時，這可能是不利的。但是，可以使用采樣盤通過顯微鏡分別分析液體顆粒。

★計數(shù)儀器分析在提供實時顆粒結(jié)果方面的能力優(yōu)于顯微鏡。另外，與顯微鏡不同，計數(shù)儀器LPC分析不需要勞動或時間密集的程序，也不需要訓(xùn)練有素的技術(shù)人員。因此，可以在短時間內(nèi)在多個采樣位置上采集大量樣本。計數(shù)儀器分析可以使制藥商迅速對顆粒污染進行故障排除和診斷，從而有可能增加檢測和防止污染再次發(fā)生的可能性。盡管有這些優(yōu)點，計數(shù)儀器是昂貴的儀器，需要經(jīng)常維護和每年校準。并且，如先前所討論的，使用均質(zhì)組成的球形珠的校準對顆粒尺寸的準確性提出了限制。

★計數(shù)儀器及其相關(guān)的成本可能是敏感且脆弱的工具。對骯臟或潮濕的空氣進行采樣會損壞和/或污染計數(shù)儀器LPC光學(xué)器件，從而導(dǎo)致維修成本高昂并浪費測試時間。當確定污染空氣的顆粒含量時，顯微鏡檢查的分析方法，因為在濾膜上取樣可大大降低損壞測試設(shè)備的風(fēng)險。與顯微鏡分析方法相比，計數(shù)儀器LPC通常提供的信息較少。LPC根據(jù)每個粒度范圍內(nèi)的計數(shù)顯示粒度數(shù)據(jù)，具體取決于粒度通道的數(shù)量，而顯微鏡可以分別對粒度進行粒度分析。此外，計數(shù)儀器LPC分析不提供顆粒顏色，化學(xué)組成或形狀，所有這些都可用于確定污染源。

2)顯微鏡進行顆粒物檢測

★ISO 8573-4：2019列出了兩種基于顯微鏡的方法，即通過濾膜（或采樣盤）進行采樣以及通過光學(xué)顯微鏡或掃描電子顯微鏡進行分析。顯微鏡不同于LPC，它提供了直接調(diào)整大小，計數(shù)和視覺描述顆粒的機會。應(yīng)該注意的是，基于顯微鏡的方法通常比較耗時，并且可能需要熟練的實驗室分析人員。但是，市場上有自動或半自動的顯微鏡軟件程序，可以大大減少分析時間。這些基于顯微鏡的方法可用于根據(jù)粒子的長直徑對粒子進行大小調(diào)整。

★光學(xué)顯微鏡是一種便宜且簡單的計數(shù)和定徑顆粒的方法。這是適用于ISO 8573-1顆粒純度3-5級的方法。ISO 1-2級純度要求定量在0.1 µm至0.5 µm尺寸范圍內(nèi)的顆粒，低于光學(xué)顯微鏡的分辨能力。光學(xué)顯微鏡是有利的，因為可以根據(jù)顏色/半透明，形狀和形貌來表征顆粒。該信息可幫助確定污染源，從而幫助進行故障排除和消除顆粒污染。在許多情況下，光學(xué)顯微鏡是一種合適的分析方法，對于制藥企業(yè)來說，確保其壓縮空氣質(zhì)量是一種負擔得起的選擇。

★掃描電子顯微鏡是一種更先進，更復(fù)雜的方法，通常比光學(xué)顯微鏡更昂貴。它可以以類似于光學(xué)顯微鏡的方式用作確定顆粒大小和計數(shù)的主要分析方法，也可以用于進一步表征顆粒。掃描電子顯微鏡是適合ISO 8573-1顆粒純度1-5級的方法。這種對光學(xué)顯微鏡的分辨能力的改進是由于使用了電子，電子的波長比光的波長小大約五個數(shù)量級。掃描電子顯微鏡還可以提高放大倍率，約為光學(xué)顯微鏡的300倍，可以提高描述能力和顆粒識別能力。掃描電子顯微鏡的優(yōu)點之一是能夠通過使用能量分散（EDS）檢測器表征顆粒的化學(xué)組成。掃描電子顯微鏡進一步表征顆粒的能力可以為確定顆粒污染源并隨后減少/消除該污染源提供關(guān)鍵細節(jié)。

★簡而言之，在ISO 8573-4：2019列出的方法中，LPC和掃描電子顯微鏡方法適用于ISO 8573顆粒純度1-5級，而光學(xué)光學(xué)顯微鏡方法適用于純度3-5級。顯微鏡方法通常會提供與所分析顆粒有關(guān)的更詳細信息，這有助于解決和防止污染問題。

★為了確保制藥生產(chǎn)過程中使用的壓縮空氣質(zhì)量，許多制藥公司根據(jù)ISO 8573對顆粒含量進行了測試。新的ISO 8573-4：2019更新增加了嚴格的LPC校準要求，將顆粒的定義更改為可以合并液體顆粒，包括等效的球形直徑，以此來確定顆粒的大小，并縮小了顯微鏡和LPC的分析方法范圍。重要的是要了解三種主要的顆粒分析方法（光學(xué)顯微鏡，掃描電子顯微鏡和LPC）的優(yōu)缺點，以便為所考慮的應(yīng)用選擇合適的方法

★根據(jù)設(shè)施的風(fēng)險評估和目標規(guī)格/純度等級，考慮成本和信息時，光學(xué)顯微鏡或LPC可能是進行初級顆粒分析。隨后的顆粒表征可以通過掃描電子顯微鏡來完成。制藥商應(yīng)選擇一種分析方法，該方法可根據(jù)ISO 8573為他們提供所需的顆粒純度等級所需的信息。通常，與第三方認可的實驗室進行測試符合制藥商的大利益。這可以確保分析人員，測試設(shè)備，方法，質(zhì)量保證和測試數(shù)據(jù)達到或超過*的標準（例如，用于測試實驗室的ISO 17025）。