色谱精密度测量实验

实验室的化验人员经常需要进行准确度试验，如检验设备（包括采样设备、制样设备、化验设备以及新研制的设备）的投入使用，新检验方法（包括标准方法、非标准方法以及新研制的方法）的验证等都需要进行准确度试验，准确度试验包括正确度试验和精密度试验。任何一个设备或测量方法都应验证其正确度和精密度是否符合预期用途的要求。但很多化验人员对三者之间的区别和关系还存在一些模糊的认识，经常把正确度当做准确度来使用，今天小编抽空整理了一些资料，关于准确度、正确度、精密度到底有哪些区别和联系呢？http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512091921_577114_2961690_3.jpg综上所述，准确度包括了正确度和精密度。而正确度是准确度的各重要的组成部分。为评价（度量）准确度而进行的试验称为准确度试验，准确度试验同样也包括了正确度试验和精密度试验这两部分。在日常实验室工作中，我们会遇到这样的情况：比如用ICP 测同一元素含量，实验室内同一实验员不同重复间的误差、不同实验员间的误差、不同实验室间误差应控制在什么范围？其实，这就涉及到了中间精密度验证的问题了。在一组测量条件下的测量精密度，包括相同测量程序、相同操作者、相同测量系统、相同操作条件和相同地点，并且在短时间段内对同一或相似被测对象重复测量。简单地说中间精密度是处于重复性条件与再现性条件之间的条件下得到的精密度。精密度可以从三个层次来考察：重复性、中间精密度、重现性重现性:指不同实验室之间不同分析人员测定结果的精密度。当分析方法将被法定标准采用时，应进行重现性试验。重复性：配制6份供试品溶液（不添加杂质对照品溶液，为准确度提供依据），由1个分析人员在尽可能相同的条件下进行测试，所得6份供试品溶液中的杂质含量，其相对标准差应不大于15%。重复性测定可在规定范围内，至少用9次测定结果进行评价，如制备3个不同浓度的试样，各测定3次，或100%的浓度水平，用至少测定6次的结果进行评价。中间精密度：是指在同一试验室，由于实验室内部条件改变，如时间、分析员、仪器设备、测定结果的精密度。验证设计方案中 变动因素一般为日期、分析人员、设备。配置6份供试品溶液（一般为0.1%），分别由不同分析人员、不同日期、不同仪器进行测试，所得12个杂质含量数据的相对标准差应不大于20%。简言之。。。。见下图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512091921_577115_2961690_3.jpg精密度计算http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512091922_577116_2961690_3.jpg中间精密度试验时应考察不同日期、不同分析人员、不同仪器下对精密度的影响，有关物质中间精密度的结果评价及可接受标准可以看一下2010版中国药典附录V D高效液相色谱法，附录第30页！有详细的描述！1）含量低于0.5%，RSD%应小于10%。2）含量在0.5%-2%，RSD%应小于5%。3）含量大于2%，RSD%应小于2%。中间精密度的验证：分别考察同一实验室不同人员、不同时间、不同仪器设备测定结果之间的精密度。具体操作：①、对照品溶液的配制：同⑵。②、供试品溶液的配制：同⑵。分别精密量取相同体积的上述各溶液进液相，按外标法以峰面积计算不同的分析人员在不同的时间、不同的仪器设备上测得的供试品溶液中被测成分的含量（可算其相对于制剂标示量的百分含量），计算组内的平均含量及含量的RSD，并与另一组（不同的分析人员、不同时间、不同仪器设备）测得的结果比较，计算组间的RSD，应小于2%。这时候，仿佛应该插个题外话，那就是检测限和定量限的问题了（其实这个话题咱们说过很多了），今天呢， 不废话，直接说精华。1.检测限系指试样中的被分析物能够被检测到的最低量，但不一定要准确定量。该验证指标的意义在于考察方法是否具备灵敏的检测能力。因此对杂志限度试验，需证明方法具有足够低的检测限，以保证检出需控制的杂质。直观法直观评价可以用于非仪器分析法，也可用于仪器分析方法。检测限的测定是通过对一系列已知浓度被测物的试样进行分析，并以能准确、可靠检测被测物的最小量或最低浓度来建立。信噪比法用于能显示基线噪音的分析方法，即把已知低浓度试样测出的信号与噪声信号进行比较，计算可检出的最低浓度或量。一般以信噪比为3:1时相应的浓度或注入仪器的量确定检测限，其他方法有基于工作曲线的斜率和响应的标准偏差进行计算的方法等。无论用何种方法，均应用一定数量的试样，其浓度为近于或等于检测限，进行分析，以可靠地测定检测限。2.