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       水是生命之源，是人类和众多生物赖以生存的基础，而在制药领域，水质更是影响药品质量的关键要素，制YY水达标与否，对制药企业来说至关重要。那么在制药过程中，如何判断水质是否达标?有行业人士指出，相关制药水质检测仪是制YY水质量保证的“标尺”，随着技术的不断进步，越来越多完善的制药水质检测方案将为制YY水保驾护航。

       据了解，在药品生产工艺中，制YY水包含饮用水、纯化水、注射用水、灭菌注射用水。根据2000ZG药典规定，饮用水是不能直接用于制剂的制备或试验用水，因此制YY水生产必须配备完整的制YY水系统，且制YY水的制备需从生产设计、材质选择、制备过程、贮存、分配、使用等均应符合生产质量管理规范的要求。为确保制药水质万无一失，为生产高质量的产品提供优质的水源，制药水质检测仪器----总有机碳分析仪在整个制YY水生产工艺过程中的地位举足轻重。

RT1901B总有机碳分析仪（在线、离线一机两用，适用于制YY水测定总有机碳含量）

       随着工农业生产的迅速发展，饮用水源污染日益严重，相当多的有机污染物存在于水中，将直接影响水体的质量，对我们的生活和生产造成危害。饮用水水质不断恶化。而饮用水水质的好坏与发生肿瘤、癌症的关系极大。世界卫生组织和国际癌症病研究机构通过大量的数据资料证实，现时发生癌症的50 %是由饮食不当造成的，而其中相当重要的是饮用水质量差 。

       各级政府把保护饮用水源和污染FZ纳入当地经济、社会发展规划和水污染FZ规划，以环保定生产，环保不过关，一切都免谈！工业水污染排放，强制实施TOC总有机碳等相关污染物指标的检测。

        RT1901E总有机碳分析仪（地表水、地下水、生活污水、工业废水中总有机碳(TOC)的测定，应用于环境监测、城市给排水、疾病控制、化工电力等行业。）

       只有生产设备及检测仪器先进、有社会责任感的环保达标企业才能获得生存发展的机会。

挑战 

很多工艺使用无机酸作为重要原料。在确定特定应用的 适用性时，尤其是在确定该应用对工艺和产品的影响时， 准确评估酸的质量是至关重要的。 

酸中的可溶性杂质会影响生产工艺和产品质量。过量的有机污染物带来以下问题：

- 生产工艺效率低下 

- 产品被污染 

- 生产批次不合格 

- 工艺和产品偏差

化工行业都需要确定和控制无机酸的质量。这些行业包 括：原料药物（ API ， Active Pharmaceutical  Ingredient）、化肥、半导体加工、化学衍生物。酸用 于离子交换树脂再生，也可以是产品配方的原料。

在半导体行业中，硫酸用于晶圆蚀刻工艺。酸的纯度和 洁净度对生产至关重要，这就要求硫酸供应商对产品批 次进行污染控制，以满足工艺要求。很多行业在电镀工 艺中使用硫酸铜。为了提高化学品的性能，生产商添加 有机基体的匀染剂和增白剂。了解添加剂的用量及其潜 在的分解物，有助于控制产品质量和工艺。

解决方案

由于有机污染物的种类繁多，用总有机碳（TOC，Total  Organic Carbon）作为评估酸质量的参数不失为测量样 品杂质的有效方法。但是，分析仪器必须具有酸基体的 化学耐受性，并能在低 pH 值下有效氧化有机碳，这样才能得到正确的测量结果。

Sievers InnovOx ES 实验室型 TOC 分析仪采用超临界水 氧化（SCWO，Supercritical Water Oxidation）技术来 测量酸溶液中的 TOC 的 ppm 和 ppb 含量。事实证明，SCWO 技术能够对磷酸、盐酸、硝酸、硫酸进行精 准 的 TOC 定量分析。

技术

Sievers InnovOx 实验室型分析仪采用 SCWO 技术， 将有机碳分子氧化成CO2，然后用非分散红外 （NDIR，Non-dispersive Infrared）检测技术进行精 确定量。在使用 SCWO 技术时，先在水的临界点以上 对样品进行加热和加压。在一定条件下（375˚C 和 220 巴），水成为超临界流体，水中的有机物高度可 溶，而无机盐不溶。这就提高了氧化效率，能够精确 测量腐蚀性和复杂基质中的 TOC，甚至浓酸中的 TOC。

硫酸中含有来自其自身生产过程的各种杂质，包括有 机污染物。这些污染物即使含量极低，也会给要求使 用高纯度原料的工艺带来风险，尤其是给半导体和电 化学沉积工艺带来风险。因此，为了优化工艺操作、 提供产量，必须对酸的质量进行定量分析。

硫酸（H2SO4）

在测试中，向 H2SO4 中加入不同浓度的邻苯二甲酸氢 钾（KHP），以此来评估 Sievers InnovOx 实验室型 分析仪的分析硫酸中 TOC 的能力。将 96%浓度的 ACS 级硫酸稀释到 24%，然后分别加入 0.2、0.5 和 2  ppm TOC 的 KHP，进而证明了分析仪的分析能力。

分析在 0 - 100 ppm 范围内进行，由于样品的 pH 值 适用于 TOC 分析，故无需使用酸剂。10%过硫酸钠氧 化剂足以分析此范围的 TOC。

表 1 中的分析数据包括加标浓度、测自空白 24%硫酸 溶液的 TOC、实测 TOC、以及回收 TOC 的含量和百分比。回收的 TOC 值等于实测 TOC 减去空白 TOC。

表中的数据证明了分析仪能够定量分析浓酸溶液中的 低浓度 TOC。当 TOC 从 2 ppm 降至 0.2 ppm 时，回收率百分比就会从 偏离，这主要是因为加标浓度（200 ppb）接近空白浓度（180 ppb）。在这种低浓 度下，空白浓度或仪器基线的波动会导致结果的波动。

表 1：在 24% H2SO4中的 TOC 分析

第二项测试分析了各种浓度硫酸的 TOC 回收率。将 1  ppm TOC 的 KHP 分别加到 1、5、10 和 24%的 H2SO4中， 测量数据如表 2 所示。回收的 TOC 值等于实测 TOC 减 去空白 TOC。

表 2：1 - 24% H2SO4的 KHP 回收率

5 - 24% H2SO4的 1 ppm TOC 回收率非常好， 但 1%  H2SO4的 TOC 回收率就偏离了 45%。 当 TOC 浓度接近 空白 TOC 浓度时，空白测量值的波动会显著影响到计 算的 TOC 结果。

测试还评估了 Sievers InnovOx 实验室型分析仪分析 24% ACS 级硫酸中 0.1 - 0.5 ppm 范围 TOC 的能力。分 别将 100、200、300 ppb KHP 加到 ACS 级硫酸中，测 量结果如表 3 所示。

