梅特勒托利多 誤差源白皮書

為何閱讀此白皮書？

在通常受到 GxP 監(jiān)管或食品及飲料實(shí)驗(yàn)室稱量樣品時(shí)會出現(xiàn)什么問題？該白皮書闡述了稱量樣品時(shí)可能出現(xiàn)的誤差源以及如何通過改進(jìn)業(yè)務(wù)流程得以避免。通過采取這些措施，實(shí)驗(yàn)室可避免誤差源，以改進(jìn)數(shù)據(jù)完整性和質(zhì)量，同時(shí)獲得業(yè)務(wù)效率。此外，消除誤差意味著更少的超差 (OOS) 結(jié)果以及需要進(jìn)行更少的實(shí)驗(yàn)室調(diào)研。

目標(biāo)受眾
本白皮的目標(biāo)受眾是向在監(jiān)管醫(yī)療或食品及飲料行業(yè)實(shí)驗(yàn)室工作的操作人員和質(zhì)量保證專業(yè)人士。

本白皮書為何如此重要？
分析天平是受監(jiān)管和不受監(jiān)管實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行所有定量分析的主要工具。準(zhǔn)確稱量和數(shù)據(jù)完整性對制備分析參比溶液以及獲取等份樣品以便分析和制備溶液、緩沖液和 HPLC 流動(dòng)相而言至關(guān)重要。此過程誤差可對數(shù)據(jù)完整性和產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。本白皮書旨在重點(diǎn)介紹避免某些較為常見的誤差并節(jié)省稱量操作時(shí)間的方法。

我們現(xiàn)在所用的方法
在本節(jié)中，我們將說明分析天平如何用于常見的稱量操作，并重點(diǎn)介紹可能的誤差和問題來源。
接下來講解各種儀器、工具和過程。
這里描述的過程是通過稱量一定量的參比標(biāo)準(zhǔn)液，將其轉(zhuǎn)移至容量瓶，溶解并補(bǔ)足容量，從而制備成分析參比標(biāo)準(zhǔn)液。這是分析天平在所有實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行定量分析的典型應(yīng)用。

其實(shí)現(xiàn)取決于通過使用以下物品執(zhí)行過程的方法：
? 帶有和不帶熱敏打印機(jī)的分析天平
? 用于記錄工作并總結(jié)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)室筆記本
? 用于在調(diào)整純度等系數(shù)或從鹽轉(zhuǎn)換為堿后計(jì)算參比標(biāo)準(zhǔn)液濃度的計(jì)算器或電子表格。
? 用于過程自動(dòng)化并直接將結(jié)果記錄到應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫中的 LabX 實(shí)驗(yàn)室軟件。將使用天平屏幕操作軟件，并通過軟件的審計(jì)跟蹤功能跟蹤工作。zui后，將通過電子方式簽署報(bào)告，并可打印報(bào)告（如需）。

工藝流程數(shù)字解釋
本白皮書中圖 1-3 是跨功能流程圖或“泳道"。每個(gè)通道均代表上表中某一物品（例如，分析天平、電子表格、LabX 或?qū)嶒?yàn)室筆記本）執(zhí)行的工作。各物品在通道中完成工作，例如，稱量外部樣品或天平稱量容器去皮。
如果過程從一個(gè)通道傳到另一個(gè)，則表示過程的兩個(gè)部分之間在互動(dòng)，例如：在天平上稱量樣品并在實(shí)驗(yàn)室筆記本上記錄觀察到的天平稱量值。過程的總體時(shí)間從數(shù)字頂部開始并在底部結(jié)束。

稱量過程概述
本白皮書描述的三個(gè)過程是指分析參比標(biāo)準(zhǔn)液的制備。全部過程均假設(shè)存在制備參比標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)稱濃度的標(biāo)
準(zhǔn)操作流程或工作說明，因此待稱參比物質(zhì)量為已知。操作說明通常規(guī)定待稱量必須在可接受的范圍內(nèi)。一旦標(biāo)準(zhǔn)液的質(zhì)量為已知，操作人員會計(jì)算溶液的實(shí)際濃度而非標(biāo)稱濃度。

