Validierung in der Analytik

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.

• vorwort Zur Zweiten Auflage vVorwort Zur Ersten Auflage vi1 Grundsätze der Validierung in der Analytik und im Prüfwesen 1Stavros Kromidas und Janusz S. Morkowski1.1 Einführung 11.2 Definition, Erläuterung und Kommentierung von Begriffen der Qualitätssicherung 31.2.1 Validierung 41.2.2 Verifizierung 111.2.3 Qualifizierung bzw. Qualifikation 111.2.4 Charakterisierung 131.2.5 Messen, Prüfen, Justieren, Kalibrieren, Eichen 141.3 Grundvoraussetzungen für die Validierung einer analytischen Methode 151.4 Die Unsicherheit der Ergebnisse von Messungen, Prüfungen und Analysen 161.5 Methoden zur Charakterisierung von analytischen Methoden 181.5.1 Die Charakterisierungsmethoden 191.5.1.1 Erste Charakterisierungsmethode: systematische Beurteilung der Faktoren, die das analytische Ergebnis beeinflussen können 201.5.1.2 Zweite Charakterisierungsmethode: Kalibrierung mit Referenznormalen/Referenzmaterialien und gleichzeitige Untersuchung der Einflussgrößen 201.5.1.3 Dritte Charakterisierungsmethode: Vergleich der Ergebnisse, die mit einem weiteren Verfahren ermittelt wurden 211.5.1.4 Vierte Charakterisierungsmethode: Vergleichsmessungen zwischen Laboratorien (Laborvergleichsversuche, Ringversuche) 231.5.1.5 Fünfte Charakterisierungsmethode: Geordnete Schätzung der Ergebnisunsicherheit auf der Grundlage von Wissen und Erfahrung (Ein Schätzverfahren vom Typ B) 241.5.1.6 Kombination der fünf Charakterisierungsmethoden 281.5.1.7 Weitere Methoden vom Typ B 281.6 Charakterisierung (Qualifizierung) von Methoden als letzter Schritt einer Validierungsprozedur 291.7 Freigabe von Methoden, Dokumentation 301.8 Schlussbemerkungen 302 Vor Beginn der Validierungsarbeiten: Voraussetzungen, Dokumentation, Gerätequalifizierung 33Stavros Kromidas2.1 Voraussetzungen 332.2 Dokumentation 342.3 Gerätequalifizierung 362.3.1 Das „V“-Modell 392.3.2 Empfehlungen für die Praxis 413 Die Validierungsparameter einer analytischen Methode 43Stavros Kromidas4 Präzision 47Stavros Kromidas4.1 Definitionen und Erläuterungen 474.2 Präzisionsarten 504.2.1 Wiederholpräzision, Wiederholbarkeit (früher: Wiederholgenauigkeit) 504.2.2 Vergleichspräzision, Vergleichbarkeit (häufig auch: Reproduzierbarkeit, selten Übertragbarkeit) 504.2.3 Laborpräzision oder laborinterne Vergleichspräzision 504.2.4 Weitere Präzisionen 504.3 Mess- und Methodenpräzision 524.4 Rechenbeispiele 524.4.1 Vergleich von Mittelwerten und Variationskoeffizienten 524.4.2 Vergleich von Messwertreihen 544.4.3 Vergleich von Methoden, die aus stochastisch unabhängigen Schritten bestehen 564.5 Angaben zur Präzision und deren Deutungsmöglichkeiten 584.6 Umgang mit Zahlen und Möglichkeiten zu deren Beurteilung 604.6.1 Ausreißertests oder Verlässlichkeitstests 614.6.1.1 Dixon-Test 614.6.1.2 Grubbs-Test 634.6.1.3 Henning-Test 644.6.1.4 Mittelwertabweichung 644.6.2 Trendtest nach Neumann 644.6.3 Ermittlung der Wiederholgrenze 654.6.4 F- und Cochran-Test 664.6.4.1 F-Test, Test auf Varianzenhomogenität 664.6.4.2 Cochran-Test 674.6.5 Zusammenfassung der Tests und abschließendes Beispiel 684.7 Abschließende Fragen zur Präzision 714.7.1 Welche Präzision kann noch akzeptiert werden? 714.7.1.1 Messpräzision 724.7.1.2 Methodenpräzision 724.7.2 Wie kann ich die Präzision erhöhen? 744.7.2.1 Was sind die Vor- und Nachteile bei großer Präzision? 