表 3：24% H2SO4的低于 500 ppb 的 KHP 回收率

测量结果显示了预期的增长趋势。100 ppb 加标显示 了 50 ppb 的增长，200 ppb 加标显示了 120 ppb 的增 长，300 ppb 加标显示了 230 ppb 的增长。显然，分 析仪能够检测出 410 ppb 基线上的 50 ppb 的增长， 这表明分析仪的灵敏度完全适用于分析如此低的浓度。 对硫酸进行高灵敏度分析的限制因素是基体中的基线 TOC。同任何其它分析一样，基线值附近的结果容易 变化。人们都知道，H2SO4的纯度低于同样浓度的其 它无机酸（如 HCl、HNO3等）的纯度，因此不难预料， 纯品 H2SO4中含有一定量的有机杂质。

结论 

Sievers InnovOx 实验室型分析仪能够精 准地测量出浓度Z 高为 24%的硫酸中的 TOC。 Z 高 2 ppm KHP 的 实测回收率具有出色的精确性和准确性。空白测量值 的大小和稳定性是对 H2SO4进行高灵敏度 TOC 分析的 限制因素。分析仪的灵敏度（检测限 LOD = 水中的 50 ppb）足以区分 100、200 和 300 ppb TOC。分析仪 在整个测试过程中表现出极 佳的耐用性，且能耐受 H2SO4基质，无降解迹象。

近年来，水质监测方法形成的种类繁多，但总的来说分为试纸检测和传感器监测两类，传统的试纸监测方法，面临着操作过程复杂、试纸易受污染、监测不准确等问题，而探头法水质检测仪和国标法水质检测仪虽然克服了上述问题，但也面临着检测数据不易区分、价格昂贵以及占用空间大等缺陷，那么如何才能在保持检测过程简便、检测结果准确这两个关键优势的同时，减少检测仪的价格和占用空间，并提升其进一步区分能力呢？

经过多年努力，山东霍尔德电子自主研发的高精度总有机碳toc分析仪采用便携设计，使用电导率差值检测技术，检测精度高，响应时间短且配备大量的储存空间，能够存储大量的测试数据。产品符合国家法规和标准，可满足制药用水、注射用水、超纯水和去离子水的在线及离线的检测要求。

TOC总有机碳分析仪的维护与保养：

操作环境空间要求：

       TOC分析仪必须是在室内，或相当于室内条件的遮风挡雨的外围设备将分析仪放在清洁的平面上，此处的空间和承重足以满足该仪器的尺寸和重量要求；仪器固定位置可置于墙面，或其它固定的装置上。

操作环境温度要求：

       应该避免阳光直射和高温；如果在温度过高（超过40°C）的环境下操作，可能会导致分析仪无法正常工作；如果在温度过低（10°C）的环境下操作，可能会导致分析仪的测量结果有误或冻坏管路（环境温度要求为10-40°C，零度以下会冻坏仪器内部管路或部件，这种情况违反了操作环境要求，不属于保修范围）。

仪器供电要求：

       标准220V/50Hz的三线单箱电源线，50/60赫兹，接地必须完备.

其他要求：

     【灰尘】环境应该少灰尘，减少灰尘对仪器操作以及仪器内部电路板的影响，避免短路或影响仪器的性能；

     【挥发性物质】仪器不可以与具有挥发性有机物的分析仪器（例如液相或气相）放于同一个实验室内；

     【震动】此仪器属于高精密分析仪器，仪器应轻拿轻放，避免剧烈震动。

样品要求：

     【出水口】确保测量口出水流速度不低于50mL/min，测量点出水口的接口管径应为1/4英寸（外丝螺纹，ZG俗称2分管），在管道与测量点间应有一个流量可调的、满足医YY水要求的开关；【样品温度】样品温度1-95°C；

       TOC总有机碳分析仪主要易损件UV灯和蠕动泵管更换周期为12个月。

背景介绍 

       锅炉系统是一个半封闭的循环系统，它的工作原理 是先将水加热使其转换为水蒸气后驱动发电机发电， 与此同时蒸汽冷凝结成水后继续回到系统循环使用。 因此锅炉水的化学组成直接影响了锅炉效率和燃料的消耗。不合理的水处理容易使锅炉生成结垢并对 锅炉系统产生腐蚀。水中的杂质在高温的锅炉管壁 上很容易生成结垢和沉积物。结垢会隔离锅炉管， 降低锅炉加热效率，在生成同等蒸汽的情况下耗费 更多燃料。例如，一个中度结垢的250HP锅炉相比 一个“洁净”的锅炉，在产能相同时，每年要多消耗 几千美元的燃料。而且腐蚀会降低设备的使用寿命， 并需要更多的维修费用。

图1：锅炉系统示意图

       锅炉系统中的腐蚀会快速损坏管路导致工厂停产。 因此一个正常运作的脱气器和一个准确的化学水处 理方案可以有效解决腐蚀问题，大大延长锅炉寿命。 而有效的锅炉防腐蚀方案也离不开有效的监控方案。

常用的一种技术是监测和控制进水的硬度和铁离子 含量。确保水质Z适宜的化学组成可以大大降低沉 积和结垢的风险。若您对锅炉的化学性质不太了解， 这种情况下您需要选择更好的监控系统。

       锅炉系统通常由几个易被腐蚀的关键部件组成。一旦腐蚀发生在任一部件上，会大大降低锅炉的工作效率。目前判断腐蚀是否发生的Z 好方法是监测锅 炉水中是否存在有机物。通过对锅炉水中总有机碳 （TOC）的检测，可以很好地检测系统的完整性及 腐蚀情况，避免因腐蚀而产生严重的后果。

       大部分工厂都会根据锅炉工作压力，对锅炉进水的 TOC 值设置一个Z 高限值。通常来说，压力越 低，对杂质含量控制的 要求就越低。大部分水 中自然含有的有机物可 以通过离子交换或物理 过滤（例如超滤）等方法去除。但部分氧化物， 需要额外的步骤才能被去除或降解。

       锅炉腐蚀的诸多重要形 成原因中，有一项是因 为二氧化碳（CO2）。二氧化碳能以可溶解气体状 态进入冷凝系统，或者它也能与给水中碱性的碳酸 氢盐及碳酸盐相结合。通常脱气水中往往不含可溶 解的二氧化碳。但下方的化学方程式显示了碳酸氢 盐或碳酸盐是如何自然地分解成二氧化碳的。

反应 1：2NaHCO3+ 热量 => NaOH + CO2 + H2O 

反应 2： Na2CO3 + H2O + 热量 => 2NaOH + CO2

反应 1 为完全反应，而反应 2 的完成度仅为 80%。 

       由二氧化碳而导致的侵蚀表征，通常为金属的缺失， 典型的症状为管路底部的管壁呈现腐蚀凹槽。在冷凝系统中Z易发生这种情况的是管路的螺纹区域或 者受压区域。 

图 2 显示了在较长的一段时间内对锅炉水的一个监 测结果。在这个工厂里，经理对 TOC 值设置了一 个限值：80ppm TOC，在监测的这段时间内 TOC 值一直低于限值。一旦 TOC 超过了规定值，操作 员会快速报告情况并及时改进。

