Qualification des instruments de laboratoire
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Qualification des instruments de laboratoire
Journées Qualité et Chimie 2010 14 octobre 2010
Autrans
Marie-Dominique Blanchin
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Introduction
Pourquoi faut-il vérifier régulièrement le matériel de laboratoire ?
Garantir la fiabilité des résultats (répondre aux exigences métrologiques)
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Introduction : exigences réglementaires
ISO 9001:2008 - Systèmes de management de la qualité
ISO/IEC 17025:2005 - Laboratoires d'étalonnages et d'essais
ISO 15189 : 2007- Biologie médicale BPF ligne directrice 13 - Pharmacie
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Introduction : instances
FDA AFFSAPS
ICH
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ISO 9001, section 7.6: Maîtrise des dispositifs de laboratoire .
"Les équipements de mesure doivent être étalonnés ou vérifiés à intervalles spécifiés par rapport à des étalons internationaux…, réglés…, identifiés…, protégés contre des réglages susceptibles d'invalider les résultats de mesure, protégés contre tout dommage…"
Introduction : que disent les textes ?
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ISO 17025 : Extraits sur les équipements de laboratoire .
« personnel autorisé , identification , numéro de série , fabricant , vérification de conformité , instructions du fabricant , plan de maintenance , dates et copies des rapports , étalonnage , ajustages , critères d’ acceptation , certificats d'étalonnage"
Introduction : que disent les textes ?
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ISO 15189
BFP ligne13 qualification et validation " Le matériel de mesure , de pesée, d'enregistrement,
de contrôle doit être étalonné et vérifié à intervalles définis et par des méthodes appropriées. Les comptes rendus de ces contrôles doivent être conservés"
Planification, documentation, qualification.
Introduction : que disent les textes ?
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Introduction : que disent les textes ?
AFFSAPS "Etablissement de la preuve, en conformité avec les principes des bonnes pratiques de fabrication, que la mise en œuvre ou l'utilisation de tout processus, procédure, matériel, matière première, article de conditionnement ou produit, activité ou système, permet réellement d'atteindre les résultats escomptés"
FDA "la validation établit la preuve documentée avec un haut degré d'assurance qu'un procédé scientifique produira régulièrement les résultats escomptés en terme de qualité et de spécifications"
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Introduction Appareils
Qualifiés Qualification :" processus démontrant de façon tangible et
documentée qu'un équipement est capable de répondre aux exigences spécifiées" un appareil doit faire ce pourquoi il a été conçu.
Entretenus Étalonnés Vérifiés
Documents associés
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Etapes de la qualification
4 étapes
Avant l'achat : qualification de la conception (QC) Après l'achat : qualification à l'installation (QI) qualification opérationnelle (QO) qualification des performances (QP)
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Etapes de la qualification QC – Qualification de la Conception
Vérification documentée que les installations, systèmes et équipements conviennent aux usages auxquels ils seront destinés
Avant l'achat Fournisseur : conception Utilisateur : vérification Identifier les besoins, les spécifications, justifier
l'acquisition, établir le budget,…
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Etapes de la qualification QI – Qualification à l'Installation
Vérification documentée: s'assurer que les systèmes et équipements reçus, tels qu'ils ont été installés ou modifiés sont conformes à la conception et aux recommandations du fabricant
" adéquation entre ce qui doit être installé et les systèmes et équipements réellement livrés "
Sur équipements neufs, ou ayant subi des modifications Appareil conforme (commande, bon de livraison,
installé au bon endroit,…)
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Etapes de la qualification
QO – Qualification Opérationnelle
Vérification documentée : installations, systèmes et équipements fonctionnent comme prévu sur toute la gamme d'exploitation dans l'environnement
appareil fonctionne comme prévu selon les
spécifications définies soit test modulaire soit test holistique
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Etapes de la qualification
QP – Qualification des Performances (1)
Vérification documentée que les installations, systèmes et équipements tels qu'ils sont installés sont en mesure de fonctionner de manière efficace et reproductible dans des conditions réelles d'analyse, de production,…
Vérification des performances du système complet
"Confirmation que l'appareillage continue régulièrement à fonctionner comme prévu"
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Etapes de la qualification
QP – Qualification des Performances (2)
Tests basés sur des applications types de l'appareil Souvent semblables à la QO; spécifications différentes À intervalles réguliers Après réparation, déplacement, ou longue période de
temps sans utilisation Réalisés de façon classique ou automatique : logiciel
intégré QP : partiellement couverte par tests de conformité
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Démarche pour établir des tests QO/QP
Etudier l'appareillage : modules , fonctionnement, spécifications
Consulter la documentation Définir l'usage de l'appareil Définir les caractéristiques à évaluer Définir les paramètres à enregistrer Étudier les facteurs d'influence
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Démarche pour établir des tests QO/QP
Rédiger une procédure détaillée du test Établir des spécifications Exécuter les tests personnel qualifié Analyser les résultats Rédiger un rapport
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Qualification pendant toute la vie d'un instrument
Fréquence des vérifications Suivant appareillage, Suivant application, Suivant utilisation.