如果無操作說明，則要求操作人員依照*原理制備參比液。在這種場合，需要附加計(jì)算步驟確定待稱標(biāo)準(zhǔn)液量和必須在其中溶解的物質(zhì)量。這不包括在三個(gè)工藝流程中，但需要花費(fèi)比表 1 更多的時(shí)間。
這些流程還描述了稱量參比標(biāo)準(zhǔn)液的容器。這可能會是稱量舟或直接加入容量瓶，具體取決于單個(gè)實(shí)驗(yàn)室的作業(yè)規(guī)范。

過程 1 ：通過觀察稱量和記錄
如圖 1 所示，以下為稱量參比液的工藝流程，由操作人員從天平屏幕觀察并將值寫入實(shí)驗(yàn)室筆記本上。使用計(jì)算器進(jìn)行隨后的計(jì)算，結(jié)果直接寫入操作人員的實(shí)驗(yàn)室筆記本中。容量瓶通過手動(dòng)貼標(biāo)簽，以識別溶液、制備信息和溶液到期日。

流程的開始是在實(shí)驗(yàn)室筆記本中寫下待完成的工作，并檢查是否選擇了正確的待制備參比液。下一步，通過外部校準(zhǔn)質(zhì)量檢查天平。操作人員在實(shí)驗(yàn)室筆記本中記錄所用的天平和校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)液。然后對稱量容器進(jìn)行稱量并進(jìn)行天平去皮。

在分析天平上稱量參比材料，由操作人員觀察屏幕上的讀數(shù)并記錄在實(shí)驗(yàn)室筆記本上。完成后，取下容器，清潔天平，整理好為下一用戶做準(zhǔn)備。

參比材料傳輸至合適大小的容量瓶中并添加液體開始制備參比液。然后，燒瓶內(nèi)的分析物溶解并補(bǔ)足容量。在燒瓶上手動(dòng)貼標(biāo)簽，上面注明標(biāo)準(zhǔn)識別號、材料信息、所計(jì)算濃度、制備溶液的操作人員、存儲條件以及制備日期及到期日。

操作人員使用純度或水含量等任何系數(shù)計(jì)算參比標(biāo)準(zhǔn)液的實(shí)際濃度。所用的計(jì)算和轉(zhuǎn)換系數(shù)記錄在實(shí)驗(yàn)室筆記本中。使用計(jì)算器進(jìn)行計(jì)算；操作人員從計(jì)算器顯示屏上讀取濃度數(shù)值并將其抄錄至實(shí)驗(yàn)室筆記本內(nèi)。

操作人員檢查數(shù)據(jù)和結(jié)果，其中包括重復(fù)手動(dòng)計(jì)算，如果正確，則在實(shí)驗(yàn)室筆記本的相應(yīng)頁面簽字。
如果與流程或操作說明有任何偏差，則操作人員必須在實(shí)驗(yàn)室筆記本中進(jìn)行記錄。

第二人審核數(shù)據(jù)和流程，以確認(rèn)所有的數(shù)據(jù)都正確，然后簽字批準(zhǔn)工作。如果有任何糾正，則由*位操作人員完成，并返回確認(rèn)。

手動(dòng)過程和多抄錄誤差檢查

查看圖 1，很明顯整個(gè)過程都是手動(dòng)：
? 手動(dòng)記錄數(shù)據(jù)；
? 使用計(jì)算器手動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)；
? 手動(dòng)檢查數(shù)據(jù)。

手動(dòng)操作枯燥且易于出錯(cuò)。我們來更加詳細(xì)地介紹一些可發(fā)生錯(cuò)誤的關(guān)鍵方面。

抄錄數(shù)據(jù)和抄錄誤差檢查容易出錯(cuò)：質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（例如 ISO 17025）和制藥行業(yè)規(guī)定采用二人負(fù)責(zé)的原理：一個(gè)人執(zhí)行操作，第二人單獨(dú)負(fù)責(zé)審核。該原理基于二人強(qiáng)于一人的概念。然而，由于過程是由人工執(zhí)行的，因此難免會出錯(cuò)。因此，此手動(dòng)過程不，在第二人審核時(shí)可能會漏掉印刷錯(cuò)誤，尤其是當(dāng)個(gè)人在執(zhí)行其他任務(wù)面臨壓力時(shí)。

缺乏數(shù)據(jù)審核跟蹤：本質(zhì)上無紙質(zhì)審計(jì)跟蹤；該過程依賴操作人員準(zhǔn)確記錄天平和計(jì)算器上顯示值、并將這些結(jié)果無誤地抄錄到實(shí)驗(yàn)室筆記本上的能力。只有計(jì)算器結(jié)果可再次鍵入數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算。遺憾的是，由于過程是手動(dòng)操作，即使訓(xùn)練有素的操作人員也難免會出錯(cuò)。所看到并記錄下來的可能不是天平或計(jì)算機(jī)上的實(shí)際值。第二人無法檢查天平的實(shí)際讀數(shù)，這是該過程主要的故障點(diǎn)。

