验证恒温箱中的二氧化碳：我们需要绘制分布图吗？

在 GMP 验证的世界中，一个问题一再出现：我们是否应该像绘制温度分布图一样绘制恒温箱中的二氧化碳浓度分布图？在最近的二氧化碳恒温箱：精确控制和可靠监测网络研讨会上，我们再一次被问及这个问题。

为什么温度分布图有所不同

温度分布图是 GMP 中常见的要求。我们通过测量气温来间接反映产品温度。由于产品不会立即与周围空气中的变化达到平衡，因此绘制分布图有助于证明其均匀性和稳定性。相对湿度也因温度而异，因此绘制分布图也很重要。

但二氧化碳气体的行为有所不同。

二氧化碳分布的物理学

与温度和相对湿度不同，气体平衡得非常快。除非探头直接位于气体入口前方，否则腔室中的二氧化碳几乎会立即扩散。现代恒温箱通常使用风扇来保持温度均匀性，这也加速了二氧化碳的混合。

我从事 GMP 验证和环境监测工作已有二十多年。在这段时间里，我经常用这个比喻来解释二氧化碳的平衡：它类似于水箱中的水。您不需要验证水面是否水平；由于重力作用，水面本质上就是水平的。同样，由于气体的固有行为，二氧化碳浓度在几秒钟内就会在整个恒温箱中稳定下来。

与我合作过的一些客户提出了一个重要观点：尽管恒温箱制造商声称具有“快速扩散"和“均匀的二氧化碳分布"，但在 GMP 环境中，仅凭供应商的声明是不够的，即使这些声明是真实的。验证团队必须提供书面证据，证明恒温箱适用于其预定用途。

缓冲效应

即使打开门，二氧化碳浓度从典型的 5% 目标下降到环境浓度 (~0.04%)，培养皿和烧瓶内的液体培养基也可起到缓冲作用。溶解的二氧化碳不会立即逸出。这种缓冲作用有助于在短暂开门时保护细胞培养物，就像打开冰箱门时冷冻产品不会立即在冰箱中解冻一样。在验证中，这意味着开门后的恢复率可能是一个比在腔室内多个点绘制二氧化碳分布图更有意义的参数。 

审核人员期望什么结果？

挑战就在这里：没有正式的监管指导要求绘制恒温箱中的二氧化碳分布图。USP、WHO 和 ISPE 提供了温度分布图方面的指导，但没有提供二氧化碳分布图方面的指导。

但这并不意味着审核人员不会提出问题。我们从经验中得知，监管机构可能会要求提供书面证据，证明恒温箱“处于受控状态"且“符合预期用途"。但是，通常不会要求提供二氧化碳分布图。相反，我们的注意力最好集中在证明恒温箱能够按预期工作，而不是仅仅依赖于供应商的设计声明。

我的观点相当务实：

•   监测和控制二氧化碳至关重要。

•   分布图不太可能揭示有意义的变化趋势。

•   二氧化碳恢复率和稳定性的证据可能比分布图研究更有说服力。

验证团队的关键要点

•   二氧化碳快速平衡：与温度不同，分布图通常不会显示变化趋势。

•   缓冲作用保护培养物：液体培养基中溶解的二氧化碳可在短暂开门时增加稳定性。

•   关注恢复率：验证应强调二氧化碳浓度水平在干扰后恢复到设置点的速度。

•   文档控制：即使没有分布图，验证数据也应证明受控状态和适用性。

•   准备好回答审核人员的问题：声明必须经过内部验证，而不仅仅是依赖制造商手册。

结论

虽然绘制恒温箱中的二氧化碳分布图可能并非必要，也可能并无科学意义，但对二氧化碳控制的验证绝对是必须的。通过关注恢复率、稳定性和监测记录，验证团队可以满足监管期望，同时尊重二氧化碳行为的独特物理特性。 

我曾经对一位客户说过这样一段俏皮话：“您可以成为第一个绘制二氧化碳分布图的人，并证明它没有任何作用。或者您可能为 GxP 开启一项全新业务。"无论如何，对于任何在 GMP 下使用细胞恒温箱的实验室来说，这个对话都很重要。