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化学分析方法验证程序 化矿金专业标准化技术委员会 2012年11月 福州
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Contents 1 验证程序制定及试点基本情况 2 验证程序的总体流程及技术要求 3 验证试点的运行情况及存在问题
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一、验证程序制定及试点基本情况 1、方法验证程序制定的背景 在检验检疫行业标准的制定过程中产生了对方法验证的需求;
标准方法在内在质量上面临更高的要求,经过验证最终建立的确效 的方法是检验检疫工作正常开展的基本保障。 标准制定过程中,缺乏统一的验证运作机制,方法技术水平参差不 齐的情况,从而其实用价值相差甚远,造成了极大的资源浪费。 为规范化矿金专业化学分析类标准的验证流程,开展《化矿金专业 化学分析方法验证程序》的制定及运行试点工作。
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一、验证程序制定及试点基本情况 2、方法验证程序的制定经历“两年六稿” 2009年6月15日,杭州会议上提出《验证程序》第一稿;
2010年1月,修改形成第二稿,程序进一步简化规范; 2010年2月,天津会议形成第三稿,验证工作流程具体化、职责分工明确化; 2010年3月,修改形成第四稿,增加选择验证参数选择指导程序; 2010年9月,宁夏会议形成第五稿,增加对验证实验室、验证报告的具体要求; 2010年11月,天津会议形成第六稿,即目前试点工作中使用的《化矿金专业化学分析方法验证程序(试行)》。
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一、验证程序制定及试点基本情况 2、方法验证程序的制定经历“两年六稿” 旧验证模式:实验室内验证+协同试验验证
新验证程序:实验室内验证+独立实验室验证+协同试验验证
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一、验证程序制定及试点基本情况 2 3 1 4 5 设备要求 设施和环境条件 人员要求 方法的确认 检测能力
3、前期准备工作:验证实验室数据库的建立 设备要求 设施和环境条件 1 2 3 4 5 人员要求 方法的确认 检测能力 建立原则---“五方面评估”
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一、验证程序制定及试点基本情况 4、化矿金专业近两年验证试点工作 试点工作选取: (1)代表性商品
---铁矿、煤炭、金属、橡胶、金属材料、废物原料 (2)代表性检测方法 ---常规化学分析+仪器分析;无机分析+有机分析 (3)含量范围 ---常量+痕量
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一、验证程序制定及试点基本情况 5、验证试点工作程序及要求 2011年:化矿金大宗资源类商品15项标准;
2012年:化矿金、轻工、纺织、食品接触材料4个专业的20项行业标准。 对纳入验证试点工作的行业标准主要起草人及验证实验室代表开展《验证程序》的培训与宣贯。 第一步:培训与宣贯 第二步:实验室内验证 项目承担单位按照《验证程序》的要求,完成实验室内验证,并提交相关材料至秘书处。 指定实验室按照《验证程序》的要求,依据独立实验室验证方案,重复测试方法性能指标,并提交验证结果至秘书处。 第三步:独立实验室验证
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一、验证程序制定及试点基本情况 5、2012年验证试点工作程序及要求 第四步:协同试验验证 第五步:数据统计分析 第六步:提交验证最终报告
指定验证实验室按照《验证程序》的要求,依据协同试验验证方案,完成实验室间验证,并提交验证结果至秘书处。 第四步:协同试验验证 第五步:数据统计分析 专业委秘书处指定的统计专家根据协同实验验证数据,完成验证数据统计,并将验证结论反馈给项目承担单位。 第六步:提交验证最终报告 项目承担单位汇总验证结果,完成标准送审稿。
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一、验证程序制定及试点基本情况 5、验证试点工作经验及改进 在近两年验证试点的经验基础上,对验证工作作出改进:
1、标准验证方案和验证报告的编写规则。 2、发布协同试验验证报告模板。 3、编写数据统计软件。
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Contents 1 验证程序制定及试点基本情况 2 验证程序的总体流程及技术要求
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二、验证程序的总体流程及技术要求 A B C D 验证:是确证所建方法适用于某一分析目标的过程。 第一章 总则 第二章 实验室内验证程序
第三章 独立实验室验证程序 D 第四章 协同实验验证程序
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二、验证程序的总体流程及技术要求 A 第一章 总则 1.1 验证程序制定的目的 1.2 验证程序适用范围 1.3 组织机构
1.1 验证程序制定的目的 1.2 验证程序适用范围 1.3 组织机构 1.4 术语和定义 1.5 验证总体流程 1.6 验证结果的应用。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 A 第一章 总则 1.1 验证程序制定的目的 规范验证流程,提高化学检测类方法的科学性、严谨性和适用性。
1.2 验证程序适用范围 适用于化学检测类标准建立过程中方法的验证:包括新制定标准、由现有分析方法转化的标准、或由原标准更新的标准。 非标方法及自主研究开发新方法,也可参照本程序判断方法的适用性。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 A 第一章 总则 1.3 组织机构
各专业标准化技术委员会负责本专业化学检测方法验证的组织、审核等管理工作。委员会通过秘书处承担具体职责: (1)审核验证实验室资质; (2)建立并定期更新维护验证实验室数据库; (3)指定并组织验证实验室开展验证; (4)组织专家进行验证材料的审核及验证数据的统计;
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二、验证程序的总体流程及技术要求 1.4 术语和定义 本实验室内 验证 独立 实验室验证 协同 实验 验证
In-house Invidation 方法开发方通过本实验室内对方法性能指标的测试,初步判断方法的适用性。 Independent laboratory validation 独立于方法开发方的实验室,通过重复测试方法的性能指标,以审核方法性能指标是否能够满足预期的分析目标。 Collaborative study validation 协同实验室通过协同实验以获得测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)。
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A 第一章 总则 Step 1 Step 2 1.5 验证流程 Step 3 Step 4 设计验证方案
方法开发方 设计验证方案 Step 1 组织专家审核验证材料 符合性?完整性? 秘书处 完成本实验室内验证,提交方法文 本及验证材料 方法开发方 Step 2 1.5 验证流程 NO NO 组织专家审核验证结果 符合性? 秘书处 组织实验室进行独立实验室验证, 回收验证结果 Yes Step 3 秘书处 Yes 组织实验室间验证,并 组织统计专家统计验证 结果。 Step 4
