经验小结 | 药企实验室温湿度环境控制
NO.1 为什么要对实验室温湿度环境进行控制？
NO.2 实验室温湿度控制都有哪些要求？
NO.3 实验室温湿度如何有效维持和监控？
Question 1
为什么要对实验室温湿度环境进行控制？
实验室是出具样品检验结果的部门，准确的检验结果往往来源于实验室“人机料法环”等精益管理的方方面面，对温湿度环境控制通常出于以下几方面考虑，并对这些因素进行综合考虑：
1、检验样品的温湿度控制需要（不当的温湿度贮存条件可能会影响样品的质量属性，进而影响检验结果的代表性）；
2、仪器设备稳定运行的需要（测量精度不受室内温湿度影响，例如湿度过大可能影响仪器使用寿命，湿度过小可能产生静电，都会影响仪器测量的精度，需结合仪器说明书及仪器设备的验证情况而定）；
3、检验所需的试剂、试液、滴定液、检定菌、培养基、标准品等贮存使用的需要（效期内的质量有效性不受温湿度等贮存条件而改变）；
4、检验方法中所要求的温湿度等相关条件的需要（注册标准、药典等相关要求）；
5、实验室员工舒适工作的需要（通常人体在温度18-25℃，相对湿度在35-80%范围内总体感觉舒适）。
在国内外的GMP检查中，与实验室温湿度控制有关的缺陷也十分常见，如：
--化验室部分房间温湿度记录未及时填写，如试剂室，天平室。
--微生物室存放菌种的冰箱无温度监控记录。
--未按规定控制留样观察室的温湿度，也无相关监测记录。
--未对J2空调机组（片剂车间）和中心化验室空调机组回风段进行温湿度监测。
而且，相关的药品法规/指南、药典、以及一些与药典相关的工具书等都对实验室温湿度环境控制作出了要求，目的在于通过控制实验室温湿度，保证实验室与温湿度有关的活动始终受控，为出具准确可靠的检验结果奠定基础。
Question 2
实验室温湿度环境控制都有哪些要求？
1、药品法规的相关要求（以中国GMP 2010年修订版为例）：
1) GMP第42条 厂房应当有适当的照明、温度、湿度和通风，确保生产和贮存的产品质量以及相关设备性能不会直接或间接地受到影响。
2) GMP第65条 必要时，应当设置专门的仪器室，使灵敏度高的仪器免受静电、震动、潮湿或其他外界因素的干扰。
3) GMP第223条 物料和不同生产阶段产品的检验应当至少符合以下要求：（六）检验记录应当至少包括以下内容：6.检验过程，包括对照品溶液的配制、各项具体的检验操作、必要的环境温湿度。
2、药典的相关要求（以《中国药典》为例）：
1)《凡例》十五、溶解度试验法：除另有规定外，称取研成细粉的供试品或量取液体供试品，于25℃±2℃—定容量的溶剂中，每隔5分钟强力振摇30秒钟；观察30分钟内的溶解情况，如无目视可见的溶质颗粒或液滴时，即视为完全溶解。
2)《凡例》二十一、贮藏项下的规定，系为避免污染和降解而对药品贮存与保管的基本要求，以下列名词术语表示：
阴凉处 系指不超过20℃
凉暗处 系指避光并不超过20℃
冷处 系指2～10℃
常温 系指10～30℃
除另有规定外，贮藏项下未规定贮藏温度的一般系指常温。
3)《凡例》二十九（3）有关的温度描述，一般以下列名词术语表示：
水浴温度 除另有规定外，均指98～100℃
热水 系指70～80℃
微温或温水 系指40～50℃
室温（常温） 系指10～30℃
冷水 系指2～10℃
冰浴 系指约0℃
放冷 系指放冷至室温
（7）液体的滴，系在20℃时，以1.0ml水为20滴进行换算。
4)《凡例》三十一（5）试验时的温度，未注明者，系指在室温下进行；温度高低对试验结果有显著影响者，除另有规定外，应以25℃±2℃为准。
注：美、欧、日药典对贮藏温度和条件的定义与《中国药典》不完全相同，详见下表：
USP 42 General Chapters：
EP 9.0 General notices：
JP17 General notices：
5)《9205 药品洁净实验室微生物监测和控制指导原则》 ：
药品洁净实验室（用于药品无菌或微生物检验用的洁净实验室、隔离系统及其他受控环境）要求温度18~26℃，相对湿度45%~65%。
