制药厂必须确保设备目视清洁才能按照良好生产规范运行。配方师必须在配方工作开始前目视检查生产设备的清洁度(1)。制造商建立并执行目视清洁度和分析方法以确保符合监管要求。分析员在采集拭子样本进行化学分析前进行目视检查并确认目视清洁度(2)。后续批次的配方师在生产工作开始前进行目视检查。在较长时间内，可用的分析数据与生产设备目视清洁度之间的相关性可以扩展执行目视检查以替代拭子采样的实践。
然而，美国食品药品管理局(FDA)的《清洁工艺验证检查指南》(3)和其他文献(4)不认可将可见限值作为清洁度的唯一接受标准。相反，Mendenhall认为可见清洁度标准比定量计算更为严格，并且完全适用于确定清洁度(5)。最近的其他文章描述了可见残留限值(VRL)的合理性和应用(6, 7)。
许多研究团队已经建立了定量的VRL水平。Fourman和Mullen确定了2×2英寸拭子区域约100微克的可见限值(8)，即约4微克/平方厘米。Jenkins和Vanderwielen在使用光源的情况下观察到了低至1.0微克/平方厘米的残留物(9)。Forsyth等人确定了活性药物成分(API)和辅料的VRL范围在<0.4至>10微克/平方厘米之间(6)。
生产设备表面上的药物残留可接受残留限值(ARL)可以根据健康和污染标准确定(2, 9, 10)。毒性数据是健康基ARL的基础，交叉污染是污染基ARL的基础。通常使用两个限值中较低的一个作为ARL。如果VRL经过定量确定且低于ARL，则VRL可以作为设备清洁度的可接受度量。在本研究中，VRL被评估用于几种商业化固体剂型配方和后期开发阶段的配方。
可见残留参数
以下VRL变量被评估：配方组成、表面材质、背景、溶剂效应、光照强度、光源角度、观察距离、观察角度和观察员主观性。这些因素是从先前的研究中扩展而来的(6)。
选择不锈钢作为表面材质，因为大多数生产设备表面都由这种材料制成。在实验室环境中，使用代表性的不锈钢试片(304级，2B表面处理)进行点样。由于设备尺寸较大和观察距离增加，导致反射光和环境光影响制造设施中的可见性。为了模拟这些条件，在观察点样试片时使用了不锈钢背景。
溶剂类型及其溶解度也是影响外观的因素。选择甲醇作为样品制备的溶剂，因为它不留下残留物、最小化残留样本环，并为大多数测试物质提供足够的溶解度。当无法达到溶解度时，立即使用甲醇悬浮液进行点样。通用溶剂允许对点样大小和浓度进行更严格的控制。样品体积因浓度差异而变化。此程序避免了连续样品稀释的需要，从而节省了时间和溶剂消耗。向每个样品添加互补体积的甲醇以达到恒定的点样体积。
制造设施中的标准光照强度为750勒克斯。实际水平因房间而异，取决于设备尺寸、配置、位置以及设备造成的相关阴影。设施的生产设备越大，与较小的中试设备相比，照明水平的差异就越大。没有内部照明的大型机械加深了阴影。为补偿这种照明条件，必要时使用便携式光源进行检查。因此，本研究的照明范围从100勒克斯到便携式光源的强度。对于低光照水平，环境荧光灯提供了与制造工厂中使用的相同类型的光。
手持光源(Sport Shot，型号VEC1 24B，Vector Machinery有限公司，佛罗里达州劳德代尔堡)最大化了观察条件。通过移动光源，观察员可以控制照明条件，以优化入射光角度和配方残留物上反射光的效果，并最小化光反射。使用光度计设置和验证各种光照强度水平。
本研究的观察距离取决于设备的尺寸。在中试工厂中，可以实现舒适的1英尺观察距离(6)。在制造设施中，设备尺寸更大，观察距离也更大。与其为每件设备定义观察距离，不如选择5、10、15和20英尺的观察距离以补充先前确定的数据(6)。
观察角度也受到设备尺寸和配置的限制。因此，在12-90°角度范围内观察残留物。最小角度是由舒适观察角度和观察距离的组合产生的。评估了30°和45°中间观察角度以及垂直观察角度(90°)的数据。
为最小化观察员主观性的影响，四位观察员查看了所有样品。样品浓度水平高于和低于先前确定的VRL(6)，以允许增加距离和更高强度的光。因此，配方的目标点样水平为API的ARL(通常为4微克/平方厘米，先前确定的VRL[6])以及±25%的VRL水平。
实验
样品通过在适当大小的容量瓶中用甲醇溶解或分散片剂来制备，以达到目标API浓度。目标浓度使类似体积被分配形成残留斑点，因为体积控制斑点大小。样品体积因浓度差异而变化，并向每个样品添加甲醇互补体积以达到恒定的点样体积。甲醇在氮气流下迅速蒸发，不留溶剂残留。
将两个样品应用于每个3×6英寸试片。在氮气流下干燥斑点以防止材料氧化。如果未采取这些步骤，则氧化会化学改变材料并可能改变其视觉特性。测量干燥斑点以确定每个斑点的单位面积量(微克/平方厘米)(见表I)。