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二、验证程序的总体流程及技术要求 A 第一章 总则 1.6 验证结果的应用 验证报告将作为标准审定时的重要参考资料。
根据验证结果,对方法能否实现预期目标进行评估,形成鉴定结论。 若验证结果表明,该方法不能满足预期目标的要求,则应由方法开发方对方法进行必要的修改。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 B 参考资料 第二章 实验室内验证程序
AOAC单实验室验证导则( AOAC Guidelines for Single Laboratory validation )。 欧盟委员会决议2002/657/EC分析方法性能及结果解释( COMMISSION DECISION of 12 August 2002 implementing Council Directive 96/23/EC the performance of analytical methods and the interpretation of results ) IUPAC统一的单实验室分析方法验证指导原则( IUPAC harmonized guidelines for single laboratory validation of methods of analysis )。 ICH关于分析过程的验证导则(Guidance for Industry Q2B Validation of Analytical Procedures: Methodology)
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二、验证程序的总体流程及技术要求 B 第二章 实验室内验证程序 2.1 验证方案 2.1.1 对方法文本的要求 2.1.2 方法的预期用途
2.1 验证方案 2.1.1 对方法文本的要求 2.1.2 方法的预期用途 2.1.3 验证参数的选择 2.2 本实验室内验证的实施 2.3 本实验室内验证材料的审核
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二、验证程序的总体流程及技术要求 B 第二章 实验室内验证程序 2.1 验证方案 2.1.1 对方法文本的要求: (1)方法文本的完整性;
2.1 验证方案 2.1.1 对方法文本的要求: (1)方法文本的完整性; (2)方法的稳健性;
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方法的稳健性(Robustness) 验证程序 “附录B” 稳健性(耐变性)试验:是考察环境或其他条件变量对分析 方法影响的一项检验程序。
进行稳健性试验的目的:在于鉴别这些必须仔细控制的实验 条件,并在试验方法文本中予以明确的书面说明。 本程序中所采用的是数理统计学家尤登设计的耐变性试验 (Youden’s Ruggedness Test) 22
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方法的稳健性(Robustness) 第一步:确定需要评价的n个变量(例如,n=7)。 典型的变量包括:
试剂浓度、时间条件、温度条件、试样量、搅拌速度、滤纸类别等等; 液相色谱的典型变量包括: (1)流动相pH值的影响; (2)流动相组成的影响; (3)不同色谱柱的影响(不同批次/不同供应商); (4)柱温; (5)流速。 气相色谱的典型变量包括: (1)不同色谱柱(不同批次/不同厂商); (2)流速。 23
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方法的稳健性(Robustness) 第二步:每个变量取两个不同的水平(例如±10%、 ±20% 等),两个水平应具有方法常规使用的类型和大小的代表性。 第三步:如表B.1所示,列出环境等方面的n(例如n=7)个因素A、……G,每个因素2个水平,然后按照表中8种组合方式可得8个测定值s-z。 表B.1 稳健性试验方法 七因素值 (二种水平) 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 A或a A a B或b B b C或c C c D或d D d E或e E e F或f F f G或g G g 测定值 s t u v w x y z 24
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方法的稳健性(Robustness) 第四步:将8个测定值按因素字母的大写和小写分成两组,计算各个因素的影响。
1/4(s+t+u+v)-1/4(w+x+y+z)=A-a=d1 1/4(s+t+w+x)-1/4(u+v+y+z)=B-b=d2 ………………… 1/4(s+v+x+y)-1/4(t+u+w+z)=G-g=d7 第五步:通过将差值di与该分析方法在推荐条件下重复测定的标准偏差相比较。 如果差值大于2倍标准偏差,则该因素的影响是显著的; 在最后描述分析方法时,应当指出它们必须非常小心地控制,在协作实验室的验证方案中应作出严格的规定。 25
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二、验证程序的总体流程及技术要求 2.1 验证方案 2.1.2 方法的预期用途 (分析目标,应包括但不限于以下内容)
2.1 验证方案 2.1.2 方法的预期用途 (分析目标,应包括但不限于以下内容) 制定方法的目的:现有法规对分析物设定有限量?进出口合同中有相关规定?分析物对环境或人体健康产生危害?分析物对产品品质产生影响? 分析物的形态、分布:分析物在样品基质中以何种形态存在?实际样品中分析物浓度的分布情况如何? 现有法规限量:现有法规或标准中对分析物是否对分析物设定有限量?进出口合同中是否对分析物含量有相关规定? 方法的适用范围:方法的适用范围是如何确定的?是常量分析还是痕量分析? 26
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描述方法的预期用途 2011年、2012年验证试点工作中存在的问题:
部分标准起草人在验证方案中,未能明确方法的预期用途或描述过于简单,导致制定方法的目标不明确,验证者无法评价方法的验证参数是否已经满足方法制定的要求,且无法判断验证样品的浓度是否已经覆盖到所涉及实际样品的浓度范围,验证过程中无法有效判断方法的适用性。 27
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描述方法的预期用途 例1:不锈钢中锰、磷、硅、铬、镍、铜、钼和钛的测定--电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法
不锈钢中的元素成分一般采用化学分析方法和直读光谱分析方法。但化学分析方法时间长,操作复杂,而直读光谱分析方法则对样品的大小形状有严格的要求和限制。近年来电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)技术的发展,使其在地质、冶金、化工、食品等检测领域都有很广泛的运用。ICP-AES测定合金钢中Co、Cu、V、Cr、Mo等元素已有报道,但仅针对个别材料的个别元素进行测定。本标准旨在建立一种ICP-AES直接测定不锈钢材料中锰、磷、硅、铬、镍、铜、钼和钛元素的方法,替代原有的复杂、耗时的手工分析方法,达到对不锈钢产品的快速检验工作。(方法的预期用途不明确:法规或合同有限量吗?化学分析方法及直读光谱方法分析的浓度水平怎样?ICP-AES方法的分析水平怎样?实际样品中各元素的浓度水平分布怎样?只能分析不锈钢吗?其他金属是否适用?)
