Qualification des instruments de laboratoire

Qualification des instruments de laboratoire

Journées Qualité et Chimie 2010 14 octobre 2010

Autrans

Marie-Dominique Blanchin

Journées Qualité et Chimie - Autrans 12-15 octobre 2010 Journées Qualité et Chimie - Autrans 12-15 octobre 2010 2

Introduction

Pourquoi faut-il vérifier régulièrement le matériel de laboratoire ?

Garantir la fiabilité des résultats (répondre aux exigences métrologiques)


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


Introduction : instances

FDA AFFSAPS

ICH


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 ?


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"



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.




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"


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


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)


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,…


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,…)



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



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"



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


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


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


Qualification pendant toute la vie d'un instrument

Fréquence des vérifications Suivant appareillage, Suivant application, Suivant utilisation.


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 ?)


Exemples Balances Pipettes automatiques Thermomètres Hygromètres Enceintes climatiques Spectrophotomètres pH-mètres Chromatographes en phase liquide


Qualification des instruments de mesure

Balances Pipettes automatiques Thermomètres Hygromètres Enceintes climatiques pHmètres Spectrophotomètres Chromatographes en phase liquide


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


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


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



Balances Pipettes automatiques Thermomètres Hygromètres Enceintes climatiques pH-mètres Spectrophotomètres Chromatographes en phase liquide


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



Equipement Balance, thermomètre, récipient de pesée, eau, cône

Mesures Dix mesures par volume

Perte par évaporation



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





Thermomètres

Caractéristique Température

Critères Homogénéité Stabilité


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





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





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


Enceintes climatiques

1 2 5 6

3 7

4 8

9





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


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)





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


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


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)


Spectrophotomètres UV-visible

5 25 20 15 10

minutes





Chromatographes CLHP

Tests proposés Pompe Injecteur Enceinte thermostatée Détecteur


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


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


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



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%



Détecteur UV Bruit et dérive

Enregistrement pendant une heure Bruit en UA Dérive en UA/heure Spécifications (constructeur ou interne)



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


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


Chromatographes CLHP : pompes Pompe 2 voies

A : solvant B : solvant + chromophore


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%


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


Chromatographes CLHP : injecteurs

Répétabilité 6 injections même solution test CV % aires ≤ 2%

Effet mémoire Injection d'un blanc Critère d'acceptation ≤ 0,1%


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


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


Conclusion

Importance de la vérification des instruments de mesure et de la validation des méthodes d'analyses

Résultats fiables


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 …….