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Clairement identifié Utilisé pour ce dont il est fait Instructions d'utilisation Maintenance (rapports) Tracabilité du matériel (certificats d'étalonnage) Protocoles de vérification Rapports de vérification Planning de vérification
En vue d'une amélioration (audit ?)
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Exemples Balances Pipettes automatiques Thermomètres Hygromètres Enceintes climatiques Spectrophotomètres pH-mètres Chromatographes en phase liquide
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Balances Pipettes automatiques Thermomètres Hygromètres Enceintes climatiques pHmètres Spectrophotomètres Chromatographes en phase liquide
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Balances
Définitions classe : classe d'instruments de mesure échelon réel : valeur exprimée en unités de masse de
la différence entre deux indications successives échelon de vérification : valeur exprimée en unités
de masse pour la classification et la vérification d'un instrument
poids : masse marquée légale poids étalon : poids servant à la vérification
d'instruments de mesure, entre 1 mg et 50 kg
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Balances
Vérification Opérations préliminaires Fidélité
6 pesées successives 2 poids différents (max/2 et max)
Erreur = écart entre le plus petit et le plus grand résultat < emt
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Balances
Justesse Pesées en charges croissantes et décroissantes 5 poids max, max3/4, max/2, max/4, min Erreur = valeur lue – valeur vraie < emt
Charges excentrées Max/3 Erreur = valeur lue – valeur vraie < emt
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Balances Pipettes automatiques Thermomètres Hygromètres Enceintes climatiques pH-mètres Spectrophotomètres Chromatographes en phase liquide
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Pipettes automatiques
Caractéristiques Volume délivré par la pipette Volume vérifié par méthode gravimétrique
Définitions Volume nominal Volumes contrôlés
Volume nominal pour pipettes à volume fixe Volumes mini, intermédiaire, maxi pour pipettes à volume
variable
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Pipettes automatiques
Equipement Balance, thermomètre, récipient de pesée, eau, cône
Mesures Dix mesures par volume
Perte par évaporation
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Pipettes automatiques
Exploitation des résultats Volume moyen = (masse moyenne + évaporation
moyenne)* Z Z =[1/(ρ eau. ρ air)]*[1- (ρair/ρeau)]
Justesse volume moyen - volume nominal, µl
Répétabilté CV % = (écart-type/volume moyen)*100
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Balances Pipettes automatiques Thermomètres Hygromètres Enceintes climatiques pH-mètres Spectrophotomètres Chromatographes en phase liquide
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Thermomètres
Caractéristique Température
Critères Homogénéité Stabilité
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Thermomètres Comparaison des écarts entre indications de l'instrument à
vérifier et celles de l'instrument étalon 4 relevés pour 3 températures minimum plage utilisation
Mini Maxi 0°C
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Balances Pipettes automatiques Thermomètres Hygromètres Enceintes climatiques pH-mètres Spectrophotomètres Chromatographes en phase liquide
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Hygromètres
Caractéristique Humidité relative
Critères Homogénéité Stabilité
Comparaison des écarts entre indications de l'instrument à vérifier et celles de l'instrument étalon Séries de 10 relevés pour 3 HR EMT
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Balances Pipettes automatiques Thermomètres Hygromètres Enceintes climatiques pH-mètres Spectrophotomètres Chromatographes en phase liquide
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Enceintes climatiques
Caractéristiques Température thermomètres Humidité hygromètres
Critères Homogénéité Stabilité Justesse : écart indication
Points de vérification Utilisation spécifique valeur de consigne Conditions variables 3 points (mini, maxi et valeur médiane) En présence de spécimens
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Enceintes climatiques
1 2 5 6
3 7
4 8
9
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Balances Pipettes automatiques Thermomètres Hygromètres Enceintes climatiques pH-mètres Spectrophotomètres Chromatographes en phase liquide
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pH-mètres Équation de Nernst E = E0 + 2,303 RT/nF log aH+
Pente = 59,16 mV/unité pH (25°C)
Effet de la température sur le réponse de l'électrode
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pH-mètres
Vérification Avec tampons "traçables" (±0,01 unité pH) Étalonner avec pH 7, ajuster le potentiel à 0 Noter les potentiels donnés par 4 tampons entre pH 2
et 10 Tracer la courbe potentiel = f(pH) Calculer la pente Critères d'acceptation : pente 95-105% de la valeur
théorique (59,16 mV/unité pH 25°C)
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Balances Pipettes automatiques Thermomètres Hygromètres Enceintes climatiques pH-mètres Spectrophotomètres Chromatographes en phase liquide
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Spectrophotomètres UV-visible
Contrôle des longueurs d'onde Contrôle des absorbances Contrôle de la lumière parasite Contrôle de la résolution Bruit Dérive
Tests PE 6
