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1、第四节第四节 生物材料检验生物材料检验 质量控制质量控制1实际上就是对实验误差进行控制实际上就是对实验误差进行控制 p生物材料检验的特点：样品基体较生物材料检验的特点：样品基体较复杂复杂，大多数被测物质是大多数被测物质是痕量痕量组分，以组分，以g/g、 g/ml或或ng/g、ng/ml级水平存在；级水平存在；p痕量分析的突出问题之一：痕量分析的突出问题之一：易受玷污易受玷污，造，造成被测组分的损失或引入被测组分或其它成被测组分的损失或引入被测组分或其它干扰组分，从而使测定结果产生误差。干扰组分，从而使测定结果产生误差。 2检验人员应了解检验人员应了解p整个分析过程中可能出现哪些误差？整个分析过
2、程中可能出现哪些误差？p误差产生原因及其对测定结果的影响；误差产生原因及其对测定结果的影响；p采取有效措施，使误差控制在采取有效措施，使误差控制在允许限度允许限度内；内；p同时对分析结果进行质量评价，及时发同时对分析结果进行质量评价，及时发现问题并加以纠正。现问题并加以纠正。3一、生物材料检验质量控制一般方法一、生物材料检验质量控制一般方法分析误差产生于分析分析误差产生于分析全过程全过程：p样品采集样品采集p样品处理样品处理p分析方法分析方法p仪器和器皿仪器和器皿p化学试剂和实验用水化学试剂和实验用水p数据记录与处理数据记录与处理p检验人员的技术水平检验人员的技术水平p实验环境实验环境 4实验
3、室质量控制包括实验室质量控制包括p实验室内部质量控制实验室内部质量控制intralaboratorial quality controlp实验室间质量控制实验室间质量控制interlaboratorial quality control 5（一）实验室内质量控制的基本条件（一）实验室内质量控制的基本条件1实验室管理实验室管理 应建立、健全各项应建立、健全各项规章制度和标准操规章制度和标准操作规程作规程，要有经验丰富的专业管理人，要有经验丰富的专业管理人员，从制度上杜绝质量事故的发生，员，从制度上杜绝质量事故的发生，保证各项质量控制措施的实施。保证各项质量控制措施的实施。62检验人员培训检验人员
4、培训p检验人员的检验人员的责任感责任感和和技术水平技术水平直接影直接影响分析质量，必须对检验人员进行专响分析质量，必须对检验人员进行专业技术培训，业技术培训，不断更新知识不断更新知识，进行操，进行操作训练和技术等级考核，强化对分析作训练和技术等级考核，强化对分析质量保证工作重要性的认识。质量保证工作重要性的认识。73实验室环境实验室环境p实验室温度、湿度实验室温度、湿度 p实验室空气中悬浮尘埃的污染实验室空气中悬浮尘埃的污染 p如实验室空气中尘埃达如实验室空气中尘埃达200 g/m3时，时，对金属元素测定将带来严重影响。对金属元素测定将带来严重影响。 84仪器设备及容器仪器设备及容器p应进行定
5、期检定，以确保实验测量可应进行定期检定，以确保实验测量可追溯到已有的国家计量基准，并进行追溯到已有的国家计量基准，并进行经常性维护，保持其处于良好运行状经常性维护，保持其处于良好运行状态。态。p实验用容器表面的玷污和容器材料中实验用容器表面的玷污和容器材料中杂质成分的溶出及表面吸附是样品污杂质成分的溶出及表面吸附是样品污染的重要来源，不同材料的容器各具染的重要来源，不同材料的容器各具特性，适于不同的分析项目。特性，适于不同的分析项目。 9例如：例如：p微量元素分析所用容器：聚四氟乙烯为最微量元素分析所用容器：聚四氟乙烯为最佳，其次为聚乙烯或聚丙烯制品；玻璃容佳，其次为聚乙烯或聚丙烯制品；玻璃容
6、器：硅硼玻璃；器：硅硼玻璃；p容器使用前要选用合适方法进行清洗，如容器使用前要选用合适方法进行清洗，如3% HNO3(CP)浸泡至少一天，自来水水浸泡至少一天，自来水水冲洗冲洗 ，再用纯水冲洗干净，于无烟尘处晾，再用纯水冲洗干净，于无烟尘处晾干保存待用。干保存待用。p有机成分的分析则多使用玻璃器皿。有机成分的分析则多使用玻璃器皿。105化学试剂和实验用水化学试剂和实验用水p化学试剂和实验用水的纯度是空白值的化学试剂和实验用水的纯度是空白值的主要来源，直接影响分析结果的可靠性，主要来源，直接影响分析结果的可靠性，特别是生物样品前处理过程中要使用较特别是生物样品前处理过程中要使用较大量的各种酸对样
7、品进行消解，大量的各种酸对样品进行消解， 必须使必须使用用纯度符合要求纯度符合要求的化学试剂，的化学试剂， 纯水的电纯水的电导率应导率应 1s/cm。11（二）测试过程中的质量控制（二）测试过程中的质量控制1分析方法选择分析方法选择 p优先优先选择国家标准分析方法或有关学选择国家标准分析方法或有关学术团体推荐的方法，术团体推荐的方法，p若无国标方法，应选择灵敏度高、选若无国标方法，应选择灵敏度高、选择性好、准确度高、精密度好和相对择性好、准确度高、精密度好和相对快速的分析方法。快速的分析方法。122样品的采集和外理样品的采集和外理p 采样和样品制备时，采样器具、器皿采样和样品制备时，采样器具、
