主题：【分享】理化实验室能力验证的关键技术控制要素实践与应用

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JOE HUI

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发表于：2023/10/18 21:04:56 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

能力验证是由具有相关资质的机构组织实施，利用实验室间比对，按照预先定制的准则评价参加者的能力。理化实验室参加能力验证是一项重要的质量控制工作。能力验证可用于评定实验室从事特定检测或测量的能力、监视实验室的持续能力、识别实验室间的差异以及发现实验室存在的问题等。通常情况下，能力验证结果对实验室相当重要，直接关系到资质认定、能力维持等相关利益。所以，参与能力验证的分析人员需尽可能从能力验证的要求、检测方法学、具体样品特殊性、结合日常实验经验等方面落实各个检测环节技术要求和质量控制要求。目前各实验室在各类能力验证中，除在思想上较为重视外，一般仅将其作为检测工作予以实施，缺乏对能力验证的关键因素进行预测性研究、准备以及主动控制的措施,因而容易使检测结果出现偏差。通过总结多年参加能力验证的数据及经验积累，本工作提出了能力验证的“四步法”流程并对关键技术控制要素等方面进行探讨，可为理化实验室参与能力验证工作提供参考、拓宽工作思路。

1、能力验证“四步法”的流程与实施技巧

本工作将实验室开展能力验证工作的流程划分为四步，分别为“检测方法关键要素确认”“取样方案制定与初测”“检测方案确定与测定”和“数据整理与报告”。

1.1 检测方法关键要素确认

参加能力验证的人员(以下均简称“人员”)开展能力验证项目的检测方法关键要素确认是整个能力验证工作中的重要准备工作。根据能力验证项目的要求，首先核实项目检测所需要使用的方法，聚焦方法的关键实施技术操作重点，如方法原理、提取液酸度控制要求、关键试剂、前处理耗材规格要求及其操作细节、标准曲线的类型及其范围、定量方式等。必要时还需进一步了解项目的限值情况，以利于在检测中对细节进行合理化调整。最后，在明确本次验证中需要注意的关键操作控制节点后，重点围绕标准溶液的准确度(包括溯源的符合性、不同源结果的比对、空白基质的确定、必要实物质控样准备等)、过程控制(包括试剂空白检测、全流程空白检测、同类基质样品的回收率测试或实物质控样测试等)，开展以操作熟练度和基本控制要求为目的的模拟检测。在评估上述试验结果指标均达到满意预期后，方可开展下一步工作，否则应查找原因并待问题解决后才能开展下一步工作，以确保试验方法的可行性以及实验室当前的各项试验条件均准备妥当。

确认检测方法关键要素不仅能进一步检验该方法是否适用于能力验证样品的检测，而且可以帮助实验室自查当前的各项试验条件是否处于该项目检测的理想状态。

1.2 取样方案制定与初测

在开启能力验证样品之前，应根据该样品性状、数量、目标化合物的物理化学性质、储存要求等制定取样方案与保存方案，要兼顾保证样品的均匀性、稳定性和不受污染等，确保目标化合物的量值能在检测周期内稳定。取样方案应包括每次测定的样品用量、分装的必要性、分装容器洁净度及其耐受性、取样或分样后的保存条件等。一般情况下，由于能力验证样品的数量有限，取样量不能简单按日常检测方法或作业指导书中的规定值来操作，而需根据能力验证样品说明书、样品中目标化合物含量或者整体的试验计划合理安排取样量。对于一些不稳定或易变质的样品，应考虑在首次取样时，同步将样品均匀化，按每次测定需要量进行分装，选择合适的分装容器，必要时应进行容器的本底测定，避免容器对样品产生污染。启封后的样品或经处理后的测试样品也需要采取必要的措施保证样品的保存符合稳定性要求，如动植物源性食品一般采用冷冻方式，而一般包装食品采用室温保存等。在进行初测时，应根据能力验证要求的取样量开展检测，同时按照“检测方法关键要素确认”环节的各试验内容开展检测，重点聚焦在标准曲线、过程空白、一个浓度水平添加的回收试验等，一方面与预期的结果进行比对评估，以确保现有方法的熟练、稳定、可重复，另一方面可获得基本接近的验证结果，为样品正式测定的试验方案的制定提供指向性的依据。同时对于禁用物质，应充分考虑仪器灵敏度与加标样品检出限的符合情况。

