人們對食品、藥品、環境、建筑和水利安全意識的不斷增強推動了食品、藥品、環境、生活設施安全檢測需求的上升,制造業的快速發展及產業升級推動了工業品檢測需求的上升,對外貿易持續增長推動了貿易保障檢測需求的上升。為了滿足現代分析檢測的需要,在眾多領域中,分析測量的結果也越來越多地作為重要的考慮因素和決策依據。上至國家領導人制定政策、政府機關實施監管措施,下至普通老百姓的日常生產和生活,都是與分析測量的結果緊密相連的。因此,必須最大程度地保證分析測量結果的準確性和溯源性。
標準物質(reference material, RM)是指具有一種或多種足夠均勻且穩定規定特性的材料,已被確定其符合測量過程的預期用途。有證標準物質(certified reference material,CRM)是指采用計量學上有效程序測定的一種或多種規定特性的標準物質,并附有證書提供規定特性值及其不確定度和計量溯源性的陳述。標準物質的用途可包括測量系統的校準、測量程序的評估、給其他材料賦值和質量控制。標準物質基于其高度均勻、長期穩定的特性,被廣泛應用于物理、化學、生物與工程測量領域,為科研生產、技術創新和法律法規的貫徹提供了有效支持,在保證不同國家、地區和不同時期測量結果的一致性和可比性、產品質量管理、環境保護、消除貿易壁壘、保障人民生活等方面發揮了積極作用。
在化學分析實驗室中,標準物質被廣泛地用于需要對物質的成分或特性進行測量的一切工作中,如校準儀器(以及儀器設備的期間核查)、評價檢測方法、為材料賦值和質量控制等,其目的在于保證測量過程和測量結果的準確一致。正確使用具有良好計量學特性的標準物質,對保證分析結果的準確性和溯源性有重要意義。本文從能力驗證結果分析的角度出發,分別從對標準證書的理解、配制標準物質使用液和繪制標準物質標準曲線三個方面分析探討了標準物質的使用注意事項。
標準物質的使用注意事項
通過對2012年國家認監委實驗室A類能力驗證計劃的技術報告進行分析,如表1所示,從各技術報告的技術分析和建議方面解析標準物質的使用注意事項。最后總結使用標準物質應注意對標準證書的理解、配制標準物質使用液和繪制標準物質標準曲線三個方面。
對標準物質證書的理解
標準物質的儲存條件
標準物質的儲存條件和方式非常重要,對其穩定性和所附量值的準確性有很大的影響。因此,在標準物質購買回來后,首先應仔細閱讀所附標準物質證書中給出的關于儲存條件的要求,嚴格按照規定的要求進行儲存,保存時應考慮溫度,是否冷藏、冷凍、避光等條件。如在CNCA-14-B08“葡萄酒中銅和胭脂紅含量的測定”能力驗證項目中,有參加實驗室使用德國Dr.公司生產的純度為70.0%的胭脂紅固體粉末標準物質,該標準物質所附的標準物質證書中給出的儲存溫度為20±4℃,有結果不滿意實驗室在不滿意結果分析中提到在標準物質購買以后,甚至開封使用后放入冰箱中冷藏儲存,尤其是后者,固體粉末在吸潮后會嚴重影響胭脂紅的純度,進而影響葡萄酒中胭脂紅含量的檢測結果。
標準物質的用法
使用的標準物質(標準溶液)應是國家有證標準物質,或者是通過連續的比較鏈使測量結果與國家(國際)測量標準聯系起來的標準物質。標準物質使用人員應詳細了解標準物質的使用說明,嚴格按照檢測規程進行操作。如農業部環境質量監督檢驗測試中心生產的農藥α-666溶液標準物質,在所附標準物質證書中明確標明,標準物質溶液應低溫和避光條件下保存,使用前于室溫下(20±3℃)下平衡,搖勻。因此,標準物質使用人員在使用該標準物質之前應該先將其在室溫下平衡后再使用。
標準物質的有效期
