Сертифицированные эталонные материалы
Сертифицированные эталонные материалы ( CRM ) — это «контроли» или стандарты, используемые для проверки качества и метрологической прослеживаемости продукции, для проверки методов аналитических измерений или для калибровки приборов. [1] Сертифицированный эталонный материал представляет собой особую форму эталона .
Эталонные материалы особенно важны для аналитической химии и клинического анализа. [2] Поскольку большинство аналитических приборов являются сравнительными, для точной калибровки требуется образец известного состава (эталонный материал). Эти эталонные материалы производятся в соответствии со строгими производственными процедурами и отличаются от лабораторных реагентов своей сертификацией и возможностью отслеживания предоставляемых данных.
Системы управления качеством, включающие аккредитацию лабораторий в соответствии с национальными и международными стандартами аккредитации/сертификации , такими как ISO/IEC 17025, требуют метрологической прослеживаемости до сертифицированных эталонных материалов (где это возможно) при использовании эталонных материалов для калибровки . [3]
Хотя сертифицированные эталонные материалы являются предпочтительными, если они доступны, [3] [4] их доступность ограничена. Стандартные образцы, которые не соответствуют всем критериям сертифицированных стандартных образцов, более широко доступны: принципиальным отличием является дополнительное подтверждение метрологической прослеживаемости и заявление о неопределенности измерений, представленное в сертификате на сертифицированные стандартные образцы. [5]
Терминология
[ редактировать ]Определения ISO REMCO
[ редактировать ]ISO REMCO, комитет ISO, ответственный за руководство по эталонным материалам в рамках ISO, [6] определяет следующие классы справочных материалов: [7] [8]
- Справочный материал
- Материал, достаточно однородный и стабильный по отношению к одному или нескольким заданным свойствам, который признан пригодным для использования по назначению в процессе измерения.
- Сертифицированный эталонный материал
- Стандартный образец, характеризующийся метрологически обоснованной процедурой для одного или нескольких указанных свойств, сопровождаемый сертификатом, в котором указывается значение указанного свойства, связанная с ним неопределенность и заявление о метрологической прослеживаемости.
Альтернативная терминология
[ редактировать ]Другие органы могут определять классы справочных материалов по-другому. Рекомендации ВОЗ по биологическим [номер 1] справочные материалы [9] предоставить условия: [номер 2]
- Эталонные стандарты: материалы, которые используются в качестве калибраторов в анализах.
- Международный стандарт биологических измерений: биологическое вещество, предназначенное для того, чтобы результаты процедур биологического анализа или иммунологических исследований были выражены одинаково во всем мире.
- Вторичные эталонные стандарты: эталонные стандарты, откалиброванные по первичным материалам ВОЗ и прослеживаемые по ним и предназначенные для использования в рутинных тестах.
- Эталонный реагент: эталонный стандарт ВОЗ, активность которого определяется ВОЗ в единицах измерения.
Для химических веществ некоторые фармакопеи [10] используйте термины ВОЗ [11]
- Первичное химическое эталонное вещество: химическое эталонное вещество... значение которого принимается без необходимости сравнения с другим химическим веществом.
- Вторичное химическое эталонное вещество: вещество, характеристики которого определяются и/или калибруются путем сравнения с первичным химическим эталонным веществом.
США . Национальный институт стандартов и технологий (NIST) использует термин с торговой маркой [12] Стандартный эталонный материал (SRM) для обозначения сертифицированного эталонного материала, который удовлетворяет дополнительным NIST критериям . Кроме того, коммерческие производители, придерживающиеся критериев и протоколов, определенных NIST, могут использовать товарный знак. [13] «Прослеживаемый эталонный материал NIST» для обозначения сертифицированных эталонных материалов с четко определенной связью прослеживаемости с существующими стандартами NIST для химических измерений. [14] [15]
Типы справочных материалов
[ редактировать ]ILAC описывает следующие пять типов справочных материалов: [1]
- Чистые вещества; по существу чистые химические вещества , характеризующиеся химической чистотой и/или следами примесей.