定量限http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512091922_577117_2961690_3.jpg我们来举个例子说吧！以GC为例，分析方法中间精密度验证中，要求不同的分析人员采用相同的分析方法、在不同的时间、使用不同的仪器进行测试，以确认方法的适用性。问题是，不同的仪器参数设置一般是不同的，除了检测器温度、进样器温度、柱温能保持不变外，其它如分流比（有的仪器有，有的没有），载气流速等似乎不能保证完全一样，这种情况下做出来的中间精密度数据有效吗？我觉得中间精密度验证不一定要求仪器参数完全一样，甚至平时操作的时候可能用到跨品牌的仪器，只要方法一致就有可比性，用分流的就都用分流的，用不分流就都用不分流，用恒流模式就都设定为恒流模式的，不要求使用完全一模一样的仪器。为什么要做精密度和回收率试验？ 测量方法确认技术分成以下几类。 (1)正确度试验(标准物质分析试验、回收率试验、不同方法的比对试验。 (2)精密度试验(室内重复性、中间精密度、协同试验、极差试验。 (3)检出限的确定。 (4)测量范围试验。 (5)影响结果因素的系统评价。 (6)结果不确定度的评价。根据测量方法预期用途的特定要求,选用以上至少两项确认试验或评价技术,以便得到与特定要求相关的技术指标。在没有系统偏差或系统偏差不显著时,精密度好,则正确度高。否则精密度好,正确度不一定高。方法精密度好,才可能采用最少的重复测定次数得到准确的结果。从这个意义上说,方法的精密度对正确度有很大影响。因此,测量方法的精密度要优于正确度的限量,才能满足测量方法正确度的要求。实践中通常把残留分析检测方法的精密度试验简化为高(略低于检测方法的最高限量)、中(检出限的两倍)、低(略高于检出限)3个浓度各进行不少于10次的测试。应用线性回归原理进行测量的方法一般在线性范围内选择包括检测低限、检测高限在内的6个质量水平样品分别进行不少于3次的测试。检测结果经统计应满足拟确认测量方法精密度的要求。化学分析方法一般采用Horwite方程：cM=2(1-0.5lgc)(%)(c为浓度水平,1,10,100,1000,,)评价方法的精密度。 对于组成不十分清楚的试样, 常采用加入回收法。在试样中加入已知量的被测组分与等量的另一份相同的试样平行进行分析, 求得加入的被测组分的回收率, 由回收率检查系统误差的大小。提高试验精密度和采用回收试验，都是为了尽可能减少实验误差，使得试验更准确。简单而言：就是准确度用回收率试验，精密度用测定6次结果进行rsd评价。

[b] GB/T 11170-2008 不锈钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法(常规法)中8.3.5中测量分析样品至少两次取平均值。但是如果两次测量的结果差别比较大怎么办 。是否是要符合第10条款的精密度要求，不符合说明测试结果不可用？[img=GB/T 11170-2008中对测量结果的描述,690,206]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807051240165275_5197_3301562_3.jpg!w690x206.jpg[/img] 对比的GB T 4336-2016 碳素钢和中低合金钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法中就有明确的规定。第12条，测量结果的可接受性及最终报告结果的确定。他要求是打两点，不超过精密度要求是，取平均值。超出打第三点，最大差值符合精密度要求取平均值，不符合取中间值。[img=GB/T 4336-2016中对测量结果的描述,690,254]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807051241084605_4947_3301562_3.jpg!w690x254.jpg[/img]对比一下GB/T11170-2008，该如何处理[/b]