標準物質的有效期是標準物質研制單位將在規定的儲存條件下,經穩定性試驗證明特性值穩定的時間間隔作為標準物質的有效期。穩定性試驗只能說明已經試驗的這段時間是穩定的,超過有效期的穩定性情況不能確定,因此,務必在有效期內使用。這里應該注意標準物質的有效期是從定值日期開始算的。
雖然,理論上講所有標準物質均應在有效期內使用,不推薦使用已經超出有效期限的標準物質。但在有些情況下,如已停產,或標準物質價格異常昂貴時,難免會考慮使用已超出有效期限的標準物質。此時,標準物質使用者應該通過期間核查、繪制質控圖、參加實驗室間比對驗證量值等方式來判斷標準物質的量值是否在規定的不確定度范圍內,再酌情使用。
標準物質的最小取樣量
標準物質的最小取樣量是在均勻性研究中規定的。使用標準物質時的實際取樣量應不低于標準物質的最小取樣量,當小于標準物質的最小取樣量時,證書中聲明的標準物質特性量值和不確定度等參數可能會由于標準物質的不均勻性而不再有效。如歐盟生產的魚肉中總汞和甲基汞成分分析標準物質,在所附標準物質證書中標明樣品的最小取樣量為0.2 g。
配制標準物質使用液
用戶購買到的標準物質常常濃度較高或者為固體粉末,不能直接使用,應先配制成標準物質使用液再行使用,因此,需要做好稀釋配制過程的質量控制。首先,應考慮溫度的影響。如國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院生產的鐵標準溶液,在所附標準物質證書中標明“本標準溶液是在(20±1℃)時配制,使用時應考慮溫度影響,必要時進行溫度校準”。其次,應考慮量具精度,也就是根據所配制標準物質使用液的精度要求來選擇合適精度的計量器具。最后,應考慮量具的檢定/校準狀態。標準物質稱量、稀釋過程中使用的計量器具(如天平、移液器、容量瓶等),應經適當的校準或檢定確認符合準確度要求,特別是有機分析中使用的微量注射器和移行日常校準。
繪制標準物質標準曲線
標準物質標準曲線的繪制應從儀器靈敏度、樣品濃度、雜質干擾、稀釋倍數、相關系數等方面進行考慮。標準曲線的橫坐標(X)表示可以精確測量的變量(如標準溶液的濃度),稱為普通變量,縱坐標(Y)表示儀器的響應值(也稱測量值,如吸光度、電極電位、色譜峰面積等),稱為隨機變量。在選擇標準曲線最低普通變量時,應考慮儀器的響應靈敏度,并且設置標準曲線樣品的標準濃度范圍要有一個比較大的跨度,能覆蓋被測樣品的濃度,即樣品的濃度要在標準曲線濃度范圍之內,包括上限和下限。而對于S型的標準曲線,盡量要使實驗樣品的濃度在中間坡度最陡段,即曲線幾乎成直線的范圍內。另外,標準曲線繪制時,一般使用欲測組分的標準物質,而實際樣品的組成卻千差萬別,必將給測量帶來一定的誤差,因此在測量過程中應盡量選擇與被測樣品相同基體的標準物質,并考慮雜質干擾。再者,最好采用倍比稀釋法配制標準曲線中的標準物質濃度,這樣就能夠保證標準物質的濃度不會出現較大的偏離。繪制的標準曲線相關系數因實驗要求不同而有所變動,但一般來說,相關系數R至少為0.98,對于有些實驗室,至少要0.99甚至0.999.
能力驗證是實現實驗室質量保證的一種有效外部質量控制手段,實驗室可以通過參加精心策劃組織的能力驗證活動來識別實驗室存在的問題,本文從能力驗證結果分析的角度,淺談了標準物質在使用過程中應注意對標準證書的理解、配制標準物質使用液和繪制標準物質標準曲線這三個方面。標準物質的管理是實驗室質量管理體系中的重要組成部分,實驗室應建立一套有效的標準物質管理機制,充分發揮標準物質在量值傳遞和質量控制中的作用,不斷提高實驗室的檢測技術和管理水平。