パーティクルカウンター資料集
高圧ガス配管内の清浄度測定
- MET ONE 3400ガス校正オプションで
ISO 14644の計測を簡単に -

著者:Bob Latimer(ボブ・ラティマー)/Bill Bars (ビル・バース)

はじめに

本稿は、クリーンルームのクラス規格であるISO14644-1の清浄度限界やFDA及びEUの各製造品質管理基準に定める内容に従って、クリーンルーム内で高圧ガステストを行うためのガイドラインを提供するものです。特に、このアプリケーションペーパーの内容は、製品が大気環境にさらされるようなクラス100(ISO クラス5)の空気清浄度を満足させることに関連しています。

バイオ医薬品業界では、日常的に高圧ガスを製造過程で利用しています。特に決められた規格が無い中で、最良の実践モデル又はガイドラインが強化され続けているのは、FDAのような査察機関が医薬品との接触がある高圧ガスの品質に関心を寄せているからです。バイオ医薬品メーカーは、高圧ガスの日常的なモニタリングに対して幾つものアプローチを試みていますが、殆どはISO14644-1のクリーンルームクラス規格をベースにした空気清浄度によるリスク評価基準を採用しています。

FDAの製造品質管理基準(cGMP)を業界へ

FDAガイダンスの中でのパーティクル濃度限界の範囲は、大気環境の制限だけにとどまりません。空気、窒素、そして二酸化炭素のような高圧ガスはクリーンルーム内で日常的に使用されており、それらは頻繁にパージされているか、又は覆われた状態で使用されます。これらの高圧ガスは、「ガスが導入される環境内の大気と同等、又はより良い純度」であるべきとFDAのガイダンスは示しています。cGMPのセクションIVは、建物や施設について、バイオ医薬品の無菌製造区域のために適切なエアー品質管理が必要であると述べています1
そうしたエリアは、微生物を呼び込むバイオコンタミのリスクが存在することに加え、パーティクルが外来性の汚染物質として製品内に混入してしまう恐れがあるため、注意が必要とされています。

Clean Area
Classification
(0.5 μm/ft3)
ISO 清浄度クラス 0.5 μm以上
(粒子数/m3
浮遊菌
(CFU/m3)
落下菌
(CFU/4時間/直径90 mm)
100 5 3,520 1 1
1,000 6 35,200 7 3
10,000 7 352,000 10 5
100,000 8 3,520,000 100 50

表1 - FDAガイダンスの中で定義されている粒子数の限界許容値(Particle limits)、cGMP 2004

EU GMPの付録1はFDAガイダンスと比較すると詳細ではありません。無菌状態で作業が行われるクリーンエリア内へ持ち込む必要があるマテリアルについてカバーしているセクション81では、不燃性ガスは微生物の捕捉フィルターを通さなければならないと示しています2。また、セクション60ではガスフィルター(他の重要なシステムや構成部品がある中で)はバリデーションや計画的な維持管理の対象にし、一旦これらに出した機器は、再度使用の為に返却される際に承認を得るべきであるとしています。無菌的に調製された薬液の取扱いや充てんについて述べているEU GMPのセクション33は、そうした活動はグレードBのバックグラウンドを持ったグレードA環境で行わなければならないと明確に述べています。

グレード 上限粒子濃度(個/m3
非作業中 作業中
0.5 μm 5 μm 0.5 μm 5 μm
A 3,520 20 3,520 20
B 3,520 29 352,000 2,900
C 352,000 2,900 3,520,000 29,000
D 3,520,000 29,000 規定せず 規定せず

表2 - EUのガイドラインで定義された粒子数の限界許容値(Particle limits)、付属書 1 2008

高圧ディフューザー (HPD : The High Pressure Diffuser)

高圧ガス内のパーティクル濃度は、一般的にクリーンルーム内での環境モニタリングに日常的に使用されている従来型の気中パーティクルカウンターを使って計測されます。しかしながら、そうした計器と高圧ガスラインとを直接接続することはほぼ不可能です。高圧ディフューザー(HPD)は、ガスを一般大気圧まで減圧することができ、気中パーティクルカウンターの規定の流量で吸引することを可能にし、また同時にガスサンプルへの粒子混入を抑えます。減圧の必要性に加え、HPDは装置出力まで等速流量を維持し、ガス内に浮遊している何らかのパーティクルのサイズ分布にばらつきが無いようにします。

高圧ディフューザー

手順

高圧ガスラインでサンプリングをするには、HPDをガスタンクの接続部分とパーティクルカウンターのインレット部分との間に設置します。HPDの存在により、高圧サンプリングガスの流路から過剰ガスを逃がすことでライン内の圧力を落とし、それによりパーティクルカウンターのセンサーに圧力が過剰にかかることを防ぎます。過剰ガスはHPDチャンバー内のポートを通し、直接そのまま外に出されるかチューブを通じて別の場所に放出されます。

また、HPDが指定された動作範囲内でガスが提供されることが重要です。HPDを限界値よりも低い圧力で使用した場合にエアーが排気ポートからエアーを引っ張り込んでしまい、ガスサンプルをコンタミさせてしまう結果に繋がるのに対し、高すぎる圧力で使用すると、不正確な粒子カウントに繋がります。