目前国内外有关 ICP - MS 分析文献中, 有些常用术语不统一, 容易混淆。比如检出限, 有仪器检出限, 方法检出限, 方法定量限。方法检出限有用 3s 表示, 也有用 10s 表示。方法定量限有用 6s 表示, 也有用 10s 表示。分析工作者应尽可能采用 ISO 规范或国际纯粹和应用化学联合会 ( IUPAC) 所推荐的定义和命名法。一、灵敏度 ( Sensitivity) 在 IUPAC 命名法中, 灵敏度定义为分析校准曲线的斜率, 并用大写英文字母 S 表示。它是单位浓度的分析物在一定时间内得到的信号响应大小的度量指标。ICP - MS 中, 灵敏度用计数率 ( counts per second, 缩写 cps) 表示, 即一定浓度的分析物每秒产生的计数。 灵敏度是评价仪器的重要指标, 但灵敏度随仪器条件的变化往往差别很大, 而且背景以及氧化物多原子离子干扰等指标也会相应变化。比如在进行高灵敏度模式或在不同的采样深度及透镜参数时, 其背景或氧化物干扰也会相应提高。因而仅强调灵敏度是不全面的。相比之下, 检出限是反映仪器灵敏度和稳定性的综合指标, 能更全面反映仪器的性能。二、准确度 ( Accur acy) 测试结果与被测量真值或约定真值间的一致程度。〔ISO 5725 - 1〕 准确度通常用误差ε来表示: ε= Xmean - Xtru e。亦可用相对误差表示: εr = ε/ Xtrue 。 最新的“地质矿产实验室测试质量管理规范—DZ/T0130 - 200X” 中地球化学样品水系沉积物、土壤样品元素分析方法准确度、精密度要求列于下表，仅供参考。标准物质元素分析方法准确度、精密度要求http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512171138_578423_2984502_3.jpg元素日常分析准确度、精密度要求http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512171138_578424_2984502_3.jpg金元素标准物质和试料分析允许相对偏差http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512171139_578425_2984502_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512171140_578426_2984502_3.jpg三、精密度 ( Pr ecision) 精密度是指在规定条件下, 相互独立的测试结果之间的一致程度〔ISO 5725 - 1〕。 精密度在实际应用中有重复性和再现性之分。 重复性 ( Repea ta bility) 在同一实验室, 由同一操作者使用相同设备, 按相同的测试方法, 并在短时间内从同一被测对象取得相互独立测试结果的重复性条件下, 相互独立的测试结果之间的一致程度〔ISO 5725 - 1〕。 重复性限 ( Repea tability limit) 一个数值, 在重复性条件下, 两次测试结果的绝对值不超过次数的概率为 95% 。注: 重复性限符号为 r〔ISO 5725 - 1〕。 再现性 ( Reproducibility) 在不同的实验室, 由不同的操作者使用不同的设备, 按相同的测试方法, 在同一被测对象取得的测试结果的条件下, 测试结果之间的一致程度〔ISO 5725 - 1〕。 再现性限 ( Reproducibility limit) 一个数值, 在线性条件下, 两次测试结果的绝对差值不超过次数的概率为 95% 。注: 再现性符号为 R〔ISO 5725 - 1〕。精密度具体是采用标准偏差表示。 标准偏差 ( Standar d d evia tion ) 在光谱分析和质谱分析中, 常用标准偏差来表示测量的精密度, 并以小写的拉丁字母 s 或 σ表示之, 分别用于有限次测量和无限测量 ( n→∞) 。因此, 对于有限次测量次数, 应该采用 s 表示标准偏差, 但检出限表示中, 经常出现用 σ表示标准偏差 ( 也可能是如果用 s 表示, 容易与灵敏度 S 混淆? 所以建议使用SD 表示) 。习惯上, 多采用相对标准偏差 ( RSD/% ) 表示精密度。有些文献中亦把相对标准偏差称为“变异系数”。如果误差服从高斯分布, 标准偏差相当于分布曲线的“扭转·45 ·点”, 它较能正确地反映误差分布的特性。根据误差理论, 对于正态分布而言, 当 n→∞时, 偏差在 ±1σ, ±2σ以 及 ±3σ范围内的 测量次数 在测量总 次数 中分别 占 68. 3% ,95. 5% 和 99. 7% 。可见偏差超过 ±3σ范围的几率不超过 0. 3% , 也就是说, 进行 1000 次测量, 只有 3 次测量的偏差可能超出 ±3σ。因此, 对于有限测量来说, 3 倍标准偏差常常被认为是许可的最大测量偏差的界限。