1.3 检测方案确定与测定

根据能力验证样品的初步测定情况，在对检测技术方案进行必要的细化与调整的基础上，确定正式检测方案。相关内容可能涉及取样量调整、稀释倍数设定、标准曲线检测范围精细化调整、加标浓度水平设置、测定重复次数设定等，如标准曲线检测范围应保持在原方法规定浓度水平的范围内，样品进样浓度水平应位于调整后标准曲线检测范围的40%~70%内，同时还应兼顾回收试验加标量与标准曲线检测范围关系；标准溶液系列配制过程中，避免因系统误差而发生准确度问题，如标准曲线各点来源于不同浓度水平的前级溶液，需注意稀释比例不合适、配制器具不合适等问题；针对样品含量，是否需要调整内标的添加量，以确保测定浓度水平与内标含量比例的合理性；根据样品初测结果，确定检测准确度评估的加标浓度水平或实物质控样的适宜性及相关技术要求等；适当考虑能力验证申报时限对整体检测方案的限制以及是否安排其他检测方法对该样品进行检测结果的比对。在明确最终的验证方案后，检测人员应实施标准曲线配制与测定、试剂空白(过程空白或空白基质)测定、空白基质加标回收测试或实物质控样测试、不少于3个能力验证样品的测试、能力验证样品加标回收测试等检测工作，必要时可以考虑人员比对、标准曲线的溯源质控等其他内容。其中空白基质加标回收测试是为了证明检测过程与前期工作质量的一致性，而能力验证样品加标回收测试是为了证明其与空白基质加标回收测试结果的一致性；测定样品数不少于3个，以应对检测过程中可能存在的失败或异常情况。一般而言，受检测时间和取样量的限制，此次测试的结果应为本次能力验证的最终结果，原则上不应有结果异常问题的发生。因此，在实施这次正式检测之前，务必慎之又慎，确保各环节指标均达到要求，否则应重复前两步操作直到达到要求。如条件允许，可采用其他辅助方法，如电感耦合等离子体质谱法 (ICP-MS)对原子吸收光谱法结果进行验证和补充等。

1.4 数据整理与报告

完成所有测试工作后，人员应对所有测试过程的数据等进行汇总分析，聚焦检测操作过程中存在的标准偏离及其对结果可能产生的影响、标准溶液系列配制中的误差问题、不同检测范围标准曲线的线性重复性与溯源符合性、不同加标量下回收试验的稳定性、初测与正式测定的结果可比性、正式测定的平行数据偏差符合性、能力验证样品加标回收测试结果与空白基质加标回收测试结果的可比性、其他辅助方法的匹配度、禁用物质项目的灵敏度达标性等进行充分考虑，如对于内标回收率问题的统筹考虑，若内标的绝对回收率很低，无论目标化合物的回收率是否理想，都说明在试验前处理过程中损耗过大，存在数据偏差的可能。在此基础上依据机构对检测记录的相关要求，完成试验报告的编制，经能力验证小组审核通过后，方可出具正式检测结果。

综上，能力验证的检测工作已全部完成，但分析人员可根据在能力验证工作中发现的新问题和新情况做更深入的技术探究，以完善现有的实验室检测方法。实验室也可将能力验证的数据材料收集起来，以备今后为类似项目的能力验证工作提供参考。

2、能力验证的关键技术控制要素

能力验证工作可评定实验室从事特定检测项目的能力，同时也在一定程度上体现了一个实验室的质量控制能力。为得到满意的能力验证结果，实验室可以通过各种关键技术要素的把控将试验数据控制在可靠范围内。以下将具体探讨各项关键技术控制要素。

2.1 计量溯源性工作保证

计量溯源性是通过文件规定的不间断的校准链，将测量结果与参照对象联系起来的特征，是测量结果相互承认的前提条件,包括标准物质溯源、实物质控样溯源、测量仪器溯源等。标准物质和实物质控样应尽量选择经过国家有关部门或国际机构给予准确定值、符合定值溯源要求的标准物质，最好能与能力验证任务所用标准品的来源机构相一致。检测过程中所使用的称量工具、定容容器、取样器、测定仪器等均会引入测量不确定度，应经过具备相关资质的机构检定或校准且符合技术要求方可使用。因此，在实验室检测中，计量溯源性工作是保证检验结果准确度的必要条件。

2.2 能力验证样品的接收控制

实验室在接收能力验证样品时，应仔细核对样品名称、数量、检验项目、检验依据、能力验证说明书、提交日期、样品保存条件、样品状态等。若在核对过程中发现问题，如冷链运输的样品在送到实验室后发现样品融化且处于常温状态时，应及时与能力验证组织方进行沟通确认其是否具备可实施性，若该状态下的样品已无可实施性则应重新寄样。

2.3 开展能力验证试验的准备工作

收到能力验证样品后，分析人员应仔细研读能力验证说明书，特别要明确此次能力验证的要求，如检测依据、样品数量、需报送的平行样个数、加标回收率个数、数据的单位、数据的有效位数、报送方式、截止日期等。制定由粗到细的验证方案，如鱼肉中硝基呋喃类药物残留量测定的能力验证中，根据鱼肉中硝基呋喃类药物残留量测定的能力验证参试指导书(项目编号CNCA-22-04)，按规定将鱼肉冻干粉样品以4倍蒸馏水复原，如取样量为0.4g则与国家标准GB/T 21311—2007(7.1.1)中规定的鱼肉取样量2g左右的要求相一致；而规定“所选方法前处理过程中如有洗涤步骤，则跳过洗涤步骤，直接进行衍生”，又与GB/T 21311—2007(7.1.1)的要求不一致；本次能力验证样品只有2g鱼肉冻干粉，按规定最多能开展4次检测，考虑到所有试验的样品用量，在初测和样品加标试验中均只用了0.2g，同步缩小了进样溶液的定容体积，确保了正式测定中有3次全量和最终0.4g的备用量。

