Validierung in der Analytik

Der Praxisleitfaden zur manchmal ungeliebten aber notwendigen Validierung analytischer Methoden bietet auf weniger als 300 Seiten alles, was man wissen muss: Teil A beschreibt die theoretischen und konzeptionellen Grundlagen. Teil B erklärt die ISO-konforme Durchführung einer Validierung samt einer Diskussion der häufigsten Fehlerquellen. Ein umfangreicher Anhang enthält Zusatzinformationen, Übersichten und ein Glossar der wichtigsten Fachbegriffe. Nützliche Hilfen wie Rechenbeispiele, Praxistipps, Beschreibung häufiger Fehler sowie Checklisten sind durchgehend zu finden und erleichtern das Arbeiten mit dem Buch. Unverzichtbares Grundwissen für jeden Analytiker, der ein Analysenverfahren validieren muss. Aus Rezensionen der Vorauflage: "Besonders lehrreich für den Anfänger ist die Vielzahl von praktischen Beispielen" (Die Nahrung) "Bravo, endlich ist er da, der lang ersehnte Brückenschlag von einer überwiegend statistisch-mathematischen und damit nicht immer ganz praxisnahen Betrachtung des Themas hin zu zweckdienlichen und damit auch in der täglichen Routine eines analytischen Laboratoriums gut beschreitbaren Ansätzen!" (Deutsche Lebensmittel-Rundschau)

Table of Contents:
vorwort Zur Zweiten Auflage v Vorwort Zur Ersten Auflage vi 1 Grundsätze der Validierung in der Analytik und im Prüfwesen 1 Stavros Kromidas und Janusz S. Morkowski 1.1 Einführung 1 1.2 Definition, Erläuterung und Kommentierung von Begriffen der Qualitätssicherung 3 1.2.1 Validierung 4 1.2.2 Verifizierung 11 1.2.3 Qualifizierung bzw. Qualifikation 11 1.2.4 Charakterisierung 13 1.2.5 Messen, Prüfen, Justieren, Kalibrieren, Eichen 14 1.3 Grundvoraussetzungen für die Validierung einer analytischen Methode 15 1.4 Die Unsicherheit der Ergebnisse von Messungen, Prüfungen und Analysen 16 1.5 Methoden zur Charakterisierung von analytischen Methoden 18 1.5.1 Die Charakterisierungsmethoden 19 1.5.1.1 Erste Charakterisierungsmethode: systematische Beurteilung der Faktoren, die das analytische Ergebnis beeinflussen können 20 1.5.1.2 Zweite Charakterisierungsmethode: Kalibrierung mit Referenznormalen/Referenzmaterialien und gleichzeitige Untersuchung der Einflussgrößen 20 1.5.1.3 Dritte Charakterisierungsmethode: Vergleich der Ergebnisse, die mit einem weiteren Verfahren ermittelt wurden 21 1.5.1.4 Vierte Charakterisierungsmethode: Vergleichsmessungen zwischen Laboratorien (Laborvergleichsversuche, Ringversuche) 23 1.5.1.5 Fünfte Charakterisierungsmethode: Geordnete Schätzung der Ergebnisunsicherheit auf der Grundlage von Wissen und Erfahrung (Ein Schätzverfahren vom Typ B) 24 1.5.1.6 Kombination der fünf Charakterisierungsmethoden 28 1.5.1.7 Weitere Methoden vom Typ B 28 1.6 Charakterisierung (Qualifizierung) von Methoden als letzter Schritt einer Validierungsprozedur 29 1.7 Freigabe von Methoden, Dokumentation 30 1.8 Schlussbemerkungen 30 2 Vor Beginn der Validierungsarbeiten: Voraussetzungen, Dokumentation, Gerätequalifizierung 33 Stavros Kromidas 2.1 Voraussetzungen 33 2.2 Dokumentation 34 2.3 