В области наночастиц,Размер зерна、концентрация& Потенциал и другие параметрыТочное определениеЭто ключевой элемент обеспечения успеха исследований и применения. Предыдущая статьяМы подробно поделились.「Общие параметры обнаружения наночастиц».Точный доступ к этим параметрам не только помогает глубоко проанализировать физико - химические свойства наноматериалов, но и для них вБиомедицинские науки, материаловедение, экологические наукиПрактическое применение в таких областях, как, например, обеспечивает важную основу. Однако,Точность, надежность, повторяемость и воспроизводимость измеренных данныхНедостаточно полагаться только на современные приборы и оборудование, а также на строгий процесс проверки для обеспечения производительности и эксплуатационных норм прибора. Это3КСертификация (IQ, OQ и PQ)Важность в представлении наночастиц.

01

Сертификация 3QСодержание и значение

Сертификация 3Q, то есть подтверждение установки (IQ), подтверждение работы (OQ) и подтверждение производительности (PQ)Это международно признанный процесс проверки, предназначенный для обеспечения анализа приборов.Соответствие монтажу, эксплуатационная стабильность и надежность измеренных характеристик. Этот процесс четко определен в « Кодексе управления качеством фармацевтического производства» (GMP) и широко используется во многих областях, таких как фармацевтика, медицинское оборудование и материаловедение^[1]Сертификация 3Q обеспечивает стандартизированную основу для использования и обслуживания приборов в биомедицинских областях, гарантируя, что приборы последовательно предоставляют точные и надежные данные для установки, эксплуатации и практического применения.^[2]А.

В области наночастиц,Сертификация 3Q не только регулирует установку и эксплуатацию приборов, но и обеспечивает научную и повторяемость данных посредством систематического процесса проверки. Эта статья будет подробно истолкованаОсновные элементы сертификации 3Q и ее практическое применение в характеристиках наночастицсодержаниеОбсудите, как повысить надежность приборов с помощью строгой системы проверки, чтобы способствовать высококачественному развитию нанонауки и промышленных применений.

Подтверждение установки (Installation Qualification, IQ)

IQ - это процесс систематической проверки и проверки процесса установки приборов для определения наночастиц.Цель заключается в обеспечении того, чтобы установка прибора соответствовала проектным стандартам изготовителя и требованиям пользователей посредством документирования и фактической проверки. Это включает в себя аудит документов, подтверждение среды установки, подтверждение компонентов прибора и так далее.

• Проверка документов:: Проверьте полноту руководства по установке прибора, руководства пользователя, руководства по техническому обслуживанию и других документов. Проверьте основную информацию, такую как наименование, модель, серийный номер прибора, чтобы убедиться, что она соответствует списку закупок. Проверьте, соответствует ли среда установки прибора проектным требованиям, включая температуру, влажность, питание и так далее.
• Подтверждение среды установки:: Обеспечить, чтобы условия окружающей среды в месте установки (например, вытяжка воздуха, контроль температуры и влажности, электроснабжение и т.д.) соответствовали эксплуатационным требованиям прибора. Проверьте электрическую, механическую и экологическую безопасность прибора на соответствие соответствующим стандартам.
• Подтверждение деталей прибора:: Проверьте правильность установки отдельных частей прибора и прочность соединения. Проверьте, завершена ли калибровка и отладка прибора и все ли функции в норме.

Благодаря IQ, основные этапы обеспечения правильной установки прибора в соответствии со стандартами проектирования обеспечивают предпосылки для последующего подтверждения работы и производительности.

Подтверждение выполнения (Operational Qualification, OQ)

OQ - это процесс, который после завершения IQ проверяет работоспособность оборудования и приборов в заданном диапазоне операций (обычно в условиях холостой нагрузки или моделирования) и гарантирует, что их функциональные и эксплуатационные параметры соответствуют техническим показателям, установленным изготовителем.Основная цель OQ заключается в том, чтобы убедиться, что функции прибора соответствуют требованиям конструкции и что он стабилен и последовательен в стандартных условиях эксплуатации.

