制药用水的总有机碳(TOC)测定和电导率测定

    美国药典自第23版第五增补版起将制药用纯化水和注射用水的质量标准作了重大修改，欧洲药典第11卷第 1  期( 1999  年 3  月)也对制药用水的传统检测方法作了修改并于1999年7月1日起正式实施。用于制药用水的传统检测方法已有100多年的历史，不仅很古老而且操作烦琐、重现性差。欧美药典对制药用水规定的新检测方法中，用测定电导率取代了氯化物、硫酸盐、钙盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氨以及二氧化碳的测定；可用总有机碳(TOC)测定替代易氧化物的测定(但易氧化物的测定仍可使用)；取消了重金属和不挥发物的测定一尽管到目前为止，我国药典尚没有对纯化水和注射用水的质量检测方法做修改，但是，采用更加便捷、准确、科学的检测方法是制药用水质量控制方法的发展趋势。

    一、总有机碳(TOC)测定

    总有机碳(TOC)是以碳含量表示水体中有机物总量的综合性指标。水中的有机物分子来源于源水、纯化系统和分配系统用材料，以及在分配系统内形成的生物膜等。总有机碳(TOC)还可用于监控制药用水纯化系统和分配系统的工艺性能。

    用于测定总有机碳(TOC)的方法有多种，但它们都需将水样中的有机分子完全氧化成二氧化碳，测出其含量，并以碳浓度表示出来。水中的二氧化碳一部分源于非有机碳(他们可能是直接溶于水中的二氧化碳或是由水中的碳酸氢盐转化而来)，另一部分源于有机碳．因此，所有的测定方法都必须将这两类碳严格地区分开来。

    用于TOC测定的方法主要有两种。一种是差减法，即测出总碳(TC)和非有机碳(IC)，总有机碳就是二者的差值：

    TOC = TC 一 IC

    另一种是直接法，即在测定碳含量之前，将样品中的无机碳去除，但是，在去除无机碳时，也会去掉部分有机碳，去掉的这部分有机碳可以恢复过来并被氧化成二氧化碳，此部分有机碳称为可去除有机碳(POC)，样品中剩下的有机碳为不可去除有机碳(NPOC)。那么，
样品中的总有机碳为上述二者之和：

    TOC = POC + NPOC

    在制药用水中，POC 的含量可以忽略不计，因此，总有机碳的含量就等于不可去除有机碳(NPOC)的含量。

    有不少制药企业选用 TOC 在线检测系统，可对制药用水系统进行连续性监控。

    具体测定方法及要求，见美国药典 USP < 643 > Total Orhanic Carbon 及欧洲药典 2．2．44 T0-tal Organic Carbon。

    二、电导率的测定

    水的电导率是反映水中离子产生的电流强度，电导率随离子浓度、pH值和温度的变化而发生变化。按美国药典现行版(USP 25)第<645>章，测定制药用水的电导率时，一般分为三个步骤。

    步骤1：既可进行在线检测也可在实验室检测。用无温度补偿的电导率仪测定水样的电导率和温度，若测得的电导率不大于表14—3中相应温度下的限度值，则水的电导率符合规定；如果测得的电导率大于表中相应温度下的限度值，则要在实验室内在 25±1℃ 下将水与空气中的二氧化碳相平衡，进行第二步测试。

    步骤2：将样品维持在25±1℃下，暴露于空气中搅拌，不断测量电导率和温度，当电导率在5分钟内的变化小于0．1μS / cm 时，记下此时的电导率值。若电导率值不超过2．1μS / cm ，则符合规定；否则，进行第三步测试。

    步骤3：此步骤务必在第二步测定后的5分钟内完成测定。水样温度维持在 25±1℃，往水样中加入饱和氯化钾溶液( 100ml 样品中加入 0．3ml 饱和氯化钾)，测定 pH (精确至 0．1pH 单位)。根据表 14—4pH 和电导率限度对照表，确定在测得的 pH 值下电导率限度，若在第二步测得的电导率不大于在测得 pH 值下对应的电导率的限度，则符合规定；若超出限度或pH值超出 5．0—7．0 的范围，则不符合规定。欧洲药典规定，纯化水的电导率在 20℃下不得过4．3μS / cm 。

    测定 TOC 和电导率对于水系统的监控与维护是非常重要的。越来越多的制药企业将 TOC 和电导率测定仪直接安装在水系统上对水的质量进行连续监测。在一天中，同一水系统的 TOC 含量会有一定的波动性，因此，进行在线监测是很有必要的。

    曾有文献报道过 TOC 与总菌落数和内毒素之间的相关性研究。尽管我们尚无法知道制药用水中 TOC 与总菌落数或内毒素之间的具体相关性，但是，TOC 含量的升高表明水系统中的生物膜可能正在不断生长，随之内毒素水平也会出现增高的趋势。在此情形下，务必要加强微生物的监控。

    如果在水系统中没有安装 TOC 和电导率在线检测设备，可以取样到实验室检测，但取样频率要足以保证产出水的质量。通过一定时期的数据结累，并且表明水处理系统运行平稳、水质始终处于良好状态，可以考虑适当降低 TOC 和电导率的监测频率，但是，对每个水系统而言，每周至少取样一次。

来源：北纳细胞网 www.bncc.org.cn