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使用Sievers M9分析儀檢測(cè)清潔驗(yàn)證樣品0.2M NaOH中的TOC

閱讀:374      發(fā)布時(shí)間:2023-7-24
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目的

本研究證明Sievers® M9 TOC分析儀能夠通過(guò)測(cè)量總有機(jī)碳(TOC)和電導(dǎo)率來(lái)檢測(cè)和定量分析殘留的微量0.2M NaOH(一種常用清洗劑)。

背景信息

稀NaOH溶液是制藥業(yè)中常用的基本清潔劑,用于在轉(zhuǎn)換產(chǎn)品前清洗生產(chǎn)設(shè)備。在進(jìn)行清潔驗(yàn)證時(shí),必須確定設(shè)備的最后沖洗液中是否有殘留的清潔劑。NaOH分子本身不含碳,因而不產(chǎn)生TOC信號(hào),但我們可以通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)率來(lái)有效地檢測(cè)NaOH。NaOH常伴隨有痕量的有機(jī)碳,我們無(wú)法通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)率來(lái)檢測(cè)這些有機(jī)碳。如果不能清除這些有機(jī)碳,就會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此檢測(cè)NaOH中的碳污染,能夠提高清潔工藝的驗(yàn)證效率。本研究中的數(shù)據(jù)表明,可以用Sievers M9分析儀來(lái)有效地測(cè)量NaOH的TOC和電導(dǎo)率。


實(shí)驗(yàn)測(cè)試計(jì)劃

對(duì)酸化的0.2M NaOH溶液(pH值為1.68)的初步分析結(jié)果顯示,0.2M NaOH含有約2.8%(質(zhì)量百分比)的碳。對(duì)未酸化的0.2M NaOH的分析結(jié)果顯示,其電導(dǎo)率為3.4 μS/cm。使用上述碳含量和電導(dǎo)率的分析數(shù)據(jù),來(lái)完成以下測(cè)試步驟。


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用M9分析儀測(cè)量TOC

向0.5 ppm 0.2M NaOH儲(chǔ)備溶液中分別加入4種濃度的KHP溶液(KHP濃度分別為0.5 ppm、1 ppm、5 ppm、20 ppm),得到不同TOC濃度的溶液,用于Sievers M9分析儀的測(cè)試。KHP溶液由20,000 ppm儲(chǔ)備溶液制成。0.5 ppm 0.2M NaOH溶液的含碳量為2.8%(質(zhì)量百分比),來(lái)自酸化的0.2M NaOH。


M9分析儀的自動(dòng)加試劑功能(Auto Reagent)能夠自動(dòng)確定分析所需的最佳試劑流量。當(dāng)運(yùn)行未知TOC濃度的樣品時(shí)(例如進(jìn)行清潔驗(yàn)證時(shí)),自動(dòng)加試劑功能能夠節(jié)省操作時(shí)間。表1列出了在本研究中進(jìn)行TOC分析時(shí)所采用的最佳試劑流量。

表1:TOC分析的最佳試劑流量

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用M9分析儀測(cè)量電導(dǎo)率

用20 μS/cm儲(chǔ)備溶液制成4種電導(dǎo)率濃度的0.2M NaOH溶液。使用20 μS/cm電導(dǎo)率儲(chǔ)備溶液,基于非酸化的0.2M NaOH電導(dǎo)率3.4 μS/cm基礎(chǔ)之上,使用0.2M NaOH溶液稀釋至0.1%(質(zhì)量比)配制而成。所有的0.2M NaOH溶液均在干凈的低TOC玻璃器皿中制備,然后立即移到Sievers認(rèn)證的TOC樣品瓶(認(rèn)證TOC小于10 ppb)中進(jìn)行分析。對(duì)所有樣品重復(fù)測(cè)量4次,不舍棄任何測(cè)量結(jié)果。