- Стандартные растворы и газовые смеси, часто готовятся гравиметрически из чистых веществ.
- Матричные эталонные материалы, характеризующиеся составом определенных основных, второстепенных или следовых химических компонентов. Такие материалы можно получить из матриц, содержащих интересующие компоненты, или путем приготовления синтетических смесей.
- Физико-химические эталонные материалы, характеризующиеся такими свойствами, как температура плавления, вязкость или оптическая плотность.
- 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
[ редактировать ]Основные этапы производства сертифицированных эталонных материалов
[ редактировать ]
Подготовка сертифицированных стандартных образцов в общих чертах описана в ISO Guide 17034. [16] и более подробно в ISO Guide 35. [17] Подготовка эталонных биологических стандартов описана в Руководстве ВОЗ. [9] Общие шаги, необходимые для производства сертифицированного эталонного материала, обычно включают: [17]
- Сбор или синтез материала
- Подготовка проб (включая гомогенизацию, стабилизацию, розлив и т. д.)
- Тестирование на однородность
- Оценка стабильности
- Присвоение значения («характеризация» в терминах ISO REMCO). [18]
Кроме того, может оказаться важным оценить возможность замены эталонного материала; это особенно важно для биологических материалов. [9]
Подготовка проб
[ редактировать ]Детальная подготовка проб зависит от типа материала. Чистые стандарты, скорее всего, будут приготовлены путем химического синтеза и очистки и характеризуются определением остаточных примесей. [1] Часто это делают коммерческие производители. Природные матричные CRM (часто сокращаемые до «матричные CRM») содержат аналит или аналиты в природном образце (например, свинец в тканях рыбы). Их обычно получают путем гомогенизации природного материала с последующим измерением каждого аналита. Из-за сложности производства и присвоения стоимости они обычно производятся национальными или транснациональными метрологическими институтами, такими как NIST (США), BAM (Германия), KRISS (Корея) и EC JRC (Объединенный исследовательский центр Европейской комиссии).
Для натуральных материалов гомогенизация часто имеет решающее значение; [19] Натуральные материалы редко бывают однородными в масштабе граммов, поэтому производство эталонного материала с твердой натуральной матрицей обычно включает обработку 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 эталонного материала также важна, поэтому можно использовать ряд стратегий для приготовления эталонного материала, который более стабилен, чем природный материал, из которого он приготовлен. [21] : 119–124 Например, для предотвращения разложения могут быть добавлены стабилизирующие агенты, такие как антиоксиданты или противомикробные агенты, жидкости, содержащие сертифицированные концентрации микроэлементов, могут иметь pH, отрегулированный для удержания металлов в растворе, а клинические эталонные материалы могут быть лиофилизированы для длительного хранения, если они можно успешно восстановить. [9] : 96
-
Источник: природный ручей. -
Гомогенизация и фильтрация -
Бутылочная CRM
Тестирование на однородность
[ редактировать ]Проверка однородности потенциального эталонного материала обычно включает повторные измерения на нескольких единицах или подвыборках материала.
Тесты на однородность CRM соответствуют запланированным экспериментальным планам . Поскольку эксперимент предназначен для проверки (или оценки размера) различий в значениях между различными единицами CRM, схемы выбираются так, чтобы обеспечить разделение различий в результатах из-за случайной ошибки измерения и изменений из-за различий между единицами CRM. Среди простейших конструкций, рекомендуемых для этой цели, — простая сбалансированная вложенная конструкция (см. схему).
