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采用总有机碳分析检测制药用水中
应用文档05010497
的有机污染物
简介
关键字
随着对产品和生产过程质量的不断关注,制药行业正在努力要求任何
总有机碳
新的生产技术必须满足能够用于操作的严格的判据。关注质量的核心之
制药用水
是原料的质量,包括过程中使用的水是格外需要关注的。氧化物质测试
TOC分析仪
(0ST)用于确认制药用水的质量。在生产过程中,需要而且必须保证清
沽验证,以确认生产设备的清沽。在OST和清清验证过程中一地分析仪器
已经起到了?大的帮助作用。这篇文章谈论这样一种分析仪器,总有机碳
(IOC)分析仪,用于在制药应用中检测残留物质和其它污染物的清洁度
TOC的历史
在二十世纪六十年代,相对于以前的生化需氧量(BOD)和化学需氧
量(COD),IOC分析仪提供了另外一种方法。BOD和COD能够用于分析环
境样品,但是其存在干扰,结果的准确度很差面且分析时间长得让人不能
接受。而TOC分析仪,不存在BOD和COD所固有的干扰问題,成为一种更
加准确而且分析速度快得多的技术。
历史上的第一台TOC分析仪,采用燃烧技术,用于定量检测样品中的
有机物参数。这种分析仪对于含有高浓度有机碳的样品提供了极其准确
的、快速的分析结果。虽然如此,由于氯化物会干扰燃烧的过程,导致燃
烧技术不能够准确地分析海水。因此,海洋化学家开发湿法化学方法。除
た49年堡分所「了能够分析海水,湿法化学T0C方法的优势还在于能够检测极低浓度的有
化学和应四ダ验究光会「机碳污染物。与所有其它技术一样,很多年来这种方法和分析仪也在不断
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地发展和改进。当前销售的各种采用可接受方法进行TOC分析的仪器都既
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有优点,又会存在缺点。这些方法和分析仪的多功能性,使TC的分析能
够根据分析样品的类型具有广泛的应用。从很高浓度的TOC(以%计)到超
低浓度的TOC(极低的pb范围)的样品,都能够被快速、使捷地分析。
AE0 Co
TOC的方法
SO
所有的水,不论是清洁,都会含有一些碳。水样中碳的总量称为总
900
(TC)。总碳包含两部分的碳:总无机碳(TIC)和总有机碳(IOC)。TIC
以这些形态之一存在:溶解的二氧化碳、碳酸氢根离子或者碳酸根离了
?
但是,TOC不能以其是什么做定义,而只能以其如何被检测进行定义:T0C是在总尢机碳被去掉或
減去之后,有机物质中的碳转化为二氧化碳的量。因此存在如下的关系式
IOC可以表示为可吹出的有机碳(POC)和不可吹出的有机碳(NPOC)。
TOC= POC NPOC
对于海洋化学家,TOC可以表示为溶解的有机碳(DOC)和悬浮的有机碳(SOC)。
TOC -DOC I SOC
这篇文章主要关注总有机碳,因此请注意这个关系式:TC-TC1T0C。
TOC的检测方法有很多种,所有这些方法的基础就是:将有机碳转化为二氧化碳,然后检测这个
氧化(见图1)
化碳
样品引入模块
氧化模块
检测模块
显示模块
1.注
1.燃烧法
1.非分散红外检测器
1.直读
过程/在线
2.UⅣ/过硫酸盐
(NDIR
印输出
品环
3.过硫酸盐/100C
电导率检泗器
4.自动进样器
4. UY
库爸检器
4.纸带记录仪
5.固体配件
5.UW/二氧化钛
图1总有机碳分析仪的基本模块
氧化碳米用非分散红外检测器(NDIR)或电导率检测器进行测量。虽然如此,按照上面的定义
在TOC被检测之前,必须首先去除TC。可以通过酸化样品以降低其pH,样品中的TC以二氧化碳的形
式释放出米。由TIC生成的二氧化从样品中被吹扫出米,然后被排放或被检测。当TC被去除之后,
可以按照下列的方法之一执行TOC的分析
1)燃烧法-样品在680至1000C的富氧条件下进行燃烧,使碳生成二氧化碳并被NDTR检测。
2)紫外裂解过硫酸盐氧化-在一个紫外裂解容器中,将过硫酸盐(钾或者钠)加入到样品中,导致
有机碳转化为二氧化碳,由NDIR或电导率检测器检测。
3)100C/过硫酸盐氧化-在一个被加热到95100℃的容器中,将过硫酸盐(钾或钠)加入到样品
中,有机碳被转化为二:氧化碳,由NDIR检测器进行检测。
4)紫外裂解-样品中的有机物在紫外光照射下被转化为二に氧化碳。有机物的浓度由电导率的改变进
行检测。
每种方法都有其优势和弱点,因此,应川的场合将影响分析方法的选择。表1品示了这些方法以及
相关的EPA、ASTM、标准和AOAC方法的编号
方法
PA方法ASTW方法标准方法A0C方法
然烧法
415.1
D2.579
5310B
9060
UⅤ/过硫酸盐
415.2
D)4779
5310C
9060
D4839
过硫酸盐/100C115.2
D4779
5310D
无
9060
D)4839
无
无
uV/二氧化钛
表1TOC的方法
T0C与制药行业
制药行业已经在两个场合开始使用T0C分析,一个是用于替代氧化物质测试(0ST),另一个是用于
清沽验证。下面分别谈论这炳种应用。
氧化物质测试
OST用于测试纯化水(PW)、注射用水(WFI)和其它等级制药用水的纯度。0ST过程包括煮沸一份
含有指定量高锰酸钾的酸化水样。如果在10分钟之后然能够维持粉色,那么这个水样就通过OST。
刈于OST,有一些需要考虑的问题。其一→,因为它依赖于操作人员来识别颜色足否存在,因此缺乏
客观性;其:二,对于不同的有机物质,OST缺乏一致的灵敏度;而且,因为它不能提供定量的响应,因
此OST不能够用于检测水的纯度。
在以前的文献(1)中已经显示:TC分析完全能够替代OST。TOC分析是对于日标物质的响应,因
此它消除了操作者识別颜色改变的缺点。而且对于各种各样的的样品类型,TOC分析都能够提供一致的
灵敏度。最后,对比于SI方法的通过和不通过测试,IOC能够提供定量的输出,因此能够用于弪测水
的纯度。
美国药典(USP)已经批准了0ST的替代方法,内容为采用一个浓度为500ppbC的蔗糖溶液校准
IOC分析仪。一日校准完毕,制备一个浓度也是500ppbC的系统适应性标准,并采用分析仪进行分析
这个系统适应性标准的回收率的最低要求为85%。曾经测试过一地物质作为这个标准,部分物质显示于
表2(注意:这个替代方法尚未完成)