2.4 样品编码传递准确性保证

实验室应对样品编码传递有相应的规定，特别是对于多样品的能力验证项目。样品的原始编号和实验中产生的子编码需一一对应，并妥善记录不能弄错，以防因编码传递的过失而产生最终数据结果的错误。

2.5 检测过程中的准确度保证

在各验证环节中，关注可能影响检测准确度的因素，如试剂空白、全流程空白、同类基质空白样品等测试与评价，既是对品质的控制，也是对实验过程的环境符合性控制，同时开展在溯源性、测量等准确度方面的保证性工作。

在溯源性准确度控制方面，可采用在一定的环节加入必要的人员比对、溯源性比对等手段，确保准确度。如在项目编号CNCA-22-04验证中，检测人员A做全流程测试，配制标准曲线检测范围为1.0~25μg·L-1的标准溶液系列，检测人员B从称取标准物质开始独立配制10μg·L-1的标准溶液进行比对测试.当两名检测人员的测定结果的标准偏差小于5％时，则认定检测人员A 在标准溶液系列配制方面没有明显失误。在鱼粉中总汞及甲基汞(项目编号 CNCA-21-02)的检测能力验证中，分别使用1000,100mg·L-1汞单元素溶液标准物质[GBW 08617和 GBW(E)08124]作为第二源标准物质配制(1.00±0.008)μg·L-1标准溶液，测定结果分别为0.995μg·L-1和0.999μg·L-1，由此可证明第一源标准曲线无较大偏差。

在测定准确度控制方面，可以采用实物质控样或加标回收方式进行，其中实物质控样应尽可能选择：①与能力验证样品同基质的样品；②所含目标化合物浓度水平与能力验证样品相近的样品；③不确定度符合能力验证要求的实物质控样。在加标回收方式中，需注意以下几点：①为保证基体性质稳定，加标溶液的体积不应超过样品体积的5％；②加标溶液应在样品基质中充分混匀分散，不应出现互不相溶的现象导致回收率的差异；③加标水平应与能力验证样品的浓度水平接近或在标准曲线中间浓度水平范围内；④如使用内标，则其峰面积应尽可能接近样品中目标化合物的峰面积。在鱼肉中3-氨基-2-恶唑酮项目(项目编号CNCA-22-04)验证中，按GB/T 21311—2007方法规定使用内标3-氨基-2-恶唑酮-d4，用量为0.01mg·L-1×100μL，初测得到目标化合物峰面积为内标的10倍，因此将内标加入量调整至0.1mg·L-1×100μL，此时内标峰面积与样品中目标化合物的峰面积基本相当，达1×105左右的同一数量级。

2.6 避免系统误差的产生

系统误差对准确度的影响往往容易忽视，如天平的选择一般与称量物的精度要求、结果数据的有效位数等相关。在配制标准溶液系列过程中，除器具应检定合格外，在进行超过100倍以上稀释时，为避免系统误差影响，应分步稀释；标准曲线检测范围在日常检测时应适当缩小，切不可随意变更，同时兼顾能力验证样品中目标化合物的浓度水平，如在项目编号CNCA-22-04能力验证中，GB/T 21311—2007方法中建议标准曲线的各点浓度水平分别为1,5，10，50，100μg·L-1，经初测最终将各点的浓度水平调整为1.0，2.5,5.0，10，15,20,25μg·L-1，两个能力验证样品的目标化合物质量浓度分别为6,14μg·L-1，分布在标准曲线检测范围的中间；在实际能力验证中，应尽量将标准曲线检测范围最高点和最低点的浓度水平控制在100倍内，避免浓度水平较低点对标准曲线的贡献太小，在拟合标准曲线过程中引入误差而造成最终的数据偏差。

2.7 数据提交注意事项

能力验证样品的数据提交需按照说明书上的要求，在规定的时限内提交检测结果报告单、原始记录、原始图谱、相关附件材料等。在网上申报结果的过程中，填报人员一定要仔细核对数据的准确性，包括小数点位数、结果单位、化合物名称与数据的对应性等，必要时应同时安排审核人员现场核对，避免填报错误导致能力验证不通过。

3、结论

能力验证既是对理化实验室检测能力的考核，也是实验室质量控制水平的体现。能力验证“四步法”的提出是本实验室基于多年的工作经验，吸取了各种失败教训后总结而得。它是从理化实验室质量管理的角度指导检测人员如何开展能力验证工作，其中不仅包含了各阶段的实施技巧和策略，更重要的是引导检测人员如何应用各项关键技术控制要素提高检测数据的准确度和可靠性。建议理化实验室针对能力验证工作制定符合自身实验室情况的工作规范，用有效的质量控制手段宏观把控数据的质量。此外，能力验证工作有别于日常检测，检测人员只有提高思想意识，认真严谨对待，从检测方法的原理、操作步骤的关键控制要素等深层次地学习和理解，规范操作，才能真正做好这项工作。