Обычно из партии случайным образом отбирают 10-30 единиц CRM; стратифицированная случайная выборка , чтобы выбранные единицы были распределены по партии. Рекомендуется [22] Затем из каждой единицы CRM отбирается и измеряется равное количество подвыборок (обычно две или три). Подвыборки измеряются в случайном порядке. [17] [22] Другие конструкции, такие как рандомизированные блочные конструкции , также использовались для сертификации CRM. [ нужна ссылка ]
Обработка данных для тестов на однородность обычно включает тест статистической значимости для выявления различий между единицами CRM-кандидата. Для простого сбалансированного проекта, описанного выше, обычно используется F-тест после ANOVA . Также рекомендуется проверить тенденции производственного заказа. [22] Этот подход не используется в ISO Guide 35:2017; скорее, упор делается на принятие решения о том, достаточно ли мало стандартное отклонение между единицами для предполагаемого конечного использования. Однако если используются статистические тесты, эксперимент по однородности должен быть способен обнаружить важную гетерогенность, что, в свою очередь, требует достаточного сочетания точности процедуры измерения, количества единиц СО и числа повторов на единицу. Статистические расчеты мощности могут помочь обеспечить достаточно эффективное испытание. [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 стабильности
[ редактировать ]Стратегии оценки стабильности и тестирования
[ редактировать ]Стабильность является одним из важнейших свойств CRM (см. определения выше), поэтому оценка стабильности, соответственно, требуется 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 эталонные материалы обычно подвергаются экспериментальным испытаниям на стабильность в какой-то момент перед тем, как материал поступит в продажу. Если эталонные материалы сертифицированы по более чем одному свойству, ожидается, что стабильность будет продемонстрирована по каждому сертифицированному свойству. [16]
Существует две важные стратегии тестирования стабильности CRM; простые исследования в реальном времени и ускоренное тестирование. Исследования в режиме реального времени просто сохраняют единицы материала при запланированной температуре хранения в течение подходящего периода времени и периодически наблюдают за материалом. В ускоренных исследованиях используется ряд более жестких условий, чаще всего повышенная температура, чтобы проверить, будет ли материал стабильным в более длительных временных масштабах.
Исследования стабильности в режиме реального времени
[ редактировать ]Исследования стабильности в режиме реального времени просто выдерживают набор единиц RM при заданной температуре хранения и проверяют часть из них через регулярные промежутки времени. Результаты обычно оцениваются путем проверки и с помощью линейной регрессии, чтобы определить, происходят ли значительные изменения измеренного значения с течением времени. [17]
Ускоренные исследования стабильности
[ редактировать ]Ускоренные исследования используются по крайней мере с середины 1950-х годов, по крайней мере, для биологических эталонных материалов. [25] [26] CRM обычно контролируются в диапазоне температур, и результаты используются для прогнозирования скорости изменений при предлагаемой, обычно низкой температуре хранения. Часто для прогнозирования используется хорошо известная модель деградации, например модель Аррениуса . [9] Преимущество по сравнению с исследованиями в реальном времени заключается в том, что результаты становятся доступными раньше, а прогнозы стабильности на гораздо более длительный период, чем исследование стабильности, могут быть защищены. Для некоторых приложений ускоренные исследования описываются как единственный практический подход: [27]
В отсутствие эталонного метода или стандарта более высокого порядка... ускоренные исследования в стрессовых условиях являются единственным подходом к оценке стабильности.
- Всемирная организация здравоохранения
Принципиальным недостатком ускоренных исследований является то, что эталонные материалы, как и любой другой материал, могут со временем разлагаться по неожиданным причинам или могут разлагаться в соответствии с различными кинетическими моделями ; тогда прогнозы могут стать ненадежными. [28]
Изохронные исследования
[ редактировать ]В большинстве исследований стабильности, в режиме реального времени или ускоренных, через определенные промежутки времени проверяются несколько единиц эталонного материала. Если система измерения, используемая для тестирования материалов, не является абсолютно стабильной, это может привести к получению неточных данных или может быть ошибочно принято за нестабильность материала. Чтобы преодолеть эти трудности, часто можно через определенные промежутки времени перемещать блоки RM до некоторой эталонной температуры, при которой они остаются стабильными, а затем одновременно тестировать все накопленные блоки, которые подверглись разному времени воздействия. Это так называемое изохронное исследование. Преимущество этой стратегии заключается в повышении точности данных, используемых при оценке стабильности, за счет задержки получения результатов до конца периода исследования стабильности. [28]
См. также
[ редактировать ]- Канадские справочные материалы
- База данных геологических и экологических справочных материалов (ГеоРеМ)
- Национальный институт стандартов и технологий (NIST)
- Национальный институт передовых промышленных наук и технологий (AIST)
Примечания
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с «ILAC G9:2005 — Рекомендации по выбору и использованию эталонных материалов» (PDF) . 2005. Архивировано из оригинала (PDF) 8 июля 2011 года . Проверено 30 мая 2013 г.