图 2：锅炉水中的 TOC 回收

Sievers InnovOx工作原理

       Sievers 分析仪一直致力于开发 TOC 分析的创新技 术，意在为复杂应用提供Z为稳定的 TOC 分析仪。 Sievers* InnovOx TOC 分析仪将技术创新带到了一个新的领域。采用极为有效的超临界水氧化技术 （SCWO），InnovOx 能对几千个水样连续监测而无需重新校准，也无需仪器维护或者更换零部件。

       Sievers InnovOx 的操作原理基于湿式化学氧化技术，在水样中加酸和氧化剂。无机碳通过吹扫可去 除，然后水样在过硫酸盐和高温作用下被充分氧化。 所产生的二氧化碳由非色散红外分光光度计测量。

       InnovOx 将水样和氧化剂的混合物加热到高温，保 证充分氧化并将液体水样转化为超临界状态。一旦 进入该状态，超临界水氧化（SCWO）现象就发生 了。这个创新技术能达到 99%的氧化效率，从而使 TOC 测试达到极高的精确度和准确度。

       Sievers InnovOx 在每次测定结束时，也会去除有 问题的样品基体。因此，氧化副产物、盐等物质不 会在反应器、管道和阀中残留。

总结 

       优化锅炉的性能对于减少防护性的维护或者维修十分重要，而且能Z大化盈利率。超临界水氧化技术 为目前的 TOC 检测技术提供了创新和更绿色环保的解决方案。Sievers InnovOx 提供可靠、有效的 TOC 监控解决方案，是整套锅炉水系统不可或缺的组件。

挑战 

       食品和饮料（F＆B，Food and Beverage）生产商 在生产过程中面临着质量、效率、环保等多方面的 挑战，其中包括： 

1.生产商必须提高生产效率 

2. 生产商必须满足食品安全现代化法案（FSMA， Food Safety Modernization Act）的规定，以确保消费者的安全 

3. 生产商面临减少水和资源使用量的压力 

4. 生产效率和消费者安全方面的产品召回带来影响 

       2015 年底发布了 FSMA Z终规则和规定，要求食品饮料公司在生产过程中采取预防性控制措施，而 非反应性措施，来改善产品安全和质量控制。对生产设备进行清洁和灭菌，能够使食品饮料公司更加 主动地防范质量问题。例如，在不同产品共用的生 产设备上消除不同产品之间的交叉污染，对于产品安全和质量至关重要，特别是对含有过敏原的食品 的安全和质量至关重要。 

       在进行灭菌（或消毒）之前，必须先彻底清除生产设备上的污垢和产品残留物，才能确保有效灭菌。 对不干净的设备进行灭菌，不仅浪费时间和金钱， 还会损害该设备上生产的下一批产品的质量。

       美国加州的一家年产 350 多种产品的食品饮料公司， 打算采用新的工艺工具来改善产品质量和安全。该公司位于环保意识很强的加州，因此公司还打算提高生产效率、减少用水量。目前公司采用 ATP 拭 子测试来检测微生物污染，但不断遇到质量问题， 导致产品损失。公司意识到设备清洁验证的重要性， 想要找到一种快速、简便、可靠的方法来改善清洁 过程的质量控制。

解决方案 

       该公司用配置 Turbo 模式的 Sievers* M9 TOC 分 析 仪 成 功 地 进 行 了 总 有 机 碳 （ TOC ， Total  Organic Carbon）分析，以监测原位清洁（CIP， Clean-in-place）周期后的淋洗样品，从而确认 生产设备的清洁度。公司进一步改进清洁过程， 在对设备灭菌之前进行 TOC 分析，以免浪费时 间对不清洁的设备进行灭菌。虽然其他技术（如 ATP 拭子测试）也能检测设备上的微生物污染， 却对于残留污垢来说缺乏测试的准确度和选择性， 而且容易产生“假正”的误报。在清洁验证过程中 增加 TOC 分析，能够使用户更全面地了解设备 的清洁度，排除残留污垢对设备的污染。 

       在过去 15 年甚至更长时间，制药和生物技术行业普遍采用淋洗和擦拭清洁样品的 TOC 分析法， 来确认是否从生产设备上彻底清除了活性药物化合物、辅料、清洗剂等。食品和饮料本身是有机化合物，或含有有机成分（如香料、色料等）， 因此食品饮料行业将淋洗样品的 TOC 分析法作 为确定设备清洁度的GX工具。通过测量 TOC， 就能够检测到生产设备上的任何产品或清洁剂的残留物。

结果 

       表 1 显示了在 CIP Z后淋洗的Z后一分钟内测量到的加州生产厂的吸样样品的 TOC 值。所显示的数据来自用自来水清洗后的同一设备上生产的两种不同的产品。

表 1：淋洗样品的 TOC 测量结果表明，在产品 B 的 CIP 周期后，设备不干净。

       对该设备进行的 ATP 拭子测试结果表明，在产品 A 和产品 B 的 CIP 周期之后，设备上已没有微生 物污染。但 TOC 结果清楚显示，在产品的 CIP 周 期之后，该设备上仍有有机污染物或产品残留物。 操作人员目视检查后确认，生产设备仍然不干净， 需要进行进一步清洁才能确保产品质量和安全。 

       在采用 TOC 分析技术之前，该公司仅仅根据 ATP 拭子测试结果来决定是否进行灭菌。这就可能导致 在不干净的设备上生产下一批产品，造成产品损失。 TOC 结果能够清楚显示设备上是否有有机残留物， 因此食品饮料企业非常愿意用 TOC 分析法来确保 产品质量和安全。此外，监测生产设备上的 TOC 数据趋势，能够使企业主动及时地解决清洁和维护 问题，避免设备故障或产品不洁。

降低用水量和节省成本 

       人口增长、气候干旱、环境问题使得企业越来 越重视降低用水量。清洁工艺是食品饮料企业在减 少用水量时首要考虑的问题之一。企业进行 TOC 分析来验证生产设备的清洁度，就可以在不牺牲质 量的情况下缩短 CIP 周期。例如，TOC 测量时的 数据分析可以帮助企业优化 CIP 周期，确认缩短的清洁周期是否足以清除设备上的所有污垢。缩短 CIP 周期，即使每次缩短几秒钟，都可以积少成多， 大大减少用水量、节约成本。 

       在食品饮料生产设备的清洁过程中，另一个问题就是如何确认设备在空闲一段时间后的清洁度。该加 州生产厂估计，如果减少对空闲超过规定时间的设 备进行清洁的次数，每月节省的水费、劳动力成本、 化学品支出总计可高达 1 万美元。该家工厂很快就会采用淋洗样品的 TOC 分析法来确定空闲后的 设备是否仍然干净，以避免进行不必要的 CIP 周期。 

生产设备故障排除 

       该加州食品饮料生产厂使用配置吸样模式的 Sievers M9 TOC 分析仪来监测整个设备的多个取样点，他们发现有一段生产设备在 CIP 周期中未能被正确淋洗。生产厂从生产容器的上游和下游 的几个端口取样，用 TOC 测量结果来确定故障位置（见图1）。生产厂找到问题所在之后，就能够更改未来 CIP 周期中的水流，并进行工程方面的改变。

