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 -Bob Latimer (ボブ・ラティマ) /Bill Bars (ビル・バース)
ベックマン・コールター ライフサイエンス
Beckman Coulter Life Sciences
481 California Ave
Grants Pass, Oregon 97526
www.particle.com
800-866-7889
1-541-472-6500

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 cGMP ⼜は GMP といわれる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）の気中パーティクル濃度限界基準を満⾜させることに関連しています。

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(0.5μｍ/ft3)
100
1,000
10,000100,000

ISO 清浄度クラス
5678

0.5μｍ以上（粒⼦数/m3）

浮遊菌(CFU/m3)

3,520
35,200352,000
3,520,000

1710100

落下菌(CFU/4時間/直径90mm)13550

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。

-1-

上限粒⼦濃度（個/m3）
グレード

⾮作業中
0.5μｍ
3,520
3,520
352,000
3,520,000

ABCD

作業中
5μｍ
2029
2,900
29,0000.5μｍ
3,520352,000
3,520,000
規定せず

5μｍ
202,900
29,000
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。

パーティクルカウンターへ

過剰サンプル排気⼝

オリフィス（材質：サファイア）

過剰サンプル排気⼝

⾼圧サンプル IN

図1. ⾼圧ディフューザーの等速サンプリング⼝と図2. ⾼圧ディフューザーが MET ONE 3400 シリーズの排気流路の断⾯図

パーティクルカウンターとガスラインに接続された様⼦

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。

-2-

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 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。

図3. MET ONE 3400 のユーザーインターフェース上にあるシンプルなドロップダウンリストを使⽤して、モニターするガスを選択する画⾯

ガスのサンプリング⼿順
１． MET ONE 3400 パーティクルカウンターの電源を⼊れます。
２． 必要なサンプル数と粒⼦径を⼊⼒します。
３． 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。
４． 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。）

-3-

352

図5. ISO 14644 の限界許容値に従いアラーム

図4. サンプリングのパラメーター設定画⾯

設定するための画⾯

５． 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。
６． 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。
７． 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。
８． 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。
９． 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。
１０．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。
１１．MET ONE 3400 の「測定開始」 ボタンを押して、サンプリングを開始します。

１２．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。

-4-

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。

図 6. 窒素ガス測定時の印字データ（3 回のサンプル測定データと 1 つの平均値のデータ）
PDF 及び Excel での出⼒もまた MET ONE 3400 シリーズのポータブルパーティクルカウンターでは可能です。

-5-

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

内容

ガス校正オプション付き 製品番号
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-6-筆者
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 Instituteof 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。

Beckman Coulter Particle Counting and Characterization
481 California Ave
Grants Pass, OR 97526 USA
www.particle.com
Information 1‐800‐866‐7889
Email: bbars@beckman.com-7-