Термины и определения
В настоящей общей фармакопейной статье применяются следующие термины и определения:
- Общий углерод, ОУ - углерод, присутствующий в воде в виде органических и неорганических соединений, включая элементарый углерод;
- Общий неорганический углерод, ОНУ - углерод, присутствующий в воде в виде неорганических соединений: карбонатов, гидрокарбонатов, элементарного углерода, диоксида углерода (IV), оксида углерода (II), цианатов, цианидов и тиоцианатов;
- Общий органический углерод, ООУ - углерод, присутствующий в воде в виде органических соединений в растворенном и нерастворенном состоянии.
Для определения общего органического углерода должно использоваться аттестованное оборудование - анализатору ООУ, подключенное к производственной линии или работающее в автономном режиме. Оборудование должно быть зарегистрировано в государственном реестре средств измерений России. В инструкцию по эксплуатации прибора должен быть указан предел обнаружения ООУ.
Общий принцип работы анализаторов ООУ основан на полном окислении органических соединений углерода, находящихся в исследуемом образце воды до образования оксида углерода с последующим измерением его количества и вычислении концентрации ООУ в исследуемом образце воды.
Анализаторы, предназначенные для определения общего органического углерода, должны различать общий органический углерод (ООУ) и общий неорганический углерод (ОНУ). Поддерживание низкого уровня ООУ в воде, предназначенной для фармацевтического применения, позволяет обеспечить низкое содержание эндотоксинов, что является индикатором роста микроорганизмов.
Анализаторы ООУ, работающие в режиме "on-line", могут непрерывно функционировать в автоматическом режиме путем подключения к информационной системе. Должна проводиться регулярная проверка работы анализаторов в соответствии с инструкцией по эксплуатации оборудования.
Установление градуировочной характеристики анализатора углерода, выражающей зависимости площади и высоты сигнала от содержания углерода в пробе воды, проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации анализатора углерода.
Методика определения ООУ должна быть валидирована. Анализ воды для фармацевтического применения включает обработку образца кислотой и окисление до углерода диоксида, с последующим измерением количества углерода.
Процедура определения общего органического углерода проходит по общей схеме в три основных этапа:
1. Подкисление и продувка пробы для удаления неорганического углерода (ОНУ). Пробу подкисляют, как правило, 2М раствором хлористоводородной кислоты до значения рН 2-3. Обработка кислотой проводиться для устранения углерода неорганического происхождения (ОНУ). При этом карбонаты и гидрокарбонаты образуют углерода диоксид, который удаляют путем продувания воздухом в виде СО2.
2. Окисление оставшегося органического углерода до углерода диоксида. Сорг + О2 (окислительный агент) = СО2. Окисление СО2 в анализаторах ООУ может проводиться несколькими способами:
- термическое окисление проходит через прямое высокотемпературное сгорание при температурах от 800 до 1300оС в присутствии катализаторов селена оксида или платины (Pt). Этот вид разложения эффективен для разрушения любого типа связей;
- каталитическое окисление при температуре около 680оС в токе кислородсодержащего газа до углерода диоксида с использованием детектора инфракрасного излучения;
- ультрафиолетовое облучение (УФ) обычной интенсивности при длине волны 254 нм или при длине волны 185 нм;
- термохимическое окисление с добавлением калия персульфата.
Примечание: использование для окисления УФ-излучения с длиной волны 185 нм обеспечивает количественное окисление компонентов пробы даже без добавления калия персульфата.
3. Детектирование образующегося углерода диоксида. Регистрация ООУ осуществляется методом кондуктометрии или методом инфракрасной спектроскопии на максимальной полосе поглощения углерода диоксида, имеющего уникальную характеристическую полосу поглощения в инфракрасном диапазоне. Преимущество метода инфракрасной спектроскопии заключается в возможности точно настроить анализатор на полосу поглощения СО2, в результате исключается влияние мешающих веществ и представляется возможность напрямую измерить уровень ООУ, получаемого в процессе окисления.
Порядок проведения измерений
Порядок проводимых измерений должен быть указан в инструкции по эксплуатации прибора. Как правило, измерения проводятся в следующей последовательности: раствор для проверки пригодности системы, стандартный раствор для определения чувствительности прибора, калибровочные растворы для установления градуировочных характеристик в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора и далее испытуемый образец воды. Все измерения фиксируются с помощью программного обеспечения ООУ-анализатора.
Результаты измерений
Первый вариант. Содержание ООУ вычисляется по результатам прямого измерения ООУ или по разнице содержания общего углерода (ОУ) и общего неорганического углерода (ОНУ) с помощью программного обеспечения к анализатору ООУ: ООУ = ОУ - ОНУ.
Второй вариант. Измеряют содержание ООУ на максимальной полосе поглощения углерода оксида методом инфракрасной спектроскопии.
Может быть использован другой подходящий валидированный метод, указанный в нормативной документации.
Испытуемый раствор выдерживает испытание, если значение ООУ испытуемого образца воды для фармацевтического применения не превышает значения разницы между показателями стандартного раствора (например, сахарозы) и воды, используемой в испытаниях для определения ООУ.
Примечания
Вода, используемая для определения ООУ. Вода для определения ООУ (ООУвода) должна соответствовать следующим требованиям: удельная электропроводность - не более 1 мкСм/см при температуре воды 25оС; содержание общего органического углерода - не более 0,1 мг/л;
Испытуемые образцы. Испытуемые образцы воды для определения ООУ отбирают в асептических условиях, используя емкости из воздухонепроницаемого материала с плотным укупориванием, оставляя минимальное воздушное пространство, непосредственно перед проведением испытания.
Подготовка посуды. Методика подготовки лабораторной посуды с применением средств, гарантирующих обеспечение удаления органических примесей, должна быть изложена в нормативной документации с описанием приготовления моющего средства. Заключительное ополаскивание вымытой посуды проводят водой, используемой для определения ООУ.
Стандартный раствор. Должен содержать 0,5 мг/л углерода. Стандартный раствор готовят из раствора легко окисляющегося вещества в ООУ воде с такой концентрацией, чтобы чувствительность прибора соответствовала измеряемому пределу содержания ООУ (например, самое легко окисляющееся вещество - сахароза). Методика приготовления стандартного раствора должна быть изложена в нормативной документации.
Раствор для проверки пригодности системы. Должен содержат 0,5 мг/л углерода. Раствор готовят по методике, указанной в инструкции по эксплуатации прибора, с использованием трудно окисляющегося вещества в ООУ воде (например, п-бензохинона).
Проверка пригодности системы. Проводят испытания следующих растворов: воды, используемой для определения ООУ (ООУ вода), стандартного раствора (Рст) и раствора для проверки пригодности системы (Рсист). Далее рассчитывают относительную эффективность отклика (чувствительность) прибора (Эотн) в процентах по следующей формуле:
Эотн = ((Рсист - ООУ вода) / (Рст - ООУ вода)) х 100;
На основании полученных результатов система считается пригодной, если эффективность отклика прибора составляет не менее 85% и не более 115% от теоретического отклика.
Калибровочные растворы. Готовят соответствующие калибровочные и другие растворы, указанные в инструкции по эксплуатации прибора для регулирования калибровки прибора в автоматическом режиме.