在進行任何一項分析測量時,所使用儀器設(shè)備的性能和準確性、試劑的質(zhì)量、分析測量的環(huán)境和條件、技術(shù)人員的技術(shù)熟練程度、及所選用的分析方法的靈敏度等,只要其中一個環(huán)節(jié)發(fā)生了問題,就一定會影響到分析結(jié)果的準確性,不可避免地產(chǎn)生測定誤差。為了把所有誤差減少到預(yù)期水平,需要采取一系列減小誤差的措施,對整個分析過程進行質(zhì)量控制,以確保分析結(jié)果的準確可靠。
一.分析質(zhì)量保證
1.質(zhì)量的含義 分析測試中:從采樣過程樣品制備分析過程計算過程各個環(huán)節(jié)都有質(zhì)量問題,“質(zhì)量”這一概念在分析實驗室中常包含:
①數(shù)據(jù)本身的質(zhì)量:
②分析方法的質(zhì)量:
③分析體系的質(zhì)量:
2.分析質(zhì)量保證
分析質(zhì)量保證(analytical quality assurance)是指:
為保證分析結(jié)果能滿足規(guī)定的質(zhì)量要求所必須的有計劃的、系統(tǒng)的全面活動。該系統(tǒng)能向有關(guān)部門保證實驗室所產(chǎn)生的結(jié)果能達到一定質(zhì)量。它主要包括①質(zhì)量控制和②質(zhì)量評價兩個方面。
分析質(zhì)量保證的目的就是通過采取包括組織、人員培訓(xùn)、分析質(zhì)量監(jiān)督、檢查、審核等一系列的活動和措施,對整個分析過程進行質(zhì)量控制,使分析結(jié)果達到預(yù)期可信賴的要求。
二.標準物質(zhì)和標準分析方法
(一)標準
由有關(guān)各方根據(jù)科學(xué)技術(shù)成就與先進經(jīng)驗,共同合作起草,一致或基本上同意的技術(shù)規(guī)范或其他公開性文件,其目的在于促進最佳的公共利益,并由標準化團體批準。
(二)標準的級別(1988年12月)
1.國家標準 由國家標準化主管機構(gòu)批準、發(fā)布,在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一的標準。
2.行業(yè)標準 在全國某個行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的標準。行業(yè)標準由國務(wù)院有關(guān)行政主管部門制定,并報國務(wù)院標準化行政主管部門備案。
3.地方標準 地方一級行政機構(gòu)制定的標準,在地方所屬的各企業(yè)與單位執(zhí)行。地方標準由省、自治區(qū)、直轄市標準化行政主管部門制定,并報國務(wù)院標準化行政主管部門和國務(wù)院有關(guān)行政主管部門備案。
4.企業(yè)標準 各企業(yè)對未發(fā)布有國家標準、行業(yè)標準和地方標準的檢驗方法所制定的標準,經(jīng)有關(guān)部門審批備案。
(三)標準物質(zhì)
1.標準物質(zhì) 標準物質(zhì)(standard material)是一種或多種經(jīng)確定了高穩(wěn)定度的物理、化學(xué)和計量學(xué)特性,并經(jīng)正式批準可作為標準使用,以便用來校準測量器具、評價分析方法或給材料賦值的物質(zhì)或材料。標準物質(zhì)包括:
化學(xué)成分分析標準物質(zhì):微區(qū)分析、微量化學(xué)、標準化學(xué)試劑、臨床化驗、動物與植物組織、環(huán)境分析、工業(yè)衛(wèi)生、痕量元素等方面的標準物質(zhì);
物理性質(zhì)與物理化學(xué)特性測量標準物質(zhì):離子活度、掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡、熔點、燃燒熱、溶解熱、電阻率、分光光度計、反射、X射線熒光發(fā)射靶等方面的標準物質(zhì);
