Bài viết tổng hợp từ ghi chú ứng dụng của Veolia Sievers về việc thẩm định phương pháp phân tích tổng cacbon hữu cơ (TOC) dùng cho thẩm định vệ sinh (cleaning validation) trong nhà máy dược.
TOC là phương pháp được chấp nhận để đánh giá hàm lượng cacbon trong mẫu. Sau khi thiết bị được thẩm định đúng cách (USP <1058>), chỉ cần một phương pháp TOC là có thể phát hiện cacbon từ nhiều loại cặn: hoạt chất (API), tá dược, protein và sản phẩm phân hủy protein, chất tẩy rửa hoặc thành phần của chất tẩy rửa. Mẫu có thể lấy trực tiếp bằng mẫu lau (swab) hoặc gián tiếp bằng nước tráng (rinse). Phần lớn nhà máy dược đã dùng TOC để kiểm nước theo USP, nên đã sẵn công cụ để áp dụng cho thẩm định vệ sinh.
Khung tham chiếu: hướng dẫn ICH Q2B
Hướng dẫn Q2B "Validation of Analytical Procedures" của ICH đưa ra khuyến nghị về các đặc tính cần xem xét khi thẩm định quy trình phân tích. Tài liệu bám theo Q2B và đưa ví dụ cho bốn nhóm thông số của phương pháp TOC:
- Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng
- Độ đúng và độ chụm
- Độ tuyến tính và độ thu hồi (recovery)
- Độ bền vững (robustness) của phương pháp
Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ)
LOD giúp phân biệt tín hiệu do nhiễu của thiết bị với tín hiệu thật của hợp chất. Đây là lượng chất phân tích thấp nhất có thể phát hiện, nhưng chưa chắc định lượng được với độ tin cậy thống kê đủ.
LOQ là ngưỡng phân biệt dữ liệu có ý nghĩa và không có ý nghĩa. Kết quả dưới LOQ cho thấy có chất hữu cơ nhưng không cho biết nồng độ thực. Kết quả trên LOQ được xem là định lượng được.
Để xác định nền TOC và tính LOD, LOQ cho quy trình thẩm định vệ sinh:
- Chuẩn bị mẫu trắng nước TOC thấp, hoặc mẫu trắng mẫu lau nếu dùng swab. Mẫu trắng phải phản ánh phần cacbon đóng góp từ nước và lọ đựng mẫu dùng trong nghiên cứu.
- Tính độ lệch chuẩn từ các mẫu trắng này.
- Theo thông lệ, LOD = 3 × độ lệch chuẩn, LOQ = 10 × độ lệch chuẩn.
Độ đúng và độ chụm
Cần tách bạch hai khái niệm:
- Độ đúng (accuracy): mức độ gần của kết quả đo với giá trị thực. Thường tính bằng phần trăm chênh lệch giữa nồng độ TOC đo được và nồng độ kỳ vọng của chất chuẩn TOC khi thẩm định thiết bị.
- Độ chụm (precision): mức độ gần nhau của các lần phân tích lặp trên cùng một mẫu, biểu diễn bằng độ lệch chuẩn tương đối (RSD, hay hệ số biến thiên).
Khi thẩm định phương pháp TOC, độ đúng và độ chụm được xác định bằng cách phân tích mẫu thêm chuẩn (spiked) với nồng độ cặn mục tiêu đã biết, rồi đánh giá phần trăm chênh lệch và RSD. Tài liệu ICH khuyến nghị tối thiểu 9 lần xác định ở tối thiểu 3 mức nồng độ, bao phủ khoảng làm việc quy định của thiết bị (USP <1225>).
Độ tuyến tính và độ thu hồi
Độ tuyến tính với BSA
Phép thử tuyến tính kiểm tra đáp ứng của thiết bị có quan hệ tuyến tính với nồng độ chất cần phân tích hay không. Trong ví dụ, các lọ nước TOC thấp được thêm albumin huyết thanh bò (BSA) ở các nồng độ đã biết, trong khoảng TOC từ 1,00 ppm đến 7,50 ppm, và phân tích trên máy phân tích TOC Sievers M9 Lab.
Yêu cầu: hệ số tương quan R² của đáp ứng thiết bị lớn hơn 0,97 với hợp chất quan tâm. Kết quả trong khoảng này đạt R² = 0,9977 (phương trình hồi quy in trên đồ thị gốc: y = 1,1116x − 0,3098, trục hoành là nồng độ lý thuyết, trục tung là nồng độ thực đo, đơn vị ppm TOC).