- ^ Калли, Дж. Пол (1979). «Роль стандартных образцов в аналитической лаборатории». Журнал Фрезениуса по аналитической химии . 297 (1): 1–3. дои : 10.1007/BF00487739 . ISSN 1618-2650 . S2CID 91310454 .
- ^ Перейти обратно: а б «ILAC-P10:01/2013 — Политика ILAC по прослеживаемости результатов измерений» (PDF) . Международное сотрудничество по аккредитации лабораторий. 2013. С. 8–9 . Проверено 1 июня 2014 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Эллисон, Стивен Л.Р.; Король, Бернард; Росслейн, Матиас; Салит, Марк; Уильямс, Алекс, ред. (2003). «Прослеживаемость химических измерений» (PDF) . Еврахем . Еврахим. стр. 21–22 . Проверено 1 июня 2014 г.
- ^ ISO Guide 31:2015 Справочные материалы. Содержание сертификатов, этикеток и сопроводительной документации . Женева: Международная организация по стандартизации. 2015.
- ^ «Комитет ISO/REMCO по эталонным материалам» . Международная организация по стандартизации . Проверено 1 июня 2014 г.
- ^ ISO Guide 30:2015 Справочные материалы. Избранные термины и определения . Женева: Международная организация по стандартизации. 2015.
- ^ «Определения» . Национальный институт стандартов и технологий . Национальный институт стандартов и технологий . 11 августа 2010 г. Проверено 1 июня 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Комитет экспертов ВОЗ по биологической стандартизации (2004 г.). «Приложение 2: Рекомендации по подготовке, характеристике и установлению международных и других эталонных биологических стандартов» . Комитет экспертов ВОЗ по биологической стандартизации: Пятьдесят пятый доклад . Женева: Всемирная организация здравоохранения. ISBN 92-4-120932-1 .
- ^ «Справочные стандарты» . Британская фармакопея. Архивировано из оригинала 5 июня 2014 года . Проверено 1 июня 2014 г.
- ^ «Эталонные вещества и эталонные инфракрасные спектры для фармакопейного анализа: Введение» . Архивировано из оригинала 19 января 2012 года . Проверено 1 июня 2014 г.
- ^ [ http://tarr.uspto.gov/servlet/tarr?regser=serial&entry=74287627 Стандартный справочный материал ]
- ^ [ http://tarr.uspto.gov/servlet/tarr?regser=serial&entry=75939575 НТРМ]
- ^ «Определения SRM» . Национальный институт стандартов и технологий . Национальный институт стандартов и технологий . 11 августа 2010 г. Проверено 3 июня 2014 г.
- ^ Мэй, В.; Пэррис, Р.; Бек, Дж. Фассетт; Гринберг, Р.; Гюнтер, Ф.; Крамер, Г.; Уайз, С.; Джиллс, Т.; Кольбер, Дж.; Геттингс, Р.; Макдональд, Б. (январь 2000 г.). «Специальная публикация NIST 260-136: Определения терминов и способов, используемых в NIST для присвоения значения эталонным материалам для химических измерений» (PDF) . Натл. Инст. Стоять. Технол. Спец. Публикация . 260–136 . Проверено 3 июня 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Руководство ISO 17034:2016 – Общие требования к компетентности производителей стандартных образцов . Женева: Международная организация по стандартизации. 2016.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж ISO Guide 35:2017 – Стандартные материалы. Руководство по определению характеристик и оценке однородности и стабильности . Женева: Международная организация по стандартизации. 2017.