未滿足 GxP 監(jiān)管要求：對于必須符合 GxP 規(guī)定的實(shí)驗(yàn)室而言，由第二人檢查也可用于檢查的記錄或書面憑證很重要。如警告信所指明，F(xiàn)DA 檢查人員不接受圖 1 介紹的工作方法：
貴公司未能保證實(shí)驗(yàn)室記錄
包括符合 (21 CFR 211.194(a)) 適用性規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)的全部測試所必需的完整數(shù)據(jù)。例如，貴公司未保留與樣品質(zhì)量和樣品溶液制備用于您于 2012 年 7 月 18 日對 <redacted> 藥片 <redacted> 和 <redacted> 進(jìn)行 HPLC 分析相關(guān)的任何原始數(shù)據(jù)。
FDA 警告信，2013 年 5 月。

主要問題是天平結(jié)果無法驗(yàn)證，實(shí)際上操作人員可寫下任何信息并宣布工作已完成。20 多年前，F(xiàn)DA 在查看分析天平稱量結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)液制備時(shí)，建議其檢查人員：

認(rèn)真檢查和評估實(shí)驗(yàn)室日志、工作表和其他包含原始數(shù)據(jù)的記錄，例如稱量值、稀釋、儀器狀況和計(jì)算等。注意是否丟失原始數(shù)據(jù)，記錄是否被改寫，是否使用了糾正液掩蓋錯(cuò)誤。未經(jīng)解釋，不得更改結(jié)果。交叉引用已糾正的數(shù)據(jù)，以對其進(jìn)行驗(yàn)證。

審核標(biāo)準(zhǔn)液制備記錄，以確保完整、準(zhǔn)確的文檔記錄。一家公司“準(zhǔn)確、一致地稱量"至相同微克的可能性微乎其微。因此，顯示此標(biāo)準(zhǔn)或模式的數(shù)據(jù)值得懷疑，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真調(diào)查。
因此，要遵循 GxP 規(guī)定并避免審查人員提出令人生畏的問題，監(jiān)管實(shí)驗(yàn)室需要將打印機(jī)與天平連接，以記錄分析過程中參比標(biāo)準(zhǔn)液和樣品的待稱。此方法在監(jiān)管合規(guī)和實(shí)驗(yàn)室效率方面的優(yōu)點(diǎn)將在下一部分進(jìn)行介紹。

我們可以采用的方式

必須實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化方可消除誤差源。本白皮書介紹兩種備用方案：
1. 使用采用熱敏技術(shù)并與分析天平連接的打印機(jī)。其余物品的使用與以前部分相同。盡管這也是手動(dòng)過程，但是第二個(gè)人可單獨(dú)檢查記錄。熱敏技術(shù)可打印熱敏和普通紙質(zhì)標(biāo)簽。熱敏紙的主要優(yōu)點(diǎn)是非常穩(wěn)定，對可塑劑、油、脂肪和水具有很高的阻抗, 因此比普通紙更加結(jié)實(shí)，并可存檔 25 年之久。該打印機(jī)不僅處理速度非常快并且無噪聲，而且不會像紙質(zhì)打印機(jī)那樣產(chǎn)生任何空氣浮塵，因而可根據(jù)需要用于清潔環(huán)境。
2. 使用 LabX 將手動(dòng)過程轉(zhuǎn)化為電子過程。配置應(yīng)用程序后制備參比標(biāo)準(zhǔn)液和進(jìn)行必需的計(jì)算。為了實(shí)現(xiàn)
合規(guī)，所有的用戶操作都記錄在審計(jì)跟蹤中，操作人員和第二名操作人員審核并通過電子簽名批準(zhǔn)結(jié)果。這可使過程*電子化并將所有的數(shù)據(jù)存于一個(gè)位置。