观察员在不锈钢背景前观察斑点，以更紧密地模拟大型生产设备和观察过程中遇到的环境光。将三块27×34英寸的不锈钢垂直放置，形成一个三面角落。试片以不同角度放置在观察员与不锈钢区域之间(见附录，图6)。
环境荧光光源控制光照强度范围的下端。直接位于观察表面正上方的环境光影响残留物检测，因此使用间接环境光以最小化反射光效果。观察员手持便携式光源以模拟在制造工厂条件下的观察。便携式光源在试片上的光照强度是与试片距离的函数，并随距离减小(见图1)。观察员将便携式光源移至手臂长度，并转动光源以调整入射光角度到试片。此程序为每位观察员提供了最佳照明条件。
图1：研究了距离和聚光灯强度对残留检测的影响。由于便携式光源的强度是与不锈钢试片距离的函数，观察员调整入射光角度以实现最佳照明条件。
观察员熟悉API和配方残留物的外观，且所有观察员的视力均为20/20，无论是否佩戴矫正镜片。观察员垂直于不锈钢背景站立(见图2，附录，图7)。观察员分别查看试片，并首先在最不利条件下(即在最小观察角度、最大距离、最低光线下)进行观察。测量每次观察的观察距离、角度和光照强度。作为最终变量，改变观察员相对于不锈钢背景的位置，以确定反射环境光和不锈钢背景的效果(见附录，图7)。
图2：观察员从不同距离和角度观察配方不锈钢试片
结果与讨论
VRLs基于几种已上市和后期开发配方的各自API浓度进行评估。每个可见限值被指定为所有观察员都能正确认定残留物的最低浓度。点样材料的实际量(微克/平方厘米)基于先前在中试工厂环境中进行的VRL工作(6)。与先前研究相比，由于参数范围更广(即光照强度范围、观察距离和观察角度)，可见残留物的检测能力发生了变化。此外，点样了ARL样品以解决更大距离与较低光照强度相结合的情况。每位观察员查看斑点并指示是否看到任何残留物。
选择不锈钢作为研究的代表性表面。本研究结果得出的VRL标准仅限于生产设备的不锈钢表面。
使用甲醇作为点样溶剂改善了实验结果。与先前使用各种溶剂的研究相比(6)，样品斑点大小和所得浓度水平更加紧密。斑点的应用和干燥更加受控和高效。尽管有额外的控制，残留斑点大小和所得斑点浓度的控制仍然有变化(见表I)。未观察到溶剂对所得残留物外观的明显影响。
表I：配方残留物浓度。*
如预期，随着观察距离增加，目视检测配方残留物的总体能力下降(见表II)。在400勒克斯和最小观察角度(15°)下，观察员从5英尺处检测到所有测试配方先前确定的ARL和VRL。从10英尺处，有几个VRL未被检测到。从15英尺处，观察员无法看到大多数VRL，且从20英尺处无法一致地检测到任何VRL。关于ARL，观察员在10英尺和15英尺处的这些观察条件下看到了大多数配方残留物。从20英尺处，观察员看到不到一半的配方ARL。
表II：观察距离对可见残留物检测的影响。*
随着环境光减少，检测残留物的能力也下降(见表III)。在200勒克斯环境光下，VRL从15英尺和45°观察角度处一致检测到。在100勒克斯环境光下，15英尺和45°处未检测到一些VRL。然而，在100勒克斯下，VRL从10英尺处一致检测到。
表III：光照强度对可见残留物检测的影响。*
环境光源控制观察范围内光照强度的下端。便携式光源控制观察范围内光照强度的上端。观察员移动和调整便携式光源，以在各种生产设备所遇到的约束内优化个人观察条件。因此，便携式光源的最大强度随距离而减小。
一般来说，聚光灯并未增加观察员检测配方残留物的能力。聚光灯的强度淹没了残留物，聚光灯的反射光阻碍了观察员检测残留物的能力。有几次，聚光灯使观察员能够看到先前未检测到的斑点。尽管如此，有更多情况下，观察员在使用聚光灯时未能检测到残留物，但在环境光下检测到了相同的残留物。实际上，便携式光源的有效使用取决于观察员和情况。
表IV：观察角度对可见残留物检测的影响。
观察员对残留物的观察角度是检测配方残留物的关键因素。在环境光和最小角度(~15°)(见表II)下，观察员在15英尺处未检测到大多数VRL，仅在20英尺处检测到少数。当观察角度增加到30°(见表IV)时，观察员在15英尺和20英尺处检测到更多残留斑点，但与15°数据相比，不足以产生显著差异。随着观察角度增加到45°和90°，观察员在15英尺处几乎检测到所有VRL(见表IV)，在20英尺处检测到大多数VRL。观察员在20英尺处且观察角度>30°时，基本上检测到所有ARL。当观察员相对于不锈钢背景的位置改变时，观察员从10英尺处、45°试片角度和低至100勒克斯的光照强度下检测到所有VRL(见附录，图7)。