Однако только OQ не может гарантировать надежные измерения прибора в реальных экспериментальных условиях, что приводит к необходимости PQ.

Подтверждение производительности (Performance Qualification, PQ)

После успешного завершения OQ прибор был признан стабильным в заданном диапазоне операций и способным выполнять измерительные задачи. аPQ - это процесс проверки того, может ли прибор достичь желаемых характеристик в реальных условиях использования, чтобы гарантировать, что прибор может непрерывно и стабильно предоставлять точные результаты измерений в реальных экспериментальных условиях и технологических процессах.

В повседневной работе по проверке OQ и PQ часто путают. Для удобства сравнения мы используем следующую таблицу, чтобы обобщить разницу между ними один за другим.

Из приведенной выше таблицы нетрудно понять, что основная цель PQ - проверить производительность оборудования в реальных производственных условиях, чтобы убедиться, что оборудование стабильно соответствует установленным стандартам производительности и отвечает требованиям производства продукции. Сертификация PQ является ключевым шагом в процессе проверки оборудования, важность которого отражена в следующих аспектах: 1, снижение риска: обеспечение безопасной и надежной работы устройства в практическом применении с помощью PQ, снижение риска качества; Соответствие: соответствие международным нормам и отраслевым стандартам, таким как GMP (стандарт управления качеством фармацевтического производства), ISO 13485 и т. Д. Для повышения соответствия предприятий; Улучшение качества: проверка функциональности и производительности оборудования, обеспечение соответствия производственных процессов ожидаемым требованиям и, следовательно, повышение качества продукции.Для приборов и оборудования IQ, OQ обычно может быть предоставлен поставщиком оборудования в виде обслуживания продукта, в то время как PQ в принципе должен выполняться пользователем устройства или прикладной организацией с использованием реальных образцов в соответствии с фактическим технологическим процессом.

Оборудование для обнаружения наночастиц является сложным измерительным прибором, и данные испытаний связаны с последующей серией научно - исследовательских и производственных работ. Благодаря строгой сертификации PQ, способность инструмента к обнаружению может быть в основном определена, что имеет важное руководящее значение для того, как правильно рассматривать тестовые данные инструмента в будущем. Какие аспекты экспериментальной проверки включают в себя сертификацию PQ для сложных описательных приборов? Далее мы рассмотрим ключевые эксперименты в сертификации PQ и их влияние на качество данных.

02

СвязанныеПроверка PQКлючевые параметры

Точность (Accuracy)

В PQ,ТочностьРезультаты измерений приборов (Измеряемая стоимость)& Реальное значение(Правдавalue)ИЛИ Ссылка(Приняторэференциявalue)Степень близости между ними.По последним данным "ICH Валидация аналитических процедур Q2(R)2) Определение Руководства по проверке аналитических методов, точность которого отражает « степень приближения метода измерения» к истинному значению, оценивает правильность результатов измерений прибора и является одним из основных показателей для оценки производительности прибора.

В представлении наночастиц точность обычно измеряетсяСтандартные эталонные вещества (Certified Reference Material, CRM) или с другими методами(Например, линза TEM обнаруживает диаметр частицы) для оценки сравнения. Другими словами, точность отражает, находится ли отклонение полученных данных в допустимом диапазоне при измерении прибором целевых параметров, таких как размер частиц, концентрация или потенциал зеты наночастиц. Точность может быть использована в аналитических химических и биомедицинских экспериментахКоэффициент возврата (Recovery)Этот параметр оценивается. Он показывает долю целевого анализа, который был успешно получен или обнаружен из образца во время эксперимента. Формула расчета:

В идеале коэффициент извлечения должен быть близок к 100%, что означает, что экспериментальный метод может извлекать или обнаруживать целевые анализаторы. Степень отклонения коэффициента рекуперации от 100% отражает системную ошибку экспериментального метода (bias). В практическом применении приемлемый диапазон ставок утилизации обычно определяется экспериментальными потребностями и отраслевыми стандартами. Например, в биологическом анализе норма рекуперации обычно требует от 80% до 120%^[6]А.