6)《9001 原料药物与制剂稳定性试验指导原则》 ：
3、中国药典中通用检验方法相关要求（部分参考了《中国药品检验标准操作规范》2019年版）：
1) 旋光度测定法：配制溶液及测定时，均应调节温度至20℃±0.5℃（或各品种项下规定的温度）温度对物质的旋光度有一定影响，测定时应注意环境温度，配制溶液及测定时，均应调节温度至20℃±0.5℃(或各品种项下规定的温度），必要时，应对供试液进行恒温处理后再进行测定。
2) 红外分光光度法：红外实验室的室温一般应控制在15〜30℃ ，相对湿度应不大于65% ，适当通风换气，以避免积聚过量的二氧化碳、水蒸气和有机溶剂蒸气。
3) 电感耦合等离子体原子发射光谱法：室温应在15〜27℃，相对湿度应低于70%。
4) 电感耦合等离子体质谱法：室温应在15〜27℃ ，相对湿度小于70%。
5) 高效液相色谱-质谱联用法：工作温度一般应维持在15〜25℃，相对湿度小于70%。
6) 气相色谱-质谱联用法：工作温度通常应维持在15〜27℃ ,相对湿度应小于70%。
7) 核磁共振波谱法：工作环境温度应在17〜25℃，相对湿度应小于70%。
8) 近红外光谱分析法：使用环境温度一般为5〜35℃、相对湿度应小于90%。
9) 薄层色谱法：点样环境实验环境的相对湿度和温度对薄层分离效果有着较大的影响（实验室一般要求相对湿度在65%以下为宜），因此应保持点样环境的相对恒定。对温、湿度要求较高的品种必须按品种项下的规定，严格控制实验环境的温、湿度。
10) 水分测定法（卡氏法）：卡氏水分测定仪应避免强劲的振动、阳光直射、湿度高于80%、温度低于5℃或高于40℃等环境。测定操作宜在干燥处进行，建议相对湿度≤65%，室温15〜30℃。
11)干燥失重测定法：精密称定，除另有规定外，在105℃干燥至恒重。
12) 炽灼残渣检查法：在700～800℃炽灼至恒重，即得。如需将残渣留作重金属检查，则炽灼温度必须控制在500～600℃。
13) 片剂脆碎度检查法：对易吸湿的片剂，操作时实验室的相对湿度应控制在40%以下。
14) 粒度和粒度分布测定法（筛分法）：实验时需注意环境湿度，防止样品吸水或失水，除另有规定外，一般控制相对湿度在45%左右为佳。
15) 锥入度测定法：供试品的锥入度受测定环境温度影响较大，温度升高时，锥入度增大，因此实验室温度与供试品平衡温度相差不应太大，实验室温度应控制在25℃±2℃。
16) 荧光分光光度法：温度对荧光强度有较大影响。一般来说，大多数荧光物质随着温度降低其荧光强度增加。故测定时应控制温度一致，必要时，可使用恒温池以保持溶液温度的恒定。
17) 高效液相色谱法：色谱柱温度会影响分离效果，品种正文中未指明色谱柱温度时系指室温，应注意室温变化的影响。为改善分离效果可适当提高色谱柱的温度，但不宜超过60℃。
18) 相对密度：系指在相同的温度、压力条件下，某物质的密度与水的密度之比。除另有规定外，均指20℃时的比值。
19) 生长激素生物测定法：环境要求SPF级实验室，无菌空气二级过滤，人工日光灯12小时自动照明，恒温 、恒湿送风，温度23〜25℃，相对湿度50%〜55%。
20) 细菌内毒素：
a) 凝胶法：将试管中溶液轻轻混匀后，封闭管口，垂直放入37℃±1℃的恒温器中，保温60分钟±2分钟。
b) 光度测定法：试验需在特定的仪器中进行，温度一般为37℃±1℃。
21) 计数培养基适用性检查和计数方法适用性试验：
22) 滴定液标定：标定工作宜在室温（10〜30℃)下进行，并应在记录中注明标定时的室内温度及湿度。
23) 天平使用与称量：天平室温度应相对稳定，一般控制在10〜30℃ ；相对湿度保持在40%〜70%为好，室内应备有温湿度计监控天平室环境温湿度 ，一般采用空调和除湿机调节温度和湿度，并保持天平内外温度和湿度趋于一致。还需注意：称量时，被称物和称量容器应与天平室温度一致；称量吸湿性、挥发性或腐蚀性物品时，应将称量瓶盖紧后称量，且尽量迅速；对于干燥的粉末或颗粒状供试品，在称量的转移过程中会发生称量读数不稳定或者供试品损失的现象，这很可能是由静电引起的，此时需保持环境相对湿度不低于40%。