755 Richtigkeit 77Stavros Kromidas5.1 Definitionen und Erläuterungen 775.2 Prüfung auf Richtigkeit 785.2.1 Vergleich mit einem (oder mehreren) Referenz- oder Arbeitsstandard(s) 785.2.1.1 Vergleich einer Probe unbekannten Gehaltes mit einem Standard bekannten Gehaltes auf Richtigkeit 785.2.1.2 Vergleich mehrerer Proben (oft 6) unterschiedlichen Gehaltes, die idealerweise den erwarteten Arbeitsbereich abdecken, mit Referenzstandardproben bekannten Gehaltes 825.2.2 Vergleich mit einer unabhängigen, möglichst validierten Methode bekannter Richtigkeit 845.2.3 Wiederfindungsexperimente nach Zusatz bekannter Menge an Analyt (Referenzsubstanz!) 865.2.4 Elementbilanzierung 875.2.5 Indirekte Überprüfung über Massenbilanzen 875.2.6 Plausibilitätsbetrachtung 885.3 Messunsicherheit, Ergebnisunsicherheit und Vertrauensbereich 885.4 Zusammenfassung von Tests zum Vergleich und zur Beurteilung von Zahlen und Zahlenreihen 985.5 Wie soll ich nun die Richtigkeit überprüfen? 995.5.1 Einfacher Test zum Vergleich zweier Messwertreihen 1016 Robustheit 103Stavros Kromidas6.1 Definition und Erläuterungen 1036.2 Prüfung auf Robustheit 1046.2.1 Methodenrobustheit, Robustheit I: frühes Stadium 1056.2.2 Verfahrensstabilität 1056.2.2.1 Stabilität von Lösungen 1056.2.3 Anwendbarkeit, Robustheit II 1076.3 Zeitlicher Ablauf der Robustheitstests 1096.4 Kommentare, Hinweise 1116.5 Robustheit in der HPLC 1116.5.1 Vorgehen zur Überprüfung der Robustheit in der HPLC 1157 Selektivität und Spezifität 119Stavros Kromidas7.1 Definitionen und Erläuterungen 1197.2 Grundsätzliches zur Prüfung auf Selektivität 1207.3 Prüfung auf Selektivität von bekannten Proben in der HPLC 1217.4 Prüfung auf Selektivität in der HPLC bei Proben unbekannter Zusammensetzung 1217.4.1 Systematische Variation der Methodenparameter 1217.5 Überprüfung der Selektivität in der HPLC – Schnellmethoden 1297.5.1 Peakbreite und Retentionszeit 1297.5.2 Asymmetriefaktor und Peakhöhe 1307.5.3 Asymmetriefaktor und Retentionszeit 1327.5.4 Ableitungschromatographie 1337.6 Zusammenfassung 1348 Linearität 137Stavros Kromidas8.1 Einleitung und Definitionen 1378.1.1 Wozu braucht man eigentlich eine Kalibrierung? 1378.1.2 Über Linearität und „Mathematik“ 1378.2 Durchführung der Linearitätstests 1398.2.1 Grundsätzliches 1398.2.1.1 Konzentrationsbereich für den Linearitätstest 1418.2.1.2 Arbeitsbereich der Kalibriergeraden 1418.2.2 Prüfung auf Linearität 1428.2.3 Beurteilung der Ergebnisse 1478.2.3.1 Wann ist nun das Prognoseintervall klein? 1488.2.4 Welche Methodenkenndaten/Informationen können aus einer linearen Kalibrierfunktion gewonnen werden? 1518.2.4.1 Arbeitsbereich 1518.2.4.2 Reststandardabweichung 1548.2.4.3 Verfahrensvariationskoeffizient 1568.2.5 Fließschema zur Kalibrierung und zur Ermittlung der Linearität 1638.2.6 Beispiel zur Prüfung auf Linearität [40] 1688.2.6.1 Prüfung auf Varianzenhomogenität 1688.2.6.2 Ermittlung der Kalibrierfunktion 1708.2.6.3 Kalibrierstrategien 1758.2.6.4 Ermittlung der unbekannten Konzentration 1778.2.6.5 Ausreißertest nach Huber 1778.2.6.6 Ergebnis der Bestimmung 1778.2.7 Eine kritische Betrachtung der Kriterien für Linearität 1798.2.8 Gewichtete Lineare Regression 1838.2.8.1 Anwendung 1848.2.8.2 Varianzquotientenwichtung 1848.2.8.3 Praxis 1859 Wiederfindung oder Wiederfindungsrate 189Stavros Kromidas9.1 Definitionen und Erläuterungen 1899.2 Ermittlung der Wiederfindungsrate 1899.2.1 Analyse von zertifizierten Referenzmaterialien 1899.2.2 Zudosierungs- oder