01

简介

对工艺验证使用生命周期的方法，是行业的最佳实践，通过对工艺的理解来改善质量，是运营效率提升的基石。证明资本的合理支出，是实施高效技术的重要的第一步，通常取决于对投资回报率（ROI，Return on Investment）的确定。

投资回报率的定义是投资者从某些资源中获得的收益。投资回报率可以通过增加利润、降低成本、提高生产率、甚至降低企业风险来评估。如果企业考虑用总有机碳TOC（Total Organic Carbon）分析法取代高效液相色谱HPLC（High Performance Liquid Chromatography）分析法进行清洁验证CV（Cleaning Validation），上述因素都是在确定投资回报率时必须考虑的。

虽然上述因素的分析结果都支持用TOC分析法来进行清洁验证，但它们也可能是主观的，难以量化。一种比较容易量化投资回报率评估的方法就是比较仪器的运营成本。本应用文献比较了分别用HPLC和TOC分析法时的仪器购置成本、年维护成本、年操作成本，得出了用TOC分析法进行清洁验证时所能够节省的费用。

02

比较中的假设前提

在比较HPLC和TOC分析法时，必须先确定几个参数才能使比较具有等效性。首先，HPLC和TOC仪器的测量通量必须固定为每年2500个样品，每个样品重复测量3次，这就相当于每年2000小时的工作总量为7500次测量。HPLC和TOC仪器都需要操作员来运行样品。在这方面HPLC和TOC有一个明显的区别，就是HPLC的操作和数据分析更为复杂，需要更高技能的操作员来完成，因而HPLC的人工更贵。但为了便于比较，本文献采用相同的人工成本。

03

仪器成本

表1显示了TOC和HPLC仪器的相对资本成本。

Sievers M9 TOC	HPLC
M9实验室仪器 自动进样器 DataPro2软件	集成HPLC仪器 HPLC软件
厂商建议零售价：99%	厂商建议零售价：100%

表1：TOC和HPLC仪器的相对资本成本比较

最经济可比的HPLC仪器具有集成配置，仪器的组成部分包括一台4通道脱气机、四通阀、泵、高容量自动进样器、柱温箱、紫外检测器。该配置的HPLC仪器专用于高通量质量控制实验室。TOC仪器的配置为Sievers® M9实验室型TOC分析仪和Sievers自动进样器。除硬件外，成本还包括操作这两种仪器的必要软件。

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维护成本

HPLC仪器的制造商在其网站上建议了年度预防性维护部件1，及其价格2。建议的维护项目视HPLC的服务年数而定，表2中的项目按年计算，以便得出正确的年度维护成本。

Sievers M9 TOC	HPLC
维护套件包括： 酸剂（2） 氧化剂（4） 紫外灯（2） 泵头（2） 树脂层	吸入式过滤器组件 柱塞密封圈（2） 柱塞支架组件（2） 隔膜（2） 样品入口止回阀（2） 样品出口止回阀（2） 空气过滤器侧部 空气过滤器前部 LPV转子 LPV定子 HPV转子 HPV定子 检测器空气过滤器 计量泵密封圈 针 针密封圈 100 μL样品环路 水流池垫片 紫外灯
总计75%	总计100%

表2：TOC和HPLC仪器的

年度预防性维护部件和价格比较2

本文仅比较TOC和HPLC仪器的年度维护部件价格。当服务工程师进行维护时，还会产生人工费用，而此比较中不包括人工。HPLC和TOC在维护方面有一个明显的区别，就是HPLC的预防性维护操作更加复杂和费时，因此HPLC的总维护成本更高。

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操作成本

分析仪器的年成本构成主要是操作成本，其中括耗材、试剂、人工，而人工是其中最大的开支。对于TOC分析来说，在正常工作模式下，7500次测量的样品运行时间为500小时。对于HPLC分析来说，情况较为复杂，因为方法的分析时间视分析物的化学性质、基质、色谱柱、试剂、压力不同而定，差别很大。按照保守估计，HPLC的样品运行时间如下：每次样品重复测量时间为5分钟，7500次样品测量的运行时间共为625小时。假设仪器操作员的单位人工成本相同，仅人工支出一项，TOC分析法每年就能节省20％的人工成本，如表3所示。

_	Sievers M9 TOC	HPLC
时间	500小时	625小时
总计	80%	100%

表3：TOC和HPLC每年7500次测量的

操作员人工成本比较

Sievers M9 TOC	HPLC
样品瓶	样品瓶2 色谱柱3 HPLC级水4 HPLC级甲醇4
总计81%	总计100%

表4：TOC和HPLC仪器的年耗材成本比较

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讨论

在综合考虑维护成本、人工成本、耗材成本之后，HPLC和TOC分析法的成本计算比较就突显了使用TOC进行清洁验证的优势（见图1）。

图1：用HPLC分析法和Sievers M9 TOC分析仪

进行清洁验证时的年运营成本比较

表5列出了用单台TOC分析仪和HPLC仪器进行清洁验证时的可以量化的结果差别。图2是运营成本的节省比例和节省项目。

Sievers M9 年运营成本节省量
仪器购置支出节省	1%
维护成本节省	25%
耗材成本节省	19%
人工成本节省	20%
总运营成本节省	12%

表5：用TOC代替HPLC进行清洁验证的

年运营成本节省比例

图2：用TOC法代替HPLC法进行清洁验证的

总运营成本节省量

上述数字并未直接显示仪器工作效率的提高以及实验室和人员的合理利用所带来的生产效率的提高。生产效率的提高幅度因不同企业而异，能够帮企业显著增加收入。

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结论

在对分别用HPLC仪器和TOC分析仪进行清洁验证的比较中，本应用文献对HPLC的操作成本做了保守和有利的假设。即便本文在例子中对HPLC的成本做了有利的假设，比较结果还是显示出Sievers M9 TOC分析仪的总运营成本更低廉。如果仅同HPLC的成本相比，运行量为7500次测量的Sievers M9实验室型TOC分析仪的成本回收期不到3年。如果让Sievers M9 TOC分析仪满负荷工作，仅按节省的成本计算，分析仪的成本回收期在1年以内。

TOC分析法能够节省运营成本，并且提高生产效率、降低人工支出、以及通过理解工艺来改善风险管理，因而成为监管机构和行业领先者首选的清洁验证方法。在同HPLC 的比较中显示，Sievers M9实验室型TOC分析仪在进行清洁验证时的仪器购置成本、维护成本、操作成本都更加低廉。

参考文献

Shimadzu Liquid Chromatography LC Consumables Catalog. 2017 Catalog. Retrieved November 19, 2017, from https://www.ssi.shimadzu.com/products/literature/hplc/SSI-LC10-2017.pdf

Shimadzu Scientific US Webstore. Retrieved November 19, 2017, from https://store.shimadzu.com/

ShodexHPLC Webstore. Retrieved November 19, 2017, from https://www.shodexhplc.com/product/shodex-c18-4c/

Sigma-Aldrich Webstore. Retrieved November 19, 2017, from http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigald/34860?lang=en®ion=US

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标签：TOC,HPLC,清洁验证,总有机碳,制药