Gerätequalifizierung 36 2.3.1 Das „V“-Modell 39 2.3.2 Empfehlungen für die Praxis 41 3 Die Validierungsparameter einer analytischen Methode 43 Stavros Kromidas 4 Präzision 47 Stavros Kromidas 4.1 Definitionen und Erläuterungen 47 4.2 Präzisionsarten 50 4.2.1 Wiederholpräzision, Wiederholbarkeit (früher: Wiederholgenauigkeit) 50 4.2.2 Vergleichspräzision, Vergleichbarkeit (häufig auch: Reproduzierbarkeit, selten Übertragbarkeit) 50 4.2.3 Laborpräzision oder laborinterne Vergleichspräzision 50 4.2.4 Weitere Präzisionen 50 4.3 Mess- und Methodenpräzision 52 4.4 Rechenbeispiele 52 4.4.1 Vergleich von Mittelwerten und Variationskoeffizienten 52 4.4.2 Vergleich von Messwertreihen 54 4.4.3 Vergleich von Methoden, die aus stochastisch unabhängigen Schritten bestehen 56 4.5 Angaben zur Präzision und deren Deutungsmöglichkeiten 58 4.6 Umgang mit Zahlen und Möglichkeiten zu deren Beurteilung 60 4.6.1 Ausreißertests oder Verlässlichkeitstests 61 4.6.1.1 Dixon-Test 61 4.6.1.2 Grubbs-Test 63 4.6.1.3 Henning-Test 64 4.6.1.4 Mittelwertabweichung 64 4.6.2 Trendtest nach Neumann 64 4.6.3 Ermittlung der Wiederholgrenze 65 4.6.4 F- und Cochran-Test 66 4.6.4.1 F-Test, Test auf Varianzenhomogenität 66 4.6.4.2 Cochran-Test 67 4.6.5 Zusammenfassung der Tests und abschließendes Beispiel 68 4.7 Abschließende Fragen zur Präzision 71 4.7.1 Welche Präzision kann noch akzeptiert werden? 71 4.7.1.1 Messpräzision 72 4.7.1.2 Methodenpräzision 72 4.7.2 Wie kann ich die Präzision erhöhen? 74 4.7.2.1 Was sind die Vor- und Nachteile bei großer Präzision? 75 5 Richtigkeit 77 Stavros Kromidas 5.1 Definitionen und Erläuterungen 77 5.2 Prüfung auf Richtigkeit 78 5.2.1 Vergleich mit einem (oder mehreren) Referenz- oder Arbeitsstandard(s) 78 5.2.1.1 Vergleich einer Probe unbekannten Gehaltes mit einem Standard bekannten Gehaltes auf Richtigkeit 78 5.2.1.2 Vergleich mehrerer Proben (oft 6) unterschiedlichen Gehaltes, die idealerweise den erwarteten Arbeitsbereich abdecken, mit Referenzstandardproben bekannten Gehaltes 82 5.2.2 Vergleich mit einer unabhängigen, möglichst validierten Methode bekannter Richtigkeit 84 5.2.3 Wiederfindungsexperimente nach Zusatz bekannter Menge an Analyt (Referenzsubstanz!) 86 5.2.4 Elementbilanzierung 87 5.2.5 Indirekte Überprüfung über Massenbilanzen 87 5.2.6 Plausibilitätsbetrachtung 88 5.3 Messunsicherheit, Ergebnisunsicherheit und Vertrauensbereich 88 5.4 Zusammenfassung von Tests zum Vergleich und zur Beurteilung von Zahlen und Zahlenreihen 98 5.5 Wie soll ich nun die Richtigkeit überprüfen? 99 5.5.1 Einfacher Test zum Vergleich zweier Messwertreihen 101 6 Robustheit 103 Stavros Kromidas 6.1 Definition und Erläuterungen 103 6.2 Prüfung auf Robustheit 104 6.2.1 Methodenrobustheit, Robustheit I: frühes Stadium 105 6.2.2 Verfahrensstabilität 105 6.2.2.1 Stabilität von Lösungen 105 6.2.3 Anwendbarkeit, Robustheit II 107 6.3 Zeitlicher Ablauf der Robustheitstests 109 6.4 Kommentare, Hinweise 111 6.5 Robustheit in der HPLC 111 6.5.1 Vorgehen zur Überprüfung der Robustheit in der HPLC 115 7 