Кроме вышеперечисленных CRM.Сравнение справочных материалов (Сравнение справочных материалов)В дополнение к методу часто используется оценка точностиЭксперимент по маркировке (Spiking Study)- искусственное добавление какого - либо известного количества анализа (т.е. внутренней метки, обычно CRM) в тестовый образец матрицы, не содержащей этого вещества (matrix), или обогащение в тестируемом образце с последующим измерением с использованием методов анализа, подлежащих проверке, и сравнение отклонений между полученным результатом и теоретическим добавлением (или теоретическим значением добавления внутренней метки) (если отклонение коэффициента извлечения слишком велико, это может указывать на то, что компонент матрицы нарушает измерения и требует оптимизации или коррекции эффекта матрицы); Точность обнаружения (метод или оборудование) компонентов, не являющихся маркированными, в смешанной выборке оценивается путем раздельной оценки проб, не отмеченных и не маркированных / обогащенных.

Кроме того, когда все соответствующие компоненты не могут быть получены для построения соответствующей матрицы для экспериментов с маркировкой, исследователи также могут использоватьОртопедия (Ортогональнаяпроцедуры,Измерение одного и того же образца с использованием независимого аналитического метода, отличного от основного метода, и проверка надежности основного метода путем сопоставления результатов)Проверка точности основных методов измерения.

Точность (Точность)

Точность - повторяющиеся измерения в тех же экспериментальных условиях.Набор данных при выборкеМежРазделениеСтепень, то есть согласованность результатов измерений.Точность измеряется повторяемостью и воспроизводимостью метода, а не точностью данных. Возьмем стрельбу по мишеням в качестве примера (рисунок ниже): чем выше точность, тем меньше волатильность метода, тем стабильнее результат измерения, но не обязательно точно (близко к центру цели); Аналогичным образом, данные с высокой точностью не обязательно стабильны, а воспроизведение данных обнаружения не обязательно является высоким. Точность и точность могут оцениваться независимо или в комбинации, но каждый из них требует заранее определенных критериев приемлемости.

Согласно ICH Q2 (R2), точность можно разделить на следующие три категории:

• Повторяемость(Повторяемость)Точность результатов повторных измерений в течение короткого периода времени, проведенных в одной и той же лаборатории, одним и тем же оператором, одним и тем же прибором, в одних и тех же условиях. В случае обнаружения концентрации частиц рекомендуется (а) установить не менее 9 тестов, то есть 3 различных концентраций, каждая из которых повторяется 3 раза; В качестве альтернативы (b) повторное тестирование по меньшей мере 6 раз на определенную фиксированную тестовую концентрацию для оценки повторяемости.
• Промежуточная точность (Intermediate Precision)Точность измерений, проведенных в одной и той же лаборатории, но с различными операторами, в разное время или в разных условиях прибора. Конкретный объем проверочного эксперимента должен быть определен валидатором в соответствии с фактическим сценарием применения. Другими словами, не во всех случаях требуется индивидуальное тестирование каждой переменной и не обязательно полное тестирование всех переменных, а оценка случайных факторов, которые могут повлиять на точность измерений, в соответствии с фактическими потребностями и проверка экспериментальных конструкций на основе разработки производства и оценки рисков. В соответствии с различными оценочными факторами и экспериментальным дизайном, промежуточная точность также включает в себя дневную точность (разные даты испытаний), межкамерную точность (различные условия окружающей среды: изменения температуры и влажности, вибрации, воздушные потоки и т. Д.), точность персонала (разные операторы), межаппаратную точность (различные приборы или приборы разных партий), точность между партиями / партиями (образцы между партиями или в одной партии) и так далее.
• Репродуктивность (Reproducibility)Точность полученных результатов измеряется разными людьми с использованием одного и того же метода в разных лабораториях или в разных условиях. В большинстве случаев регулирующие органы (например, FDA, EMA) обычно не требуют представления данных для воспроизводимых тестов, но все же необходимо рассмотреть возможность проведения таких тестов в следующих случаях: (а) стандартизированные методы анализа (например, включение определенного метода тестирования в фармакопею). (b) Совместное использование в нескольких лабораториях (например, когда одна и та же методика используется в лабораториях, расположенных в разных регионах или учреждениях).

