Источник: естественный ручей- Гомогенизация и фильтрация
- Бутилированный CRM
_(5978206005).jpg/1280px-Green_tea_Standard_Reference_Material_(SRM)_(5978206005).jpg)
Сертифицированные референтные материалы ( CRM ) — это «контрольные» или стандарты, используемые для проверки качества и метрологической прослеживаемости продукции, для подтверждения аналитических методов измерений или для калибровки приборов. [1] Сертифицированный референтный материал — это особая форма стандарта измерений .
Референтные материалы особенно важны для аналитической химии и клинического анализа. [2] Поскольку большинство аналитических приборов являются сравнительными, для точной калибровки им требуется образец известного состава (референтный материал). Эти референтные материалы производятся в соответствии со строгими производственными процедурами и отличаются от лабораторных реагентов своей сертификацией и прослеживаемостью предоставленных данных.
Системы управления качеством, включающие аккредитацию лабораторий в соответствии с национальными и международными стандартами аккредитации/сертификации , такими как ISO/IEC 17025, требуют метрологической прослеживаемости к сертифицированным эталонным материалам (где это возможно) при использовании эталонных материалов для калибровки . [3]
Хотя сертифицированные референтные материалы предпочтительны там, где они доступны, [3] [4] их доступность ограничена. Референтные материалы, которые не соответствуют всем критериям сертифицированных референтных материалов, более широко доступны: принципиальное отличие заключается в дополнительном доказательстве метрологической прослеживаемости и заявлении о неопределенности измерений, представленном в сертификате для сертифицированных референтных материалов. [5]
ISO REMCO, комитет ISO, отвечающий за руководство по справочным материалам в рамках ISO, [6] определяет следующие классы справочных материалов: [7] [8]
Другие органы могут определять классы справочных материалов по-другому. Руководящие принципы ВОЗ для биологических [nb 1] справочных материалов [9] содержат термины: [nb 2]
Для химических веществ некоторые фармакопеи [10] используют термины ВОЗ [11]
Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) использует торговую марку [12] Standard Reference Material (SRM) для обозначения сертифицированного эталонного материала, который удовлетворяет дополнительным критериям NIST . Кроме того, коммерческие производители, придерживающиеся критериев и протоколов, определенных NIST, могут использовать торговую марку [13] "NIST traceable reference material" для обозначения сертифицированных эталонных материалов с четко определенной связью прослеживаемости с существующими стандартами NIST для химических измерений. [14] [15]
ILAC описывает следующие пять типов справочных материалов: [1]
Подготовка сертифицированных эталонных материалов описана в общем виде в ISO Guide 17034 [16] и более подробно в ISO Guide 35. [17] Подготовка биологических эталонных стандартов описана в Руководстве ВОЗ. [9] Общие этапы, необходимые для производства сертифицированного эталонного материала, обычно включают: [17]
Кроме того, может быть важно оценить взаимозаменяемость эталонного материала; это особенно важно для биологических материалов. [9]
Подробная подготовка образца зависит от типа материала. Чистые стандарты, скорее всего, готовятся путем химического синтеза и очистки и характеризуются определением оставшихся примесей. [1] Это часто делают коммерческие производители. Натуральные матричные CRM (часто сокращаемые до «матричных CRM») содержат аналит или аналиты в природном образце (например, свинец в тканях рыбы). Обычно они производятся путем гомогенизации природного материала с последующим измерением каждого аналита. Из-за сложности производства и присвоения значений 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 природных материалов гомогенизация часто имеет решающее значение; [19] природные материалы редко бывают однородными в масштабе граммов, поэтому производство твердого природного матричного эталонного материала обычно включает переработку в мелкий порошок или пасту. [20] Гомогенизация может иметь неблагоприятные последствия, например, для белков, поэтому производители должны быть осторожны, чтобы не перерабатывать материалы. [9] [17] Стабильность сертифицированного эталонного материала также важна, поэтому можно использовать ряд стратегий для подготовки эталонного материала, который более стабилен, чем природный материал, из которого он изготовлен. [21] : 119–124 Например, стабилизирующие агенты, такие как антиоксиданты или противомикробные агенты, могут быть добавлены для предотвращения деградации, жидкости, содержащие сертифицированные концентрации следов металлов, могут иметь отрегулированный pH для сохранения металлов в растворе, а клинические эталонные материалы могут быть подвергнуты сублимационной сушке для длительного хранения, если их можно успешно восстановить. [9] : 96
Проверка однородности потенциального эталонного материала обычно включает повторные измерения на нескольких единицах или подвыборках материала.
