Сертифицированные справочные материалы - Certified reference materials

Стандартный эталон зеленого чая

Сертифицированные стандартные образцы (CRM) являются «контролями» или стандартами, используемыми для проверки качества и метрологическая прослеживаемость продуктов, для проверки аналитических методов измерения или для калибровка инструментов.[1] Сертифицированный стандартный образец - это особая форма эталон.

Стандартные образцы особенно важны для аналитической химии и клинического анализа.[2] Поскольку большинство аналитических приборов является сравнительным, для точной калибровки требуется образец известного состава (стандартный материал). Эти стандартные образцы производятся в соответствии со строгими производственными процедурами и отличаются от лабораторных реактивов своей сертификацией и отслеживаемостью предоставленных данных.

Системы менеджмента качества включая аккредитацию лаборатории в рамках национальной и международной аккредитации / сертификации стандарты Такие как ISO / IEC 17025 требовать метрологическая прослеживаемость к сертифицированным стандартным образцам (где возможно) при использовании стандартных образцов для калибровка.[3]

Хотя сертифицированные стандартные образцы предпочтительнее, если они доступны,[3][4] их доступность ограничена. Стандартные образцы, которые не соответствуют всем критериям для сертифицированных стандартных образцов, более широко доступны: принципиальное отличие - это дополнительное свидетельство метрологической прослеживаемости и указание неопределенности измерения, представленное в сертификате для сертифицированных стандартных образцов.[5]

Терминология

Определения ISO REMCO

ISO REMCO, комитет ISO, ответственный за руководство по стандартным материалам в рамках ISO,[6] определяет следующие классы справочного материала:[7][8]

Справочный материал
Материал, достаточно однородный и стабильный в отношении одного или нескольких указанных свойств, который, как было установлено, пригоден для использования по назначению в процессе измерения.
Сертифицированный справочный материал
Стандартный образец, характеризующийся метрологически действительной процедурой для одного или нескольких указанных свойств, сопровождаемый сертификатом, который предоставляет значение указанного свойства, связанную с ним неопределенность и заявление о метрологической прослеживаемости.

Альтернативная терминология

Другие органы могут определять классы справочных материалов по-другому. Рекомендации ВОЗ по биологическим[nb 1] Справочные материалы [9] предоставить условия:[nb 2]

  • Стандартные образцы: материалы, которые используются в качестве калибраторов в анализах.
  • Международный стандарт биологических измерений: биологическое вещество, предоставленное для того, чтобы результаты процедур биологического или иммунологического анализа выражались одинаково во всем мире.
  • Вторичные эталоны: эталоны, откалиброванные и прослеживаемые по первичным материалам ВОЗ и предназначенные для использования в рутинных испытаниях.
  • Референтный реагент: референс-стандарт ВОЗ, активность которого определяется ВОЗ в единицах измерения.

Для химических веществ некоторые фармакопеи[10] использовать термины ВОЗ[11]

  • Первичное химическое стандартное вещество: химическое стандартное вещество ... значение которого принимается без необходимости сравнения с другим химическим веществом.
  • Вторичное химическое эталонное вещество: вещество, характеристики которого присвоены и / или откалиброваны путем сравнения с первичным химическим эталонным веществом.

В Соединенные Штаты Национальный институт стандартов и технологий (NIST) использует термин с торговой маркой[12] Стандартный стандартный образец (SRM) для обозначения сертифицированного стандартного материала, удовлетворяющего дополнительным требованиям. NIST -конкретные критерии. Кроме того, коммерческие производители, соблюдающие критерии и протоколы, определенные NIST может использовать товарный знак [13] «Прослеживаемый эталонный материал NIST» для обозначения сертифицированных эталонных материалов с четко определенной связью прослеживаемости с существующими NIST стандарты для химических измерений. [14][15]

Типы справочного материала

ILAC описывает следующие пять типов справочного материала:[1]