В представлении наночастиц точность также является одним из основных показателей для оценки производительности оборудования. Приборы высокой плотности имеют решающее значение для обеспечения надежности экспериментальных данных. Например, проверка точности диаметра частиц обычно оценивает точность прибора путем многократного измерения одного и того же стандартного образца CRM (например, отслеживаемого стандартного микроволнового размера наночастиц) и расчета стандартного отклонения результатов измерений (Standard Deviation, SD) или коэффициента вариации (CV).

Коэффициент вариации (Coefficient of Variation, CV)Это статистический показатель степени фрагментации данных,Доля стандартного отклонения от среднего значения, выраженная как данные(Поэтому его иногда называют относительной стандартной разностью, RSD), что позволяет визуально сравнивать стабильность различных приборов или различных измерительных условий. Это безразмерный показатель, который обычно выражается в процентах. Чем меньше значение CV, тем ниже степень дискретности, что указывает на то, что чем лучше повторяемость и стабильность результатов измерений, тем выше точность. Коэффициент вариации рассчитывается по формуле:

Среди них сигма является стандартной разностью (SD), а мю - средним значением измеренных данных.

Диапазон обнаружения (Range)

Диапазон обнаружения - это эффективный интервал, в котором аналитический метод может быть применен для обнаружения образцов при условии, что точность, точность и линейность соответствуют требованиям.

Предел обнаружения (LOD) и количественный предел (Limit of Quantification, LOQ)

• ЛОД:Аналитические методы или приборы могут надежно обнаруживать количественные значения (размер частицы, концентрация, потенциал и т.д.) присутствия объекта, но не требуют точной количественной оценки сигнала. ЛОД представляет собой нижний предел чувствительности метода обнаружения и имеет решающее значение для анализа следов.

• LOQ:Можно количественно измерить нижний предел диапазона обнаружения аналитического материала. Аналитический метод или прибор можетНадежный и точныйИзмерение количественных значений целевого объекта (диаметр частицы, концентрация, потенциал и т. Д.) требует достаточной точности и точности измерений. При настройке LOQ необходимо соответствовать CV% 10% (или более строгим требованиям).

В предыдущих статьях этого номера подробно описывается значение и важность ограничения обнаружения в области гранул в области биофармацевтики."Гранулы обозначают LOD - поверхность"А.

Линейный интервал (Linearity Range)

Линейность (Linearity) означает способность метода анализа демонстрировать линейную зависимость между сигналом (значением реакции) и концентрацией или количеством измеренного вещества в определенном диапазоне концентраций.Короче говоря, когда концентрация проб или количество частиц изменяется в определенном диапазоне, результаты измерений должны меняться пропорционально. Линейный метод с высоким коэффициентом линейной корреляции (Correlation Coefficient, R)²и R)²Чем ближе к 1, тем лучше линейные отношения. Обычно набор данных R²Для того чтобы считаться релевантным, ≥ 0.8; Для обеспечения надежности данных часто требуется R²≥ 0,99 (или ссылка на конкретные отраслевые стандарты).

Линейный интервал (Linearity Range или L)ИнеарРЭгионЭто максимальный диапазон, в котором метод обнаружения сохраняет линейную зависимость в пределах определенной концентрации или количества частиц.Ниже нижнего предела линейного интервала сигнал может быть ниже приборного LOD и не может быть надежно обнаружен; Выше верхнего предела линейного интервала может произойти насыщение сигнала, неправильная реакция прибора или нелинейный эффект. В процессе PQ также необходимо проверить метод анализа или линейный интервал прибора, обычно используя следующие экспериментальные методы:

• Метод стандартных кривых (Calibration Curve Method)А.Измерения проводятся с использованием стандартных образцов различной концентрации или количества частиц для построения стандартных кривых. Конкретные этапы эксперимента заключаются в следующем:

1. Подготовьте стандартный набор образцов с различными концентрациями, которые могут быть стандартными микроволнами с теоретическими номинальными концентрациями или другими фактическими образцами с известными концентрациями. Различные параметры концентрации обычно готовятся путем непрерывного или многократного разбавления исходной выборки. (ICH рекомендует правильное распределение не менее 5 концентраций по всему диапазону)^[2]И...

