化學分析實驗室檢測結果的質量控制

　　化學分析實驗室的質量控制是在試驗的各個環節采取必要的措施，并運用統計學的原理和  方法發現誤差的大小和來源，是實驗室質量保證的重要組成部分。檢測結果準確與否，是體系運行中對包括人員、設備、環境條件、檢測方法、量值的溯源、抽樣及樣品處置等因素控制好壞的綜合反應。檢測過程是實驗室質量體系運行的主要過程，控制檢測過程中的誤差，使檢測結果的隨機誤差控制在最小范圍內，避免系統誤差；同時可判斷檢測人員對分析方法的掌握情況和適應能力，幫助發現和糾正實驗室管理和檢測技術上存在的問題，從而保證檢測結果的可靠性和可比性。

　　概述

　　質量控制的定義

　　質量控制是為達到質量要求所采取的作業技術和活動。當采集的具有代表性的有效樣品傳輸到實驗室進行檢測時，為獲得滿足質量要求的檢測結果，在檢測過程中實施的各項控制測試質量的技術方法和規定。

　　質量控制分類

　　實驗室內質量控制：又稱內部質量控制，是指應用統計技術對分析測量系統進行過程控制。表現為實驗室和檢測人員對分析檢測質量進行自我控制和內部質控人員對其實施質量控制技術管理的過程。

　　實驗室間質量控制：又稱外部質量控制，是指外部有工作經驗和技術水平的第三方檢測機構或技術組織、權威機構、政府技術監督管理機構等，如實驗室國家認可委員會、技術監督部門或上級測試中心，對各實驗室及其檢測人員進行定期或不定期的分析檢測質量考查的過程。

　　實驗室內質量控制

　　實驗室內質量控制應在實驗室技術負責人和質量監督員的指導、監督下進行。

　  方法確認

　　實驗室應采用滿足客戶需求并適合于所進行項目的檢測方法，應優先選擇使用國家或區域發布的標準方法，并確保其現行有效。首次采用的標準方法，在應用于樣品檢測前應對方法進行方法確認(驗證試驗)，以檢查實驗室所獲得數據是否在標準方法要求的范圍內，評價檢測人員是否已掌握了標準方法，并能正確運用質控方法。驗證試驗一般包括以下幾個方面。

　  空白值的測定

　　一種分析方法的空白值的大小和離散程度，直接影響此方法的檢出限和精密度，一定程度上也反映了實驗室的基本狀況和檢測人員的技術水平。

　  檢出限估算

　　檢出限是一種分析方法能夠從試樣中定性檢出待測物質的最小濃度或量。可根據空白值的測定結果計算出分析方法的檢出限(定性)和測定下限(定量)。不同方法計算公式不同，如色譜法的檢出限為3N／b，分光光度法和熒光光譜法的檢出限為Sk／b，其中N為噪聲響應值，b為標準曲線回歸方程的斜率，k一般為3，S為n次空白值的標準偏差(n≥20)。

　  繪制校準曲線

　　繪制6條以上校準曲線，相關系數應大于0.995，線性范圍應符合標準方法的規定。

    測定樣品加標回收率

　　在測定樣品的同時測定加入標準樣品或標準參考物質的回收率，一般加入高、中、低3個濃度水平的標準物質，回收率應在標準方法的誤差范圍內。

    測定批內和批間精密度

　　批內(或日內)精密度是同一次測定的精密度，批間(或日間)精密度是不同次測定的精密度。通常對標準溶液、實測樣品和加標樣品等進行測定。

    常規分析的質量控制

    標準溶液的校核

　　化學分析實驗室自配的標準溶液，應保證所使用的分析天平和各種量器經計量部門檢定合格，還必須定期與有證標準物質進行核對(溯源到國際標準或者國家標準)，以校正自配標準溶液的濃度，使之與有證標準物質的濃度相一致。

　　校準曲線的繪制

　　校準曲線是用來描述被測物質的濃度(或含量)與響應值之間定量關系的曲線。校準曲線的通式為y＝bx＋a，b為斜率，a為截距。校準曲線分為標準曲線和工作曲線兩種。標準曲線是省略了某些樣品分析步驟的校準曲線，工作曲線是制備過程與樣品分析步驟完全相同的校準曲線。通過校準曲線可由待測物的響應值求得其濃度或絕對值，進而求出原樣品中待測物的濃度。繪制校準曲線時應注意：①盡量采用標準溶液繪制；②濃度點為7～9個，且應分布在方法的線性范圍內；③線性相關系數應大于0.995；④每次測定樣品時應同步繪制校準曲線；⑤校準曲線應標明標題、測定條件和日期等。

