在進(jìn)行任何一項(xiàng)分析測(cè)量時(shí),所使用儀器設(shè)備的性能和準(zhǔn)確性、試劑的質(zhì)量、分析測(cè)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(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生了問題,就一定會(huì)影響到分析結(jié)果的準(zhǔn)確性,不可避免地產(chǎn)生測(cè)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(duì)整個(gè)分析過程進(jìn)行質(zhì)量控制,以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。
一.分析質(zhì)量保證
1.質(zhì)量的含義 分析測(cè)試中:從采樣過程樣品制備分析過程計(jì)算過程各個(gè)環(huán)節(jié)都有質(zhì)量問題,“質(zhì)量”這一概念在分析實(shí)驗(yàn)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(jì)劃的、系統(tǒng)的全面活動(dòng)。該系統(tǒng)能向有關(guān)部門保證實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的結(jié)果能達(dá)到一定質(zhì)量。它主要包括①質(zhì)量控制和②質(zhì)量評(píng)價(jià)兩個(gè)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(dòng)和措施,對(duì)整個(gè)分析過程進(jìn)行質(zhì)量控制,使分析結(jié)果達(dá)到預(yù)期可信賴的要求。
二.標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)分析方法
(一)標(biāo)準(zhǔn)
由有關(guān)各方根據(jù)科學(xué)技術(shù)成就與先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),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(jìn)最佳的公共利益,并由標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體批準(zhǔn)。
(二)標(biāo)準(zhǔn)的級(jí)別(1988年12月)
1.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)、發(fā)布,在全國(guó)范圍內(nèi)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
2.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 在全國(guó)某個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)務(wù)院有關(guān)行政主管部門制定,并報(bào)國(guó)務(wù)院標(biāo)準(zhǔn)化行政主管部門備案。
3.地方標(biāo)準(zhǔn) 地方一級(jí)行政機(jī)構(gòu)制定的標(biāo)準(zhǔn),在地方所屬的各企業(yè)與單位執(zhí)行。地方標(biāo)準(zhǔn)由省、自治區(qū)、直轄市標(biāo)準(zhǔn)化行政主管部門制定,并報(bào)國(guó)務(wù)院標(biāo)準(zhǔn)化行政主管部門和國(guó)務(wù)院有關(guān)行政主管部門備案。
4.企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 各企業(yè)對(duì)未發(fā)布有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)方法所制定的標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)有關(guān)部門審批備案。
(三)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
1.標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) 標(biāo)準(zhǔn)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(jì)量學(xué)特性,并經(jīng)正式批準(zhǔn)可作為標(biāo)準(zhǔn)使用,以便用來(lái)校準(zhǔn)測(cè)量器具、評(píng)價(jià)分析方法或給材料賦值的物質(zhì)或材料。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)包括:
化學(xué)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):微區(qū)分析、微量化學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)試劑、臨床化驗(yàn)、動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)物質(zhì);
物理性質(zhì)與物理化學(xué)特性測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):離子活度、掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡、熔點(diǎn)、燃燒熱、溶解熱、電阻率、分光光度計(jì)、反射、X射線熒光發(fā)射靶等方面的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì);
工程技術(shù)特性測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
2.標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的分類方法
(1)國(guó)際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)的分類方法:①相對(duì)原子量標(biāo)準(zhǔn)的參比物質(zhì)(reference of atomic weight standard);②基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(ultimate standard);③一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(primary standard;④工作標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(working standard);⑤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(secondary standard);⑥標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)(standard reference materil)。
(2)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的等級(jí):
一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):系指由絕對(duì)測(cè)量法或其它準(zhǔn)確可靠的方法確定物質(zhì)特性量,準(zhǔn)確度達(dá)到國(guó)內(nèi)最高水平,均勻性在準(zhǔn)確度范圍之內(nèi);穩(wěn)定性在一年以上,或達(dá)到國(guó)際上同類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的先進(jìn)水平,經(jīng)中國(guó)計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)專業(yè)委員會(huì)技術(shù)審查和國(guó)家計(jì)量局批準(zhǔn)而頒布的,附有證書的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):其特性量值通過與一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)直接比對(duì)或用其他準(zhǔn)確可靠的分析方法測(cè)試而獲得,準(zhǔn)確度和均勻性能滿足一般測(cè)量的需要,穩(wěn)定性在半年以上,或能滿足實(shí)際測(cè)量需要,經(jīng)有關(guān)主管部門審查批準(zhǔn),報(bào)國(guó)家計(jì)量局直接備案。
3.標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的作用
① 用于評(píng)價(jià)測(cè)量方法和測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度;
② 用作校準(zhǔn)各種測(cè)試儀器;
③ 作為分析的標(biāo)準(zhǔn);
④ 研究和驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)分析方法,建立新方法;
⑤ 用于分析質(zhì)量保證計(jì)劃;
⑥ 用于分析質(zhì)量控制;
⑦ 用于仲裁依據(jù)。
