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化学试验方法稳定性考察范例 - ICP-AES法检测样品中Cu的含量

STS团队

2017/09/23

私聊

实验室管理/LIMS

化学试验方法稳定性考察范例-ICP-AES法检测样品中Cu的含量

四川省食品药品检验检测院郑卫东

山西省产品质量监督检验研究院史香

稳定性是指在所有其他条件相同时，所做试验在一定的时间间隔内保持其性能特征不变的能力。方法稳定性包括仪器运行稳定性、试验条件稳定性、实验环境稳定性等。稳定性考察就是对试验过程中的仪器及方法条件的平稳特征变化情况进行计划、安排、实施、记录、分析、统计、总结、改善，完善，提高等过程，尽可能使试验处于最佳状态。
一、稳定性考察的要求
化学实验方法的稳定性考察应针对标准储备液、样品、样品处理液进行稳定性考察，并满足下列要求：
a) 实验室可能会使用标准物质以外的其他参考物质，为样品中目标组分赋值。如果有这种情况存在，实验室需考察这类物质的稳定性。
b) 如果方法为多元素同时分析（如ICP-AES、ICP-MS），则考察混合多元素标准储备液的稳定性尤为重要，应将由于多种元素混合，对标准储备液稳定性的影响机理作为重点考察内容。
c) 样品稳定性确认的范围包括分析方法涉及的所有样品类型，如果此范围较宽，则可根据样品的特点，合理的进行分类，其后从每一个分类中选择适当的代表样品进行考察。采取这样的措施，既保证了能全面确认样品稳定性，同时减少了工作量。
d) 实验室可根据样品处理液、标准储备液的性质设定一个考察周期。一般情况下可设为4周，还可根据情况设定更短或更长的周期。
二、稳定性考察的方法设计及结果评价
应按照下列规定的方法进行试验设计和结果评价，需要满足下列要求：
1 ）是样品保存过程中的稳定性实验方案
a) 选定稳定性考察的具体指标；
b) 选定稳定性考察的统计方法，一旦确定，不能随意更改；
c) 安排试验保证n次试验是在同一条件下进行；
d) 实验室应根据自身情况，结合分析对象的特点和有关法律法规要求，确定检测时间间隔。关于检测时间间隔，可参考欧盟2002/657/EC《贯彻执行96/23EC关于分析方法和结果解释的决议》，其规定标准储备液的分析间隔时间为1~4周，样品的分析时间间隔为1~20周。
e) 检验结果比较和检验稳定性结论形成。在试验周期内，各时间点的检测结果没有显著性差异，则可以得出在设定的周期内，对象稳定的结论。反之，则得出在设定的周期内，对象不稳定的结论。
2 ）检测样品准备及保存条件
应按下列要求进行检测样品准备，确定保存条件和设计试验方案：
a) 应将标准储备液、样品处理液和样品分别在-20℃、4℃、20℃三种条件下保存，用以考察其稳定性。
b) 通常，标准储备液的浓度较高，检测之前应稀释至校准曲线中部浓度点，作为考察标准储备液稳定性的浓度。
c) 样品处理液的浓度一般应位于校准直线的工作范围内。如果不在工作范围内，可向样品处理液中添加标准溶液（低于工作范围），或稀释（高于工作范围），使其处于工作范围内。
三、方法稳定性考察范例
ICP-AES法检测茶叶样品中Cu的含量试验方案
（一）样品稳定性考察
1）选取样品做检验样品，使用。
市售茶叶样品称取0.5 g左右，加入硝酸+双氧水，浸泡之后使用微波消解，独立消解10个样品，定容至25 ml。使用ICP-AES在327.4 nm波长下检测。此后将茶叶样品分别保存在表1规定的条件下。保存后的样品分别在1周后、4周后使用与首次检测相同的条件检测，记录检测结果。
表1 样品保存条件

环境条件	方案1	方案2	方案3
温度	-20℃	4℃	20℃
避光	10份	10份	10份
光照			10份

2）样品检测结果统计
采用利用方差齐性检验，剔除离群值后，采用多重比较的试验方法，将样品和标准溶液首次检测的结果与在不同条件下保存后的检测结果进行比较，确认结果是否有差异。各次检测结果及其平均数、方差见表2。
表2 样品稳定性检测记录