高圧ガスの粒子カウントアプリケーションに対する二つ目の要件は、パーティクルカウンターのサンプル流量コントロールシステムが選択されたガス比重を補うために調整する必要性があることです。本当の質量流量でサンプリングすることは、ISO 14644に基づき、そしてまたISO21501-4の校正規格に従って正確な容積測定のサンプリングを達成する為にエアーパーティクルカウンターにとって必要なことです。MET ONEの3400シリーズは、この不可欠な調整をオペレーターのために非常に簡単にし、かつ直感的な操作を可能にしています。

MET ONE 3400シリーズのガス選択オプション

このモデルでのガスオプションは、適切なHPDと一緒に使用されることによって、ガスのモニタリングを単純化出来ます。ユーザーは、シンプルに必要なガスの種類をMET ONE 3400に表示されるプルダウンリストから選択すればよいだけです。サンプリングされる必要のあるガスが正しく選択されることで、ポンプのコントロールシステムは自動調整され、選択されたガスに合わせて1 CFMの流量が確実に維持されます。

MET ONE 3400シリーズのガス選択オプション

ガスのサンプリング手順

  • MET ONE 3400パーティクルカウンターの電源を入れます。
  • 必要なサンプル数と粒子径を入力します。
  • カウントモードから[カウント/立方メートル]にセットします。
  • 濃度異常アラームを[グレードA]又は[ISOクラス 5]の何れかで設定します。
    (0.5umの立方メートル毎の限界値はグレードAと、特に5.0umの限界値にとって理想的です。)
    設定画面
  • HPDの排出口にチューブを取り付けて、周囲の環境にとってコンタミを最小限にします。
  • サンプルポイントのガス圧は、校正済の圧力センサーを使用してHDPメーカーのスペック(ユーザーマニュアルに記述)範囲内であるかを確認します。
  • サンプルポイントで完全にオープンにして、HPDを約30秒パージさせます。
  • HPDをMET ONE 3400のサンプルノズルに付属のチューブを使用して接続させます。
  • このHPDを通してガスをMET ONE 3400パーティクルカウンター内に取り込みます。
  • アッセンブリの全体をパージするために、このシステムを1分間稼働させます。
  • MET ONE 3400の「測定開始 測定開始ボタン 」 ボタンを押して、サンプリングを開始します。
  • サンプリングレシピが完了したら、高圧ガスタンクのバルブを閉めます。

測定結果レポート

パーティクルの結果はサンプル測定回数の平均でレポート出力されることが一般的です。下記に示したMET ONE 3400シリーズを使用し、圧縮窒素ラインでデモを行った際のパーティクル測定例は、これまでのように結果を印刷し保管する方法をPDF(オプション)とExcelへの互換性のあるファイルでサポートしたものになります。

測定結果レポート

ガスサンプリングのためのパーティクルカウンター選定

MET ONE 3400シリーズを使えば、高圧ガスラインのパーティクルテストを行うことはとても簡単です。3400シリーズ(3413/3415のみ対応)のパーティクルカウンターご購入時にガス校正を一緒にオーダーすることも1つの型番で可能です。
ガス校正オプションには、窒素(N2)、二酸化炭素(CO2)、そしてアルゴン(Ar)を選択していただけます。

MET ONE 3400シリーズ
ガス校正オプション付き 製品番号
内容
2088900-06 3413 0.3 micron, 1 CFM
2088900-08 3415 0.5 micron, 1 CFM

また、MET ONE 3400パーティクルカウンターに加え、高圧ディフューザーが必要になります。

高圧ディフューザー 製品番号 内容
2080732-13 1 CFM HPD 3/8” Barb

既にMET ONE 3400シリーズ(3413/3415)のパーティクルカウンターをお持ちで、ガス校正の追加をご希望の場合には、サービスオプションとして、以下をご注文いただけます。

ガス校正オプション 製品番号 内容
CAL_GAS_3400 Gas calibrations for 3400 series particle counters

おわりに

MET ONE 3400シリーズにガス校正オプションを付け、MET ONE 3400用高圧ディフューザーと接続させて使用することで、ISO 14644-1に従った高圧クリーンガス(高純度の高圧ガス)テストを容易にし、潜在的な流量によるサンリングエラーを取り除くことが可能です。そうすることで、ISO 21501-1校正規格への準拠を確実にします。

リファレンス

  1. Guidance for Industry. Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing - Current Good Manufacturing Practice. Food and Drug Administration, 2004.
  2. EU Good Manufacturing Practice, Annex 1: Manufacture of Sterile Medicinal Products

筆者紹介

Bill F. Bars(ビル・バース)は、米国オレゴン州グランツパスのベックマン・コールター ライフサイエンス部門において、アプリケーションを担当している科学者です。MET ONEやHIACブランドで知られるベックマン・コールター社のパーティクルカウンターのために、これまで多くの校正手順やそのためのツールを製造及び開発しました。電子工学の学位をDeVry Institute of Technologyで取得し、ベックマン・コールターにおいて18年間勤務しています。

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