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描述方法的预期用途 例2:合成橡胶中短链氯化石蜡含量的测定
氯化石蜡是一类由链烷烃直接氯化得到的含有大量异构体和同系物的复杂工业混合物,根据碳链长度不同可以分为短链(C10~C13)、中链(C14~C17)、长链(C18~C30)氯化石蜡。短链氯化石蜡主要用作阻燃剂和增塑剂,用于制水管、地板、薄膜、日用品等合成橡胶制品、塑料制品(分析物的形态、用途和分布)。 鉴于短链氯化石蜡在其生命周期中对环境的破坏极其严重,REACH法规将其列为高关注物质,在法规附录XVII第42项作出限制,规定其在产品中的浓度不得超过1%,目前国内外尚无相应的检测方法.(制定方法的目的\现有法规限量) 所制定方法适用于合成橡胶中短链氯化石蜡含量的测定,也适用于塑料制品中短链氯化石蜡的测定(方法的适用范围)。
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描述方法的预期用途 例2:合成橡胶中短链氯化石蜡含量的测定 由以上预期用途的描述可以得出如下结论:
(1)方法的分析对象:短链氯化石蜡,碳链长度C10-C13,为混合物; (2)基质:橡胶或塑料制品; (3)分布形态:用作添加剂 (4)方法的类型:定性、定量分析,主要关注质量浓度1%
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描述方法的预期用途 例3:塑料和橡胶制品中三氯乙烯、四氯乙烯含量的测定 气相色谱质谱法 (1)分析物的特性(形态、用途和分布)
三氯乙烯,化学式C2HCl3,分子量131.39,相对密度1.4649,沸点86.7℃,具挥发性。三氯乙烯具高度脂溶性,常用于金属脱脂、干洗衣物、植物和矿物油的提取、制备药物、有机合成以及溶解油脂、橡胶和树脂等。 四氯乙烯,化学式C2Cl4。分子量165.83。相对密度1.6311,沸点121℃,具挥发性。四氯乙烯作为干洗溶剂被广泛应用,在合成塑料和橡胶工业中,可作为反应溶剂提高合成反应产率、产物纯度,提高硫化胶的硬度和拉伸强度。 目标化合物三氯乙烯、四氯乙烯存在于塑料或橡胶制品中的可能性有二:一是在聚氯乙烯的合成过程中的单体残留;二是作为溶剂,溶解塑料和橡胶原料而形成的溶剂残留。目前,在实际样品的检测中尚未发现有三氯乙烯、四氯乙烯的存在。因此,即便目标化合物在样品中存在残留,其浓度含量也较低。
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描述方法的预期用途 例3:塑料和橡胶制品中三氯乙烯、四氯乙烯含量的测定 气相色谱质谱法
(2)法律法规或其他技术要求(制定方法的目的\现有法规限量) 目前,日本、欧洲、美国等发达国家已发布了职业环境空气中三氯乙烯、四氯乙烯的限 量要求,其对人体的危害性已得到了广泛的共识。但对于塑料和橡胶制品中的相关限量, 仅在2010年3月欧洲化学品管理局发布的高关注度物质公告中进行规定,明确要求其在 产品中浓度超过0.1%时,生产商需进行申报。 目前中国出口至欧盟的产品均应提供三氯乙烯的含量的检测报告或应申明其产品不含有 超过0.1%的该物质。然而国内外均未发布相应测试标准,相近的标准仅有“SN/T 玩具中二氯甲烷和三氯乙烯迁移量的测定”一项。其测试目标为三氯乙烯的 迁移量,不符合REACH法规中测化合物总量的要求。目前大多数的检测机构在做三氯 乙烯的检测时多采用内部方法或EPA的方法,缺乏统一的检测标准。因此,为更好地服 务进出口贸易,统一检测标准,必须建立塑料和橡胶制品中的三氯乙烯、四氯乙烯的检 测标准。
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描述方法的预期用途 例3:塑料和橡胶制品中三氯乙烯、四氯乙烯含量的测定 气相色谱质谱法 (3)所建方法的适用范围
本方法适用于塑料和橡胶制品中三氯乙烯、四氯乙烯含量的检测。鉴于塑料和 橡胶制品其种类、成分、结构千差万别,本方法将样品的测试方法按照样品的 溶解性能分为A法和B法。 A法适用于能够溶解在N,N-二甲基乙酰胺中的样品;B法适用于不能够溶解N, N-二甲基乙酰胺中的样品。A法、B法均能够达到确证、定量分析塑料和橡胶 制品中三氯乙烯、四氯乙烯含量的测试目标。
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描述方法的预期用途 例3:塑料和橡胶制品中三氯乙烯、四氯乙烯含量的测定 气相色谱质谱法 由以上预期用途的描述可以得出如下结论:
(1)方法的分析对象:三氯乙烯、四氯乙烯,具有挥发性; (2)基质:橡胶或塑料制品; (3)分布形态:一般以单体残留或溶剂残留的形式存在于实际样品中,实际样品中浓度很低; (4)方法的类型:定性、定量分析,痕量分析,主要关注质量浓度1%。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 2.1 验证方案 2.1.3 验证参数的选择:
方法的预期用途决定验证参数,对于不同类型的化学检测方法,典型参数的选择见表1; 典型的验证参数包括方法的选择性、检出限、定量限、线性、范围、灵敏度、正确度、精密度等。 表1:典型验证参数的选择 检测限 定量限 正确度/回收率 精密度 选择性/专属性 适用性/稳健性/稳定性 线性/灵敏度/范围 定性方法 S + - C 定量方法 备注:“S”=筛选方法(Screening methods);“C”=确证方法(Confirmatory methods) “+”=必选参数; 35
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验证参数的选择 (例一)成分鉴别类检测方法 : 其检测目的是根据物质光学、热力学等行为确认物质的结构, 典型参数为方法的选择性和 检测限;
(例二)主成分含量检测类化学检测方法: 其检测目的是获取主要成分的含量等信息,一般为常量分析, 典型参数为方法的正确度、精密度、选择性、线性、范围和稳健性 ; (例三)杂质定量检测类化学检测方法 : 其检测目的是获取杂质含量的定量信息,一般为微量或痕量分析, 典型参数包括主成分含量检测类化学检测方法的相关参数及检测限、定量限; 36
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验证参数的选择 (例四)杂质限量检测类化学检测方法 :