  1. Чистая субстанция; по существу чистый химикаты, характеризующиеся химической чистотой и / или следами примесей.
  2. Стандартные растворы и газовые смеси, часто приготовленные гравиметрически из чистых веществ.
  3. Матричные стандартные образцы, характеризующиеся составом указанных основных, второстепенных или следовых химических компонентов. Такие материалы могут быть получены из матриц, содержащих интересующие компоненты, или путем приготовления синтетических смесей.
  4. Физико-химические стандартные материалы, характеризующиеся такими свойствами, как температура плавления, вязкость или оптическая плотность.
  5. Эталонные объекты или артефакты, характеризующиеся функциональными свойствами, такими как вкус, запах, октановое число, температура вспышки и твердость. К этому типу также относятся образцы для микроскопии, характеризующиеся различными свойствами от типа волокна до микробиологических образцов.

Производство

Основные этапы производства сертифицированных стандартных образцов

Подготовка сертифицированных стандартных образцов описана в целом в ISO Guide 17034.[16] и более подробно в ISO Guide 35.[17] Приготовление стандартных биологических стандартов описано в Руководстве ВОЗ.[9] Общие шаги, необходимые для производства сертифицированного стандартного материала, обычно включают:[17]

  • Сбор или синтез материала
  • Подготовка проб (включая гомогенизацию, стабилизацию, розлив и т. Д.)
  • Проверка однородности
  • Оценка устойчивости
  • Присвоение значения («характеристика» в терминах ISO REMCO).[18]

Кроме того, может быть важно оценить коммутативность справочного материала; это особенно важно для биологических материалов.[9]

Базовые приготовления

Подробная подготовка образца зависит от типа материала. Чистые стандарты, скорее всего, будут приготовлены путем химического синтеза и очистки и охарактеризованы определением оставшихся примесей.[1] Часто это делают коммерческие производители. CRM с естественной матрицей (часто сокращенно до «CRM матрицы») содержат аналит или аналиты в естественном образце (например, свинец в тканях рыбы). Обычно их получают путем гомогенизации встречающегося в природе материала с последующим измерением каждого аналита. Из-за сложности производства и присвоения стоимости они обычно производятся национальными или транснациональными метрологическими институтами, такими как NIST (СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ), БАМ (Германия), KRISS (Корея) и EC JRC (Центр совместных исследований Европейской комиссии).

Для натуральных материалов гомогенизация часто имеет решающее значение;[19] природные материалы редко бывают однородными в граммах, поэтому производство твердого эталонного материала с природной матрицей обычно включает переработку в мелкий порошок или пасту.[20] Гомогенизация может иметь неблагоприятные последствия, например, для белков, поэтому производители должны позаботиться о том, чтобы не перерабатывать материалы.[9][17] Стабильность сертифицированного стандартного материала также важна, поэтому для приготовления стандартного образца, который будет более стабильным, чем природный материал, из которого он изготовлен, можно использовать ряд стратегий.[21]:119–124 Например, стабилизирующие агенты, такие как антиоксиданты или же противомикробный могут быть добавлены агенты для предотвращения разложения, жидкости, содержащие сертифицированные концентрации следов металлов, могут иметь pH приспособлены для удержания металлов в растворе, а клинические эталонные материалы могут быть высушены вымораживанием для длительного хранения, если их можно успешно восстановить.[9]:96

Три этапа создания CRM для природной воды
  • Небольшой внутренний ручей является источником сертифицированного эталонного материала для естественной речной воды.

    Источник: естественный ручей

  • CRM для речной воды, подвергающийся гомогенизации и фильтрации в больших пластиковых мешалках и фильтрах.

    Гомогенизация и фильтрация

  • Сертифицированный эталонный материал для естественной речной воды в полиэтиленовой бутылке после производства

    CRM в бутылках

Проверка однородности

Испытание на однородность подходящего стандартного образца обычно включает повторные измерения на нескольких единицах или под образцах материала.

Тесты на однородность CRM следуют запланированному экспериментальные образцы. Поскольку эксперимент предназначен для проверки (или оценки размера) различий в стоимости между различными единицами CRM, схемы выбраны так, чтобы позволить разделить вариации результатов из-за случайной ошибки измерения и вариации из-за различий между единицами CRM. Среди простейших конструкций, рекомендуемых для этой цели, есть простая сбалансированная вложенная конструкция (см. Схему).

