用于隔离器的过氧化氢测量系统的现场比较

生命科学

Ardien 咨询服务公司成立于 1994 年，它为无菌制造、无菌检测和控制应用中使用的设备提供隔离器验证。Rick Nieskes 是 Ardien 的创始人和首席顾问，当前为 50 多家制药公司提供验证服务。维萨拉为 Nieskes 提供维萨拉 HPP272 探头搭配 Indigo201 变送器用于检测目的。

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使用源自 20 世纪 90 年代的早期过氧化氢生物净化方法后，Nieskes 决定专注于制药行业的隔离技术和汽化过氧化氢系统。在他的工作中，Nieskes 不仅鉴定设备和环境，还制定生物净化周期和协议来帮助公司确保其过程的一致性和效果。

当 Nieskes 有机会评价维萨拉过氧化氢探头搭配 Indigo201 变送器时，他将它们与自己当前的过氧化氢 (H₂O₂) 测量设备进行了比较。第一个主要区别是他自己的传感器只能给出百万分之一 (ppm) 读数，而维萨拉的 HPP272 探头搭配 Indigo201 变送器可以提供三个值：H₂O₂ 浓度 (ppm)、百分比形式的相对饱和度（湿度）和温度。维萨拉提供两种测量过氧化氢的探头：HPP271 探头仅测量 H₂O₂ 浓度 (ppm)，HPP272 探头则可以测量几个参数，包括 H₂O₂ 浓度 (ppm)、相对饱和度、相对湿度、温度、露点和蒸汽压力。

“将我的标准传感器（基于电子化学技术）和维萨拉的 HPP272（基于薄膜聚合物传感器技术）放到隔离器中，相隔不到一英尺，我开始执行净化周期”，Nieskes 说。“电子化学 H₂O₂ 浓度传感器开始响应得更快，在大约 5 到 10 分钟内，两个传感器的读数基本相同。但是，根据我的经验，H₂O₂ 浓度的数值没有它从一个净化周期到另一个周期的相对一致性重要。在整个验证过程中，两个传感器都确保了一致性。”

尽管浓度值相似，但是值的分辨率不同。两个显示屏都从零开始，但是电子化学传感器的第一个值是 10 ppm，后续值以 5 ppm 为增量。维萨拉 Indigo 变送器提供 HPP272 探头的读数，它的值以 1 ppm 为增量。
“这在通风过程中变得非常有趣”，Nieskes 回忆说。“在净化结束阶段，两个传感器都给出几乎相同的读数。电子化学传感器为 705 ppm，HPP272 为 710 ppm。在通风阶段快结束，HPP272 读数为 2 ppm 时，我取了针对低水平 ppm 的另一设备的读数。”

“我使用两个不同的设备来测量高水平和低水平过氧化氢浓度。低水平设备指示 0.1 到 3 ppm 之间的值。HPP272 读数为 2 ppm 时，该设备读数为 1 ppm；HPP272 读数为 1 ppm 时，该设备读数为 0.5 ppm。我想查看两个读数之间的一致关系，但是很惊奇地发现在通常需要两个不同传感设备来确保高水平和低水平测量值准确性的过程中，HPP272 在生物净化的所有阶段都是相对准确的。”

Nieskes 注意到的另一区别是在过程中测量的变量数。“使用维萨拉设备，我可以得到湿度（在本例中，选择了要显示相对饱和度值）、温度以及 H₂O₂ 浓度。这给了我们一个正在发生什么的更完整画面，这在验证中至关重要。查看温度和相对饱和度值以及过氧化氢水平不仅对于鉴定设备很重要，而且对于设备重新鉴定之间的故障排除很有帮助。”

Nieskes 认为了解环境参数和 H₂O₂ ppm 值可以节省时间并确保净化过程有效。“假设暖通空调系统出现一些未检测到的情况。如果在冬天，室内温度可能下降。因此，生物净化过程中的 ppm 可能低于正常值。您必须做很多调查来确定根本原因在于暖通空调系统。”

“同时，隔离器中可能有更多冷凝，这会导致更低的 ppm 读数。如果您在执行一个有异常 ppm 读数的净化过程，在不知道环境中的其他变量时，您必须花时间来调查该问题。如果您可以实时看到影响过程的其他参数，马上就能知道发生了什么事：其中一个变量发生了变化。”

