制药商将总有机碳（TOC）测量作为生产用水和设备放行的药典要求之一。准确、一致的TOC分析对于满足USP法规的验收标准限值至关重要。
您知道用于TOC检测的传感器与分析仪之间存在区别吗？
传感器通常仅用于监测应用（如趋势分析、诊断或一般监测），而分析仪则用于需要过程控制和提供报告的应用（如过程验证、质量管理、实时放行、清洁验证等）。为了满足法规要求并确保制造过程的可靠性，使用者需要了解这两种仪器之间的区别。
TOC在制药应用中的使用
在制药和生物制药生产中，TOC仪器是超纯水测试/合规性监测以及验证或确认清洁样品的关键工具。选择合适的分析仪器十分重要，其选型取决于制药企业的具体需求以及待测工艺或样品的特性。
虽然TOC传感器更具成本效益且响应速度更快，但分析仪能够为合规性提供关键质量决策报告，对许多应用场景而言可能是更优解决方案。制造商若要充分发挥过程分析技术（PAT）的实时放行能力，就必须选择一款经过验证的仪器，以满足仪器鉴定、方法验证和数据完整性方面的需求。
技术比较：TOC传感器
TOC传感器利用电导率来测量碳含量，但无法区分可能对测量结果产生干扰的离子。这类技术通过测量样本氧化前后的电导率差异，并基于“氧化后所有电导率变化皆源于有机碳转化为二氧化碳”的假设推导出TOC值。
这可能导致TOC报告结果过高和过低。
此外，传感器无法按照USP<643>[1]要求区分无机碳（IC）与有机碳来源的CO2。它虽能有效通过极限测试，但由于在性能鉴定期间无法对特异性和稳健性化合物进行验证[2]，因此对有机化合物的实际分析性能差异很大。在cGMP生产环境中，选择正确的方法验证至关重要，特别是考虑到制药级用水涉及生产过程中的许多阶段。TOC传感器通常用于一般监测应用，或作为趋势分析的便携式工具。
TOC分析仪
相比之下，TOC分析仪是针对碳元素的专用分析设备，通过透气膜将CO2与干扰化合物分离，可实现碳含量的精准测定。这类膜式分析仪凭借其选择性优势，在TOC检测中展现出更卓越的精确性，使其成为药典合规检测、清洁验证、过程控制及监管报告等应用场景的理想选择。这项技术符合USP<643>要求，可精准测定有机碳和无机碳，为性能确认提供可靠依据，并有效分析特异性和稳健性化合物。
TOC分析仪的优势
TOC分析仪提供精准、可靠、定量化的碳分析，使制药商能够顺利完成性能鉴定和验证流程，从而为用户提供对水系统状态的准确评估。有了经过验证的准确结果，就可以利用数据做出重要的质量决策，以符合药典要求、放行水和设备、排除故障并优化水质监测和清洗过程。
分析仪的另一项优势是可以避免数据漏报，这有助于降低水系统中存在副产物及受到有害化合物污染的风险，从而避免最终产品遭受污染。另一方面，总有机碳（TOC）报告结果过高则可能导致不必要且耗时的超标调查（OOS），而调查中往往无法找到明确的根本原因。
其他深入比较
通过比较制药应用中的TOC分析仪和传感器，可以发现它们之间存在着关键的性能差异，并得到了科学证据的支持。虽然直接电导传感器能够检测有机化合物， 但这项研究表明，其对多种化合物类型均存在显著的准确性问题（包括虚高读数、虚低读数及非线性响应等）：
- 对于氯化有机化合物，传感器的回收率表现不一（有些回收率为150%或更高），而基于膜的分析仪则更接近100%的回收率
- 对于像烟酰胺这样的含氮化合物，在氧化过程中会形成硝酸，导致传感器的回收率约为150%，而基于膜的分析仪则能保持约100%的回收率
- 对于导电有机化合物（三甲胺和乙酸），相较于膜式分析仪稳定的约100%回收率，传感器得出的结果则不够不可靠（小于50%，甚至出现负回收率）
这些发现与第三方研究结果一致，后者强调：“可靠的TOC分析方法验证对于任何在线TOC系统的成功运行至关重要，尤其是实时释放制药级水的系统。单纯满足USP <643>或EP 2.2.44规范并不能完全消除风险。”
由于传感器可能无法完全消除风险（尤其在制药级水的实时放行环节），因此稳健的方法验证至关重要。相比之下，基于膜技术的电导率分析仪凭借其卓越的选择性和稳定的准确性，成为药典应用、过程控制、清洁验证及关键质量决策报告的理想选择。
下载“制药TOC应用中的TOC分析仪与传感器对比”应用指南，了解完整的研究内容。
结论
使用TOC传感器技术时，TOC报告结果过高或过低都可能给产品安全带来风险。此类传感器无法按照USP <643>的要求区分来自无机碳（IC）和有机碳的二氧化碳。
TOC分析仪采用基于膜的电导率法来减少TOC传感器遇到的干扰，可有效提高精度和准确性。分析仪非常适合需要过程控制和提供药典合规性报告的应用。TOC分析仪提供便携式、台式或在线监测等多种配置，制药商可根据实际应用需求灵活选择最适合的仪器。TOC分析仪是一种更为复杂的仪器设备，能够处理多个采样点，并以更高的精确度和更多的参数进行更详细的分析。此外，还可以为PAT应用部署经过充分验证且符合法规要求的TOC分析仪，以支持实时监测和放行。如需深入了解Sievers分析仪产品线，并为您的工艺选择适合的TOC分析仪器，请点击此处。
- 参考文献