Aufstockungsexperimente („spiken“ einer Probe) 1909.2.3 Indirekt über die Richtigkeit 1919.2.4 Massenbilanzierung 1919.3 Praktische Hinweise und Bemerkungen 19110 Nachweis-, Bestimmungs- und Erfassungsgrenze 193Stavros Kromidas10.1 Definitionen und Erläuterungen 19310.2 Ermittlung der Nachweis-, Bestimmungs- und Erfassungsgrenze 19510.3 Kommentare und Hinweise 19710.3.1 Leerwert- und Kalibriermethode 19710.3.2 Peak/Rausch-Verhältnis 19710.4 Abschlussbemerkungen und Empfehlungen 19811 Arbeitsbereich 201Stavros Kromidas11.1 Prozess- und Methodenfähigkeit 20211.1.1 Definitionen und Erläuterungen 20211.2 Beispiele 20311.3 Akzeptanzkriterien, Bewertung von Prozessen und Methoden 20611.4 Maßnahmen bei unzureichender Methodenfähigkeit – zu kleine c MK ’s 21112 Häufige Fragen zur Validierung 213Stavros Kromidas12.1 Ermittlung der interessantesten Fragen 21312.2 Antworten auf die sieben wichtigsten Fragenkomplexe 21412.2.1 „Was ist der Mindestumfang einer Validierung?“ 21412.2.2 „Was ist eigentlich Präzision …?“ 21712.2.3 Die Zeitknappheit 22312.2.4 Behördliche/rechtliche Anforderungen 22312.2.5 Hilfen, Infos 22512.2.6 Validierungsumfang als Funktion von Methode, Ziel 22712.2.7 Sonstiges 22812.3 Häufige Fehler bei der Validierung analytischer Methoden 22912.3.1 Allgemeine Fehler und Interpretationsfehler 22912.3.2 Fehler im Zusammenhang mit der praktischen Durchführung der Validierung 23612.3.2.1 Präzision 23612.3.2.2 Richtigkeit 23712.3.2.3 Robustheit 23812.3.2.4 Systemeignungstest 23812.3.2.5 Linearität 23912.3.2.6 Nachweis- und Bestimmungsgrenze 24012.3.2.7 Selektivität 24013 Trends in der Validierung 245Michael Haustein und Manfred Neupert13.1 Einleitung 24513.2 Bewertung von Validierungsdaten – statistische Tests vs. Akzeptanzgrenzen 24513.3 Risikomanagement in der Analytik 24713.4 Messunsicherheit im Qualitätskontrolllabor – Abschätzung aus Validierungsdaten 25013.4.1 Zufällige Abweichungen 25113.4.2 Systematische Abweichungen 25213.4.3 Kombinierte Messunsicherheit 25313.4.4 Erweiterte Messunsicherheit 25413.5 Computer Aided Validation (CAV) – Automatisierungstrend in der Validierung 254A1 Abkürzungen (Auswahl) 257A2 Standardarbeitsanweisung SOP 1–18: Validierung und Ergebnisunsicherheit von Prüfverfahren 261Roman KlinknerA2.1 Zweck 261A.2.2 Geltungsbereich 261A2.3 Begriffe/Abkürzungen 261A2.4 Befugnisse und Verantwortlichkeiten 263A2.5 Beschreibung 263A2.5.1 Grundprinzip der Validierung 263A2.5.2 Validierungsplanung 264A2.5.2.1 Festlegung der Vorgaben 264A2.5.2.2 Festlegung des Validierungsumfangs 264A2.5.3 Validierungsdurchführung 266A2.5.3.1 Ergebnisunsicherheit 266A2.5.3.2 Wiederholpräzision 267A2.5.3.3 Vergleichspräzision 267A2.5.3.4 Qualitätsregelkarte (Kontrollkarte) 268A2.2.3.5 Ringversuche 268A2.5.3.6 Arbeitsbereich 268A2.5.3.7 Linearität 269A2.5.3.8 Wiederfindung 269A2.5.3.9 Nachweisgrenze 270A2.5.3.10 Bestimmungsgrenze 270A2.5.3.11 Verfahrenskenndaten bei Kalibrierverfahren 270A2.5.3.12 Robustheit 270A2.5.3.13 Spezifität 272A2.5.4 Validierungsbericht 272A2.6 Dokumentation 273A2.7 Hinweise und Anmerkungen 273A2.7.1 Mitgeltende Unterlagen 273A2.7.2 Anmerkungen 273A2.8 Anlagen 273A3 Definitionen und Erläuterungen von Begriffen aus den Bereichen „Validierung“ und „Qualitätssicherung“ 275A4 Englische Übersetzung einiger wichtiger Begriffe zum Komplex „Validierung“ (Auswahl) 317A5 Register der Rechenbeispiele 319A6 Statistische Tabellen 321A7 Literatur 331A8 Sachregister 335