Selektivität und Spezifität 119 Stavros Kromidas 7.1 Definitionen und Erläuterungen 119 7.2 Grundsätzliches zur Prüfung auf Selektivität 120 7.3 Prüfung auf Selektivität von bekannten Proben in der HPLC 121 7.4 Prüfung auf Selektivität in der HPLC bei Proben unbekannter Zusammensetzung 121 7.4.1 Systematische Variation der Methodenparameter 121 7.5 Überprüfung der Selektivität in der HPLC – Schnellmethoden 129 7.5.1 Peakbreite und Retentionszeit 129 7.5.2 Asymmetriefaktor und Peakhöhe 130 7.5.3 Asymmetriefaktor und Retentionszeit 132 7.5.4 Ableitungschromatographie 133 7.6 Zusammenfassung 134 8 Linearität 137 Stavros Kromidas 8.1 Einleitung und Definitionen 137 8.1.1 Wozu braucht man eigentlich eine Kalibrierung? 137 8.1.2 Über Linearität und „Mathematik“ 137 8.2 Durchführung der Linearitätstests 139 8.2.1 Grundsätzliches 139 8.2.1.1 Konzentrationsbereich für den Linearitätstest 141 8.2.1.2 Arbeitsbereich der Kalibriergeraden 141 8.2.2 Prüfung auf Linearität 142 8.2.3 Beurteilung der Ergebnisse 147 8.2.3.1 Wann ist nun das Prognoseintervall klein? 148 8.2.4 Welche Methodenkenndaten/Informationen können aus einer linearen Kalibrierfunktion gewonnen werden? 151 8.2.4.1 Arbeitsbereich 151 8.2.4.2 Reststandardabweichung 154 8.2.4.3 Verfahrensvariationskoeffizient 156 8.2.5 Fließschema zur Kalibrierung und zur Ermittlung der Linearität 163 8.2.6 Beispiel zur Prüfung auf Linearität [40] 168 8.2.6.1 Prüfung auf Varianzenhomogenität 168 8.2.6.2 Ermittlung der Kalibrierfunktion 170 8.2.6.3 Kalibrierstrategien 175 8.2.6.4 Ermittlung der unbekannten Konzentration 177 8.2.6.5 Ausreißertest nach Huber 177 8.2.6.6 Ergebnis der Bestimmung 177 8.2.7 Eine kritische Betrachtung der Kriterien für Linearität 179 8.2.8 Gewichtete Lineare Regression 183 8.2.8.1 Anwendung 184 8.2.8.2 Varianzquotientenwichtung 184 8.2.8.3 Praxis 185 9 Wiederfindung oder Wiederfindungsrate 189 Stavros Kromidas 9.1 Definitionen und Erläuterungen 189 9.2 Ermittlung der Wiederfindungsrate 189 9.2.1 Analyse von zertifizierten Referenzmaterialien 189 9.2.2 Zudosierungs- oder Aufstockungsexperimente („spiken“ einer Probe) 190 9.2.3 Indirekt über die Richtigkeit 191 9.2.4 Massenbilanzierung 191 9.3 Praktische Hinweise und Bemerkungen 191 10 Nachweis-, Bestimmungs- und Erfassungsgrenze 193 Stavros Kromidas 10.1 Definitionen und Erläuterungen 193 10.2 Ermittlung der Nachweis-, Bestimmungs- und Erfassungsgrenze 195 10.3 Kommentare und Hinweise 197 10.3.1 Leerwert- und Kalibriermethode 197 10.3.2 Peak/Rausch-Verhältnis 197 10.4 Abschlussbemerkungen und Empfehlungen 198 11 Arbeitsbereich 201 Stavros Kromidas 11.1 Prozess- und Methodenfähigkeit 202 11.1.1 Definitionen und Erläuterungen 202 11.2 Beispiele 203 11.3 Akzeptanzkriterien, Bewertung von Prozessen und Methoden 206 11.4 Maßnahmen bei unzureichender Methodenfähigkeit – zu kleine c MK ’s 211 12 Häufige Fragen zur Validierung 213 Stavros Kromidas 12.1 Ermittlung der interessantesten Fragen 213 12.2 Antworten auf die sieben wichtigsten Fragenkomplexe 214 12.2.1 „Was ist der Mindestumfang einer Validierung?