    空白值的控制

　　空白分為溶劑空白、試劑空白和樣品空白。空白值測定影響方法的檢出限和測定結果的重現性，也反映實驗室的基本狀況和檢測人員的技術水平，如純水的質量、試劑的純度、試劑配制的質量、玻璃儀器的潔凈度、儀器的靈敏度及精密度、實驗室的潔凈狀況、檢測人員的操作水平及經驗等，都可反映到空白值上。

　　平行樣的分析控制

　　在日常分析中每批樣品要進行平行測定。一般每批樣品抽檢量為10%～20%，異常樣品或者超標樣品必須重復測定。平行雙樣的精密度可采用相對偏差評價，相對偏差＝(X1-X2)/(X1＋X2)×２×１00%，相對偏差的允許差見表1。

　　回收率的分析控制

　　在日常分析中每批相同基質樣品要隨機抽取10%～20%樣品進行加標回收試驗，回收率(%)＝(測定值-本底值)/加標值×100。測定加標回收率時須注意：①添加物濃度應接近待測物的濃度，一般不得大于待測物含量的3倍，即加入標準后樣品的濃度最好是原濃度的2倍，且不能超過曲線測定上限的90%；②加標物的濃度宜較高、且體積較小，加標體積過大將影響回收率，否則回收率計算時應進行體積校正；③加標物的形態應盡量與待測物的形態相同；④當樣品中待測物含量低于或接近方法檢出限時，加標量應略高于最低檢測濃度，控制在校準曲線的低濃度范圍；⑤當待測物濃度較高時，加標量大致與本底值接近，超過曲線范圍時，則先稀釋后再測定；⑥由于加標樣與樣品的測試條件完全相同，其中干擾物和不正確操作等因素所致效果相等，故有時當以其測定結果的減差計算回收率時，不能確切反映樣品測定結果的實際差錯。回收率范圍見表2。

　　有證標準物質比對

　　在日常檢測工作中，定期使用有證標準物質或標準參考物質作為質量控制樣品，將其與樣品做同步測定，將測定結果與認定值進行比較，以評價其準確度，從而推斷實驗中是否存在系統誤差或出現異常情況。選用標準物質時應注意：①標準物質的含量與待測樣接近；②標準物質的基體應與待測樣盡可能接近；③標準物質應與待測物的形態相同；④標準物質的使用應在其規定的有效期之內，并符合儲存條件；⑤標準物質的不確定度應與客戶對準確度的要求相適應。

　  不同方法的比較

　　方法比較分析是對同一樣品分別使用具有可比性的不同方法進行測定，并將其結果進行比較。由于不同方法對樣品的反映不同，所用試劑、儀器有差別，若檢測結果一致，則表示方法可靠，結果準確。

　　留樣再測

　　對均勻和穩定性良好的樣品，可定期抽取一定數量的已檢樣品進行再檢驗，其檢測條件應盡量追溯到前次檢測的條件，如兩次測量結果之差的絕對值不大于其測量不確定度，則可判斷實驗室的檢測能力持續有效，測定體系穩定可靠。保留樣品應在樣品的有效期內，并確認樣品的理化性質無變化。

　　分析一個樣品不同特性結果的相關性

　　同一產品的不同特性指標可能存在一定的相關性，通過這些相關性分析可以判斷檢測結果是否準確。如水中溶解性總固體與離子總量相關，鈣、鎂等金屬離子濃度與總硬度(以CaCO3計)相關。

    干擾試驗

　　檢驗實際樣品中可能存在的共存物是否對測定有干擾，并了解共存物的最大允許濃度。

    人員比對

　　實驗室人員比對試驗是指在相同的儀器設備、環境和設施下，由不同的操作人員對同一試樣的相同項目進行試驗。如果檢測結果一致，則表示檢測工作可靠。

　　質量控制圖

　　質量控制圖是將一個過程中定期收集的樣品數據按順序點描繪而成的一種圖示技術，用來評價和控制重復分析的統計學工具。其作用是區分檢測過程中質量的變異性質，發現異常變異，及時報警，以便采取糾正和預防措施，使檢測工作恢復正常。

