實驗室期間核查的研究和應(yīng)用

文利

華測檢測認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司 廣東深圳 518000

期間核查是為了保證相關(guān)儀器設(shè)備對其處于校正狀態(tài)的可信度，即包括設(shè)備的檢查有包括設(shè)備參考標(biāo)準(zhǔn)器的檢查，這種期間檢查如果按照正規(guī)流程進(jìn)行時，通過檢查發(fā)現(xiàn)的設(shè)備儀器失準(zhǔn)可以盡快發(fā)現(xiàn)，在很大程度上提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。實驗室所用儀器的性能如果想一直保持在穩(wěn)定可靠的狀態(tài)，那么期間檢查就是必不可少的。但是在日常的實驗室管理工作中，期間檢查這一項目則經(jīng)常被人們所忽略。甚至有的相關(guān)實驗室人員對于哪部分需要進(jìn)行期間檢查、如何進(jìn)行期間檢查都知之甚少。怎樣使用好期間檢查，充分發(fā)揮其重要的作用，對于實驗室的質(zhì)量管理具有很大的意義。本文將重點介紹什么儀器需要進(jìn)行期間檢查，及其相應(yīng)的正確評判方式和評判標(biāo)準(zhǔn)[1]。

1 需要進(jìn)行期間核查的儀器

實驗室中并非所有的儀器都需要進(jìn)行期間檢查，根據(jù)筆者的了解，主要分為以下幾大類。第一類為實驗室中新引進(jìn)建立的計量標(biāo)準(zhǔn)的裝置，以及新購入的或者第一次進(jìn)行使用的儀器，這類型的設(shè)備由于是新建的，實驗室人員對其的誤差掌握并不是很清楚，所以很有必要進(jìn)行期間核查。第二類需要進(jìn)行期間核查的是那些使用頻率高但是確穩(wěn)定性差的儀器，對于這些儀器，如果不及時進(jìn)行期間核查，就會造成測試精度失準(zhǔn)測試人員卻不知道的后果。第三類是那些使用環(huán)境惡劣或者測量數(shù)值突然發(fā)生明顯變化的儀器。第四類是儀器轉(zhuǎn)借他人使用或者帶到現(xiàn)場工作的，以防存在不正常操作，需要及時對這些設(shè)備進(jìn)行期間核查。第五類則是使用年限即將到期的設(shè)備，為了防止儀器已經(jīng)失準(zhǔn)也需要對其進(jìn)行期間核查。最后一類則是經(jīng)測定與歷年檢定和校準(zhǔn)證書所記錄的數(shù)值出入較大的儀器，同樣有必要進(jìn)行期間核查。

2 期間核查的核查依據(jù)

期間檢查主要是為了保證儀器的穩(wěn)定性，因此沒必要對儀器所有的功能和參數(shù)進(jìn)行在全部范圍內(nèi)的檢測，通常根據(jù)以下三個方面選擇儀器所需要進(jìn)行核查的參數(shù)和量程。首先要選擇儀器經(jīng)常使用的參數(shù)和量程，其次可以依據(jù)實驗室歷年的檢定和核準(zhǔn)的證書，根據(jù)其上所記錄的參數(shù)，選擇數(shù)值變動比較大的參數(shù)和量程作為核查依據(jù)，最后如果是新購入或新使用的儀器，期間核查時可以選擇其基本的參數(shù)和量程。比如從原則上來看，進(jìn)行期間核查時設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)都需要進(jìn)行核查，而對多功能設(shè)備的核查，則可以選擇其基本參數(shù)，而不是進(jìn)行所有參數(shù)的核查。因為通過對基本參數(shù)的測定就可以推斷出其他經(jīng)由基本參數(shù)經(jīng)過一定的計算而得到的參數(shù)的穩(wěn)定性。這樣可以有效減少該設(shè)備期間核查的工作量，同時也可以得到不同參數(shù)的穩(wěn)定性[2]。

3 期間核查的方法

進(jìn)行期間核查時，一般應(yīng)該遵守經(jīng)濟(jì)性、實用性、可靠性和可行性幾個原則，一般要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和制造商所提供的儀器說明書進(jìn)行核查，常用的方法和原則如下：

3.1 自校準(zhǔn)法

所謂的自校準(zhǔn)法就是選用比所要核查的設(shè)備的精度還有高一個精度等級的設(shè)備對其進(jìn)行核查，也可以選取具有同樣測量參數(shù)的設(shè)備對其進(jìn)行核查。用這種方法的核查依據(jù)是，如果所測出的參數(shù)不確定度小于被測設(shè)備參數(shù)不確定數(shù)的三分之一，那么就可以選取該設(shè)備對被核查設(shè)備進(jìn)行核查。在核查期間，如果測量結(jié)果不超過該參數(shù)所規(guī)定的誤差值，就可以認(rèn)為該設(shè)備的核查是通過的。比如用0.1級的測量設(shè)備對低于其兩級精度為0.3的可以測同一個物理量的測量設(shè)備進(jìn)行期間核查時，對0.3級的設(shè)備取某一測試點x0，用0.1級的設(shè)備對其進(jìn)行核查，核查測出的結(jié)果記為x1，那么核查結(jié)果根據(jù)該測量設(shè)備的檢測規(guī)程判斷，如果這兩個值之間差的絕對值不大于x0的百分之0.3倍，就可以證明該核查結(jié)果有效。該設(shè)備的期間核查通過。