“ 214 12.2.2 „Was ist eigentlich Präzision …?“ 217 12.2.3 Die Zeitknappheit 223 12.2.4 Behördliche/rechtliche Anforderungen 223 12.2.5 Hilfen, Infos 225 12.2.6 Validierungsumfang als Funktion von Methode, Ziel 227 12.2.7 Sonstiges 228 12.3 Häufige Fehler bei der Validierung analytischer Methoden 229 12.3.1 Allgemeine Fehler und Interpretationsfehler 229 12.3.2 Fehler im Zusammenhang mit der praktischen Durchführung der Validierung 236 12.3.2.1 Präzision 236 12.3.2.2 Richtigkeit 237 12.3.2.3 Robustheit 238 12.3.2.4 Systemeignungstest 238 12.3.2.5 Linearität 239 12.3.2.6 Nachweis- und Bestimmungsgrenze 240 12.3.2.7 Selektivität 240 13 Trends in der Validierung 245 Michael Haustein und Manfred Neupert 13.1 Einleitung 245 13.2 Bewertung von Validierungsdaten – statistische Tests vs. Akzeptanzgrenzen 245 13.3 Risikomanagement in der Analytik 247 13.4 Messunsicherheit im Qualitätskontrolllabor – Abschätzung aus Validierungsdaten 250 13.4.1 Zufällige Abweichungen 251 13.4.2 Systematische Abweichungen 252 13.4.3 Kombinierte Messunsicherheit 253 13.4.4 Erweiterte Messunsicherheit 254 13.5 Computer Aided Validation (CAV) – Automatisierungstrend in der Validierung 254 A1 Abkürzungen (Auswahl) 257 A2 Standardarbeitsanweisung SOP 1–18: Validierung und Ergebnisunsicherheit von Prüfverfahren 261 Roman Klinkner A2.1 Zweck 261 A.2.2 Geltungsbereich 261 A2.3 Begriffe/Abkürzungen 261 A2.4 Befugnisse und Verantwortlichkeiten 263 A2.5 Beschreibung 263 A2.5.1 Grundprinzip der Validierung 263 A2.5.2 Validierungsplanung 264 A2.5.2.1 Festlegung der Vorgaben 264 A2.5.2.2 Festlegung des Validierungsumfangs 264 A2.5.3 Validierungsdurchführung 266 A2.5.3.1 Ergebnisunsicherheit 266 A2.5.3.2 Wiederholpräzision 267 A2.5.3.3 Vergleichspräzision 267 A2.5.3.4 Qualitätsregelkarte (Kontrollkarte) 268 A2.2.3.5 Ringversuche 268 A2.5.3.6 Arbeitsbereich 268 A2.5.3.7 Linearität 269 A2.5.3.8 Wiederfindung 269 A2.5.3.9 Nachweisgrenze 270 A2.5.3.10 Bestimmungsgrenze 270 A2.5.3.11 Verfahrenskenndaten bei Kalibrierverfahren 270 A2.5.3.12 Robustheit 270 A2.5.3.13 Spezifität 272 A2.5.4 Validierungsbericht 272 A2.6 Dokumentation 273 A2.7 Hinweise und Anmerkungen 273 A2.7.1 Mitgeltende Unterlagen 273 A2.7.2 Anmerkungen 273 A2.8 Anlagen 273 A3 Definitionen und Erläuterungen von Begriffen aus den Bereichen „Validierung“ und „Qualitätssicherung“ 275 A4 Englische Übersetzung einiger wichtiger Begriffe zum Komplex „Validierung“ (Auswahl) 317 A5 Register der Rechenbeispiele 319 A6 Statistische Tabellen 321 A7 Literatur 331 A8 Sachregister 335

About the Author :
Stavros Kromidas gründete nach langjähriger Tätigkeit im Verkauf von Waters Chromatography die Novia GmbH und führte die Firma als Geschäftsführer bis 2001. Seitdem ist er als selbständiger Berater tätig. Der promovierte Chemiker arbeitet seit 1978 auf dem Gebiet der HPLC und hat seit 1984 zahlreiche Trainingskurse und Workshops geleitet. Er ist Autor einer regelmäßigen HPLC-Kolumne in der Zeitschrift "Labo" sowie einer Reihe außerordentlich erfolgreicher Bücher.