其检测目的是获取杂质含量的半定量信息,一般为微量或痕量分析, 典型参数为正确度、精密度、选择性、线性、范围、稳健性 、及检测限、定量限 ; (例五)产品性能检测类化学检测方法 : 其检测目的是获取物质性能相关的参数, 典型参数包括主成分含量检测类化学检测方法的相关参数及产品性能相关的额外参数。 37
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验证参数的选择 以往试点工作中存在的问题 : 部分标准起草人选择的验证参数不齐全,不能充分反映所建方 法的特性,导致验证起不到应有的效果。
容易忽略的参数:稳健性、选择性、正确度。 38
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验证参数的选择 例:合成橡胶中短链氯化石蜡含量的测定 该方法属于:杂质定量检测类化学检测方法
其检测目的是获取杂质含量的定量信息,一般为微量或痕量分析; 典型参数包括正确度、精密度、选择性、线性、范围、稳健性 、及检测限、定量限; 39
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验证参数的选择 例:工业用精对苯二甲酸色度的测定方法 紫外分光光度法 该方法属于:产品性能检测类化学检测方法
其检测目的是获取物质性能相关的参数, 典型参数包括主成分含量检测类化学检测方法的相关参数及产品性能相关的额外参数; 典型参数包括正确度、精密度、选择性、线性、范围和稳健性; 40
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验证方案的设计 一个完整的验证方案应该包括:
(1)已建成、完整的方法文本:方法中关键性条件经过摸索和选择,方法的稳健性通过检验,形成了完整的方法文本; (2)对方法预期用途的描述 (3)根据方法预期用途选择的验证参数 41
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二、验证程序的总体流程及技术要求 2.2 本实验室内验证流程
(1)方法开发方应按照验证方案(所选择的验证参数)首先完成本实验室内的验证,初步判断方法的适用性。 (2)在本实验室内的验证过程中,若某一参数的验证结果表明分析方法不能满足检测目标的特定要求,应对该方法进行必要的修改并重新进行验证,直至能够证明其满足检测要求。 (3)各参数的具体验证程序参见附录C。 42
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验证参数 验证参数(验证程序---附录C) 选择性; 检出限、定量限; 校正与线性、范围; 正确度(回收率); 重复性精密度RSDr
备注:对所有验证参数进行验证的详细技术内容以资料性附 录的形式附于本程序之后。
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C.1、选择性(Selectivity) 验证要求
选择性:系指在杂质、辅料等其他成分可能存在的情况下,采用的分析方法能够正确鉴定、检出被分析物质的特性。 成分鉴别类、杂质检测类、主成分含量测定类等方法建立过程中均应考 察其选择性。 应当用各种样品来研究方法的选择性,所用的样品种类从单纯的目标分 析物到具有复杂基体的混合物。在每种情况下,都应当确定被研究的分 析物的分离情况,并充分说明可疑干扰的影响。 如采用的方法选择性不能满足要求,应采用多个方法予以补充,方法选 择性的任何限制都应在方法中有文件化的规定。 44
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C.1、选择性(Selectivity) 验证方法 A:成分鉴别类方法的选择性 :鉴别法应能区分可能存在的结构相近的化合物。
(1)可通过测试含有分析物的样品获得阳性结果、测试不含分析物的样品获得阴性结果来确证。 (2)此外,鉴别试验用于测试与被分析物结构相似或相近物质不应获得阳性结果。 (3)选择潜在干扰物应基于考虑到可能存在的干扰物质的合理科学判断。 45
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C.1、选择性(Selectivity) 验证方法 B:含量测定和杂质测定方法的选择性 :所采用的分析方法应确保可检出被分析物中杂质的含量。
(1)在杂质可获得的情况下,可向供试样品中加入一定量的杂质,证明杂质与共存物质能得到分离和检出,并具有适当的准确度与精密度。 (2)在杂质不能获得的情况下,选择性可通过与另一种已经验证的但分离或检测原理不同、或具较强选择性的方法进行结果比较来确定。 (3)例如,对于色谱分析,应给出代表性色谱图用以说明方法的选择性,且应在图中标识出单个组分,必要时进行色谱峰纯度检查,证明含量测定成分的色谱峰中不包含其他成分。 46
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C.2、检出限(Limit of Detection)
验证要求 检出限指试样中的被分析物能够被检测到的最低量,但不一定要准确定量。 该验证指标的意义在于考察方法是否具备灵敏的检测能力。 方法检出限的确定方法有多种,根据不同的检测方法选择合适的确定方 法。然而无论用何种方法,均应用一定数量的浓度为近于或等于检出限 试样进行分析,以可靠地确证检出限。 建议在给出检出限时说明引用的是哪一种方法。 47
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C.2、检出限(Limit of Detection)
验证方法 (1)直观法(Based on Visual Evaluation) (2)信噪比法(Based on Signal-to-Noise) (3)基于响应的标准偏差和斜率的检出限确定方法(Based on the Standard Deviation of the Response and the Slope) (4)其他方法。 48
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C.2、检出限(Limit of Detection)
(1)直观法(Based on Visual Evaluation) 适用性:可用于非仪器分析方法,也可用于仪器分析方 法。 具体做法:对一系列已知浓度被测物的试样进行分析, 以能准确、可靠检测被测物的最小量或最低浓度来建立。 49