過程 2 ：以連接到天平的打印機(jī)進(jìn)行稱量
在此過程中主要的變化是增添了熱敏打印機(jī)，可通過打印機(jī)同步記錄結(jié)果并將計(jì)算器替代為經(jīng)過驗(yàn)證的電子表格。這可使過程更加，但是更重要的是，通過添加監(jiān)管或高質(zhì)量紙質(zhì)記錄，因此比過程 1 更少出錯(cuò)。
與*過程開始時(shí)相同，實(shí)驗(yàn)室筆記本寫入待完成工作并選擇正確的參比標(biāo)準(zhǔn)液。
下一步，檢查天平，對稱量容器進(jìn)行稱量和去皮。將值連同活動(dòng)日期和時(shí)間一并打印到打印機(jī)上。
然后，在分析天平上稱量參比標(biāo)準(zhǔn)液，并將讀數(shù)記錄在打印輸出上。添加打印機(jī)免去了操作人員在實(shí)驗(yàn)室筆記本上記錄此信息的步驟。

完成后，取下容器，清潔天平，整理好后準(zhǔn)備下一用戶使用。將參比材料轉(zhuǎn)移至合適大小的容量瓶，制備標(biāo)準(zhǔn)液。天平可打印參比溶液標(biāo)簽，其中包括全部質(zhì)量和監(jiān)管信息，從而省去操作人員手動(dòng)執(zhí)行該任務(wù)。
天平打印輸出剔除，操作人員將參比物質(zhì)的實(shí)際質(zhì)量和所有的校正系數(shù)（如純度或鹽轉(zhuǎn)換為堿）輸入至電子表格，以自動(dòng)計(jì)算參比標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。然后打印出電子表格，操作人員將天平和電子表格打印輸出貼到實(shí)驗(yàn)室筆記本里。

操作人員檢查數(shù)據(jù)和結(jié)果。該檢查比過程 1 更完整，因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)都在兩個(gè)打印輸出上提供。驗(yàn)證電子表格時(shí)，計(jì)算無需重復(fù)或驗(yàn)證。如果數(shù)據(jù)檢查顯示數(shù)據(jù)是正確的，
則分析師在實(shí)驗(yàn)室筆記本上簽字。
第二人審核變得更有意義，因?yàn)楝F(xiàn)在有了完整的數(shù)據(jù)跟蹤，表明遵循了流程并且所有的數(shù)據(jù)都正確。審核員在實(shí)驗(yàn)室筆記本上簽字。這第二人檢查比以前過程更為快速，因?yàn)闊o需執(zhí)行手動(dòng)計(jì)算。

過程改進(jìn)
如過程2 所示，與過程 1 中的手動(dòng)過程比較，在新過程中取得了一些十分明顯的改進(jìn)。

數(shù)據(jù)完整性：在此過程中生成的數(shù)據(jù)完整性得到了改進(jìn)：在天平的打印輸出上提供原始稱量結(jié)果、日期/ 時(shí)間和操作人員名稱。
紙質(zhì)審計(jì)跟蹤：改進(jìn)數(shù)據(jù)完整性的結(jié)果是， 審計(jì)跟蹤完整，因?yàn)樵冀Y(jié)果可從天平的打印輸出追溯至用于標(biāo)準(zhǔn)液濃度計(jì)算的電子表格。
減少誤差：使用天平打印機(jī)避免了天平和計(jì)算器讀數(shù)的抄錄誤差。
提高過程速度：無需操作人員和審核人員手動(dòng)計(jì)算，而電子表格加速了此部分過程。第二人審核數(shù)據(jù)更加快速且更有意義，因?yàn)橛型暾臄?shù)據(jù)審計(jì)跟蹤。
過程符合監(jiān)管規(guī)定：使用天平打印機(jī)可改進(jìn)數(shù)據(jù)質(zhì)量，并可進(jìn)行從稱量參比液到計(jì)算溶液濃度的數(shù)據(jù)審計(jì)跟蹤。這樣，受監(jiān)管實(shí)驗(yàn)室便可滿足 GxP 規(guī)定 [ 參比 1, 2]，并避免收到前述的警告信。

該過程的缺點(diǎn)
盡管取得了改進(jìn)，但仍然有部分過程會出錯(cuò)，因此有待進(jìn)一步優(yōu)化。
手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入至電子表格：仍需抄錄誤差檢查，因?yàn)樘炱浇Y(jié)果和任何轉(zhuǎn)換系數(shù)都必須輸入至電子表格。操作人員和審核人員必須檢查這些結(jié)果以確保其正確。
基于紙質(zhì)的過程：如圖 2 明確顯示，這是基于紙質(zhì)的過程。生成兩個(gè)打印輸出并貼至實(shí)驗(yàn)室筆記本內(nèi)，形成分析記錄。這和需要操作人員寫的工作準(zhǔn)備和總結(jié)一起導(dǎo)致過程緩慢。
要進(jìn)一步改進(jìn)過程并免除抄錄檢查，我們需要考慮電子方式工作，正如我們在下一部分過程 3 中看到的那樣。

