Calibrazione di contatori di particelle per ambienti sterile secondo la norma ISO 21501, parte 4

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Stand di calibrazione per contatori di particelle secondo ISO 21501-4 (Foto: PMT Partikel-Messtechnik GmbH)

Distribuzione tipica dell'impulso di un contatore di particelle - acquisita tramite analizzatore di altezza degli impulsi

La misurazione delle particelle di contaminazione aerotrasportata è solidamente ancorata sia nelle norme ISO (ISO 14644) sia nelle linee guida farmaceutiche. La base metrologica di tutti gli standard per le camere bianche è l'impiego di conteggiatori di particelle a luce diffusa ottica (OPC). Da molti utenti ancora inosservati, negli ultimi anni si è affermato uno standard che definisce i parametri di prestazione dei conteggiatori di particelle e descrive la calibrazione di questo tipo di strumenti di misurazione.

Il presente articolo si occupa delle affermazioni chiave di questo standard, della ISO 17025 e della sua parte 4. In particolare, il contributo intende illustrare le definizioni di termini forse ancora poco familiari e i meccanismi di calibrazione di base.

Operazioni di calibrazione introduttive e fondamentali

Tutte le operazioni di calibrazione di un conteggiatore di particelle dovrebbero iniziare con la determinazione del tasso di conteggio zero. A tal fine, si inserisce un filtro "ideale" nel percorso di campionamento e si verifica se il dispositivo sotto test mostra valori di misurazione superiori a zero. Valori di misurazione significativi sono spesso un indicatore di contaminazioni nella cella di misura e potrebbero rappresentare un problema di base per le calibrazioni successive.

Inoltre, - prima di operare sulla fisica di misurazione del dispositivo - il flusso di campione attraverso il conteggiatore di particelle deve essere confrontato con il valore di un flussometro di riferimento. Le deviazioni dal valore di riferimento non devono superare ± 5%.

Prima panoramica sui contenuti principali della calibrazione ISO 21501

Come base di ogni calibrazione, ISO 21501-4 richiede la calibrazione delle dimensioni dei canali di particella (size calibration) con eventuale regolazione. Ciò include anche il controllo dell'errore di impostazione del canale corrispondente (size error).

La qualità con cui un conteggiatore di particelle rappresenta internamente una distribuzione predefinita di particelle di prova viene quantificata mediante la determinazione della risoluzione di dimensione (size resolution). Inoltre, si deve determinare l'efficienza di conteggio (counting efficiency) nei canali di particelle più piccoli.

Calibrazione e regolazione dei canali di particelle

La calibrazione dei canali di dimensione si basa sul fondamento storico dello standard ASTM F 328. Il concetto di base consiste nell'uso di particelle di lattice di latex monodisperse (PSL) con media nota e distribuzione nota. Queste particelle vengono immesse come standard, mentre vengono registrati simultaneamente i segnali di risposta del fotodiodo di rilevamento.

Un analizzatore di ampiezza di impulso (PHA) si occupa dell'analisi di questi segnali grezzi e registra la frequenza di eventi di conteggio in funzione dell'intensità del segnale (o della dimensione delle particelle). I circuiti di amplificazione del conteggiatore devono essere regolati in modo tale da ottenere una distribuzione PHA simmetrica. In questo modo, l'OPC è fondamentalmente tarato su un canale di dimensione delle particelle. Questa procedura deve essere eseguita per ogni canale del conteggiatore (vedi figura sulla distribuzione degli impulsi dei conteggiatori di particelle).

In prosecuzione del principio di base ASTM, le definizioni della ISO 21501 ora consentono di quantificare anche la qualità dell'impostazione del canale. A tal fine, vengono nuovamente immesse particelle PSL del procedimento di regolazione (dimensione xr). Con il PHA si determina ora il centro della distribuzione delle particelle xs.
L'errore di dimensione (size error) ε si calcola con la seguente espressione:

ε(%) = (Xs - Xr) / Xr × 100

ε deve soddisfare il criterio di accettazione di ± 10%.

Determinazione della risoluzione del canale

ISO 21501 solleva la domanda in che modo la configurazione apparente del conteggiatore di particelle possa alterare la distribuzione certificata dello standard di lattice di latex. A tal fine, si confronta la distribuzione standard ben documentata del standard di particelle σp (riferita allo standard con centro xs) con la distribuzione standard effettivamente registrata dal PHA.

La misura percentuale R f per l'ingrandimento della distribuzione delle particelle è detta risoluzione di dimensione (size resolution).

R dovrebbe essere al massimo del 15%.

Determinazione dell'efficienza di conteggio

Un'altra, imprescindibile parte di ogni calibrazione secondo ISO 21501 è la determinazione dell'efficienza di conteggio. In questo test, i due canali di particelle più piccoli vengono confrontati con i risultati di conteggio di un dispositivo di riferimento.

Il canale più grande dei due deve essere da 1,5 a 2 volte superiore rispetto al più piccolo. Naturalmente, il dispositivo di riferimento deve mostrare un'efficienza di conteggio prossima al 100% nei due canali di confronto.

I risultati di conteggio del dispositivo da calibrare C1 vengono confrontati con quelli del dispositivo di riferimento C0.

Il rapporto tra C1 e C0 determina quindi l'efficienza di conteggio η in un determinato canale

η (%) = (C1) / C0 × 100

η dovrebbe essere del 50% (± 20%) nel canale più piccolo e del 100% (± 10%) in quello più grande.