在认识到有必要转变制药业的观念之后，FDA 于 2002年推出了一项名为“21 世纪药品生产质量管理规范：基于风险的举措”新行动计划。该计划使得 FDA 积极呼吁采用过程分析技术 (PAT) 工具，目标为使制药公司更好地“理解与控制制造过程”(http://www.fda.gov/Cder/OPS/PAT.htm)。这些 PAT 技术包括持续改进与知识管理工具以及数据采集与分析工具。
制药业早期在讨论 PAT 时，经常将在过程当中实施更多的分析测量视为向实现 PAT 合规目标迈出的一步。然而，PAT 既不用来改进过程的细微环节，也不用来更好地控制不良过程。其目标直指更大愿景，那就是以一种整体方式设计、监测与控制整个制造过程，以确保将原材料高效并且可靠地转变为最高质量产品。这并不意味着 FDA 期望制药商投资购置昂贵的分析设备。
新增的一个模拟-数字信号转换器与内置的存储器是对数字 pH 与溶解氧测量的一次革命性的创新。市面上已有感应式的非接触即插即用型连接器的传感器，用于避免出现受潮与腐蚀等问题。此外，低阻抗数字信号不会受到湿气影响。梅特勒-托利多数字 ISM 传感器具有非常先进的诊断功能，是用于耗时的校准与维护操作的理想解决方案。
具备 ISM 功能的传感器将其特有的数据连同校准数据以及有关当前过程的数据存储在内置的芯片里，并将其自动传递至所连接的变送器。
ISM 技术能够提供针对各个测量点量身定制的专业信息。ISM 系统采用“高级诊断”测量功能，可保存与传感器与过程相关的所有数据，并将其详细清晰地显示在变送器的图形界面上。这可确保测量点不断得到优化，这是因为可对所有的重要情况进行预测，在生产中断之前及早采取纠正措施。例如：对于 pH 测量而言，监测参比系统至关重要。ISM 提供在线玻璃阻抗与参比监测功能。这些数据以图形方式在传感器网格图上汇总，并在变送器上显示（图 1）。万一阻抗读数两者或者其中一个向网络示意图的中心点偏离过大，则表示即将出现故障，这样可在传感器出现故障之前将其更换掉。
图 1：通过传感器性能网格图进行的可视化参比系统监测
确定传感器耗损度一种被称为“传感器耗损度”的诊断参数可指示某一过程中使用的一台传感器状况的改变程度（图2）。以上述阻抗示例为例，可在耗损度高的传感器在操作过程中发生故障之前提前将其更换，这样可减少意外中断事故的频发次数。可单独为各个测量点设置所允许的最大耗损度，从而根据过程所需的置信水平作出调整。这样，可将维护策略从被动、昂贵与不可预测的工作流程变为完全主动的优化流程。这是持续改进的一个示例，也是 PAT 行动计划的一个方面。
由于 ISM 传感器中发出的信号为数字信号，因此可只需通过 USB 端口即可与 PC 或笔记本电脑连接。这样可使传感器和梅特勒-托利多 iSense AssetSuite 软件通讯，该软件提供不同的分析、校准和文档记录工具。关键性能表可使您无需使用变送器，只需一眼即可评估 ISM 传感器的状况。iSense 软件具有一个更为有用的功能，那就是允许通过 PC/笔记本电脑对传感器进行校准。由于在实验室内进行准确预先校准会使传感器在现场应用中具有更优异的性能，因此对于大型生物反应器而言这是一个巨大的优点，可进一步实现 PAT 目标。
光学氧气传感器
在发酵过程中，供气和搅拌速度根据测定的溶解氧浓度值调整，以此提供微生物的最佳生长环境。哺乳动物细胞培养在制药业中的应用日渐增多，但是与细菌培养相比，哺乳动物细胞培养对于其环境变化更加敏感，而且其生长速度相当缓慢。在长达整整 5 周的批量生产中，光学氧传感器完全证明了自身实力，即在长时间过程当中只会出现细微漂移。稳定的测量可确保批次一致性，这是 PAT 的另一目标，同时可保持最佳的生长环境。梅特勒-托利多的新光学氧传感器可用在小型、耐高压加热的生物反应器以及大生产规模的反应器中。
iSense ISM Asset Suite
传感器中的内置 ISM 技术由于具有“即插即测”功能，因此可确保快速启动，并且提供上述先进的诊断功能。ISM 可帮助决定传感器在下一批次再次使用是否安全，或是否需要进行维护（如更换膜）。此外，光学传感器具有最佳可用性，这是因为这种传感器与极谱传感器相比，无需极化操作。
PAT 行动计划中的建议只是建议，并非规定。但是，这并不意味着在相关法规出台之前，制药业应当继续以不情愿的态度对待新程序实施。
如上所示，使用具有 ISM 技术的梅特勒-托利多过程分析传感器可确保更好地了解生物工艺与在线监测，这些对于反馈控制以及确保一致质量不可或缺。之所以能够与 PAT 兼容，这与理解与使用梅特勒-托利多技术提供的数据密不可分。此外，ISM 传感器有助于提高批次质量、减少意外停产次数以及减轻维护负担，所有这些均符合 PAT 行动计划。(end)