怎样计算中间精密度1不同的计算中间精密度过程 怎样计算中间精密度呢？查阅药品审批中心的电子期刊，对中间精密度的操作过程描述为“配制6份相同浓度的供试品溶液，分别由两个分析人员使用不同的仪器与试剂进行测试，所得12个含量数据的相对标准差应不大于2.0%”。 在JoachimErmer 等编写的《Method Validation inPharmaceutical Analysis》一书中描述了对一个测定主成分含量的高效液相色谱分析方法的验证过程，其中中间精密度的验证和验证报告见下表1。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/08/201308041727_455951_2265735_3.jpg表1 《Method Validation in PharmaceuticalAnalysis》制剂分析中间精密度举例对比我们的中间精密度验证实验，我们会发现国外的实验过程和我们的实际操作几乎一样，但是他们的报告数据却比我们更加详细。我们的报告一般会列出12个数据的整体平均值和整体相对标准偏差（RSD），国外实验（见列表）还列出了95%的置信区间和每个分析人员的数据相对标准偏差（RSD）数据，更重要的是他们列出了最后的结论数据：整体重复性over repeatability)和中间精密度（intermediate precision），这个关键数据我们一般采用整体数据的RSD代替。分析完这个表格我们不禁要问：中间精密度的数据需要计算的这么复杂吗？我们的计算处理过程是不对的吗？ 明白上述表格的计算过程，我们要回顾一下中间精密度的概念和相关法规要求。2什么是中间精密度？ 《化学药物质量控制分析方法验证技术指导原则》规定：精密度系指在规定的测试条件下，同一均质供试品，经多次取样进行一系列检测所得结果之间的接近程度（离散程度）。精密度的考察内容包括三个层次（图1）：1重复性，考察同一实验人员操作过程的相关变量；2中间精密度，考察同一实验室不同操作人员的变量；3重现性，考察不同实验室之间的相关变量。 ICH及美国药典对精密度的定义与我们的指导原则一致，但是他们对报告数据的要求是：“Recommended Data：Thestandard deviation, relative standard deviation (coefficient of variation) andconfidence interval should be reported for each type of precision investigated.”我的翻译是：推荐数据形式：应报告各类考察的精密度实验的标准偏差（SD），相对标准偏差（RSD）(或者变异系数)和置信区间。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/08/201308061817_456475_2265735_3.jpg图1 精密度的验证内容和层次。 最重要的是在2010版中国药典二部附录《药品质量标准分析方法验证指导原则》中在精密度项目中明确增加了第4点“数据要求”，具体要求：均应报告标准偏差，相对标准偏差和可信限（置信区间，confidence interval）。可信限（置信区间）是这次增加要求的全新内容，下面我们就来讨论什么是可信限？在这里为了符合统计学术语的一致和便于读者查阅，我使用置信区间这个词来代替可信限。3什么是置信区间（可信限）？ 和相对标准偏差（RSD）一样，置信区间也是统计学上的概念。我们遇到的数据大部分遵从正态分布（有的文章也叫高斯分布），数据的分布趋势是：在随机试验中，观测的数据数值范围落在平均值附近的概率（或者机会）很高；数据偏离平均值越远，测得该数据的概率越小（图2）。在归一化的正态分布图中, 68.3%的观测值分布在平均值的1个标准偏差（SD）附近（左右），95.5%的观测值分布在平均值的2个SD附近，而分布在3个SD区间的观测值占所有可能观测值的99.7%，统计上把我们猜测自己的数据落在已经确定范围的概率叫做置信水平（概念不是很准，望大家见谅）。基于以上统计假设，我们用一次检测过程的数据（液相色谱中我们常常平行检测5次或者6次）去估计整体数据的（假设你不知疲惫的测了无数数据，他们称之为整体数据）分布和真值范围。首先要做的是选个选取一个置信水平，例子中选取的是95%（很多时候选取的是97%,数据显著），用均值标准偏差去代替方差，计算过程是：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/08/201308041754_455959_2265735_3.jpg 其中http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif是实验n次的t分布（和正态分布很像，基于有限次数的统计分布，限于篇幅和大家的阅读负担，我尽量避免统计假设和统计推断的内容），在置信95%水平df（n-1）自由度（详细的介绍见统计学和线性代数），查t值表（常用统计表格）t6=2.447，均值标准偏差为0.42[/size