24) 灭菌法：
a) 湿热灭菌条件通常采用121℃×15min、121℃×30min或116℃×40min的程序；
b) 干热灭菌条件一般为（160～170℃）×120min以上、（170～180℃）×60min以上或250℃×45min以上；250℃×45min的干热灭菌也可除去无菌产品包装容器及有关生产灌装用具中的热原物质。
c) 气体灭菌法（环氧乙烷）：采用环氧乙烷灭菌时，灭菌柜内的温度、湿度、灭菌气体浓度、灭菌时间是影响灭菌效果的重要因素。可采用下列灭菌条件：温度54℃±10℃，相对湿度 60％±10％，灭菌压力8×105Pa，灭菌时间90min。
注：药典中与检验方法相关的温湿度控制要求未进行详尽列举，可自行查询《中国药典》、《中国药典分析检测技术指南》（2017年07月第1版）、《中国药品检验标准操作规范》（2019年版）、《生物制品检验技术操作规范》等工具书进行整理；如企业涉及欧美认证，还需关注欧美药品法规与药典的相关要求。
Question 3
实验室温湿度如何有效维持和监控？
1、选择并制定有效的温湿度环境控制范围。
在解决了Question1和Question2的疑惑之后，我们应该对实验室温湿度环境控制范围的制订有了较清晰的理解和把握，即可从前边梳理出的所有要求中综合考虑，选取最优范围作为温湿度环境控制的允许范围，并制定/修订合理有效的程序。
2、温湿度的维持和监控。
通过各项措施保证实验室环境温湿度维持在控制的范围内，并对温湿度环境进行适当的监控和记录，可采取的措施通常有：
a) 实验室人员严格执行已制定的温湿度环境控制程序，进行控制和监测，及时发现超标情况并采取对应的措施，必要时进行影响评估。
b) 通过设施、设备自身的一些控制和记录功能实现，例如稳定性试验箱、生化培养箱、对照品、培养基和菌种存放的冷藏冷冻箱等自带的控制、数据打印、存储以及超标报警功能。如果设施、设备不具备这些功能，可外加辅助设备，以实现数据打印、数据存储、超标报警（通常声光、短信方式）等，市面上有很多型号的辅助设备可供选择，可联系设备供应商详细了解。
c) 目前有部分药企实验室已经采用了温湿度环境监控系统（BMS楼宇监控系统和EMS环境监测系统），可以实现实验室几乎全部的温湿度控制设施、设备、区域的监控。该类系统对温湿度环境数据可以实现集中实时监控、远程运行管理、故障预警通知（通过声光、短信、微信、邮件等多种方式实现）、历史数据查询等，更加便捷和规范。
3、实验室温湿度控制示例（仅供参考）：
示例：
为保证检测的环境条件，应根据仪器的运行和实验的要求，对必要的房间进行温湿度的监控，上下午各记录一次，除洁净区外记录时间为上午9:00~9:30，下午14:30~15:00，洁净区的温湿度记录在试验操作前进行。除另有规定外，各功能区温湿度范围：
--试剂库、普通仪器室、标准液室，温度范围10～30℃，湿度不大于75%。
--天平室温度范围10～30℃，湿度不大于70%。
--红外测定室温度范围15～30℃，湿度不大于65%。
--微生物限度检查、无菌检查、阳性菌检查等洁净室（区）的温度范围18～26℃，湿度范围45～65%。
--常温留样室温度应为10～30℃，湿度应不超过75％。
--阴凉留样室温度不得高于20℃，湿度应不超过75％。
--冷藏柜的温度为2～8℃，无相对湿度要求。
……
结语
实验室温湿度环境控制是实验室布局与温湿度设计和进行实验操作的基础，也是实现数据完整性良好实践的基础。以上通过对实验室温湿度环境控制要求的梳理，希望能对日常工作有所帮助，同时也希望大家对此类看似习以为常的话题，能引起足够的重视与思考，做到知其然，更知其所以然。
编者：酒明斌
审核：GMP—QC技术组
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