图1：生产容器上游和下游的吸样样品的 TOC 分析显示了故障的位置。

投资回报 

       该加州食品饮料生产厂在 36 小时的生产时段中生产多达 50 批产品。如果在生产时段中发生问题、造成产品损失，就会浪费掉至少 20 万美元。 在确定灭菌前的设备清洁度时， TOC 测量法比其他方法都更加准确，能够将产品损失的风险Z小化。因此工厂在生产过程中进行 TOC 分析的投资回报，远远大于购买分析仪的成本，一个生产时段后即可收回成本。 

       此外，一个生产时段之后，通常需要 3 到 7 天才能确认产品可以安全销售。在此期间生产不能停 止，通常还会完成 2 到 3 个生产时段的生产。如果diyi个生产时段中有未纠正的问题，在发现问 题之前就会累计造成 60 多万美元的产品损失。 TOC 分析是一种简便的方法，能够以近乎实时的速度检测出清洁周期中的任何问题，避免发生产品和资金的严重损失。 

       用 TOC 分析法来优化 CIP 周期、减少水量，还能 提高生产效率，每月节省数万美元的劳动力成本、 水费、化学品支出等。 

Sievers M9 TOC 分析仪 

       在此应用中，所选用的 TOC 分析仪应具有较宽的动态范围、能够分析自来水基体（因为许多食品饮 料厂用自来水清洁设备）、能够快速提供可用于决 策的可靠数据。该加州生产厂选用的 Sievers M9  TOC 分析仪，可以分析 0.03 ppb 至 50 ppm TOC 的样品，采用 EPA（美国环保局）和标准方法 （Standard Methods）所批准的方法来分析城市自来水。该款分析仪每年只需校准一次，无需载气。 此外，M9 还能运行在线样品和吸样样品，这就使 其能够用于很多取样位置，以及整个设施的淋洗水流。 

       操作人员用配置 Turbo 模式的 M9 对 CIP 淋洗进行 在线分析，能够实时监测设备的淋洗过程。此外， 还可以在整个淋洗周期的各个点、同一设备部分的各个取样位置、以及多个设备部分上进行吸样取样。 将在线分析和吸样（旁线 at-line）分析结合起来， 就能清楚地看到清洁过程的效率，看到 CIP 周期或设备本身问题的早期征兆。

结论 

       该加州食品饮料厂使用 Sievers M9 TOC 分析仪进行 TOC 分析，改善了清洁过程的效率和质量控制。 事实证明，TOC 分析法比其他方法更加准确，更 能帮助厂家确认设备的清洁度，从而帮助厂家做出正确决策、避免产品损失。在食品饮料生产中采用 TOC 分析法还有更多的优势，这些优势都可以通过优化 CIP 周期、排除生产过程故障来实现。

概况 

       很多成品Z终质量完全由原材料的初始质量决定， 如聚合物、有机和无机溶剂、清洁剂、纸和杀虫剂。 Z普遍的原材料是氯气与氢氧化钠等，由氯碱行业生产。 

       氯碱工艺就是通过电解近饱和、饱和以及超饱和的盐水来制取氢氧化钠和氯气。在强电流下，盐水分解产生氢氧化钠、氯气和氢气。这就是氯碱工艺， 工艺过程越GX，产品质量和利润就越高。 

       世界氯碱年产量已超过了 4500 万吨，其中北美和亚洲合计产出 1400 万吨，欧洲 1000 万吨，许多其 他区域提供余下的 2100 万吨。

生产方法 

       图 1 即为氯碱制造的大致的流程，从原始的盐水溶 液开始。盐水溶液浓度在 3.5% － 28.0%之间。对 此溶液用盐使之饱和、过滤、然后置入电解池。通强电流后，溶液被电解生成氯气、氢气和产生苛性碱溶液。此过程生成的三种产物都被净化，然后出售或用于其他内部工艺。进入电解池前，在盐水处理工艺的任何工艺点（如灰色区域所示）都可以进行总有机碳 TOC 检测。 

图 1 氯碱工艺

       在苛性碱溶液工艺区（橙色区域），可以进行氢氧 化钠溶液中无机碳（IC）的质量保证检测。

       饱和食盐水在直接电流刺激下被电解，在阳极产生 氯气，在阴极产生氢氧化钠和氢气。 为了避免氢氧化钠、氢气，与氯气发生化学反应，在电解槽中插入一张有孔的隔膜将其隔为阳极室和阴极室 （见图 2）。

       随着氢氧化钠在阴极富集，水被分解成氢气和氢氧根离子，化学方程式如 下： 2Na⁺ + 2H₂O + 2e^-→ H₂+ 2NaOH 要电解出氢氧化钠必须防止氢氧化钠和氯气发生反应。通常，有三种处理方式：在电解槽中加入汞池、隔膜法和使用隔膜池工艺。其中，隔膜池工艺是Z经济有效的电解制碱方法，因为它耗电Z少，在碱浓缩过程中需要的蒸汽也相对较少。 

       膜池工艺使用全氟磺酸膜，具有离子选择性，以分隔阳极与阴极反应。只有钠离子和少量的水可以通过这张膜。 这样可以生产高质量的氢氧化钠（NaOH）。

图 2 氯碱生产

为什么检测总有机碳？ 

       精良的氯碱工艺是建立在严格的变量控制基础上的， 电化过程中的各种影响因子需被监测和控制在一个稳定水平。其中一项重要指标就是盐水溶液中的总有机碳含量。通常，溶液中的总有机碳含量不能超过 10ppm。低于这个值，离子膜可以正常使用，但如果高于这个值，过量的有机物则可能会使溶液发泡阻塞离子膜，局部脱水，严重的甚至灼烧离子膜。 一旦离子膜遭到破坏，就必须重换一张以确保Z佳 效果。如果继续使用原离子膜，就必须大幅加强电压。不管用何种方法处理，一旦制碱过程受到干扰， 生产成本就会增加。

Sievers InnovOx方法学 

       Sievers 分析仪在总有机碳分析领域一直引ling创新的潮流，旨在为Z困难的基体提供Z有力的分析仪。 Sievers InnovOx 总有机碳分析仪在原有基础上进一步创新 ， 采 用 超 有 效 的 超 临 界 水 氧 化 （Supercritical Water Oxidation，SCWO）技术， 能连续分析成百上千的水样，而无需重新校准，无 需系统维护，无更换部件。 

       Sievers InnovOx 分析仪的工作原理基于湿化学氧化技术，在水样中加入酸和氧化剂。通过吹扫去除无机碳，然后在升高的温度下样品被过硫酸盐氧化。 产生的二氧化碳被非色散红外光度计检测。

       分析仪内部配有加温装 置使水样和试剂温度升高，促进有效的氧化反 应，并使液态水转化成超临界水。到这个阶段 就产生了超临界水氧化 （SCWO）现象。这一突破性技术实现了99% 的氧化效率，确保分析结果有很高的准确度和 精确度。 

       同时，每次分析过程结束，InnovOx分析器都会自动去除样品基体中 的污物杂质，以保证没有盐或者氧化副产物遗 留在反应室、管道或阀中。

样品数据 

       表1和图3的数据显示了氯化钠溶液中总有机碳含量的回收率。这说明InnovOx能够有效分析TOC，不被溶液中的盐离子影响。数据表明InnovOx能够测定饱和盐水溶液中的TOC。