подпись
Схема сбалансированного вложенного дизайна для теста на однородность CRM. Большие бутылки показывают упакованные отдельные единицы CRM; в маленьких пузырьках показаны образцы, подготовленные для измерения.

Обычно из партии случайным образом выбирается 10-30 единиц CRM; стратифицированная случайная выборка рекомендуется, чтобы выбранные единицы были распределены по всей партии.[22] Затем из каждого блока CRM берут равное количество подвыборок (обычно две или три) и измеряют. Подвыборки измеряются в случайном порядке.[17][22] Другие конструкции, такие как рандомизированные блочные конструкции, также использовались для сертификации CRM.[нужна цитата ]

Обработка данных для испытаний на однородность обычно включает тест статистической значимости для доказательства различий между единицами кандидата CRM. Для простой сбалансированной конструкции, приведенной выше, обычно используется F тест следующий ANOVA. Также рекомендуется проверить тенденции в производственном заказе.[22]Этот подход не используется в ISO Guide 35: 2017; скорее, акцент делается на решении, достаточно ли мало стандартное отклонение между единицами для предполагаемого конечного использования. Однако, если используются статистические тесты, эксперимент по однородности должен быть способен обнаруживать важную неоднородность, ISO Guide 35: 2017, в свою очередь, требует достаточного сочетания точности процедуры измерения, количества единиц RM и количества повторов на единицу. Статистические расчеты мощности могут помочь в обеспечении достаточно эффективного теста.[17]

В крайних случаях, таких как микроанализ, материалы необходимо проверять на однородность в субмикронных масштабах; это может потребовать гораздо большего количества наблюдений и корректировок статистического анализа.[23]

Оценка устойчивости

Стратегии оценки стабильности и тестирования

Стабильность - одно из важнейших свойств CRM (см. определения выше), и соответственно требуется оценка стабильности для сертифицированных стандартных образцов.[9][16] Ожидается оценка стабильности при длительном хранении, а также в условиях транспортировки.[16] «Оценка» не является синонимом «тестирования»; некоторые материалы - например, многие минералы и металлические сплавы - могут быть настолько стабильными, что экспериментальные испытания не считаются необходимыми.[24] Другие справочные материалы обычно проходят экспериментальные испытания на стабильность в какой-то момент до того, как материал будет распространен на продажу. Если стандартные образцы сертифицированы более чем для одного свойства, ожидается, что стабильность будет продемонстрирована для каждого сертифицированного свойства.[16]

Есть две важные стратегии тестирования стабильности CRM; простые исследования в реальном времени и ускоренное тестирование. Исследования в режиме реального времени просто поддерживают единицы материала при запланированной температуре хранения в течение подходящего периода времени и наблюдают за материалом через определенные промежутки времени. В ускоренных исследованиях используется ряд более строгих условий, чаще всего повышенная температура, чтобы проверить, будет ли материал стабильным в течение более длительных периодов времени.

Исследования стабильности в реальном времени

Исследования стабильности в реальном времени просто удерживают набор единиц RM при предполагаемой температуре хранения и проверяют часть из них через регулярные промежутки времени. Результаты обычно оцениваются осмотром и линейная регрессия чтобы определить, есть ли значительное изменение измеренного значения с течением времени.[17]

Ускоренные исследования стабильности

Ускоренные исследования используются по крайней мере с середины 1950-х годов, по крайней мере, для биологических эталонных материалов.[25][26] CRM обычно контролируется в диапазоне температур, и результаты используются для прогнозирования скорости изменения при предлагаемой, обычно низкой температуре хранения. Часто для прогноза используется хорошо известная модель деградации, такая как Модель Аррениуса.[9] Преимущество перед исследованиями в реальном времени состоит в том, что результаты доступны раньше, а прогнозы стабильности на гораздо более длительный период, чем исследования стабильности, могут быть защищены. Для некоторых приложений ускоренные исследования были описаны как единственный практический подход:[27]

В отсутствие эталонного метода или стандарта более высокого порядка ... ускоренные исследования в стрессовых условиях представляют собой единственный подход к оценке устойчивости.