3.2 核查標(biāo)準(zhǔn)法

核查標(biāo)準(zhǔn)法主要是根據(jù)圖1，選取穩(wěn)定性較好的設(shè)備作為核查的標(biāo)準(zhǔn)，從而對其他設(shè)備進(jìn)行核查，經(jīng)過對被核查設(shè)備的兩次核查之后，分別得到對應(yīng)測量結(jié)果和不確定度，之后經(jīng)過一定的計算得到Em與表3.1進(jìn)行對比，當(dāng)Em處于圖1中的③和④處，說明該核查值處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的臨界處，需要及時找出問題所在，并提出相應(yīng)的解決措施，否則隨著之后的使用，儀器會對測量結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響。當(dāng)Em處于圖1中的①和②處時，說明儀器的校正狀態(tài)沒有得到保證，需要立即進(jìn)行修正或者重新對設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。而如果Em的較小，小于0.7，說明該儀器的核查通過。

圖1 期間核查結(jié)果評價示意圖

3.3 多數(shù)量設(shè)備比對法

這種方法是用于具有相同精度的不同設(shè)備進(jìn)行對比核查的，常用于實驗室沒有比所測設(shè)備精度更高的設(shè)備時。由于實驗室具有精度等級相同的多臺同類機(jī)器，這時就適合用該種方法。對精度相同的多個儀器選取某一個參數(shù)，和對應(yīng)的測試點，分別對其進(jìn)行測量，得到測量值xi和對應(yīng)的不確定度Ui，計算不同測量值xi所具有的平均值，如果符合公式3-1，那么可以認(rèn)為設(shè)備核查通過。

此外也可以對同一個設(shè)備進(jìn)行多次的測量，看其測量值是不是穩(wěn)定在某一數(shù)值范圍之內(nèi)，如果其標(biāo)準(zhǔn)差符合相應(yīng)的規(guī)定數(shù)值，也可認(rèn)為核查通過。而對于之前已經(jīng)建立好計量標(biāo)準(zhǔn)的儀器，應(yīng)至少每年核查一次，如其測量結(jié)果符合規(guī)定的不確定度要求，也可認(rèn)為該設(shè)備核查通過[3]。

4 期間檢查的實例

不同的核查項目具有不同的核查流程，本文以電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀ICP-OES為例，說明其期間核查的流程。依據(jù)《發(fā)射光譜儀檢定規(guī)程》JJG 768-2005的校準(zhǔn)規(guī)范，進(jìn)行對結(jié)果的判斷。本次實例需要核查的內(nèi)容和要求具體可見表1。

表1 檢查內(nèi)容和要求

4.1 檢出限核查

首先將設(shè)備調(diào)整為開機(jī)狀態(tài)，根據(jù)本實驗室的具體情況配制一定濃度點的標(biāo)準(zhǔn)溶液,并且要取至少大于6個數(shù)目的空白點，然后開始在設(shè)備上制作工作曲線，曲線線性要大于0.995。準(zhǔn)備工作完成后，測試QC正常后連續(xù)測量超純水溶液21次，將數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)偏差3倍時所具有的濃度作為檢出限。

式中：

s：標(biāo)準(zhǔn)偏差；xi：單次測量值；：測量平均值；

n：測量次數(shù)，n=21。

以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)濃度為方法檢出限：DL=3s

式中：DL：元素檢出限，mg/L；s：標(biāo)準(zhǔn)偏差；

4.2 重復(fù)性的核查

同4.1的準(zhǔn)備工作完成后，測試QC正常后連續(xù)10次測量標(biāo)準(zhǔn)溶液點中的中間點，計算10次測量值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）作為重復(fù)性的依據(jù)。

式中：RSD：相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，%；xi：測量值，mg/L；：

測量平均值，mg/L；n：測量次數(shù),n=10。

4.3 穩(wěn)定性的核查

準(zhǔn)備工作仍然同4.1一樣。之后測試QC正常后測試標(biāo)準(zhǔn)溶液點中的中間點。在不少于2h內(nèi)，間隔15min以上，重復(fù)6次測量，計算6次測量值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）作為衡量穩(wěn)定性的指標(biāo)。

式中：RSD：相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，%；xi：測量值，mg/L；

4.4 核查結(jié)果判定

檢出限、重復(fù)性和穩(wěn)定性三項同時合格時，ICP-OES的核查結(jié)果才能確定為合格，否則就是不合格。核查結(jié)果不合格時，實驗室管理人員應(yīng)及時找到設(shè)備不合格的原因，并進(jìn)行處理，之后重新進(jìn)行設(shè)備的期間核查。如果核查結(jié)果還是不合格，需要通知廠家派專業(yè)的工程師前來維修設(shè)備[4]。

5 結(jié)語

本文主要介紹了需要期間核查的儀器分類、期間核查的依據(jù)和相應(yīng)的核查方法，并以電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀ICP-OES的期間核查為實例說明其核查流程，但是由于不同設(shè)備儀器并不是通用一套核查流程，所以在進(jìn)行期間核查時，要根據(jù)其特點制定相應(yīng)的核查計劃，然后進(jìn)行核查操作，這樣才能保證儀器精度的穩(wěn)定性。