表1 TOC 回收率

图3 NaCl回收率

结论 

       氯碱行业负责为成千上万的消费产品提供原材料。 产品的制造商需要一个可接受的纯度起始水平，以保证Z终产品的质量。氯碱行业通过使用TOC及几个其他的关键指标来监测其制造工艺的纯度。

       InnovOx分析仪重新定义了饱和盐水分析的生产量和生产效率。以前使用燃烧法分析仪需要两周才能完成分析的水样，现在使用InnovOx一个晚上就能解决，成本非常小。得益于先进的超临界水氧化 （SCWO）技术，Sievers InnovOx总有机碳TOC分析仪可以对各种困难基体的水样进行分析，可靠、 方便、Z低维护。

       微生物超标纠正标准是指微生物污染达到某一数值，表明注射用水系统已经偏离了正常运行的条件，应采取纠偏措施，使系统回到正常的运行状态。“热原”通常是由细菌产生的，是那些能致热的微生物的代谢产物，以“细菌内霉素”指标来表示。大多数细菌和许多霉菌都能产生热，致热能力Z强的是革兰阴性杆菌的产物。微生物代谢产物中的内毒素是造成热原反应的Z主要因素。细菌内毒素耐热性强，其尺寸大小约在 1 － 50μm 之间，故可通过一般滤器进入滤液中，但能被活性炭、硅藻土滤器等吸附。热原本身不挥发，但能在蒸馏时被汽化的水滴带入蒸馏水中。总有机碳 TOC=TC( 总碳 ) － IC （无机碳）。

       总有机碳的指标在一定意义上说明的是对水污染的监控。各种有机污染物，微生物及细菌内毒素经过催化氧化后变成二氧化碳，进而改变水的电导，电导的数据又转换成总有机碳的量。如果总有机碳控制在一个较低的水平上，意味着水中有机物、微生物及细菌内毒素的污染处于较好的受控状态。这也是一些验证资料中将总有机碳作为验证项目的重要原因。没有检测TOC会有什么后果? 1、不知道药品已受污染，以及不知道什么原因和什么时候受到污染 2、纯水系统的过滤装置需要更换而不知道 3、管路设计上存在死角兹长微生物而不知道4、引入新杂质不能通过验证

       总有机碳分析仪是用来测定总有机碳(TOC)的仪器，主要是通过氧化待测水中总有机碳，测定产生的二氧化碳来达到。市面上不同品牌的总有机碳分析仪区别主要是氧化和测定方法的差异，其中氧化方法通常有

紫外线氧化法，燃烧氧化法，超临界水氧化法，检测方法有直接电导率法和薄膜电导率检测法。

       北京磐研科技有限公司致力于微生物检测、生命科学领域研究、有机物分析仪器等制药装备的研发、制造和销售。磐研RT1901C型总有机碳（TOC）分析仪是一款专门用于检测纯化水、注射用水、超纯水等去离子水中总有机碳的仪器。在线检测，满足GMP及21 CFR PART 11计算机化系统验证要求。该仪器由安装在计算机上的软件控制，并进行数据的分析处理，功能更完善，显示内容丰富，数据查询方便，操作简单。

磐研RT1901C型总有机碳（TOC）分析仪技术参数

电源：（100-240）VAC  50/60Hz

功率：100W

示值误差：±5%

重复性：RSD≤3%

检测范围：（0-1500.0）μg/L

水样要求电导率范围：（0-5）μS/cm@25℃

样品温度：（1-90）℃

环境温度：（10-60）℃

信号输出：（4-20）Ma/RS232

（内容来源于网络）

总有机碳（TOC）和电导率数据适用于各种生命科学应用，可确认纯化水的化学纯度，并证实设备的清洁度，了解工艺和过程控制。

使用Sievers分析仪进行

TOC和电导率分析的ZJ实践

采样因分析人员而异，因此应进行广泛的培训并做好记录，以限制样品的可变性，尤其是在使用棉签擦拭法进行清洁验证时。预防可能污染样品的干扰化学品也很重要。

选择适用于相关应用的高质量消耗品，对TOC和电导率的精确检测至关重要。除了提供专用样品瓶和各种经认证的标准品以外，苏伊士还可提供适用于独特应用的定制标准品。

基于风险，确定系统适用性、确认程序的合适频率。系统适用性使用蔗糖和苯醌这两种化合物的相对回收率进行评估，并以内部确定的基于失效风险的频率进行。

在相关点或其附近进行单点确效，以确认准确性。

确定并验证相应的流量是否具有一致性并且符合方法论。分析清洁验证样品时，通常应预估更高的TOC浓度，因此，建议应确定合适的化学氧化剂使用量。

验证TOC方法论时，相关要求应参考ICH Q2（R1）。同样，要对仪器本身进行确认时，仪器、方法论和验证的ZG置信度应参考USP <1058>确认分析仪器。

       总有机碳TOC（Total Organic Carbon），是反映水中有机污染物总量的指标，越来越受到人们的关注。相比于传统化学需氧量（COD）的测定，TOC技术简单、快速。TOC分析仪的分析时间一般为4-6分钟，TOC传感器，比如苏伊士Sievers的CheckPoint型号，可快至15秒。快速的检测速度，使TOC的在线监测得到广泛应用。选择合适的在线型TOC分析仪，能及时报告水质异常，尽早发现制水系统或污水处理系统的问题。

       由于当前工业水处理绝大部分采用膜法工艺，工艺过程中的有机物含量是决定水处理系统成功和稳定运行的关键因素之一。检测和控制水处理工艺过程的TOC可以监控活性炭等工艺设备对有机物的去除率，降低膜清洗频率，优化水处理运行工艺，从而降低水处理系统的操作成本。

       TOC的在线监测，目前主要用于纯水的制水系统，以及环境监测的污水处理排放。应用行业主要为制药、电子、自来水、环境监测、污水处理、化工、石化等领域。这里，分别就各行业的水系统TOC在线监测，进行论述。

制YY水

       我国制药行业对制YY水TOC检测的强制要求，Z早来自于2010年版《ZG药典》。其对注射用水的TOC检测为强制项目，纯化水的TOC检测为可选项目（易氧化物或TOC任选其一），注射用水与纯化水的TOC合格限为500ppb（μg/L）。

       广大制药企业积极应对，纷纷加强对制水系统的产水质量的关注。但对于TOC的检测方式，是采用离线实验室测定，还是在线测定？

       按照2015年版《ZG药典》四部<0682>章节《制YY水中总有机碳测定法》，在线监测与离线实验室测定，都是允许的，并明确指明了离线检测可能带来的污染，及在线检测的优越性，原文见以下：

     “在线监测可方便地对水的质量进行实时测定并对水系统进行实时流程控制；而离线测定则有可能带来许多问题，例如被采样、采样容器以及未受控的环境因素（如有机物的蒸气）等污染。由于水的生产是批量进行或连续操作的，所以在选择采用离线测定还是在线测定时，应由水生产的条件和具体情况决定。”