(四)標(biāo)準(zhǔn)分析方法
標(biāo)準(zhǔn)分析方法是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(rèn),通過協(xié)作實(shí)驗(yàn)確定了方法的誤差范圍;
4.由權(quán)威機(jī)構(gòu)審批和發(fā)布。
標(biāo)準(zhǔn)方法是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)確定了精密度和準(zhǔn)確度,并由公認(rèn)的權(quán)威機(jī)構(gòu)頒布的方法。分析方法以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)。
三.分析質(zhì)量控制
(一)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制
1.常規(guī)質(zhì)量控制的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
(1)空白實(shí)驗(yàn)與檢出限:空白實(shí)驗(yàn)的方法是用純水代替試液,與樣品同時(shí)進(jìn)行平行測(cè)定,分析步驟與樣品測(cè)定完全相同,每天測(cè)定兩個(gè)空白試樣,共測(cè)5~6天,根據(jù)所選用公式計(jì)算測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差,并按規(guī)定方法計(jì)算檢出限,該值如高于標(biāo)準(zhǔn)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(cè)定,直至合格為止。
(2)校準(zhǔn)曲線的繪制
① 校準(zhǔn)曲線的定義 校準(zhǔn)曲線是用于描述待測(cè)物質(zhì)的濃度或量與相應(yīng)的測(cè)量?jī)x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(zhǔn)曲線包括:
工作曲線——繪制校準(zhǔn)曲線的標(biāo)準(zhǔn)溶液的分析步驟與樣品分析步驟完全相同;
標(biāo)準(zhǔn)曲線——繪制校準(zhǔn)曲線的標(biāo)準(zhǔn)溶液的分析步驟與樣品分析步驟相比有所省略。
② 校準(zhǔn)曲線的繪制 按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)繪在線性范圍內(nèi)的校準(zhǔn)曲線。
一般用4~6個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度及其測(cè)量信號(hào)繪制校準(zhǔn)曲線,求出直線回歸方程式。
一般校準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值 >0.999,則該校準(zhǔn)曲線可判定為合格,
(3)方法精密度評(píng)價(jià):一般用高、中、低三種濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,用相同的方法分別進(jìn)行多次平行測(cè)定,并應(yīng)分散在一段適當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里進(jìn)行分析,計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方法精密度。
(4)方法準(zhǔn)確度評(píng)價(jià):可以用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)或?qū)⒉煌瑵舛鹊臉?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)加到實(shí)際樣品中做回收率測(cè)定等方法評(píng)價(jià)分析方法準(zhǔn)確度。
① 用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià):對(duì)標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)進(jìn)行分析測(cè)定,計(jì)算平均值()和標(biāo)準(zhǔn)偏差(S),用t檢驗(yàn)法將分析結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)的含量進(jìn)行比較,判斷分析方法的準(zhǔn)確度。
測(cè)定樣品加標(biāo)回收率:在測(cè)定成批樣品時(shí),隨機(jī)抽取10%~20%的樣品,加入一定量的待測(cè)組分的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),與樣品一起在相同條件下進(jìn)行分析,并計(jì)算百分回收率:
式中,P—為加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的回收率, m—為加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的量,
x1—為加標(biāo)樣品測(cè)定值, x0—為樣品測(cè)定值。
一般要求,被測(cè)定物質(zhì)的回收率應(yīng)達(dá)85%~110%。
② 比較實(shí)驗(yàn):采用具有可比性的不同分析方法,對(duì)同一樣品進(jìn)行分析,根據(jù)所得測(cè)定值的符合程度來(lái)估計(jì)測(cè)定的準(zhǔn)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(gè)“控制標(biāo)準(zhǔn)樣”,或者在分析大批樣品時(shí),每隔10~20個(gè)樣品插入一個(gè)“控制標(biāo)準(zhǔn)樣”,其分析方法應(yīng)與試樣完全相同,并至少獨(dú)立分析20次以上,然后以實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果為縱坐標(biāo),實(shí)驗(yàn)順序?yàn)闄M坐標(biāo),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(zhǔn)確度控制圖。
(1)精密度控制圖(均值控制圖):
① 以測(cè)定結(jié)果的平均值為控制圖的中心線,并計(jì)算出測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)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(lái)控制精密度,因此稱精密度控制圖。
(2)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)物,積累測(cè)得的回收率數(shù)據(jù),計(jì)算百分平均回收率及其標(biāo)準(zhǔn)偏差SP,以±2SP為上、下警告限,±3SP為上、下控制限,繪制成準(zhǔn)確度控制圖。
在進(jìn)行樣品分析時(shí),將“控制標(biāo)準(zhǔn)樣”插入樣品組內(nèi),在相同條件下進(jìn)行分析測(cè)定,把測(cè)定結(jié)果“打點(diǎn)”于控制圖中,如果“點(diǎn)”在警告限內(nèi),說(shuō)明測(cè)定過程處于控制狀態(tài);如果“點(diǎn)”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(jìn)行初步檢查;如“點(diǎn)”超出控制限,表示測(cè)定過程失控,應(yīng)找出原因并糾正;如雖然所有“點(diǎn)”均在控制限內(nèi),但有七個(gè)“點(diǎn)”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(shí)驗(yàn)室間質(zhì)量控制
1.用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作平行測(cè)定
實(shí)驗(yàn)室間質(zhì)量控制通常由中心實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)和負(fù)責(zé),向各個(gè)實(shí)驗(yàn)室分發(fā)均勻、穩(wěn)定、已知準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,各實(shí)驗(yàn)室使用統(tǒng)一規(guī)定的方法測(cè)定后報(bào)分析結(jié)果,中心實(shí)驗(yàn)室可以根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的結(jié)果與“證書值”的相符程度來(lái)判定該實(shí)驗(yàn)室分析未知樣品結(jié)果的可靠性。
2.雙樣品法 在沒有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的情況下,中心實(shí)驗(yàn)室可將兩個(gè)濃度不同但很類似的樣品同時(shí)分發(fā)給各實(shí)驗(yàn)室,各實(shí)驗(yàn)室分別對(duì)樣品進(jìn)行單次測(cè)定,將數(shù)據(jù)上報(bào)。中心實(shí)驗(yàn)室對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。如發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)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。