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Spectrophotomètres UV-visible Contrôle des longueurs d'onde
Perchlorure d'holmium Dichromate de potassium
Solution contrôle de l'absorbance λ max : 235, 257, 313, 350 et 430 nm
Contrôle des absorbances Dichromate de potassium (solution 60mg/l dans H2SO4
0,005M) à 4 λ
A = A(1%,1cm) * C * l ou ε*C*l
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Spectrophotomètres UV-visible Contrôle de la lumière parasite
KCl Absorbance > 2
Contrôle de la résolution Toluène 0,02% hexane R = A269 nm / A266 nm
Bruit et dérive Enregistrement pendant une heure Bruit en UA, Dérive en UA/heure Spécifications (constructeur ou interne)
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Spectrophotomètres UV-visible
5 25 20 15 10
minutes
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Qualification des instruments de mesure
Balances Pipettes automatiques Thermomètres Hygromètres Enceintes climatiques pH-mètres Spectrophotomètres Chromatographes en phase liquide
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Chromatographes CLHP
Tests proposés Pompe Injecteur Enceinte thermostatée Détecteur
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Chromatographes CLHP
Matériel et conditions opératoires Chronomètres, sondes de températures Verrerie Colonne silice greffée C18 "courte" réservée à cet
usage Phase mobile : méthanol – eau (60-40) Solution test : caféine ou parahydroxybenzoate de
méthyle
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Chromatographes CLHP : détecteurs
Détecteur UV Exactitude des longueurs d'onde
Spectre d'un solution étalon (barrette de diodes) ou réponse d'un solution test à des λ encadrant la λ maximale de l'analyte
Perchlorate d'erbium ou caféine Comparaison du spectre avec celui obtenu avec un
spectrophotomètre Critère d'acceptation : ± 2 nm
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Chromatographes CLHP : détecteurs Détecteur UV
Exactitude des longueurs d'onde Spectre d'un solution
étalon (barrette de diodes) ou réponse d'un solution test à des λ encadrant la λ maximale de l'analyte
Perchlorate d'erbium ou caféine
Critère d'acceptation : ± 2 nm
caféine
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Chromatographes CLHP : détecteurs
Détecteur UV Linéarité des absorbances
5 solutions tests de concentration différentes Courbe réponse = f(concentration), r2 ≥ 0,99 ou facteur réponse moyen + 2 % ≤ facteur de
réponse ≤ facteur de réponse moyen – 2%
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Chromatographes CLHP : détecteurs
Détecteur UV Bruit et dérive
Enregistrement pendant une heure Bruit en UA Dérive en UA/heure Spécifications (constructeur ou interne)
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Chromatographes CLHP : détecteurs
Détecteur Fluo
Exactitude des longueurs d'onde Test Raman excitation (350 nm) et émission (397
nm) Anthracène excitation (249 nm) et émission (402
nm) Linéarité des absorbances (conditions bien définies) Bruit et dérive
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Chromatographes CLHP : pompes
Débit Exactitude : 2 mesures de volumes à 2 ou 3 débits
sur chaque vanne; tolérance ± 5% Régularité : six injections, CV% sur Tr ≤ 1%
Test de fonctionnement des électrovannes Identification des voies Exactitude du test de proportionnalité Linéarité du gradient
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Chromatographes CLHP : pompes Pompe 2 voies
A : solvant B : solvant + chromophore
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Chromatographes CLHP : pompes
Pompe 4 voies
test en les faisant fonctionner par paire: - A/B 50/50 pour le 0 - C/D 50/50 pour le 100 - A/C 90/10 - A/D 90/10 - B/C 90/10 - B/D 90/10
Chaque seuil doit être à 10% +/- 0.5% de la hauteur du 100%
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Chromatographes CLHP : pompes Volume de retard du gradient
Volume de phase mobile entre formation du gradient et arrivée de la PM dans la colonne
Acétone ou caféine
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Chromatographes CLHP : injecteurs
Répétabilité 6 injections même solution test CV % aires ≤ 2%
Effet mémoire Injection d'un blanc Critère d'acceptation ≤ 0,1%
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Chromatographes CLHP : injecteurs
Linéarité (pour les injecteurs boucle à volume variable) 5 volumes r2 ≥ 0,99 Facteur réponse moyen + 2 % ≤ facteur de réponse ≤
facteur de réponse moyen – 2% Thermostatisation
exactitude stabilité
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Chromatographes CLHP : fours
Exactitude Température affichée / température attendue Norme ± 2°C
Stabilité Relevés de température toutes les 5 min pendant 1h Étendue ≤ 0,5 °C
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Conclusion
Importance de la vérification des instruments de mesure et de la validation des méthodes d'analyses
Résultats fiables
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Bibliographie
Quelques documents à consulter C.C.CHAN, H. LAM, Y.C.LEE and X.M. ZHANG - Analytical
method validation and instrument performance verification, Ed J.Wiley&sons, 2004
EDQM Qualification of equipment, PA/PH/OMCL (07) 17 DEF, 2007
H. FABRE, M.D.BLANCHIN et C.PERRIN – Qualification de l'appareillage, Techniques de l'ingénieur, SL 290, 2008
Quelques normes ISO 8655 : 2003 diluteurs, dispenseurs, pipettes à piston FD X07-017-2 balances; FD X 07-028 et 029 thermométres, NF
X15- 117 et 120 hygromètres ISO 4787, 4791, ISO/TR 20461, NF B35-309 verrerie …….