       虽然离线实验室测定是被接受的方式，但在线测定将取样污染的风险降到Z低，是更有效、实时、可靠的方式。有前瞻性的制药企业，在实验室配备TOC分析仪之后，开始关注对制水系统，采用一点或多点的TOC在线监测。TOC在线监测正在成为制药水系统有机污染监测的趋势。

Sievers 500RL TOC分析仪器安装于制药水系统中

       对浓度很低的这类超纯水的TOC检测，Sievers分析仪积累了丰富的经验。TOC分析仪的检测器，采用ZL的二氧化碳选择性膜电导率测定技术，有效防止有机物中的其他杂原子，如N、P、S、Cl等，离子化后对电导率测定的干扰。克服了传统的直接电导率检测法，受杂原子影响造成的测定值的正的或负的偏差。

       对于在线使用中的TOC仪，如何才能方便的校准呢？针对在线监测的特点，苏伊士Sievers专门开发了ZL的集成在线取样系统iOS。不需要从连续的水源移开仪器，可直接在iOS上插入外部的标准品或样品。轻松完成仪器的验证与定期校准。

电子级水

       电子行业对生产用水的TOC，有更严格的要求。1994年我国机械工业部发布《电力半导体器件工艺用高纯水》（JB/T 7621-1994），规定特级电子级高纯水EH-T与一级电子级高纯水EH-I的TOC限值分别为50与100ppb。《电子级水》（GB/T11446-1997）中EW-Ⅰ级水要求TOC限值为20ppb。

       在美国ASTM标准《D 5127-99 电子与半导体工业所用超纯水标准指南（Standard Guide for Ultra Pure Water Used in the Electronics and Semiconductor Industry）》中，规定E-1、E-1.1、E-1.2级别的电子超纯水，TOC限值分别为5、2、1 ppb。

       在电子器件的生产中，任何一步湿式处理中使用的超纯水，如电镀液、蚀刻液、回收水或清洗用水等，如果水中的有机物含量高，则会在产品中引入有机污染，造成电子器件的质量问题。微电子与半导体行业，提高工艺水品质，严格控制TOC，可以提高产品的质量和产品的合格率。

      需要严密监控水质TOC的电子制造业有：半导体/芯片、TFT-LCD（Thin Film Transistor – Liquid Crystal Display，薄膜场效应管显示器，即液晶板）、HDD（Hard Disk Drive，硬盘）等。其他相关产品，如电子级化学材料（Microelectronics Materials），硅外延片（Wafer）等。

       一般来说，电子企业配备有Z高 级的超纯水生产系统，产品水中的TOC可降至几个ppb的级别。

       Sievers分析仪为电子企业的制水系统开发了专用的型号。采用苏伊士SieversZL的二氧化碳选择性膜电导率测定技术，对一些关键电子工艺的用水，如沉浸式光刻工艺，能够准确地测定水中有机氮化合物的存在，如尿素、三甲基胺（TMA）等，避免其在激光照射时分解，破坏晶片表面光阻材料的pH环境，使光致酸不能正常地离子化。这种有机污染改变了光刻工艺的控制条件设置。而传统的采用直接电导率法检测的TOC仪，往往检测不到水中存在的有机氮化合物或有机酸（如乙酸）。

       此外，苏伊士Sievers专为半导体和工业回用水设计，开发了Turbo模式。在此模式下，测定时间可缩短至4秒钟，测定范围为0.2ppb－10ppm，即时捕获瞬间的漂移。

市政自来水

       由国家卫生部制定的《生活饮用水卫生标准》（GB 5749－2006），在［附录A］中规定，自来水中TOC的合格限为5ppm（mg/L）。自来水的质量控制，关系到人民的饮水安全与身体健康，至关重要。

       Sievers分析仪为自来水生产企业的制水系统专门设计了用于在线监测的TOC分析仪。采用苏伊士SieversZL的二氧化碳选择性膜电导率测定技术，有效防止有机物中的其他杂原子对电导率测定的干扰。自来水厂使用氯气消毒后，在降低微生物风险的同时，会产生消毒副产物（DBP，Desinfection-by-product），如三卤甲烷（THM）与卤乙酸（HAA）等。这些化合物在使用传统的直接电导率检测的TOC仪时，由于卤素原子在仪器中被氧化后成为相应的离子，将干扰二氧化碳的测定。Sievers分析仪使用膜电导率测定技术，排除了卤素离子对电导率测定的干扰，准确测定TOC。而采用直接电导率法检测的TOC仪，测定结果会受到此类有机物（如氯仿）严重的“假正”干扰，报告异常高的TOC数据。

污水

       随着国家“十三五”计划的出台，环境监测得到了进一步的重视。2015年4月，国务院于公布了《水污染FZ行动计划》，共计十条，简称“水十条”，其中工业废水处理是《水污染FZ行动计划》的核心内容。

       我国目前的污水标准主要执行的是《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）8和《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）。在《污水综合排放标准》中，Z高允许排放浓度（即一级标准）TOC为20ppm（mg/L）。环保部门ZD控制污水排放的行业很多，包括制药、造纸、印染、食品、饮料、化工、石化、纺织、矿山等。

Sievers InnovOx在线TOC分析仪

       Sievers分析仪为污水监测，设计了专用的在线监测的TOC分析仪，型号为InnovOx在线。此分析仪使用苏伊士SieversZL的超临界水氧化（SCWO，Super Critical Water Oxidation）技术。使水在超临界状态下（375℃与3200psi），GX的氧化传统测定困难的样品基体，包括盐水、纤维素与腐殖酸等。在实现chao强氧化能力的同时，没有传统的燃烧法仪器所需要的催化剂与燃烧管的消耗与定期更换问题。在仪器的整个使用寿命中，氧化室免维护。

       测定盐水的含量Z高可达到28%（NaCl）。解决了海水、化工高盐水、地表水、污水及科研水样测定的高盐问题、颗粒物问题。

总结

       以上对TOC在线监测的应用，ZD在制药、电子、市政及污水行业，介绍了行业背景及相关的国内及国际标准。针对各个行业，Sievers分析仪提供专门的TOC分析仪型号，帮助用户轻松满足其行业应用要求。我们看到，随着ZG经济的发展，各行业开始有能力投入并开展在线监测，这必将在用药安全、饮用水安全、及环境保护方面，起到积极的促进作用。

TOC在水质监测中发挥着越来越重要的作用，成为判定水体健康的又一重要指标的检测，通过TOC监测可以直接反映出水体受有机物污染的程度。

从l9世纪30年代起就用来作为检测水中有机物的指标，到19世纪60年代，新的检测方法产生后，测定过程快速简便，精确度高。

总有机碳在线分析仪是一款专门用于在线检测纯化水、注射用水、超纯水等去离子水中总有机碳的仪器，可以通过机器自身控制，也可由安装在计算机上的软件控制，并进行数据的分析处理，功能更完善，显示内容丰富，数据查询方便，操作简单。

技术参数
电源：（100-240）VAC 50/60Hz
功率：100W
示值误差：±3%
重复性：RSD≤3%
检测范围：（0-1600.0）μg/L

       随着科技的发展，社会的进步，人们环保意识越来越高，尤其是水质环境的监测越来越加重要，关乎着民生。水质为评价水体质量的状况，规定了一系列水质参数和水质标准。如生活饮用水、工业用水和渔业用水等水质标准。水质指标也很多，如金属元素的含量、溶解氧、细菌总数、COD、BOD等等。