工程技術(shù)特性測量標準物質(zhì)
2.標準物質(zhì)的分類方法
(1)國際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)的分類方法:①相對原子量標準的參比物質(zhì)(reference of atomic weight standard);②基準標準物質(zhì)(ultimate standard);③一級標準物質(zhì)(primary standard;④工作標準物質(zhì)(working standard);⑤二級標準物質(zhì)(secondary standard);⑥標準參考物質(zhì)(standard reference materil)。
(2)我國標準物質(zhì)的等級:
一級標準物質(zhì):系指由絕對測量法或其它準確可靠的方法確定物質(zhì)特性量,準確度達到國內(nèi)最高水平,均勻性在準確度范圍之內(nèi);穩(wěn)定性在一年以上,或達到國際上同類標準物質(zhì)的先進水平,經(jīng)中國計量測試學(xué)會標準物質(zhì)專業(yè)委員會技術(shù)審查和國家計量局批準而頒布的,附有證書的標準物質(zhì)。
二級標準物質(zhì):其特性量值通過與一級標準物質(zhì)直接比對或用其他準確可靠的分析方法測試而獲得,準確度和均勻性能滿足一般測量的需要,穩(wěn)定性在半年以上,或能滿足實際測量需要,經(jīng)有關(guān)主管部門審查批準,報國家計量局直接備案。
3.標準物質(zhì)的作用
① 用于評價測量方法和測量結(jié)果的準確度;
② 用作校準各種測試儀器;
③ 作為分析的標準;
④ 研究和驗證標準分析方法,建立新方法;
⑤ 用于分析質(zhì)量保證計劃;
⑥ 用于分析質(zhì)量控制;
⑦ 用于仲裁依據(jù)。
(四)標準分析方法
標準分析方法是技術(shù)標準中的一種。它必須滿足以下條件:
1.按照規(guī)定的程序編制;
2.按照規(guī)定的格式編寫;
3.方法的成熟性得到公認,通過協(xié)作實驗確定了方法的誤差范圍;
4.由權(quán)威機構(gòu)審批和發(fā)布。
標準方法是經(jīng)過實驗確定了精密度和準確度,并由公認的權(quán)威機構(gòu)頒布的方法。分析方法以實驗為基礎(chǔ)。
三.分析質(zhì)量控制
(一)實驗室內(nèi)部質(zhì)量控制
1.常規(guī)質(zhì)量控制的基礎(chǔ)實驗
(1)空白實驗與檢出限:空白實驗的方法是用純水代替試液,與樣品同時進行平行測定,分析步驟與樣品測定完全相同,每天測定兩個空白試樣,共測5~6天,根據(jù)所選用公式計算測定結(jié)果的標準偏差,并按規(guī)定方法計算檢出限,該值如高于標準分析方法中的規(guī)定值,則應(yīng)找出原因并予以糾正,然后重新測定,直至合格為止。
(2)校準曲線的繪制
① 校準曲線的定義 校準曲線是用于描述待測物質(zhì)的濃度或量與相應(yīng)的測量儀器的響應(yīng)量或其它指示量之間的定量關(guān)系的曲線。
校準曲線包括:
工作曲線——繪制校準曲線的標準溶液的分析步驟與樣品分析步驟完全相同;
標準曲線——繪制校準曲線的標準溶液的分析步驟與樣品分析步驟相比有所省略。
② 校準曲線的繪制 按統(tǒng)一標準方法測繪在線性范圍內(nèi)的校準曲線。
一般用4~6個濃度的標準溶液進行測定,根據(jù)標準溶液的濃度及其測量信號繪制校準曲線,求出直線回歸方程式。
一般校準曲線的相關(guān)系數(shù)的絕對值 >0.999,則該校準曲線可判定為合格,