2. Каждый образец измеряется отдельно методом, подлежащим измерению, и регистрируется сигнал обнаружения (например, поглощение света, интенсивность флуоресценции, площадь пика и т.д.) или количественное значение (прямое присвоение концентрации и т.д.).

3. Составление карт точек рассеяния для определения значения сигнала / количества (y) и ожидаемой концентрации (x).

4. Выравнивание прямых с помощью линейного регрессионного анализа, расчет наклона (k), сечения (b) и коэффициента корреляции (R)²В)).

5. согласноР²И стандарт проверки коэффициента восстановления (обычно требует отклонения в пределах ±10%) определяет линейный интервал.

• Метод линейной регрессии (Linear Regression Method)А.Если концентрация в пробах неизвестна,При максимальной концентрации исходной жидкости в образце применяется метод стандартной кривой с 4 - 5 градиентами концентрации непрерывного разбавления (или удвоения от первичной жидкости) той же системы буферной жидкости.Разница заключается в том, чтобы скорректировать ожидаемую концентрацию до обратного кратного разбавления выборки с градиентом концентрации (1 / N Dilution factor).Нарисуйте прямую линейную регрессию между измеренной концентрацией (или средней концентрацией в точках градиента) и соответствующим коэффициентом разбавления и оценитеР²(Рисунок ниже).Этот метод является одним из наиболее часто используемых в аналитической проверке.

Линейная концентрация в стандартных микроволновых образцах NIST

• Метод стандартной рекуперации (Spiked Recovery Method)Аналогично проверке точности.Эксперименты с маркировкой,Этапы анализа заключаются в следующем:

1. В пустой матрице добавляются целевые анализаторы известных концентраций и готовится серия маркированных образцов.

2. Измерение маркированных образцов с использованием измеренных методов, регистрация сигналов обнаружения или прямых значений, расчет коэффициента извлечения.

3. Линейный интервал определяется на основе коэффициента восстановления (обычно требуется 80% - 120%) и результатов линейного регрессионного анализа^[6]А.

Примечательно, чтоЛинейный интервал отличается от диапазона обнаружения.А.

Например, прибор может обнаружить концентрацию 10⁶-10⁹Наночастицы particles / mL (диапазон обнаружения), но только 2×10⁸- 8×10⁸ Между particles / mL (линейный интервал) сохраняется строгая линейная зависимость. Линейный интервал обычно начинается с LOQ и заканчивается самой высокой концентрацией или диаметром частиц, в которых реакция прибора больше не является линейной. В практическом применении ограничения обнаружения и линейные интервалы в совокупности определяют диапазон измерений и применимость оборудования для анализа наночастиц. Более низкие пределы обнаружения и более широкий линейный диапазон означают, что прибор может обеспечить надежные измерения в более широком диапазоне концентраций и размеров частиц.

Особенности (Специфичность/Селективность)

Специализированный атрибут - это метод анализа, который позволяет при измерении объекта избежать помех других веществ, чтобы точно идентифицировать или количественно определить объект.Проверка атрибутов часто является одним из первых элементов проверки, которые необходимо учитывать при проверке метода анализа, когда речь идет о выборе применимого метода обнаружения. Часто используется проверка устойчивости наночастиц.Эксперимент по маркировкеСпособы проведения интерференционных тестов:

1. В матрицу выборки, подлежащей измерению, добавляется определенное количество образцов или примесей, которые не чувствительны к текущему методу, например, образцы, которые не подходят для этого метода тестирования, или образцы помех, выходящие за рамки обнаружения. Сравнивая изменения данных до и после добавления образца помех, проверьте, влияет ли смешивание на результаты теста. Например, устройство, измеряющее диапазон 50 - 200 нм, добавляет стандартные микрочастицы или растворы белковых частиц с известным меньшим размером частиц (20 - 30 нм) в образец, подлежащий измерению, и проверяет размер и концентрацию частиц в образцах, содержащих добавки, и образцах, не содержащих добавок, соответственно, чтобы определить, подходит ли устройство для характеристики таких образцов.

