統計技術在原子吸收分光光度法檢測過程控制中的應用

周建敏，曹鳳習

（河北省石家莊市食品藥品檢驗所，河北 石家莊 050031）

在實驗室質量管理中，強調各個過程，特別是關鍵過程應處于受控狀態。但受控不等于沒有變異，即使在相同條件下，每次測量也不會得到完全相同的結果，所以變異是客觀存在的。變異不是雜亂無章的，有一定的統計規律，統計技術正是發現此規律并控制它的手段[1]。檢測過程中測量數據的分布即具有波動性，又都是按照一定規律分布的，其原因有兩個：一是偶然因素（又稱一般因素），這類因素是過程固有的并始終存在的，其影響較輕微且難以去除，其引起的波動在定量測定中常呈正態分布；二是系統因素（又稱異常因素），這類因素不經常存在，對檢測結果影響較大，其原因可以找到并去除，其引起的波動不呈正態分布[2]。1942年休哈特（Shewhart）博士根據這一特點，將統計學原理引進質量管理中，首創了統計過程控制（簡稱SPC）理論。統計過程控制的常用工具就是控制圖，亦稱SPC圖。筆者將控制圖[3]應用于原子吸收分光光度法測量中，通過分析控制圖中測定數據的分布，從偶然因素引起的波動中發現異常因素引起的波動，及時“報警”，以采取糾正或預防措施，達到控制檢測過程的目的。

1 儀器及試藥

CPA225D型電子天平（Sartorius公司）；AA－7000型原子吸收分光光度計（Shimadzu公司）；MARS5型微波消解爐（CEM公司）。鉻單元素標準溶液（國家標準物質研究中心，批號為GBW08614 10081，濃度為 1 000 μg ／mL）；硝酸（MERCK 公司，優級純）。

2 方法與結果

2．1 測定方法

按照2010年版《中國藥典（二部）》明膠空心膠囊項下鉻的檢測方法測定。

2．2 溶液制備

精密量取鉻單元素標準溶液0．1 mL，置100 mL容量瓶中，加2%硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻，制成鉻標準貯備液；臨用時，精密量取鉻標準貯備液適量，分別用2%硝酸溶液稀釋成每1 mL含鉻分別為 4，10，20，30，40 ng的對照品溶液。精密量取鉻標準貯備液1 mL，置消解罐中，加硝酸5 mL，混勻，置微波消解爐中，依法操作，用2%硝酸溶液轉移至容量瓶中，制成含鉻20 ng／mL的溶液，作為質控溶液。

2．3 標準曲線及質控溶液測定

取對照品溶液與質控溶液，以石墨爐為原子化器，照原子吸收分光光度法，在357．9 nm波長處測定，繪制標準曲線，計算質控溶液質量濃度。

2．4 質控數據采集

按照上述方法，每天測量4次（子組大小），連續測量25 d（子組數），獲得一組以質控溶液濃度（X）為質量特征統計量的質控數據，將這些質控數據按時間順序排列，計算出均值 X和極差R，結果見表 1。

表1 質控溶液測定數據統計表

本例樣本大小 n＝4，從《常規控制圖》[3]中可查得計算控制限的系數：A2＝0．729，D3＝0，D4＝2．282。

2．5 極差控制圖（R圖）的繪制及判穩

R圖控制限的計算：將2．4中查得的系數代入《常規控制圖》[3]控制限公式，得到中心線 CL＝R＝0．91；上控制線 UCL＝D4R＝2．08；下控制線 LCL＝ D3R ＝0。

R圖的繪制及判穩：點繪 R圖，見圖1。與控制限進行對比，檢查上述數據點無失控點，亦不存在異常模式或趨勢，表明過程處于統計控制狀態，即可認為過程的離散程度（組內變差）是穩定的。

圖1 極差控制圖

2．6 均值控制圖(X圖)的繪制及判穩

X圖控制限的計算：將2．4中查得的系數代入《常規控制圖》[3]控制限公式，得到中心線 CL＝X＝19．67；上控制線 UCL＝X＝A2R ＝20．33；下控制線 LCL＝ X － A2R ＝19．01。

X圖的繪制及判穩：點繪 X控制圖，見圖2。與控制限進行對比，檢查各數據點無失控，亦不存在異常的模式或趨勢，確定過程的位置不隨時間而變動，可認為過程的組間變差是穩定的，處于統計控制狀態。

圖2 均值控制圖

2．7 控制圖

當 R圖與 X圖均判穩后，將 R圖與 X圖聯合運用，延長 X－R圖的控制線，作為控制用控制圖，進行日常管理。

3 討論

當為某檢驗過程最初建立控制圖時，常會發現此過程當時未處于受控狀態。根據這種失控過程的數據計算出的控制限會導致錯誤的結論。因此，在固定的控制圖參數建立之前，有必要重復“識別－糾正－重新計算”程序。根據已識別的可查明原因，從 R圖中剔除了任何一個子組，同時也應該從 X圖中將其除去，再利用修正過的 R和 X值重新計算控制限。

當用來建立控制限基準值的初始數據全部包含在試用控制限內時，則在未來時段內延長當前時段的控制限。這些控制限將用于當前過程的控制。使用人應對 R圖或 X圖中任何失控狀態信號做出反應，并應立即采取行動。

控制圖就是通過對檢測過程質量特性值進行測定、記錄、評估，從而檢查該過程是否處于控制狀態的一種用統計方法設計的圖。用統計技術對檢測過程質量進行控制，建立并保持檢測過程處于可接受且穩定的水平，可以早期發現問題，及時采取措施，確保檢測結果數據的準確、可靠。

參考文獻：

[1]中國實驗室國家認可委員會．實驗室認可與管理基礎知識[M]．北京：中國計量出版社，2003：102 －113．

[2]李發美．分析化學[M]．第7版．北京：人民衛生出版社，2003：7－27．

[3]國家藥典委員會．中華人民共和國藥典（二部）[M]．北京：中國醫藥科技出版社，2010：1 204．