Тесты однородности для CRM следуют запланированным экспериментальным планам . Поскольку эксперимент предназначен для проверки (или оценки размера) вариации значений между различными единицами CRM, планы выбираются так, чтобы обеспечить разделение вариации результатов из-за случайной ошибки измерения и вариации из-за различий между единицами CRM. Среди простейших планов, рекомендуемых для этой цели, — простой сбалансированный вложенный план (см. схему).
Обычно из партии случайным образом отбирают 10-30 единиц CRM; рекомендуется стратифицированная случайная выборка , чтобы выбранные единицы были распределены по партии. [22] Затем из каждой единицы CRM отбирается равное количество подвыборок (обычно две или три) и измеряется. Подвыборки измеряются в случайном порядке. [17] [22] Другие конструкции, такие как рандомизированные блочные конструкции , также использовались для сертификации CRM. [ необходима ссылка ]
Обработка данных для тестов однородности обычно включает в себя тест статистической значимости для доказательства различий между единицами кандидата CRM. Для простого сбалансированного дизайна выше, это обычно использует F-тест после ANOVA . Также рекомендуется проверка тенденций с производственным заказом. [22] Этот подход не принят в ISO Guide 35:2017; скорее, акцент делается на решении, является ли стандартное отклонение между единицами достаточно малым для предполагаемого конечного использования. Однако, если используются статистические тесты, эксперимент по однородности должен быть способен обнаружить 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 экстремальных случаях, таких как микроанализ, материалы должны быть проверены на однородность в субмикронных масштабах; это может включать в себя гораздо большее количество наблюдений и корректировок статистического анализа. [23]
Стабильность является одним из основных свойств CRM (см. определения выше), и оценка стабильности, соответственно, требуется для сертифицированных стандартных образцов. [9] [16] Ожидается, что будет оцениваться как стабильность при длительном хранении, так и в условиях транспортировки. [16] «Оценка» не является синонимом «испытания»; некоторые материалы — например, многие минералы и металлические сплавы — могут быть настолько стабильными, что экспериментальные испытания не считаются необходимыми. [24] Другие стандартные образцы обычно проходят экспериментальные испытания стабильности в какой-то момент до того, как материал будет распространен для продажи. Если стандартные образцы сертифицированы по более чем одному свойству, ожидается, что стабильность будет продемонстрирована для каждого сертифицированного свойства. [16]
Существуют две важные стратегии для тестирования стабильности CRM: простые исследования в реальном времени и ускоренные испытания. Исследования в реальном времени просто содержат единицы материала при запланированной температуре хранения в течение подходящего периода времени и наблюдают за материалом через определенные интервалы. Ускоренные исследования используют ряд более жестких условий, чаще всего повышенную температуру, чтобы проверить, может ли материал оставаться стабильным в течение более длительных временных масштабов.
Исследования стабильности в реальном времени просто удерживают набор единиц RM при предлагаемой температуре хранения и проверяют часть из них через регулярные интервалы. Результаты обычно оцениваются путем осмотра и линейной регрессии , чтобы определить, есть ли значительное изменение в измеренном значении с течением времени. [17]
Ускоренные исследования используются по крайней мере с середины 1950-х годов, по крайней мере для биологических референтных материалов. [25] [26] CRM обычно контролируются в диапазоне температур, и результаты используются для прогнозирования скорости изменения при предлагаемой, обычно низкой, температуре хранения. Часто прогнозирование использует хорошо известную модель деградации, такую как модель Аррениуса . [9] Преимущество перед исследованиями в реальном времени заключается в том, что результаты доступны раньше, и прогнозы стабильности на гораздо более длительный период, чем исследование стабильности, могут быть защищены. Для некоторых приложений ускоренные исследования были описаны как единственный практический подход: [27]
При отсутствии референтного метода или стандарта более высокого порядка ... ускоренные исследования в стрессовых условиях являются единственным подходом к оценке стабильности.
- Всемирная организация здравоохранения
Основным недостатком ускоренных исследований является то, что эталонные материалы, как и любые другие материалы, могут со временем деградировать по неожиданным причинам или могут деградировать в соответствии с различными кинетическими моделями ; в таком случае прогнозы могут стать ненадежными. [28]
В большинстве исследований стабильности, в реальном времени или ускоренных, несколько единиц эталонного материала испытываются через определенные интервалы. Если система измерения, используемая для тестирования материалов, не является идеально стабильной, это может генерировать неточные данные или может быть ошибочно принято за нестабильность материала. Чтобы преодолеть эти трудности, часто можно перемещать единицы RM через определенные интервалы времени к некоторой эталонной температуре, где они остаются стабильными, а затем испытывать все накопленные единицы, которые подверглись разному времени воздействия, одновременно. 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]