為了盡可能地降低使工藝和法規(guī)風險，選擇Z適合其用途的總有機碳（TOC） 測量裝置至關重要。美國 FDA 在 法 規(guī) 21CFR 211.194 中為制藥行業(yè)指出，“所有使用的測試方法的適用性應在實際的使用條件下進行驗證?！?在要求TOC分析儀的應用中，如果使用TOC傳感器（圖1），會導致更大的產(chǎn)品和法規(guī)風險 ， 更 多超出規(guī)范 （Out-of-specification，OOS）結果的產(chǎn)品成本，以及相應的產(chǎn)品召回。

圖 1. TOC 傳感器與 TOC 分析儀示例

表1. TOC分析儀和傳感器的一般特征

       相反地，當使用傳感器更合適時使用了TOC分析儀可導致多余的資金消耗和維護費用。當確定TOC分析儀或傳感器的選擇時，表1對于分析裝置的一般特性及其常見用途很有幫助。

評估用途和準確度 

       所有TOC傳感器的準確度都低于TOC分析儀。如果TOC裝 置準備用于法規(guī)報告、管理重要的工藝控制變量、實時控 制參數(shù)放行或其他影響質(zhì)量的產(chǎn)品屬性，準確度非常重 要，使用TOC分析儀較合適。另一方面，如果準備用于一 般的TOC監(jiān)控而不是用于關鍵的質(zhì)量決定，則其他特性可 能比準確度更重要，使用TOC傳感器較合適。 

       傳感器一般用于監(jiān)控工藝，而分析儀更適合管理工藝。傳感器提供的數(shù)據(jù)僅供參考，分析儀提供的數(shù)據(jù)用于進行關 鍵的質(zhì)量決定。TOC分析儀和傳感器都具有重要的作用， 但在當前的超純水（UPW）應用中其用途和作用不同（表 2）。

TOC技術

       水中的 TOC 測量涉及測量初始CO2（無機碳，IC），將 所有有機物完全氧化為 CO2，然后測量其氧化后的 CO2總 濃度（總碳，TC）。TC – IC = TOC。 

       某些TOC傳感器只是部分地將 有機物氧化為CO2，這也解釋了 其對UV光難于氧化的化合物， 諸如甲醇和尿素，回收率低。其 他TOC分析儀和傳感器將有機 物完全氧化為CO2。TOC傳感器 都通過電導率池直接測量CO2（直接電導率，DC方法），會 產(chǎn)生假正及假負的TOC結果。與 之對比，TOC分析儀將CO2通過 選 擇 性 膜 擴 散 到 去 離 子 （Deionized，DI）水中，然后使 用膜電導 （Membrane-Eonductometric， MC）法在電導池測量電離的CO2。

圖2顯示水中不同有機物的回收率表現(xiàn)，顯示出傳感器和分析儀的功能不同。

在線TOC傳感器和分析儀 

       TOC傳感器比分析儀更小、便攜、快速而且成本更低。Sievers 的CheckPoint TOC傳感器對這些特點提供新一代的增強，而且是提供電池操作的第 一臺也是唯 一的TOC測量裝置。 圖2顯示分析儀和傳感器之間的TOC性能差別。該圖總結了不同 類別的有機物在三個TOC分析傳感器 — Anatel 643、Thornton  5000、CheckPoint以及兩臺TOC分析儀 — Sievers* 500和900 上的響應的研究結果。

表2. 預期用途 — TOC分析儀和傳感器

       所有傳感器對含氯、硫和氮的有機物顯示虛假的高回收 率，而對有機酸顯示虛假的低回收率。Thornton 5000只 部分氧化有機物并報告較低的甲醇回收率結果。此外，該傳感器對于難于氧化的尿素顯示不同的回收率，該化合物 在半導體加工過程中非常重要。這些傳感器還對痕量的非有機離子敏感，因此對標準品和系統(tǒng)適用性測試造成困難。

       使用膜電導測量方法的Sievers 900和500系列分析儀對所有測試化合物報告接近100％的回收率。 

結論 

? TOC分析儀和傳感器都具有重要的作用，但在當前的 UPW應用中其作用不同（表2）。 

? 選擇TOC裝置時應著重考慮準確度和用途。 

? 使用MC方法的TOC分析儀比傳感器更準確，應當應用于涉及法規(guī)報告、測量產(chǎn)品質(zhì)量、實時放行、管理工 藝控制限值和進行系統(tǒng)驗證的關鍵質(zhì)量決策。 

? 使用DC方法的TOC傳感器，無論制造廠商，與生俱來的對于許多類別的有機化合物測定不準確，不應依靠它們進行法規(guī)報告或?qū)|(zhì)量很關鍵的工藝。其合適用途是一般趨勢、故障排查和一般診斷。