序号	初次检测的含量 mg/kg	一周后的含量 mg/kg				四周后的含量 mg/kg
序号	初次检测的含量 mg/kg	-20℃	4℃	20℃ 避光	20℃ 光照	-20℃	4℃	20℃ 避光	20℃ 光照
1	8.47	7.86	7.31	7.98	7.12	7.89	6.48	7.6	7.15
2	7.78	7.92	7.35	7.62	6.68	7.98	8.00	7.68	7.01
3	7.79	7.86	7.73	7.57	7.11	7.94	7.81	7.12	7.3
4	7.42	7.52	7.15	7.48	7.73	7.5	7.85	9.04	7.39
5	5.99	7.21	6.92	7.49	7.63	7.68	8.02	6.88	8.07
6	7.46	7.73	7.21	7.16	7.33	7.22	7.01	7.89	8.13
7	8.26	7.74	6.99	7.35	7.18	7.53	7.79	7.39	7.1
8	8.48	7.32	8.29	8.18	7.93	7.68	7.92	6.28	7.34
9	7.42	7.16	7.99	6.61	8.23	7.03	7.74	6.94	7.68
10	6.76	7.17	8.13	6.6	8.22	6.78	7.58	7.14	8.2
	7.58	7.549	7.507	7.404	7.516	7.523	7.62	7.396	7.537
(×10^-2)	0.6016	0.0959	0.2417	0.2623	0.2671	0.1454	0.2200	0.4930	0.1831

3）结果分析结论
本例中，各处理的平均值均在置信限范围内，说明样品在四种条件下保管至四周后检测，结果与参照处理没有显著性差异。
本示例只对保存到四周的样品做了考察。实验室根据需要，还可以改变保存条件、延长保存时间，进行更进一步的考察。本例中一周后和四周后的检测结果平均值均在置信限范围内，表明样品在一个月内是稳定的。
（二）标准储备液稳定性考察
1）配制标准储备液
独立配制10份浓度为100 μg/ml的标准储备液，检测时稀释成2 μg/ml，使用ICP-AES在324.8 nm波长下检测。此后将标准溶液密封之后分别保存在表1规定的条件下。保存后的标液分别在1周后、4周后检测，检测条件与首次检测相同。
2）标准储备液检测结果统计
对标准储备液进行检验，计算平均数和标准偏差，见表3。
表3 Cu标准储备液稳定性检测记录

序号	初次检测Cu浓度mg/L	一周后Cu浓度 mg/L				四周后Cu浓度 mg/L
序号	初次检测Cu浓度mg/L	-20℃	4℃	20℃避光避光光	20℃光照	-20℃	4℃	20℃避光	20℃光照
1	2.041	1.368	1.869	1.968	1.849	1.539	1.908	1.886	1.817
2	2.051	1.408	1.919	1.928	1.869	1.579	1.898	1.896	1.827
3	2.071	1.458	1.939	1.928	1.869	1.579	1.898	1.866	1.827
4	2.021	1.408	1.939	1.928	1.809	1.519	1.908	1.856	1.827
5	2.031	1.408	1.969	1.918	1.809	1.519	1.908	1.896	1.807
6	1.971	1.378	1.939	1.798	1.799	1.519	1.898	1.846	1.797
7	2.061	1.328	1.969	1.928	1.789	1.549	1.828	1.866	1.797
8	2.001	1.368	2.019	2.088	1.799	1.499	1.898	1.836	1.847
9	1.911	1.408	1.979	1.888	1.819	1.519	1.868	1.826	1.827
10	1.991	1.418	1.929	1.928	1.799	1.529	1.828	1.816	1.777
	2.015	1.395	1.947	1.930	1.821	1.535	1.884	1.859	1.815
×10^-2	0.234 3	0.114 2	0.161 6	0.457 6	0.090 6	0.071 8	0.100 5	0.072 4	0.041 6

3）结果分析结论
标准储备溶液保管一周和保管四周后的检测结果都不在置信范围内。说明保管一周后就会失准。
首次检测结果的平均值与标准储备液的接受参考值没有显著性差异。即首次检测的结果是准确的。那么，一周后和四周后的检测结果是不可靠的。
影响标准储备液检测结果准确度的主要因素有保存条件、仪器响应信号、校准直线的斜率和截距等。实验室要为此准确查找原因。
总之，本例ICP-AES法检测样品中Cu的含量的稳定性范例，只是关于化学试验方法稳定性考察的一次尝试，希望大家结合此案例，进一步开展这方面研究，可以促进检验检测工作健康发展。