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C.2、检出限(Limit of Detection)
(2)信噪比法(Based on Signal-to-Noise) 适用性:用于能显示基线噪音的分析方法; 具体做法:把已知低浓度试样测出的信号与空白样品噪声信号 进行比较,计算可检出的最低浓度或量。 一般以信噪比为3:1或2:1时相应的浓度或注入仪器的量作为 可接受的检出限估计值。 本程序推荐使用3倍信噪比法获得方法的检出限。 50
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C.2、检出限(Limit of Detection)
(3)基于响应的标准偏差和斜率的检出限确定方法(Based on the Standard Deviation of the Response and the Slope) 检出限(LOD)可表示为: 其中,为响应的标准偏差;m为校正曲线的斜率。 m可通过分析物的校准曲线估计得到;的估计值可通过多种方法得到,例如: a)基于空白的标准偏差:分析一些空白样品(≥ 6个)并计算空白样品响应的标准偏差。 b)基于校准曲线:回归曲线的剩余标准差或回归曲线y轴截距的标准偏差可作为标准偏差的估计值。 51
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C.2、检出限(Limit of Detection)
(4)其他方法 a)美国国家标准局规定样品检出限为三倍空白标准偏差,即3空(或3S空)。 b)对某些分光光度法,以扣除空白值后的与0.01吸光度相对应的浓度值为检出限。 c)气相色谱分析的最小检测量系指检测器恰能产生与噪声相区别的响应信号时所需进入色谱柱的被测物质的最小量。 d)某些离子选择电极法规定:当校准曲线的直线部分外延的延长线与通过空白电位且平行于浓度轴的直线相交时,其交点所对应的浓度值即为该离子选择电极法的检出限。 52
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C.3、定量限(Limit of Quantitation )
验证要求 定量限指试样中的被分析物能够被定量测定的最低量,其测定结果应 具有一定的准确度和精密度。 定量限体现了分析方法是否具备灵敏的定量检测能力。 杂质定量试验,需考察方法的定量限,以保证含量很少的杂质能 够被准确测出。 方法检出限的确定方法有许多种,根据不同的检测方法选择合适 的确定方法。然而无论用何种方法,均应用一定数量浓度为近于 或等于定量限的试样进行分析,以可靠地确定定量限。 建议在给出定量限时说明引用的是哪一种方法。 53
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C.3、定量限(Limit of Quantitation )
验证方法 直观法(Based on Visual Evaluation) 信噪比法(Based on Signal-to-Noise) 基于响应的标准偏差和斜率的检出限确定方法(Based on the Standard Deviation of the Response and the Slope) 其他方法。 54
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C.3、定量限(Limit of Quantitation )
(1)直观法(Based on Visual Evaluation) 适用性:直观法可以用于非仪器分析方法,也可用于仪器分析 方法。 具体做法:一般通过对一系列含有已知浓度被测物的试样进行 分析,在准确度和精密度都符合要求的情况下,来确定被测物 能被定量的最小量。 55
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C.3、定量限(Limit of Quantitation )
(2)信噪比法(Based on Signal-to-Noise) 适用性:用于能显示基线噪音的分析方法; 具体做法:把已知低浓度试样测出的信号与空白样品噪声信号 进行比较,计算出能可靠定量的最低浓度或量。 一般信噪比为10:1。 56
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C.3、定量限(Limit of Quantitation )
(3)基于响应的标准偏差和斜率的检出限确定方法(Based on the Standard Deviation of the Response and the Slope) 定量限(LOQ)可表示为: 其中,为响应的标准偏差;m为校正曲线的斜率。 m可通过分析物的校准曲线估计得到;的估计值可通过多种方法得到,例如: a)基于空白的标准偏差:分析一些空白样品(≥ 6个)并计算空白样品响应的标准偏差。 b)基于校准曲线:回归曲线的剩余标准差或回归曲线y轴截距的标准偏差可作为标准偏差的估计值。 57
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C.3、定量限(Limit of Quantitation )
(4)其他方法 a)美国国家标准局定义10倍空白标准偏差为定量检出限。 b)英国定义定量检出限为:有95%把握认为可测定的最小浓度。 方法检出限的确定方法有许多种,根据不同的检测方法选择合适的确定 方法。然而无论用何种方法,均应用一定数量浓度为近于或等于定量限 的试样进行分析,以可靠地确定定量限。 建议在给出定量限时说明引用的是哪一种方法。 58
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C.4、校正与线性(Calibration and linearity)
验证要求和方法 1)可用一储备液经精密稀释、或分别精密称样制备一系列被测物质浓度系列进行测定,保持校准曲线实验点不少于6; 2)线性考察范围应包括可能遇到的目标物浓度的0-150%或50%-150%,校正点应在考察范围内均匀分布。 3)校正标样应以随机顺序至少运行2次,最好运行3次或更多。 本程序推荐使用3次。 4)以测得的响应信号作为被测物浓度的函数做图,观察是否呈线性,用最小二乘法进行线性回归。必要时,响应信号可经数学转换,再进行线性回归计算,并说明依据。 59