— Всемирная организация здоровья

Принципиальным недостатком ускоренных исследований является то, что стандартные образцы, как и любой другой материал, могут со временем ухудшаться по неожиданным причинам или могут ухудшаться в результате различных кинетические модели; прогнозы могут стать ненадежными.[28]

Изохронные исследования

В большинстве исследований стабильности, проводимых в реальном времени или в ускоренном режиме, несколько единиц стандартного материала тестируются через определенные промежутки времени. Если система измерения, используемая для тестирования материалов, не является полностью стабильной, это может привести к неточным данным или может быть ошибочно принято за нестабильность материала. Чтобы преодолеть эти трудности, часто можно перемещать единицы RM через определенные промежутки времени до некоторой эталонной температуры, при которой они остаются стабильными, а затем одновременно проверять все накопленные единицы, которые подверглись разному времени воздействия. Это называется изохронным исследованием. Эта стратегия имеет преимущество в повышении точности данных, используемых при оценке стабильности, за счет задержки результатов до конца периода исследования стабильности.[28]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Термин «биологический», используемый ВОЗ, обсуждается в Приложении 2 к отчету 932 ВОЗ.[9]
  2. ^ Описания были сокращены от исходного текста.

Рекомендации

  1. ^ а б c «ILAC G9: 2005 - Руководство по выбору и использованию стандартных образцов» (PDF). 2005. Архивировано с оригинал (PDF) 8 июля 2011 г.. Получено 30 мая 2013.
  2. ^ Калли, Дж. Пол (1979). «Роль стандартных образцов в аналитической лаборатории». Fresenius 'Zeitschrift für Analytische Chemie. 297 (1): 1–3. Дои:10.1007 / BF00487739. ISSN  1618-2650. S2CID  91310454.
  3. ^ а б «ILAC-P10: 01/2013 - Политика ILAC по отслеживанию результатов измерений» (PDF). Международное сотрудничество по аккредитации лабораторий. 2013. С. 8–9.. Получено 1 июня 2014.[постоянная мертвая ссылка ]
  4. ^ Эллисон, Стивен Л. Р.; Король, Бернард; Ресслейн, Маттиас; Салит, Марк; Уильямс, Алекс, ред. (2003). «Прослеживаемость в химических измерениях» (PDF). Eurachem. Eurachem. стр. 21–22. Получено 1 июня 2014.
  5. ^ ISO Guide 31: 2015 Справочные материалы - Содержание сертификатов, этикеток и сопроводительной документации. Женева: Международная организация по стандартизации. 2015 г.
  6. ^ «Комитет ISO / REMCO по стандартным материалам». Международная организация по стандартизации. Получено 1 июня 2014.
  7. ^ ISO Guide 30: 2015 Справочные материалы - Избранные термины и определения. Женева: Международная организация по стандартизации. 2015 г.
  8. ^ "Определения". Национальный институт стандартов и технологий. Национальный институт стандартов и технологий. 2010-08-11. Получено 1 июня 2014.
  9. ^ а б c d е ж грамм час Комитет экспертов ВОЗ по биологической стандартизации (2004 г.). «Приложение 2: Рекомендации по подготовке, описанию и установлению международных и других биологических эталонных стандартов». Комитет экспертов ВОЗ по биологической стандартизации: пятьдесят пятый доклад. Женева: Всемирная организация здравоохранения. ISBN  92-4-120932-1.
  10. ^ «Эталоны». Британская фармакопея. Архивировано из оригинал 5 июня 2014 г.. Получено 1 июня 2014.
  11. ^ "Стандартные вещества и инфракрасные стандартные спектры для фармакопейного анализа: Введение". Получено 1 июня 2014.
  12. ^ [http://tarr.uspto.gov/servlet/tarr?regser=serial&entry=74287627 Стандартный справочный материал]