Độ thu hồi từ mẫu lau trên bề mặt thép không gỉ
Để biết phương pháp TOC có phù hợp với cặn mục tiêu hay không, cần xác định mức thu hồi mà phương pháp đạt được. Ví dụ dưới đây dùng lấy mẫu trực tiếp:
- Pha dung dịch chất tẩy rửa CIP-100 có nồng độ TOC đã biết.
- Nhỏ một thể tích đã biết lên tấm thử (coupon) thép không gỉ, ở ba mức nồng độ tăng dần.
- Lau bề mặt tấm thử bằng swab, cho swab vào một lượng nước TOC thấp đã biết, rồi phân tích.
Độ bền vững của phương pháp
Bên cạnh mức thu hồi, độ lặp lại hay độ bền vững của phương pháp TOC dùng để tính thu hồi cũng quan trọng không kém. Độ bền vững thể hiện khả năng phương pháp không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi nhỏ nhưng có chủ ý trong thông số phương pháp, hoặc bởi biến động giữa các mẫu. Nó cũng cho biết độ tin cậy khi sử dụng thường ngày, ví dụ khi thao tác lấy mẫu khác nhau giữa các kiểm nghiệm viên.
Thu hồi cao là điều mong muốn, nhưng thu hồi có lặp lại ổn định hay không cũng quan trọng ngang bằng, thậm chí hơn. Điểm này cần được thử kỹ trong giai đoạn phát triển phương pháp. Hai bảng dưới đây là kết quả thu hồi swab CIP-100 do hai kiểm nghiệm viên thực hiện để đánh giá biến động giữa các mẫu.
Bảng 1. Độ thu hồi từ mẫu lau (kiểm nghiệm viên 1)
| Lý thuyết (ppm C) | Đo được (ppm C) | Thu hồi (%) | RSD – độ chụm (%) |
|---|---|---|---|
| 5,33 | 5,44 | 102,2 | 1,2 |
| 1,07 | 1,073 | 100,3 | 2,1 |
| 0,32 | 0,32 | 100,0 | 0,3 |
Bảng 2. Độ thu hồi từ mẫu lau (kiểm nghiệm viên 2)
| Lý thuyết (ppm C) | Đo được (ppm C) | Thu hồi (%) | RSD – độ chụm (%) |
|---|---|---|---|
| 5,05 | 5,11 | 101,3 | 2,0 |
| 1,03 | 1,070 | 105,8 | 2,1 |
| 0,29 | 0,32 | 104,9 | 1,9 |
Ở cả hai kiểm nghiệm viên và ba mức nồng độ, độ thu hồi nằm trong khoảng 100,0–105,8% và RSD không vượt quá 2,1%.
Những điểm cần lưu ý
Quy trình thử dùng để đánh giá chất lượng dược phẩm phải đáp ứng nhiều yêu cầu. Riêng với thẩm định vệ sinh, quy định cGMP tại 21 CFR 211.194(a) yêu cầu phương pháp thử dùng để đánh giá sự phù hợp của sản phẩm với tiêu chuẩn đã ban hành phải đạt chuẩn mực thích đáng về độ đúng và độ tin cậy.
Khi thẩm định phương pháp TOC, phòng thí nghiệm phải chứng minh bằng nghiên cứu rằng các đặc tính hiệu năng đáp ứng yêu cầu của mục đích sử dụng, ví dụ xuất xưởng nước theo dược điển hay thẩm định vệ sinh. Các ví dụ trên với máy TOC Sievers minh họa cách độ tuyến tính, độ thu hồi và độ chụm gắn với việc thẩm định phương pháp TOC cho thẩm định vệ sinh.
Tài liệu tham khảo trong bản gốc
- USP <1058> Analytical Instrument Qualification.
- Guidance for Industry. Q2B Validation of Analytical Procedures: Methodology. November 1996. ICH, FDA, CDER, CBER.
- Taylor, John K. Quality Assurance of Chemical Measurements. Lewis Publishers, CRC Press; 1987.
- USP <1225> Validation of Compendial Methods.
- The Swab Recovery Determination of CIP-100 in Solutions by TOC Analysis Using a Sievers TOC Analyzer, Steris Corporation Analytical Method; 1993.
- 21 CFR 211.194(a) Laboratory Records.
Nếu đơn vị của bạn đang xây dựng hoặc thẩm định lại phương pháp TOC cho thẩm định vệ sinh, hãy liên hệ Phó Võ Tech để được đội ngũ kỹ sư Hoa Ý tư vấn về thiết bị Sievers phù hợp.
Nguồn: tài liệu "Validating the TOC method for cleaning validation applications in the pharmaceutical industry" của Veolia Water Technologies (Sievers).