過程 3 ：使用 LabX 軟件稱量
在此過程中，實(shí)驗(yàn)室筆記本、電子表格和相關(guān)的打印輸出都已被梅特勒- 托利多的 LabX 軟件更換。 LabX 軟件具有技術(shù)控制功能，可確保數(shù)據(jù)完整性，可符合有關(guān)電子記錄和電子簽名的 GxP 規(guī)定 [ 參比 3, 4]。但是，監(jiān)管和非監(jiān)管實(shí)驗(yàn)室更重要的功能是電子簽署記錄的功能。盡管非監(jiān)管實(shí)驗(yàn)室不用擔(dān)心制藥行業(yè)合規(guī)問題，但是分析實(shí)驗(yàn)室的成本意識和改進(jìn)仍然是相關(guān)的話題，而 LabX 軟件則可提供幫助。
執(zhí)行 LabX 可實(shí)現(xiàn)過程*電子化。這避免了抄錄誤差的zui后來源，提高了數(shù)據(jù)完整性和質(zhì)量，加速了總體過程，并縮短了執(zhí)行任務(wù)所需的時(shí)間。
LabX 是可配置的軟件應(yīng)用，而適用于制備標(biāo)準(zhǔn)液的SOP 可與電子過程結(jié)合并警告驗(yàn)證，從而以書面流程實(shí)現(xiàn)合規(guī)。
LabX 電子過程從操作人員選擇參比液開始到稱量，然后登錄到分析天平終端的 LabX。無需登錄單獨(dú)的工作站即可訪問 LabX。
一旦 LabX 提示，則必須進(jìn)行天平檢查。否則，操作人員會取下稱量容器并進(jìn)行稱量舟去皮，然后稱量參比物質(zhì)。

操作人員無需記錄結(jié)果，LabX 為其完成所有工作：在用戶特性數(shù)據(jù)庫中記錄操作和質(zhì)量，并帶有時(shí)間和日期戳記。
操作人員在容量瓶中溶解參比材料并補(bǔ)足容量。與 LabX 連接的打印機(jī)可制作容量瓶標(biāo)簽，其中包含必需的質(zhì)量或監(jiān)管信息（如特性、濃度、到期日等）。
完成后，經(jīng)過驗(yàn)證的過程只需操作人員以電子方式簽署完成的工作即可。
審核人員在電子系統(tǒng)中的任務(wù)通常簡化為過程由軟件執(zhí)行。
無需檢查抄錄或計(jì)算誤差，因?yàn)檎麄€(gè)過程和記錄都是在單一系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。檢查完數(shù)據(jù)后，即可進(jìn)行電子簽署。有一個(gè)打印記錄選項(xiàng)，除非本地流程或?qū)嵺`需要，一般未作嚴(yán)格要求。

電子過程優(yōu)勢
過程3 所示的電子過程具有部分優(yōu)勢：
避免手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)：在過程中無手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入；所有的數(shù)據(jù)都是通過LabX 服務(wù)器采集。
避免抄錄誤差：避免了所有的抄錄誤差，從而改進(jìn)圖 1 和 2 所示的其他兩個(gè)過程。目前存在 LabX 通過自動(dòng)數(shù)據(jù)采集控制的單一過程，可避免任何手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入。操作人員可專注于科研工作而非操作工作。
單一系統(tǒng)登錄：將分析天平與 LabX 連接可使其顯示屏變?yōu)榻K端以便與軟件互動(dòng)。用戶通過天平屏幕而非單獨(dú)的工作站登錄系統(tǒng)；操作 LabX 無需單獨(dú)的終端。
快速、的過程：電子過程快于紙質(zhì)過程，因而節(jié)省實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間和精力。

避免更多手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入的條形碼
梅特勒- 托利多的新型 P-58 打印機(jī)可打印各種符號（例如：代碼 128、QR、2D 等）可粘貼到分析參比物質(zhì)容器的條碼標(biāo)簽可單獨(dú)識別。帶有條碼閱讀器的天平可掃描標(biāo)簽并自動(dòng)輸入化合物特性，從而避免手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入并加速過程。其他經(jīng)常使用的稱量用樣品也可進(jìn)行類似的貼標(biāo)，以免手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入。以這種方式使用條碼可避免過程中的另一誤差源。