  13. ^ [http://tarr.uspto.gov/servlet/tarr?regser=serial&entry=75939575 NTRM]
  14. ^ «Определения SRM». Национальный институт стандартов и технологий. Национальный институт стандартов и технологий. 2010-08-11. Получено 3 июн 2014.
  15. ^ May, W .; Parris, R .; Бек, Дж. Фассетт; Greenberg, R .; Guenther, F .; Kramer, G .; Wise, S .; Gills, T .; Colbert, J .; Gettings, R .; Макдональд Б. (январь 2000 г.). «Специальная публикация NIST 260-136: Определения терминов и режимов, используемых в NIST для присвоения значений эталонным материалам для химических измерений» (PDF). Natl. Inst. Стоять. Technol. Спец. Publ. 260-136. Получено 3 июн 2014.
  16. ^ а б c d ISO Guide 17034: 2016 - Общие требования к компетентности производителей стандартных образцов. Женева: Международная организация по стандартизации. 2016 г.
  17. ^ а б c d е ж ISO Guide 35: 2017 - Стандартные материалы - Руководство по определению характеристик и оценке однородности и стабильности. Женева: Международная организация по стандартизации. 2017 г.
  18. ^ ISO Guide 30: 2015 Стандартные материалы - Избранные термины и определения. Женева: Международная организация по стандартизации. 2015 г.
  19. ^ Линзингер, Томас П. Дж .; Пауэлс, Жан; ван дер Вин, Адриан М. Х .; Шиммель, Хайнц; Ламберти, Андре (январь 2001). «Однородность и стабильность стандартных образцов». Аккредитация и гарантия качества. 6 (1): 20–25. Дои:10.1007 / s007690000261. ISSN  1432-0517. S2CID  16625720.
  20. ^ «Руководство по производству справочных материалов BAM (Версия 1, июнь 2006 г., обновлена ​​в апреле 2010 г.)» (PDF). БАМ, Германия. Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. 20 июня 2006 г. С. 7–8. Архивировано из оригинал (PDF) 2 ноября 2012 г.. Получено 13 июн 2014.
  21. ^ Quevauviller, Ph .; Майер, Э.А. (1999). Межлабораторные исследования и сертифицированные стандартные образцы для анализа окружающей среды подход BCR. Амстердам: Эльзевир. ISBN  978-0444823892.
  22. ^ а б c Шиллер, Сьюзан Б. (июль 1996 г.). "Специальная публикация NIST 260-125. Стандартные стандартные образцы: Статистические аспекты сертификации SRM партий химических веществ" (PDF). Natl. Inst. Стоять. Technol. Спец. Publ. 260-125. Получено 25 июля 2014.
  23. ^ Маттиуцци, Марко; Марковиц, Андрей. «Модифицированный подход к тестированию на однородность на микромасштабах» (PDF). Международный центр дифракционных данных. Международный центр дифракционных данных. Получено 1 июля 2014.
  24. ^ Бухари, Сайед; Майзель, Томас (8 июня 2014 г.). «Стабильность справочных геологических материалов» (PDF). Гольдшмидт2014. Архивировано из оригинал (PDF) 9 января 2017 г.. Получено 20 сентября 2016.
  25. ^ Jerne, N.K .; Перри, У. Л. М. (1956). «Стабильность биологических стандартов». Бюллетень Всемирной организации здравоохранения. 14 (1): 167–182. ЧВК  2538106. PMID  13329844.
  26. ^ Кирквуд, Т. Б. Л (декабрь 1977 г.). «Прогнозирование стабильности биологических стандартов и продуктов». Биометрия. 33 (4): 736–742. Дои:10.2307/2529472. JSTOR  2529472. PMID  588659.
  27. ^ «Отчет о совещании: Рабочая группа ВОЗ по стабильности стандартных образцов для биологических лекарственных средств и средств диагностики in vitro» (PDF). Всемирная организация здоровья. Всемирная организация здоровья. 27 ноября 2006 г.. Получено 21 сентября 2016.
  28. ^ а б Линзингер, Томас; ван дер Вин, Адриан; Гавлик, Б; Пауэлс, Жан; Ламберти, Андре (2004). «Планирование и объединение исследований изохронной устойчивости СО». Аккредитация и гарантия качества. 9 (8): 464–472. Дои:10.1007 / s00769-004-0818-х. S2CID  120110272.

внешняя ссылка