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C.5、范围(Range) 验证要求和方法 范围:指能够达到一定的准确度、精密度和线性,测试方法适用的试样中被分析物高低限浓度或量的区间。
通常取特定方法的定量限为方法适用范围的定量检出限,取工作曲线弯曲处作为方法适用范围的定量检测上限。 方法适用范围 响应值 浓度 定量检测上限 定量检出限 检出限 60
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C.6、正确度(Trueness) 正确度:是指测试值与约定真值之间的接近程度。 正确度验证的参考值:
(1)有证标准物质(Certified reference materials,CRMs) (2)标准物质 (3)根据另一标准方法测量偏倚 (4)使用添加/回收率 :只有在实在无法获得有证标准样品或控制样品的情况下,才能采用在一个空白样品基质中添加已知浓度标准物质的办法!!! 61
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C.6、正确度(Trueness) 回收率验证程序:
(1)选择三组共18份空白基质,每组中添加1、1.5和2倍定量限分析物或0.5、1和1.5倍限量分析物。 (2)分析样品并计算每个样品中分析物的浓度,计算平均回收率,并由每水平6个测试结果计算变异系数CV。 (3)可接受的回收率范围与分析目标及分析物在样品中的浓度有关。通常可接受的回收率要求见表C.1。 62
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C.6、正确度(Trueness) 回收率结果数据说明:
添加/回收研究表明,好的回收率并不能保证方法的正确度,而差的回收率肯定表明方法正确度差。 评估一个检测标准方法的偏倚,大多采用有证标准样品(CRM)来进行。只有在实在无法获得有证标准样品或控制样品的情况下,才能采用在一个空白样品基质中添加已知浓度标准物质的办法。 63
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C.6、正确度(Trueness) 回收率结果数据说明: 通常,回收率低于60%-70%说明应对方法重新加以考察以改进回收率;
回收率高于110%说明需要对试样进行更好的分离。 若方法中采用某一溶剂对基质中的活性成分进行提取,则需要通过对残留物进行再次提取并测定残留物中活性成分的含量来确定方法的提取效率。 64
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C.7、重复性精密度(Repeatability Precision,RSDr)
重复性精密度: 重复性指在一定的操作条件下,由同一操作人员,在同一实验室内,使用同一仪器,并在短期内,对相同试样所作多个单次测试结果间的接近程度。 通常用同时测量的多个平行值的相对标准偏差RSDr表示。 65
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C.7、重复性精密度(Repeatability Precision,RSDr)
重复性精密度验证步骤: (1)制备一组带基质样品,添加分析物浓度至1、1.5和2倍定量限,或0.5、1和1.5倍限量; (2)每一水平分析应至少包括6个平行样; (3)分析样品; (4)计算每个样品中测得的分析物浓度; (5)计算添加样品的浓度平均值、标准偏差和相对标准偏差(%); (6)重复上述步骤至少两次; (7)计算添加样品的分析物浓度的总平均值和相对标准偏差RSDr。 66
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C.7、重复性精密度(Repeatability Precision,RSDr)
重复性精密度验证步骤: 重复性标准偏差随浓度改变,若C表示质量分数,可接受的重复性标准偏差值近似于表C.2中的值或通过下式计算: 若用HORRATr表示测得RSDr与算得RSDr的比值,这一比值的可接受值为0.5到2之间:HORRATr=RSDr(found, %)/ RSDr (calculated, %) 表C.2 不同浓度条件下重复性精密度 分析物在样品中浓度 重复性精密度(RSDr) 100% 1% 10% 1.5% 2% 0.1% 3% 0.01% 4% 10 g/g(ppm) 6% 1 g/g 8% 10 g/kg(ppb) 15% 67
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二、验证程序的总体流程及技术要求 B 第二章 实验室内验证程序 2.3 本实验室内验证材料的审核
需提交:a)方法草案、b)实验室内验证方案、c)实验室内验证报告、d)实验室间验证方案(包括作业指导书)。 秘书处组织专家评估所提交材料的完整性与符合性。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 C 第三章 独立实验室验证程序
3.1 独立实验室验证(Independent laboratory validation) 秘书处组织1-2家验证实验室按照方法开发方设计的验证方案进 行独立实验室验证。 验证实验室通过重复测试实验室内验证参数(方法的性能指 标),以审核方法性能指标是否能够满足预期的分析目标。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 C 第三章 独立实验室验证程序 2011年验证试点工作中存在的问题
独立实验室验证应是对实验室内验证所有参数的重复性测试验 证,部分标准起草人仅从实验室内验证参数中挑选了1-2项作为 独立实验室验证参数,无法达到验证的目的。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 C 第三章 独立实验室验证程序 独立实验室验证的目的
所建方法的性能在某个实验室能达到分析要求,而在另一个实验室, 由于人员、仪器设备、环境、方法条件设置等原因可能无法达到分 析要求。 独立实验室验证旨在发现这些可能存在的问题,而有针对性地对新 建方法进行必要的完善和修正。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 C 第三章 独立实验室验证程序 例:新建气相色谱/质谱方法检测某一系列有机物残留