       总有机碳(TOC)是反映水质受到有机物污染的替代水质指标之一，和其它水质替代指标一样，它不反映水质受到那些具体的有机物的特性，而是反映各个污染物中所含碳的量，其数量愈高，表明水受到的有机物污染愈多。它是以碳的含量表示水中有机物的总量，结果以碳(C)的质量浓度(mg/L)表示。所有的有机物都是有碳组成的，水中有机物在氧化时释放出的会生成CO₂，通过测定生成的CO₂是直接测定有机物的方法，因此TOC是直接测量水中有机污染物较好的方法。它是比COD和BOD₅更能确切表示水中有机污染物的综合指标。

       美国、德国等欧美国家很早就把TOC纳入常规检测中。ZG在 2006 年将 TOC 纳入《生活饮用水卫生标准》（GB／T5749－2006）检测项目中，限值为 5 mg/L。

       相比水中有机物成分分析存在实验周期长、分析成本高、难以对突发性水污染事故作出及时有效地分析判断的缺点，总有机碳以其简单、快捷、准确的特性作为综合评价水质有机物污染指标，更具实际意义。

       如今总有机碳的分析无处不在，据了解，在药品生产工艺中，制YY水包含饮用水、纯化水、注射用水、灭菌注射用水。根据2000ZG药典规定，饮用水是不能直接用于制剂的制备或试验用水，因此制YY水生产必须配备完整的制YY水系统，且制YY水的制备需从生产设计、材质选择、制备过程、贮存、分配、使用等均应符合生产质量管理规范的要求。其中为了保证水源的优质，越来越多的人采用总有机碳分析仪来监测。而同时在食品行业，食品和饮料本身是有机化合物，又或者因为香料等的影响，通过测量TOC， 就能够检测到生产设备上的任何产品或清洁剂的残留物。

       总有机碳分析仪就是用来测定TOC的值的仪器，如今广泛应用于制药、食品、生产等诸多领域，它是如何来检测TOC的值呢，其原理是什么呢？

       通常总有机碳分析仪的基本工作原理主要是通过氧化待测水中总有机碳，测定产生的二氧化碳来达到。市面上的总有机碳分析仪品牌很多，如苏伊士、艾力蒙塔、还有我们北京磐研总有机碳分析仪等，基本原理大同小异，不同的品牌总有机碳分析仪的氧化技术和CO₂的检测方法会有点差异。

       例如苏伊士总有机碳分析仪的超临界氧化法（SWCO）是以超临界水为反应介质，经过均相的氧化反应，将有机物快速转化为CO₂、H₂O、N₂和其他无害小分子。

       Elementar总有机碳分析仪则通过高温氧化法，对于难以氧化的化合物，如腐殖酸或其他持久有机化合物来说，高温燃烧法能够氧化所有有机化合物，获得良好的准确度和精密度 。我们北京磐研也是通过高温催化燃烧法将水溶液中的总有机碳化为二氧化碳。

       当然除了上述两种方法外，还有使用UV灯照射待测水样，水会分解成羟基和氢基，羟基和氧化物结合会生成CO₂和水，然后检测新生成的CO₂即可计算出总有机碳含量，这种也叫紫外线氧化法，缺点就是要经常换UV灯。

       总有机碳分析仪的工作氧化是前提，测定CO₂就是Z终目的，不同品牌的仪器测定原理也不太一样，通常有NDIR法，直接电导率检测和选择性薄膜电导率检测。北京磐研总有机碳分析仪采用的是NDIR法测定CO₂。

       总有机碳分析仪这么多品牌该如何选择，这个大家如果喜欢进口的可以选择苏伊士、Elementar这些的，至于国产总有机碳分析仪，我们现在国内仪器厂商都在不断进步，提升自己核心竞争力。

北京磐研科技有限公司是经过十余年匠心沉淀铸就的科技公司，研发队伍经过多年积累和筛选确定公司的主体产品线，以技术为核心，致力于微生物检测、生命科学领域研究、有机物分析仪器等制药装备的研发、制造和销售。北京磐研专注于总有机碳分析仪的生产与研发，具有以下特点：

       ◆仪器采用模块化设计，装配更换零部件极为简单，维修更为方便；

       ◆多用途的配置能满足不同客户的各种需求，同时易于维护；

       ◆仪器内部采用先进的弱电设计方式，操作安全；

       ◆流速控制信号处理技术的应用，屏蔽流速波动带来的影响；保证读数稳定准确；

       ◆自主知识产权的信号处理系统，具有在线设定、实时监控、自我检定、流速控制等极大优势，保证仪器性能优越；

       ◆根据不同样品的不同性质，设定不同的控制温度，以使样品彻底消解，使测量数据更为准确可靠；

       ◆实时监控软件的开发和应用，时刻检测仪器运行状态，对比实测参数和设定参数的差异，一旦超过临界设置，系统自动报警并提供处理方法；

       ◆应用自动检漏控制系统，实时检测气体流量，杜绝误操作，全方位提高仪器性能，Z大限度保证操作者及仪器的安全。

(相关内容来源于网络)

       药品生产商需要用包装系统将他们生产的药品包装后投放到市场上。包装系统通常含有塑料和塑料组件，塑料组件包括静脉输液袋、泡罩包装袋、塑料瓶、预填充注射器等等。 

       包装系统使用的塑料不仅含有聚合物，还含有抗氧化剂、 稳定剂、润滑剂、增塑剂、着色剂等多种添加剂。当药品直接接触到塑料包装系统及其组件时，药品和塑料之间就会互相影响。为了确保药品的完整性、有效性、以及对患者的安全性，美国药典（USP，United States  Pharmacopeia）颁布了有关应用于药品的塑料包装系统及其组件的监管要求。 

       USP 总章<661> 颁布于 2016 年 5 月，对各种塑料材料和完整包装系统的稳定性进行了表征 ¹。总章于 2017 年 5 月 1 日经过修订 ²，更改了以下两点。diyi，允许为期三年的实施期，总章的Z终生效日期为 2020 年 5 月 1 日 ²。第二，取缔了之前批准的市场上“特许的老式”包装系统。无论是现在还是将来，市场上所有的制药商都在监管范围之中。

USP <661> 

       USP <661> 阐述了塑料包装系统及其结构材料。USP  <661> 分为以下两章：USP <661.1> 结构材料 ³和 USP  <661.2> YY塑料包装系统 ⁴。本应用文献着重介绍 USP  <661.1>，说明规则所要求的材料和方法。 

       USP <661.1> 规定了一系列测试来表征和筛选塑料材料， 以保证其适用性。描述的特征包括材料的特性、生物反 应性、一般物理化学性质、可提取物和可浸出物的成分测试 ³。在物理化学测试中，总有机碳（TOC，Total  Organic Carbon）分析是必不可少的药典测试之一。对 所用的 TOC 仪器和方法的要求如下 ³： 

     “...用于进行 TOC 分析的方法必须有 0.2 mg/L（ppm）的 检测限，以及 0.2 至 20 mg/L 的线性动态范围...”