三種工作方式的比較和總結(jié)
表 1 顯示三個(gè)過程操作的比較和執(zhí)行每項(xiàng)操作所用的時(shí)間。這說明了通過使用天平打印機(jī)或 LabX 減少誤差并確保數(shù)據(jù)完整性的過程優(yōu)化優(yōu)勢。如表 1 所示，還可節(jié)省大量的時(shí)間。從純手動(dòng)過程轉(zhuǎn)換為熱敏打印機(jī)記錄，工作效率可提高 25%。但是，從手動(dòng)過程轉(zhuǎn)換為電子過程可使每次稱量的效率提高 194%。即使實(shí)驗(yàn)室已配備打印機(jī)，用 LabX 轉(zhuǎn)換為電子過程也可提高 135% 的生產(chǎn)率。

這些數(shù)字在實(shí)踐中意味著什么？在分析天平上稱量是非常常見的操作，我們來看一下它們對只有十名操作人員的小型實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的影響。如果每位操作人員每年進(jìn)行 1000 次稱量（參比標(biāo)準(zhǔn)、樣品、控制樣品和緩沖液制備及流動(dòng)相）或每個(gè)工作日 4-5 次稱量，那么整個(gè)實(shí)驗(yàn)室每年就需要進(jìn)行 10000 次稱量。使用表 1的定時(shí)數(shù)字，我們可以計(jì)算在表 2 所示的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行稱量操作所花費(fèi)的總時(shí)間。表 2 的首行列舉了在實(shí)驗(yàn)室稱量所用的總時(shí)長；這通過將表 1 所示的操作時(shí)間轉(zhuǎn)化為天數(shù)，再除以每年在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)工作的 220天得出。計(jì)算結(jié)果表示為 FTE 或全職人力工時(shí)。 選擇 FTE 表示時(shí)間節(jié)省的原因是任何國家的任何實(shí)驗(yàn)室都能讀懂并理解所用的時(shí)間和通過改進(jìn)過程潛在節(jié)省的時(shí)間。

正如表 2 所示，添加打印機(jī)可小幅提高生產(chǎn)率，而采用電子過程則可獲得zui高的生產(chǎn)率。在我們的示例中，與無打印機(jī)的手動(dòng)過程比較，電子過程可連續(xù)每年節(jié)約半個(gè)人的勞動(dòng)力。這些收益是對上述減少誤差優(yōu)勢的補(bǔ)充。
本白皮書以一家較小型實(shí)驗(yàn)室為例闡述在生產(chǎn)率和時(shí)間方面實(shí)現(xiàn)的改進(jìn)。對于擁有更多工作人員的大型實(shí)驗(yàn)室或每名操作人員進(jìn)行更多稱量的場合，則可節(jié)省更多的時(shí)間并獲得更高的生產(chǎn)率。
對于 GxP 監(jiān)管實(shí)驗(yàn)室而言，使用前必須對軟件進(jìn)行驗(yàn)證。計(jì)算機(jī)驗(yàn)證成本對總體成本節(jié)省的影響將在稍后討論。

表 3 對手動(dòng)過程和使用 LabX 的電子過程在減少誤差和改進(jìn)質(zhì)量方面進(jìn)行了比較。該表顯示的關(guān)鍵點(diǎn)之一是減少了實(shí)驗(yàn)室誤差。然而，這只是主觀陳述。我們需要做的是對實(shí)驗(yàn)室誤差率進(jìn)行比較性研究。很難找到有關(guān)在分析實(shí)驗(yàn)室出錯(cuò)頻率的論文。在醫(yī)院工作且在該領(lǐng)域發(fā)表了許多研究報(bào)告的臨床化學(xué)家可提供這方面的幫助。在人體血液、尿液和組織分析中會涉及臨床化學(xué)，可幫助診斷和管理疾病。在這方面出錯(cuò)可嚴(yán)重影響患者的健康，因此減少誤差至關(guān)重要。
? 在一份題目為“臨床化學(xué)失誤率"的論文中，對實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng) (LIMS) 使用前后檢測到的分析誤差率進(jìn)行了測量。在實(shí)施計(jì)算機(jī)系統(tǒng) [ 參比 7] 后，該比率從大約 5% 減少至不足 0.3%。
? 連續(xù)對英國一家醫(yī)院的 100 名重癥監(jiān)護(hù)病房患者進(jìn)行血樣檢測，然后對通過手寫和打印得到的實(shí)驗(yàn)室結(jié)果進(jìn)行了比較。在 4664 個(gè)單值中，67.6% 完整并且準(zhǔn)確，23.6% 根本未抄錄，而 8.8% 則是不準(zhǔn)確的抄錄結(jié)果。有趣的是，此項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，早上的工作準(zhǔn)確度zui高 [ 參比 8]。