由于方法开发实验室所使用的气相色谱-质谱接口污染堵塞,导致 方法中摸索的目标物分离条件(采用的色谱柱及色谱条件)在另一 实验室不可重现,在验证中,方法选择性无法达到分析要求。 独立实验室验证可及时发现这一问题,避免在方法不稳定的情况下 进行协同试验而造成的资源极大浪费。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 C 第三章 独立实验室验证程序 3.2 独立实验室验证数据的审核
秘书处组织专家审核验证实验室的独立实验室验证结果。 若结果无法满足方法预期的分析目标,则应将结果反馈给方法开 发方,并要求其对方法进行必要的审查并重新进行本实验室内验 证流程; 若结果能满足方法预期的分析目标,则完成独立实验室验证流程。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 D 第四章 协同实验验证 4.1 一般要求 4.1.1 验证实验室的选择
a)验证实验室数:一般取8~15,要求获得至少8 个有效数据报告。只有在极个别的情况下,如参加验证试验的实验室确实不足,或者测试非常昂贵,或者样品本身确实难以得到等原因,经专业技术委员会专家商定裁决后,可以采用较少实验室(不少于5 个有效数据报告)进行验证试验。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 D 第四章 协同实验验证 4.1 一般要求 4.1.1 验证实验室的选择
b)验证实验室选择要具代表性和公信力,参加的实验室不宜仅 由那些在对测量方法进行标准化过程中已获得专门经验的特别“标 准”的实验室组成。秘书处采用从验证实验室数据库中抽取的方 式选出协同实验参与者,根据验证计划开展协同实验。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 D 第四章 协同实验验证 4.1 一般要求 4.1.2 物料的准备
a)方法开发人应进行验证用样品的准备,对样品进行匀质化, 并对其均匀性和稳定性进行测试。均匀性与稳定性验证参见附录E。 测试完成后,将测试结果、验证样品统一提交到秘书处。 验证试点工作中发现的问题:无均匀性、稳定性测试步骤;无法保证发出的协同实验样品时均匀的,当统计发现某实验室协同实验结果发生偏离时,无法判断结果是否应该被剔除。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 D 第四章 协同实验验证 4.1 一般要求 4.1.2 物料的准备
b)物料水平,q:使用5 种不同的物料通常就能够满足要求。一个实验室间验证试验应最少选择3 种物料代表不同的测试水平。物料的选择既应确保其能代表测量方法在正常使用中的那些物料,又应满足方法的预期用途。如为评价技术法规的符合性而开发的化学检测方法,物料中至少应包含一种目标分析物浓度(含量)接近于法规限量的样品。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 D 第四章 协同实验验证 4.1 一般要求 4.1.2 物料的准备
c) 物料数量:一般以所需试验的物料量的2-5 倍为宜。以避免有验证实验室过多地进行实验,并且从中“挑选”报告某些检测结果,从而人为地提高了方法精密度。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 D 第四章 协同实验验证 4.1 一般要求 4.1.2 物料的准备 d)验证的物料可以是:
有证的标准物料; 阳性样品; 按已知特性试验目的生产的物料; 其特性根据另一测量方法测量的物料。 只有在实在无法获得上述物料的情况下,才能采用在一个空白样品基质中添加已知浓度标准物质的办法。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 D 第四章 协同实验验证 2011年试点工作中存在的问题 物料水平不足,或不具代表性,且未说明理由;
协同试验验证的样品未进行均匀性与稳定性测试; 无标准样品或阳性样品,仅采用向空白基质中添加标样的样品,且未进行任何说明; 验证样品的基质与所建标准中样品的基质不符。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 D 第四章 协同实验验证 4.2 协同实验验证的实施 验证样品与作业指导书的分发; 协同实验验证的开展;
验证数据的提交与统计分析; 统计结果反馈方法开发方。
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二、验证程序的总体流程及技术要求 程序后附9个资料性附录 附录A:化学分析方法验证流程图; 附录B:化学分析方法的稳健性(耐变性)试验;
附录C:化学分析方法独立实验室验证指南; 附录D:验证实验室通用要求; 附录E:验证样品均匀性与稳定性评价指南; 附录F:开展实验室间验证确定方法精密度; 附录G:开展实验室间验证确定方法正确度; 附录H:验证试验报告要求; 附录I:测试结果的一致性和离群值检查;
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二、验证程序的总体流程及技术要求 第四章 协同实验验证 第三章 独立实验室验证程序 第二章 本实验室内验证程序 第一章 总则
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Contents 1 验证程序制定及试点基本情况 2 验证程序的总体流程及技术要求 3 验证试点的运行情况及存在问题
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三、下一步工作安排及建议 原验证模式存在的问题 4 1 3 2
原验证模式未设定对验证数据进行统计和审核的环节,导致验证数据的有效性无法评价。 3 原验证模式对验证参数的选择这一关键性验证步骤未作规范,导致方法起草人在实施验证过程中做法不一致,影响验证的有效性。 原验证模式中对协同验证实验室的选择、验证物料获取等直接影响到验证结果有效性的步骤未设定具体要求。 2 原验证模式缺乏对实验室内验证结果的审核步骤,未能及时发现新建方法中存在的问题。
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与原验证模式的区别 新验证程序的制定解决了上述四大问题。 原验证模式对验证参数的选择这一关键性步骤未作规范;