2. При добавлении в образец, подлежащий измерению, внутренней метки известных количеств для измерения выборки, подлежащей измерению, оценивается, соответствует ли реакция обнаружения оборудования на стандартное вещество теоретическим ожиданиям, и проверяется точность измерения распределения частиц разных размеров после смешивания. Например, в образцы экзосомосом (exosomes) (как правило, размер частиц в диапазоне 30 - 150 нм) добавляется эквивалентное количество (та же концентрация частиц) в микроволновую шкалу CRM диаметром 150 нм, которая обнаруживает изменения в размерах и концентрации частиц в образцах после добавления внутренней шкалы и до маркировки. Если соответствующий эндометрический сигнал может быть обнаружен, а средний диаметр частиц после маркировки смеси соответствует теоретическому среднему диаметру частиц (коэффициент извлечения в пределах допустимого диапазона), а концентрация остается неизменной, то можно определить, что этот метод обнаружения имеет специфические свойства для образца экзосомы. Эксперимент предназначен, в частности, для оценки способности инструмента обнаруживать образцы полидисперсной системы (polydisperse system).

Кроме того, специализированные эксперименты также можно сравнить с ортогональным методом (другим, но полностью проверенным методом с другим принципом измерения). В то же время, если принципы самой аналитической технологии обеспечивают высокую специфичность, не требуется дополнительной экспериментальной проверки, а просто разумной теоретической поддержки.^[2]А.

Стабильность(прочность)

Стабильность(Также называется долговечность)Это означает, что метод анализа изменяет условия в небольшом диапазоне экспериментов.(например, температура, pH, концентрация реагента и т.д.)Поддерживает стабильность и надежность результатов измерений.А.Он измеряет толерантность метода к незначительным колебаниям окружающей среды. Кроме того, тест на устойчивость может быть использован для оценки подготовки образцов и стабильности реагентов, чтобы гарантировать, что данные не будут затронуты изменениями этих факторов на протяжении всего эксперимента. Проще говоря, это предварительная оценка « помехоустойчивости» метода обнаружения, чтобы убедиться, что он также может нормально работать в реальных экспериментальных условиях (не идеальных условиях). Результаты теста на устойчивость могут быть представлены в качестве справочных данных на этапе разработки методологии или по запросу надзорного органа.

03

Заключение

Эти параметры и эксперименты, проанализированные выше, касаются не только адаптации прибора к различным условиям выборки, но и основных показателей точности, повторяемости и долгосрочной стабильности данных. Только благодаря этим строгим проверкам прибор может обеспечить стандартизированную гарантию измерений и надежную поддержку данных в реальных научных и производственных условиях, а также научную основу для правильной интерпретации результатов испытаний исследователями.

Ссылки:

1. Главное государственное управление по надзору за рынком (2020 год). "Нормы управления качеством фармацевтического производства (GMP)".

Международный совет по согласованию технических требований к фармацевтическим препаратам для использования человеком (ICH). (2023). Валидация аналитических процедур Q2(R2).

Администрация по продуктам питания и лекарствам США (FDA). (2011). Процесс валидации: общие принципы и практика.

Международный совет по согласованию технических требований к фармацевтическим препаратам для использования человеком (ICH). ICH Q7: Руководство по надлежащей производственной практике для активных фармацевтических ингредиентов. 2016.

5.Общая глава USP <1058>: Квалификация аналитического прибора[S]. Фармакопея США, 2023 год.

Администрация по продуктам питания и лекарствам США (FDA). Руководство по валидации биоаналитических методов для промышленности [S]. 2018.

Китайская фармакопея версии 2020 - Руководство по проверке аналитических методов 9101