*項(xiàng)研究顯示，過程自動(dòng)化的總體影響是使 LIMS 的錯(cuò)誤輸入減小 10 倍。第二項(xiàng)顯示，當(dāng)工作人員面臨壓力時(shí)，例如在重癥監(jiān)護(hù)室，誤差率會增加。因此，在使用手動(dòng)過程的實(shí)驗(yàn)室需要認(rèn)真進(jìn)行檢查，以確保盡可能多地找出錯(cuò)誤并加以糾正。

按照上述原理，儀器控制軟件 LabX 可用于前述的自動(dòng)化稱量過程，從而避免許多數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤。

電子過程驗(yàn)證

必須對 GxP 監(jiān)管實(shí)驗(yàn)室所用的軟件根據(jù)其用途進(jìn)行驗(yàn)證。為提供幫助，推出了一系列指導(dǎo)性文件，例如良好自動(dòng)化制造規(guī)范 (GAMP) 第 5 版指南 [參比 5] 和題目為“ 合規(guī)實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用的基于風(fēng)險(xiǎn)的方法" 的 GAMP 良好實(shí)踐指南 [ 參比 6]。然而，在監(jiān)管實(shí)驗(yàn)室通常讓人擔(dān)心的是計(jì)算機(jī)驗(yàn)證過程會是緩慢、費(fèi)力、繁瑣的紙質(zhì)處理過程。
如果采用基于風(fēng)險(xiǎn)的方法進(jìn)行驗(yàn)證，則不會出現(xiàn)這些擔(dān)心。LabX 驗(yàn)證可將更簡單的生命周期用于可配置的軟件，而大多數(shù)測試過程需集中于配置過的過程而非基本應(yīng)用。如果事實(shí)真如此，則需要將軟件驗(yàn)證工作與整個(gè)實(shí)驗(yàn)室使用軟件每日可節(jié)省的成本起來。這里遵循的原理是“一次驗(yàn)證，多次使用"。
此外，應(yīng)當(dāng)將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)驗(yàn)證作為一種優(yōu)勢而非成本。使用經(jīng)過驗(yàn)證的電子過程節(jié)省的時(shí)間遠(yuǎn)超出驗(yàn)證應(yīng)用程序的一次性成本。因此，所節(jié)省的時(shí)間可使操作人員將注意力集中在實(shí)驗(yàn)室更的工作上。
驗(yàn)證整個(gè) LabX 所用的時(shí)間估計(jì)為 20-40 天。不過，這一時(shí)間包含整個(gè)系統(tǒng)配置用于不同儀器的其他過程和其他天平操作。我們來假設(shè) LabX 只用于稱量參比物質(zhì)和制備過程 3 中列舉的溶液。即使是用 40 天時(shí)間完成單個(gè)過程驗(yàn)證的zui糟糕情況，這也等于 0.18 FTE。如表 2 所計(jì)算，使用電子過程節(jié)省的時(shí)間為 0.27FTE。這意味著在*年，實(shí)驗(yàn)室即可節(jié)省至少 0.09 FTE，以后則為每年 0.27 FTE。如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)驗(yàn)證更為快速且耗時(shí)更短，則會獲得更多的節(jié)省。
如上所述，這是家小型實(shí)驗(yàn)室；對于較大的實(shí)驗(yàn)室，相同的驗(yàn)證成本會實(shí)現(xiàn)更大的節(jié)約。

帶有射頻識別功能的分析天平
為了幫助實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)效率并避免誤差，超越系列分析天平可在天平側(cè)安裝 RFID 閱讀器。這有助于自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)并提率。我們看一下該組合的兩個(gè)應(yīng)用：移液器校準(zhǔn)和滴定。