       此外，USP <661.1> 还规定了 TOC 测试的材料筛选接受标准 ³（见表 1）。 

表 1：USP <661.1> TOC 接受标准

       表 1 列出了 USP <661.1> 规定的各组塑料材料的提取和测试方法。该方法代表了Z坏情况下的可控研究， 以判断可提取物变成潜在可浸出物的程度。 

USP <661.1> 测试方法 

       第 1 组 - 聚乙烯、环烯烃、聚丙烯 ³：将 25 g 的测试材料倒 入带毛玻璃瓶颈的硼硅酸盐玻璃烧瓶中。加入 500 mL 纯净 水（PW），在回流条件下保持煮沸 5 小时。让溶液冷却， 然后用烧结玻璃过滤器过滤提取液。将滤液收集在 500 mL 容量瓶中，用纯净水稀释至刻度。应在 4 小时内使用稀释液。 

       第 2 组 - 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚对苯二甲酸乙二醇酯 G（PETG）³：将 10 g 的测试材料倒入带毛玻璃瓶颈的硼硅酸盐玻璃烧瓶中。加入 200 mL 纯净水，加热到 50° ， 保持温度 5 小时。让溶液冷却，将溶液倒入 200 mL 容量瓶中，用纯净水稀释至刻度。应在 4 小时内使用稀释液。 

       第 3 组 - 增塑聚氯乙烯（PVC）³：将 25 g 的测试材料倒入 硼硅酸盐玻璃烧瓶中。加入 500 mL 纯净水，用铝箔或硼硅酸盐烧杯盖住瓶口，在压热器中加热到 121±2°，保持温度 20 分钟。让溶液冷却，使固体沉淀。将溶液倒入 500 mL 容量瓶中，用纯净水稀释至刻度。

结果 

       对 USP <661.1> 中规定的各塑料类别标样的测试，证明 了 Sievers* M9 TOC 分析仪适用于 USP <661.1> 结构材 料筛选。在测试中采用了 USP <661.1> 规定的测试方法， 并且准备和分析了各组的空白。表 2 和图 1 显示了所测试塑料的扣除空白后的 TOC 结果。

表 2：USP <661.1> TOC 实验室测试结果

TOC 的 <USP> 661.1 材料筛选

图 1：USP <661.1> TOC 实验室测试结果

讨论 

       USP <661.1> 中规定的 TOC 分析仪和方法标准必须具有 0.2 mg/L（ppm）的检测限和 0.2 至 20 mg/L（ppm） 的线性动态范围 ³。 Sievers M9 TOC 分析仪的检测限为 0.03 μg/mL（ppb），线性范围为 0.03 μg/mL（ppb） 至 50 mg/L（ppm）。Sievers M9 符合甚至超过 USP  <661.1>的要求，完全适用于 USP <661.1> 要求的塑料 中 TOC 的药典筛选。

       USP <661.1> 筛选结果表明，即便是控制的标准塑料， 也含有多种可浸出物和可提取物，测量出的具体含量取决于塑料种类。结果表明了通过稳固可靠的材料筛 选和测试来正确选择包装材料的重要性。 

结论 

       Sievers M9 TOC 分析仪适用于 USP <661.1> 规定的塑 料包装结构材料测试。此外，Sievers 还通过特有的标样和文档来提供额外的 USP <661.1> 应用支持。 Sievers 提供以下认证的参照材料（获 ISO Guide 34 和 ISO/IEC 17025 认证），以支持 Sievers M9 分析仪 在 USP <661.1> 规则达标中的应用 ¹：    

       • 准确度/精确度标样，8 ppm（STD 77013） 

       • 准确度/精确度标样组，5 ppm（STD 99011） 

       • USP <661> 线性标样组（STD 99012） 

       Sievers 还按照用户要求提供线性任务和电子表格以供参考。 上述标样和 Sievers 的调查性事件分析报告（FAR， Failure Analysis Report）一起，提供了事件的可追溯性，加快了对“检验结果偏差 (Out of Specification)” 的调查。本应用文献用数据证明，Sievers M9 TOC 分析仪可以用来测量 USP <661.1> 规定的塑料中的各种浓度的 TOC。有了可追溯性标样和事件分析报告， Sievers 能够为 USP <661.1> 合规性提供全面的应用支持。

参考文献 

1.USP <661> Compliance for TOC Analysis, 300 00347, 2017. Retrieved  Dec. 20, 2017, from https://geinstruments.com/downmedia?f_id=39418. 

2. <661> Plastic Packaging Systems and Their Materials of Construction,  2017. Retrieved Dec. 20, 2017, from  http://www.uspnf.com/sites/default/files/usp_pdf/EN/USPNF/revision s/661_rb_notice.pdf.  

3. <661.1> Plastic Materials of Construction Revision Bulletin, Postponement, 2017. Retrieved Dec. 20, 2017, from http://www.uspnf.com/sites/default/files/usp_pdf/EN/USPNF/revision s/661.1_rb_notice.pdf. 

4. <661.2> Plastic Packaging Systems for Pharmaceutical Use, 2017.  Retrieved Dec. 20, 2017, from  http://www.uspnf.com/sites/default/files/usp_pdf/EN/USPNF/revision s/661.2_rb_notice.pdf.

       按照欧洲药典(EP 2.2.44)与美国药典 (USP 643), 制YY水中TOC的浓度应≤ 0.1 mg/l ，用于TOC分析的仪器的检出限应为0.05 mg/l 或更低。
       检测的强制性限制远远超过了acquray TOC。图1显示的是使用acqurayTOC分析的0.05 mg/l TOC标准溶液的峰值，与基线明显不同，与TOC浓度为0.03 mg/l的纯水相比，峰值面积更高。两种样品的TIC浓度相同，达到了要求的重现性。注射量为10毫升，可用40毫升的小瓶进行三次重复分析。使用acquray TOC可以获得更高的注射量，Z高可达40毫升，这将进一步改善由于碳量差异较大而导致的低浓度分离。

图1. 分析含30ppb TOC 的纯水与含50ppb TOC的标液， TOC与TIC显示在同一谱图中

       采用五种标准溶液对acquray TOC进行校准， TOC浓度范围为0.05mg/至0.09 mg/l。 标液的线性和重现性均良好(见图1和表1)。根据校准报告，可以计算出检测限为2ppb。

表 1.采用acquray TOC分析TOC含量为50-90ppb的标液的结果

图 2. 0.05 mg/l 至0.09 mg/l的5点校准

       在样品制备之前，对玻璃器皿进行消毒，并进行非常精确的操作是非常重要的，以达到稳定可靠的结果。此外，所有潜在的污染都必须避免。使用过硫酸盐作为氧化剂是可以避免的，因为强紫外线灯的功率足以氧化如此低的碳量。另外，酸化还应使用痕量分析用的磷酸(纯度≥99.999%)。

结论

       结果表明， acquary TOC适合分析低ppb级的碳。因此，acquray TOC 分析仪是实验室分析超低碳浓度的样品的li想选择。