1 原验证模式对验证参数的选择这一关键性步骤未作规范; 新验证程序给出了验证参数选择的指导原则,使之得以统一和规范。 2 原验证模式缺乏对实验室内验证结果的审核步骤; 新验证程序增加了“独立实验室验证”步骤,可有效审核标准方法技术参数的科学性和严谨性。
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与原验证模式的区别 新验证程序的制定解决了上述四大问题。 原验证模式中对协同验证中影响到验证结果有效性的步骤未设定具体要求。
3 4 原验证模式未设定对协同实验验证数据进行统计和审核的环节,导致验证数据“无用”; 新验证程序严格规范验证数据的统计和审核步骤,充分发挥验证的作用。 原验证模式中对协同验证中影响到验证结果有效性的步骤未设定具体要求。 新验证程序根据ISO惯例规范关键性步骤,保证数据的有效性和公信力。
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与原验证模式的区别 2 3 1 4 8 5 7 6 新、旧验证 程序的 具体差异 验证方案的建立 总体验证流程 本实验室内验证的实施
独立实验室验证的实施 8 新、旧验证 程序的 具体差异 验证结果的应用 5 7 协同实验验证的实施 验证报告格式 6 验证实验室的要求
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与现存国内外同类程序的区别 现存国内外主要同类程序
美国公职分析化学家协会(AOAC)单实验室验证导则(AOAC Guidelines for Single Laboratory validation )和协同试验验证导则(AOAC Guidelines for Collaborative Study validation )。 欧盟委员会决议2002/657/EC分析方法性能及结果解释(COMMISSION DECISION of 12 August 2002 implementing Council Directive 96/23/EC the performance of analytical methods and the interpretation of results ) 国际纯粹与应用化学协会(IUPAC)统一的单实验室分析方法验证指导原则(IUPAC harmonized guidelines for single laboratory validation of methods of analysis)
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与现存国内外同类程序的区别 现存国内外主要同类程序
人用药品注册技术规定国际协调会议(ICH)分析过程的确证:方法学(Guidance for Industry Q2B Validation of Analytical Procedures: Methodology)。 国内转化ICH导则:化学药物质量控制分析方法验证技术指导原则。 ISO /GB/T6379.2:测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第2部分:确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法。 HJ 环境监测 分析方法标准制修订技术导则
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与现存国内外同类程序的区别 1 本验证程序较之于国外同类程序,具有如下特点:
较之于国内外同类程序及文件,本验证程序将“实验室内验证”、“独立实验室验证”、“协同实验验证”三个虽独立但环环相扣的关键性步骤,规范于同一个程序中,以使整个验证流程更具完整性、延续性和可操作性,有利于标准起草人了解并顺利完成整个验证流程。
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与现存国内外同类程序的区别 2 本验证程序较之于国外同类程序,具有如下特点:
本程序以国内外权威文献资料中的技术文件为依据,具体制定了每一项“验证参数”的验证导则,以资料性附录的形式给出,以供标准起草人参考使用。 由于所制定的标准方法的多样性,本程序鼓励起草人采用本程序以外的、标准所在领域中惯常使用的验证方法对各参数进行验证,但需在验证报告中注明所采用验证方法的依据(来源)。
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与现存国内外同类程序的区别 3 本验证程序较之于国外同类程序,具有如下特点:
IUPAC与AOAC制定的相关文件中,均提倡在“单实验室验证(Single-laboratory validation)”中由1-2家独立于方法开放方的实验室对方法的指标进行验证。 本程序参考并吸收了这一做法,提出在以往验证模式“本实验室内验证”和“协同实验验证”之间,增加了“独立实验室验证”这一步骤,有效审核把关了“本实验室内验证”的科学性和严谨性,进而保障“协同实验验证”的有效性。
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验证试点工作中发现的问题 1 个别参加独立验证的实验室未能很好理解独立实验室验证的作用、意义和具体要求,反馈回的数据信息不够全面,独立实验室验证参数未能覆盖实验室内验证参数。 2 受验证实验室总体资源的影响,整个独立实验室验证每个项目仅安排1家来进行。 3 验证数据库信息不够完善,验证任务安排后个别实验室由于仪器、人员经验等条件的限制,未能按要求完成实验室间协同实验。
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4 5 6 验证试点工作中发现的问题 部分标准起草人在实验室内验证报告中,未明确方法的预期用途,未对本实验室验证结果的有效性进行评价。
部分标准起草人在验证工作中对《验证程序》有所偏离,但未进行必要的说明。 6 部分实验室内验证报告不完整,验证报告格式不符合《验证程序》要求。
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Thank You ! 化矿金标准化专业委秘书处联系人: 周明辉:020-38290376,zhoumh@iqtc.cn
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