　  質控圖的組成

　　中心線，其位置與正態分布的均值μ重合；上控制線(限)，其位置在μ＋3σ處；下控制線(限)，其位置在μ-3σ處；上警告線(限)，其位置在μ＋2σ處；下警告線(限)，其位置在μ-2σ處；上輔助線(限)，其位置在μ＋σ處；下輔助線(限)，其位置在μ-σ處。質量控制圖見圖1。

    質控圖的繪制

　　建立質量控制圖首先需要測定質量控制樣品，按所選質控圖的要求積累數據，然后計算各項統計值，繪制質控原始圖。質控樣品可以是標準物質、空白和加標回收樣品等，為建立質控圖積累數據需對質控樣品至少做15～20次重復測定，并且需要在一定的時間間隔內完成，不得一次測定多個數據或一天內測定多次來完成。將所積累數據進行統計處理，計算均值、標準差、極差、極差的均值等基礎統計量，根據相應質控圖的要求計算各項統計值的參數值。在日常工作中對已知濃度質控樣品(如標準溶液和標準參考物質等)中待測組分測定20次，求出測定結果的平均值x和標準偏差s，繪制質控圖。如對水中氟化物質控樣品進行20d測定，求出統計量：x＝0.643mg·Ｌ-1，s＝0.032mg·Ｌ-1，上控制限：x＋3s＝0.739；上警告限：x＋2s＝0.707；上輔助限：X＋S＝0.675；下控制限：x-3s＝0.547；下警告限：x-2s＝0.579；下輔助限：x-s＝0.611。

　  質控圖的評價

　　質控圖是否處于穩定狀態，可根據《常規質控圖》(GB/T4091-2001)中的規定進行判定。在日常的質量控制過程中，將每次分析的結果畫在質控圖上，當出現1點落在A區以外；連續14點中相鄰點交替上下，或連續3點中有2點落在中心線同一側的B區以外等八項判定標準列出的現象時，表明檢測過程出現異常。實驗室應查找原因，采取糾正措施，消除造成失控結果的因素后，重新對質控樣品進行測定，當結果在控制限以內時才可繼續檢測。

　　測量不確定度的評定

　　測量不確定度是與測量結果關聯的參數，用于表征合理賦予被測量之值的分散性。通常測量結果的好壞用測量誤差來衡量，但是測量誤差只能表現測量的短期質量。測量過程是否持續受控，測量結果是否能保持穩定一致，就需要用測量不確定度來衡量。測量不確定度越大，表示測量能力越差；反之，表示測量能力越強。

　　化學分析實驗室應具有并應用評定測量不確定度的程序。在評定測量不確定度時，對給定情況下的所有重要不確定度分量，均應采用適當的分析方法加以評定。測量不確定度評定的基本程序：①測量方法的概述：方法名稱、試料量、試料分解和處理、測量所使用的計量器具和儀器設備、測量的校準物、測量條件、樣品測量參數等；②建立數學模型：列出被測量的計算方程式，明確被測量與各輸出量的定量關系；③測量不確定度來源的識別；④標準不確定度的評定，包括A類不確定度評定和B類不確定度評定；⑤合成標準不確定度的評定；⑥擴展不確定度的評定；⑦測量不確定度的表示與報告。

　　實驗室間質量控制

　　實驗室的能力可以通過兩種方式進行評定，一是由認可機構派出評審員對實驗室進行現場評審；二是通過能力驗證活動來評價實驗室的運作。兩者結合，相互補充，應根據外部評審、能力驗證等結果來評估實驗室的工作質量，并采取相應的改進措施。實驗室外部質量控制活動一般有：①中國合格評定國家認可中心(CNAS)、亞太地區實驗室認可協會(APLAC)等實驗室認可機構組織的能力驗證；②國際專業技術協會組織的協同試驗；③國內行業主管部門組織的能力驗證；④能力驗證提供者組織的能力驗證活動；⑤與其他同行實驗室進行分割樣品(子樣)的比對試驗；⑥與其他同行實驗室進行標準溶液的比對試驗等。

　　能力驗證技術根據檢測物品的性質、使用的方法和參加實驗室的數目而變化。大部分能力驗證具有共同的特征，即將一個實驗室所得的結果與其他一個或多個實驗室所得的結果進行比對。在某些計劃中，參加的實驗室之一可能具有控制、協調或參考的功能。能力驗證計劃的一般類型有：測量比對；實驗室間檢測；分割樣品檢測；定性；已知值；部分過程。