- ^ ISO Guide 30:2015 Справочные материалы. Избранные термины и определения . Женева: Международная организация по стандартизации. 2015.
- ^ Линсингер, Томас П.Дж.; Пауэлс, Жан; ван дер Вин, Адриан М.Х.; Шиммель, Хайнц; Ламберти, Андре (январь 2001 г.). «Гомогенность и стабильность стандартных образцов». Аккредитация и гарантия качества . 6 (1): 20–25. дои : 10.1007/s007690000261 . ISSN 1432-0517 . S2CID 16625720 .
- ^ «Руководство по производству эталонных материалов BAM (Версия 1, июнь 2006 г., обновлено в апреле 2010 г.)» (PDF) . БАМ, Германия . Федеральный институт исследования и испытаний материалов. 20 июня 2006 г. стр. 7–8. Архивировано из оригинала (PDF) 2 ноября 2012 года . Проверено 13 июня 2014 г.
- ^ Кевовиллер, доктор философии; Майер, Э.А. (1999). Межлабораторные исследования и сертифицированные эталонные материалы для экологического анализа по методу BCR . Амстердам: Эльзевир. ISBN 978-0444823892 .
- ^ Перейти обратно: а б с Шиллер, Сьюзен Б. (июль 1996 г.). «Специальная публикация NIST 260-125. Стандартные справочные материалы: статистические аспекты сертификации SRM химических серий» (PDF) . Натл. Инст. Стоять. Технол. Спец. Публикация . 260–125 . Проверено 25 июля 2014 г.
- ^ Маттиуцци, Марко; Марковиц, Андрей. «Модифицированный подход к тестированию однородности на микромасштабе» (PDF) . Международный центр дифракционных данных . Международный центр дифракционных данных . Проверено 1 июля 2014 г.
- ^ Бухари, Сайед; Майзель, Томас (8 июня 2014 г.). «Стабильность геологических эталонных материалов» (PDF) . Гольдшмидт 2014 . Архивировано из оригинала (PDF) 9 января 2017 года . Проверено 20 сентября 2016 г.
- ^ Джерн, Северная Каролина; Перри, WLM (1956). «Стабильность биологических стандартов» . Бюллетень Всемирной организации здравоохранения . 14 (1): 167–182. ПМК 2538106 . ПМИД 13329844 .
- ^ Кирквуд, TB L (декабрь 1977 г.). «Прогнозирование стабильности биологических стандартов и продуктов». Биометрия . 33 (4): 736–742. дои : 10.2307/2529472 . JSTOR 2529472 . ПМИД 588659 .
- ^ «Отчет о заседании: Рабочая группа ВОЗ по стабильности эталонных материалов для биологических лекарственных средств и диагностики in vitro» (PDF) . Всемирная организация здравоохранения . Всемирная организация здравоохранения. 27 ноября 2006 г. Проверено 21 сентября 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б Линсингер, Томас; ван дер Вин, Адриан; Гавлик, Б; Пауэлс, Жан; Ламберти, Андре (2004). «Планирование и совмещение исследований изохронной стабильности СО». Аккредитация и гарантия качества . 9 (8): 464–472. дои : 10.1007/s00769-004-0818-x . S2CID 120110272 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Комитет ИСО по эталонным материалам (ISO/REMCO)
- ISO Guide 33:2015 Стандартные материалы. Надлежащая практика использования эталонных материалов.
- База данных геологических и экологических справочных материалов (ГеоРеМ)
- Сертифицированные эталонные материалы Европейской комиссии
- «Измерения имеют значение. Как эталонные материалы NIST влияют на вас» . НИСТ . 13 июня 2017 г. Проверено 9 июня 2024 г.
- «Стандартные справочные материалы» . НИСТ . 6 ноября 2012 года . Проверено 9 июня 2024 г.