(3)方法精密度評價:一般用高、中、低三種濃度的標準溶液,用相同的方法分別進行多次平行測定,并應(yīng)分散在一段適當(dāng)長的時間里進行分析,計算相對標準偏差,評價實驗方法精密度。
(4)方法準確度評價:可以用測量標準參考物質(zhì)或?qū)⒉煌瑵舛鹊臉藴饰镔|(zhì)加到實際樣品中做回收率測定等方法評價分析方法準確度。
① 用標準物質(zhì)進行評價:對標準參考物質(zhì)進行分析測定,計算平均值()和標準偏差(S),用t檢驗法將分析結(jié)果與標準參考物質(zhì)的含量進行比較,判斷分析方法的準確度。
測定樣品加標回收率:在測定成批樣品時,隨機抽取10%~20%的樣品,加入一定量的待測組分的標準物質(zhì),與樣品一起在相同條件下進行分析,并計算百分回收率:
式中,P—為加入標準物質(zhì)的回收率, m—為加入標準物質(zhì)的量,
x1—為加標樣品測定值, x0—為樣品測定值。
一般要求,被測定物質(zhì)的回收率應(yīng)達85%~110%。
② 比較實驗:采用具有可比性的不同分析方法,對同一樣品進行分析,根據(jù)所得測定值的符合程度來估計測定的準確度。
2.質(zhì)量控制圖
制作質(zhì)量控制圖常用的方法是:在常規(guī)樣品分析過程中,每分析一批樣品插入一個“控制標準樣”,或者在分析大批樣品時,每隔10~20個樣品插入一個“控制標準樣”,其分析方法應(yīng)與試樣完全相同,并至少獨立分析20次以上,然后以實驗測定結(jié)果為縱坐標,實驗順序為橫坐標,在普通方格紙上繪制而成。常用的質(zhì)量控制圖有精密度控制圖和準確度控制圖。
(1)精密度控制圖(均值控制圖):
① 以測定結(jié)果的平均值為控制圖的中心線,并計算出測量值的標準偏差S,
② 以±2S作為上、下警告限(上警告限,UWL;下警告限,LWL)用虛線表示;±3S作為上、下控制限(上控制限,UCL;下控制限,LCL)
③ 繪制控制圖
這一控制圖通常用來控制精密度,因此稱精密度控制圖。
(2)準確度控制圖(回收率控制圖):
向不同濃度的樣品中加入不同的已知量的標準物,積累測得的回收率數(shù)據(jù),計算百分平均回收率及其標準偏差SP,以±2SP為上、下警告限,±3SP為上、下控制限,繪制成準確度控制圖。
在進行樣品分析時,將“控制標準樣”插入樣品組內(nèi),在相同條件下進行分析測定,把測定結(jié)果“打點”于控制圖中,如果“點”在警告限內(nèi),說明測定過程處于控制狀態(tài);如果“點”在警告限外,但仍在控制限內(nèi),則提示分析結(jié)果開始變劣,應(yīng)進行初步檢查;如“點”超出控制限,表示測定過程失控,應(yīng)找出原因并糾正;如雖然所有“點”均在控制限內(nèi),但有七個“點”連續(xù)在中心線的同一側(cè),亦為異常,應(yīng)查明原因并加以糾正。
(3) 實驗室間質(zhì)量控制
1.用標準物質(zhì)作平行測定
實驗室間質(zhì)量控制通常由中心實驗室指導(dǎo)和負責(zé),向各個實驗室分發(fā)均勻、穩(wěn)定、已知準確濃度的標準溶液,各實驗室使用統(tǒng)一規(guī)定的方法測定后報分析結(jié)果,中心實驗室可以根據(jù)每個實驗室測定標準物質(zhì)的結(jié)果與“證書值”的相符程度來判定該實驗室分析未知樣品結(jié)果的可靠性。
2.雙樣品法 在沒有標準物質(zhì)的情況下,中心實驗室可將兩個濃度不同但很類似的樣品同時分發(fā)給各實驗室,各實驗室分別對樣品進行單次測定,將數(shù)據(jù)上報。中心實驗室對數(shù)據(jù)進行處理。如發(fā)現(xiàn)實驗室間存在著影響分析結(jié)果的可比性的系統(tǒng)誤差,則應(yīng)立即找出原因并采取相應(yīng)的措施。