用 RFID 進(jìn)行移液器校準(zhǔn)
監(jiān)管實(shí)驗(yàn)室在每個(gè)月的zui后一個(gè)周五進(jìn)行移液器校準(zhǔn)！負(fù)責(zé)移液器校準(zhǔn)的操作人員需停止正常工作開始進(jìn)行移液器校準(zhǔn)檢查。通常情況下，此過程會涉及在移液器操作范圍內(nèi)對多個(gè)等量分液進(jìn)行稱量，例如通過6-10 次 20μL 和 200μL（zui大和zui小操作范圍）或者 20 μL、100 μL 和 200 μL 重復(fù)測量對一支 200μL 移液器進(jìn)行檢查，具體取決于特定實(shí)驗(yàn)室的過程。對每個(gè)量程質(zhì)量的平均值和 RSD 進(jìn)行計(jì)算并與單個(gè)移液器規(guī)格進(jìn)行比較，以確定其是否合格。打印輸出和計(jì)算結(jié)果將寫入操作人員的實(shí)驗(yàn)室筆記本中，天平的打印輸出貼到記事本上；然后，由第二人進(jìn)行檢查和批準(zhǔn)。

此手動(dòng)過程相對緩慢，需要使用經(jīng)過驗(yàn)證的電子表格通過手動(dòng)輸入單個(gè)稱量值或使用計(jì)算器獲取計(jì)算結(jié)果。
需要由第二個(gè)人檢查輸入值是否存在抄錄或計(jì)算誤差，從而進(jìn)一步減緩過程。
我們?nèi)绾螏椭鷮?shí)現(xiàn)該過程的自動(dòng)化同時(shí)減少誤差？
回答分為兩個(gè)部分。
1. 每支移液器必須由 RFID 芯片單獨(dú)識別。通過購買包含內(nèi)置 RFID 芯片的新移液器、或者為現(xiàn)有移液器配備可傳輸*特性和其他信息的 RFID 芯片，即可實(shí)現(xiàn)這一功能。在天平上使用 RFID 閱讀器可將該信息從移液器傳輸至天平，以便將特性與校準(zhǔn)讀數(shù)連接。這可避免潛在的誤差源并對所校準(zhǔn)的所有移液器進(jìn)行輕松、明確的識別。
2. 超越系列分析天平的移液器檢查應(yīng)用稱作 QuickCheck。移液器特性、序列號、校準(zhǔn)范圍、允差和到期日輸入天平存儲器；當(dāng)檢查到期時(shí)，可提示用戶進(jìn)行校準(zhǔn)。

RFID 和滴定
RFID 技術(shù)幫助減少誤差的第二個(gè)方面是滴定。滴定用燒杯的瓶底內(nèi)置 RFID 芯片，該芯片可輕松地識別樣品并在分析天平和滴定儀之間傳輸數(shù)據(jù)。例如，樣品信息和質(zhì)量通過 RFID 芯片從天平傳輸并導(dǎo)入滴定儀，結(jié)合至分析記錄和計(jì)算值中，形成報(bào)告結(jié)果。該過程可保存天平稱重的手動(dòng)記錄，因?yàn)閿?shù)據(jù)記錄在燒杯的RFID 芯片中。
以這種方式使用 RFID 芯片可實(shí)現(xiàn)濕化學(xué)分析，通?；疽揽渴謩?dòng)完成。這不僅減少誤差，而且改進(jìn)數(shù)據(jù)質(zhì)量和效率。

結(jié)論
本白皮書主要闡述使用分析天平時(shí)如何減少誤差、提高數(shù)據(jù)完整性和質(zhì)量以及實(shí)驗(yàn)室的工作效率。從純粹手動(dòng)過程開始，我們便發(fā)現(xiàn)了可能出現(xiàn)的問題和由于缺乏書面憑證而導(dǎo)致的可追溯性問題。通過添加打印機(jī)可減少誤差，提高數(shù)據(jù)完整性和合規(guī)性，并使實(shí)驗(yàn)室的效率得到部分改進(jìn)。要zui大限度地提高生產(chǎn)率并獲得*的數(shù)據(jù)完整性，建議采用具有在線數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和電子簽名審批功能的電子過程。
全新超越系列分析天平利用無線射頻識別 (RFID) 技術(shù)也可改進(jìn)數(shù)據(jù)的可追溯性和完整性，并提高移液器校準(zhǔn)和滴定分析的生產(chǎn)率。

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