測(cè)試設(shè)備

  • Sievers M9實(shí)驗(yàn)室型TOC分析儀,序列號(hào):1401-0043

  • Sievers自動(dòng)進(jìn)樣器,序列號(hào):09040005

  • DataPro2軟件

校準(zhǔn)和確認(rèn)

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TOC校準(zhǔn)

用標(biāo)準(zhǔn)的多點(diǎn)系統(tǒng)任務(wù)來(lái)校準(zhǔn)Sievers M9分析儀。表2列出了校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。校準(zhǔn)包括TC和IC通道。校準(zhǔn)參數(shù)在設(shè)定值內(nèi)。R2為1.0,表示校準(zhǔn)在預(yù)期范圍內(nèi)是線性的。

表2:0-50 ppm校準(zhǔn)的結(jié)果

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TOC確認(rèn)

用蔗糖來(lái)確認(rèn)2 ppm處的校準(zhǔn)。表3列出了確認(rèn)結(jié)果。

表3:校準(zhǔn)后對(duì)2 ppm TOC KHP標(biāo)樣測(cè)量的結(jié)果

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結(jié)果和討論

表4列出了將不同濃度的KHP加入0.5 ppm 0.2M NaOH溶液中的TOC測(cè)量值,圖1是線性回歸結(jié)果。

表4:0.5 ppm 0.2M NaOH和

0.5、1、5、20 ppm KHP的TOC測(cè)量結(jié)果

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圖1:TOC與0.2M NaOH/KHP濃度的

線性回歸結(jié)果


加入KHP的0.2M NaOH的TOC回收率在0.5–20 ppm濃度范圍內(nèi)是高度線性的(R2=0.996)。0.5 ppm 0.2M NaOH的TOC為582±13ppb,是Sievers M9分析儀的0.03 ppb檢測(cè)限的16,000倍以上。這些數(shù)據(jù)表明,痕量的0.2M NaOH不會(huì)影響Sievers M9分析儀準(zhǔn)確和精確地檢測(cè)有機(jī)碳。表5列出了0.5-20 μS/cm范圍內(nèi)NaOH的電導(dǎo)率測(cè)量結(jié)果,圖2是線性回歸結(jié)果。

表5:0.5–20 μS/cm 0.2M NaOH的

電導(dǎo)率測(cè)量結(jié)果

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圖2:電導(dǎo)率與0.2M NaOH濃度的

線性回歸結(jié)果


0.2M NaOH的電導(dǎo)率在0.5-20 μS/cm范圍內(nèi)是高度線性的(R2=0.999)。0.5 μS/cm 0.2M NaOH的電導(dǎo)率為0.1±0.02 μS/cm,是Sievers M9分析儀的0.01 μS/cm檢測(cè)限的10倍以上。因此可以用Sievers M9分析儀通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)率來(lái)準(zhǔn)確、精確地檢測(cè)0.2M NaOH。


結(jié)論

同時(shí)測(cè)量電導(dǎo)率和TOC的能力使得Sievers M9分析儀能夠在清潔驗(yàn)證時(shí)有效地檢測(cè)出殘留的清潔劑。Sievers M9的電導(dǎo)率功能可以檢測(cè)到大于0.5 μS/cm的NaOH(是一種市售的堿性清潔劑)。當(dāng)痕量的0.2M NaOH中的KHP濃度范圍是0.5-20 ppm時(shí),TOC響應(yīng)為線性(R2=0.9996),表明NaOH基質(zhì)效應(yīng)對(duì)TOC測(cè)量的影響微乎其微。由于NaOH分子本身不含有機(jī)碳,無(wú)法通過(guò)測(cè)量TOC來(lái)檢測(cè)痕量的0.2M NaOH,但同時(shí)測(cè)量TOC和電導(dǎo)率就能夠準(zhǔn)確了解沖洗液中是否含有污染物和化合物。因此在驗(yàn)證清潔工藝時(shí),具有電導(dǎo)率功能的Sievers M9分析儀是測(cè)量無(wú)機(jī)離子和有機(jī)化合物的最佳儀器。





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