Nieskes 与制药商合作 20 多年了，知道他们一直有控制成本的压力。过程中的每个步骤必须尽可能高效。“如果我们可以确保一致的生物净化过程，更好地了解影响该过程的每个重要参数，制药效率势必会提高”，Nieskes 说。“下游不仅能提高制造商的生产效率，而且降低了消费者的药品成本，同时仍可以确保药品在安全、无菌和受控的条件下加工。”

从事验证工作时，Nieskes 考查了假定设备将按预期方式工作或变化的周围环境不会产生有害影响时的相关成本。

“您使用生物指示剂和其他设备每年需要重新鉴定隔离器。在重新鉴定间隔内，您必须确保一切是稳定的。但是如果在每个周期内使用传感器来监测隔离器，您可以在重新鉴定间隔内进行故障排除。我认为无论是何种应用，在线监测在隔离器中都是很有用的。遗憾的是，有时并不这样做。”

Nieskes 认识到，如果没有使用 H₂O₂ 传感器监测生物净化过程，那只能得过且过了。“我数不清有多少次看到公司不得不重新鉴定并且发现生物指示剂指示生长为阳性，然后它们开始故障排除。使用在线传感器，这些公司就会有可以帮助进行故障排除的历史信息。

过氧化氢传感器汽化 H2o2 — *隔离器中心的温度高于窗口温度。因为窗口温度更低，因此更早出现冷凝 (100%RS)。隔离器中心的相对饱和度为 82%RS。将传感器放在室内将会影响 %RS 值。*

“我经历过 H₂O₂ 的注入正常（即无警报或中止）但是未正常汽化的情况。在这种情况下，H₂O₂ 浓度传感器可能标识错误的条件。此时 HPP272 传感器提供的相对饱和度和浓度值十分重要。”

相对饱和度（百分比）对于 Nieskes 是新参数之一。相对饱和度指示 H₂O₂ 蒸汽和水蒸汽共同导致的空气湿度。在这种情况下，Nieskes 注意到大约 82%RS 时开始出现冷凝。数十年的经验使 Nieskes 得出结论：一定程度的冷凝对于包含过氧化氢蒸汽的高效生物净化是必要的。

在使用 HPP272 前，Nieskes 使用了他为此目的制作的二元冷凝传感器；经验告诉他，未出现冷凝的过程可能导致生物指示剂指示生长阳性。通常冷凝是可见的 – H₂O₂ 蒸汽在不同温度下、在净化过程的不同位置存在气体和液体（冷凝）两种状态。

“在理想的生物净化过程中，隔离器温度和湿度每次都将完全相同”，Nieskes 说。“因为您无法做到这点，因此必须“通过验证”；验证过程中纳入室温。这说明您可以通过环境变化消灭微生物。您可以更改环境条件并记录效果。

“了解冷凝程度或相对饱和度 (%) 很重要。您是否还能达到杀死率？我注意到客户能够控制和创造恶劣条件的情况。很多依赖于隔离器的设计、生物净化参数和隔离器周围的室内条件。”Nieskes 指出一些设备具有自己的控制温度和湿度的系统以保持过程的一致性。但是，通常，仅控制湿度值在 H₂O₂ 汽化开始前小于或等于设定点以及汽化的 H₂O₂ 量。“这充其量是有限的信息”，Nieskes 说。“例如，您为指定的时间段添加 120 克过氧化氢；隔离器中的其他条件是什么？您需要了解每个过程中的湿度和温度值以便控制该过程。”

Nieskes 认识到了解其他相关的变量可以更好地控制生物净化过程。“如果您在温度或湿度波动的室内执行该过程，就杀菌效果或通气时间而言可能影响隔离器的生物净化过程。”

Nieskes 在比较电子化学传感设备和维萨拉的 HPP272 探头搭配 Indigo201 变送器时，指出了维萨拉系统的几个优点，特别是良好的 ppm 测量分辨率和相对饱和度值。此外 HPP272 在生物净化的每个阶段都相对准确，这有利于执行生物净化。

Rick Nieskes 在测试 HPP270 探头或 Indigo200 时并未从维萨拉获得报酬。

在 Rick Nieskes 的博客“深入了解隔离器”上阅读有关比较传感器的更多信息，这些传感器是在隔离器的周期开发验证期间使用的

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