图3：研究了距离和观察员角度对可见残留检测的影响。根据对四位观察员进行的试验收集的数据，准确性随观察距离和角度的增大而降低。
观察员变异性是确定API和配方残留物VRL(6)的一个因素。在本研究中，检查的每个因素都对观察员检测配方残留物的能力产生影响。观察员检测取决于配方残留物水平、观察员观察距离、光照强度和观察角度。某些观察员难以检测几种配方残留物。
随着观察距离增大，观察员变异性增加，特别是对于超过10英尺的距离(见表II)。观察员角度因素也存在这一趋势。在15°和30°观察角度下，观察员变异性与其他因素相当(见表IV)。在大于30°的观察角度下，检测残留物的能力显著增加，观察员变异性相应减少(见图3和图4)。使用便携式光源和400勒克斯环境光进行的残留物检测相当(见附录，图8)，在光照强度水平降低时，直到100勒克斯，这不是一个重要因素，在100勒克斯时，VRL检测存在问题(见图5)。
结论
在制造设施中，对于VRL低于可接受残留限值(ARL)的配方，使用可见残留限值(VRL)验证设备清洁度是可行的。已通过使用配方残留物水平、观察员观察距离、光照强度和观察角度作为变量，证明了检测药物化合物至其VRL的能力。
图4：研究了距离和观察员角度对可接受残留检测的影响。根据对四位观察员进行的试验收集的数据，观察员变异性随观察距离和角度的增大而增加。
影响可见残留物检测的因素可以确定，残留物的观察可以控制。在定义的观察条件下，训练有素的观察员可以检测配方残留物。观察员应位于设备表面10英尺范围内，以最小化光照强度或观察角度的影响。此外，观察员应以>30°的角度观察表面，以最小化残留物与背景混合的风险。最后，环境光照水平应至少为200勒克斯。否则可以使用便携式光源。
图5：研究了光照强度对残留物检测的影响。根据对四位观察员进行的试验收集的数据，使用便携式光源进行检测在光照强度水平降低时不是重要因素，直到100勒克斯，在100勒克斯时检测存在问题。
致谢
作者感谢Michael McQuade、Tara Lukievics和Joseph Schariter在这些研究中作为观察员的努力。
Richard Forsyth*是默克公司全球GMP质量部门的副董事，地址：WP53C-307, West Point, PA 19486，电话：215.652.7462，传真：215.652.7106，电子邮件：richard_forsyth@merck.com
Vincent Van Nostrand是默克公司制药研发部的研究化学家。
*所有 correspondence 应寄给此作者。
提交日期：2005年6月14日。接受日期：2005年6月29日。
参考文献
- 《联邦法规汇编》，第21篇，食品和药品(美国总务管理局，华盛顿特区，1973年4月1日，第211.67.b.6部分)。
- R.J. Forsyth和D. Haynes，《制药研究设施中的清洁验证》，《制药技术》22(9)，104–112(1998)。
- 美国食品药品管理局，《清洁工艺验证检查指南》(FDA，马里兰州罗克维尔，1993年)。
- D.A. LeBlanc，《"目视清洁"作为清洁验证协议的唯一接受标准》，《制药科学与技术杂志》56(1)，31–36(2002)。
- D.W. Mendenhall，《清洁验证》，《药物开发与工业药学》15(13)，2105–2114(1989)。
- R.J. Forsyth, V. Van Nostrand和G. Martin，《清洁验证的可见残留限值及其在制药研究设施中的潜在应用》，《制药技术》28(10)，58–72(2004)。
- R.J. Forsyth和V. Van Nostrand，《可见残留限值在制药研究设施中引入新化合物的应用》，《制药技术》29(4)，134–140(2005)。
- G.L. Fourman和M.V. Mullen，《确定制药制造操作的清洁验证接受限值》，《制药技术》17(4)，54–60(1993)。
- K.M. Jenkins和A.J. Vanderwielen，《清洁验证：总体概述》，《制药技术》18(4)，60–73(1994)。
- D.A. LeBlanc, D.D. Danforth和J.M. Smith，《制药制造的清洁技术》，《制药技术》17(10)，118–124(1993)。
附录
完整的文章、表格和附录可在www.pharmtech.com上获取。即将推出。
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