8、器皿及所用试剂是污染的又一重要来源，如及所用试剂是污染的又一重要来源，如微量元素测定，采样时若使用不锈钢刀、微量元素测定，采样时若使用不锈钢刀、剪、针头等，其中剪、针头等，其中Mn、Cr、Ni等的含等的含量与生物样品中这些元素的含量存在巨量与生物样品中这些元素的含量存在巨大的浓度差，使这些元素扩散至生物样大的浓度差，使这些元素扩散至生物样本中而产生玷污；本中而产生玷污； 132样品的采集和外理样品的采集和外理p整个分析过程往往需要较多的操作，整个分析过程往往需要较多的操作，分析人员使用化妆品、染发剂、抽烟、分析人员使用化妆品、染发剂、抽烟、手触摸样品等都可能玷污样品，也应手触摸样品等都可能玷污
9、样品，也应引起重视。引起重视。143分析误差预评价分析误差预评价p检验人员用选定的方法反复多次进行检验人员用选定的方法反复多次进行实验操作，以正确掌握分析方法的原实验操作，以正确掌握分析方法的原理、实验过程、条件及特性，并绘制理、实验过程、条件及特性，并绘制出校正曲线。出校正曲线。153分析误差预评价分析误差预评价p对空白溶液、标准溶液（取测定上限对空白溶液、标准溶液（取测定上限浓度的浓度的0.2倍和倍和0.8倍两个浓度）、样品、倍两个浓度）、样品、加标样品四类溶液进行加标样品四类溶液进行平行双样平行双样测定，测定，每天测定一批，共测定每天测定一批，共测定6批。批。16由测定结果对分析误差、精
10、密度由测定结果对分析误差、精密度和准确度进行预评价：和准确度进行预评价：p由空白实验的批内标准偏差计算分析由空白实验的批内标准偏差计算分析方法的检出限；方法的检出限；p比较各溶液的批内变异和批间变异，比较各溶液的批内变异和批间变异，检验变异差异的显著性，以判断分析检验变异差异的显著性，以判断分析方法的精密度；方法的精密度；17由测定结果对分析误差、精密度和准由测定结果对分析误差、精密度和准确度进行预评价：确度进行预评价：p比较样品、加标样品与标准溶液测定结比较样品、加标样品与标准溶液测定结果的标准偏差，判断样品中是否存在有果的标准偏差，判断样品中是否存在有影响测定精密度的干扰物质，并确定有影响
11、测定精密度的干扰物质，并确定有无消除干扰物质的必要；无消除干扰物质的必要；p计算样品的加标回收率，判断样品中是计算样品的加标回收率，判断样品中是否存在改变分析准确度而不影响方法精否存在改变分析准确度而不影响方法精密度的组分。密度的组分。18分析误差预评价分析误差预评价 p用用标准参考物质标准参考物质与试样在完全相同的条与试样在完全相同的条件下进行测定，将标准物质测定结果与件下进行测定，将标准物质测定结果与给出的保证值相比较，若其误差符合方给出的保证值相比较，若其误差符合方法规定的不确定度，说明方法和测定过法规定的不确定度，说明方法和测定过程无系统误差，结果准确可靠。程无系统误差，结果准确可靠。
12、p通过以上实验，确认分析方法的精密度、通过以上实验，确认分析方法的精密度、准确度合格后，即可运用于常规样品的准确度合格后，即可运用于常规样品的检验工作。检验工作。19（三）绘制质量控制图（三）绘制质量控制图p简称质控图简称质控图 p目的：对日常分析系统进行经常性目的：对日常分析系统进行经常性核对，以便及时发现问题、分析原核对，以便及时发现问题、分析原因、采取措施。因、采取措施。20均值控制图均值控制图p最简单和常用的质控图最简单和常用的质控图 p以逐步累积的以逐步累积的20次以上次以上“质控标准样质控标准样”的测定结果计算出平均值的测定结果计算出平均值X和标准差和标准差S，以平均值以平均值X为
13、中心线，以为中心线，以X2S作为上、作为上、下警告限，下警告限， X3S作为上、下控制限作为上、下控制限作图，再将各测定值点在图上，并用作图，再将各测定值点在图上，并用直线将其连接。如图直线将其连接。如图1-1所示所示21均值控制图均值控制图22p常规样品分析过程中，常规样品分析过程中，每分析一批样品每分析一批样品(或每测定或每测定10个样品个样品)插入一个插入一个“质控样质控样”，与样品平行进行测定。与样品平行进行测定。p将每次测定未知样时，所分析将每次测定未知样时，所分析 的的“质控质控样样”所得的结果，点在质控图上。所得的结果，点在质控图上。p“质控样质控样”测量值落在警告限内测量值落在
14、警告限内分析分析数据准确可靠；数据准确可靠；23p落在警告限外、控制限内落在警告限外、控制限内测定结果可测定结果可以接受，质量仍在控制中，但同时提示分以接受，质量仍在控制中，但同时提示分析结果开始变劣，可能存在失控倾向，应析结果开始变劣，可能存在失控倾向，应进行初步检查，并采取相应的校正措施，进行初步检查，并采取相应的校正措施，但结果仍可保留；但结果仍可保留；p超出控制限超出控制限测定过程失控，应停止测测定过程失控，应停止测定，找出原因加以纠正，并重新测定该批定，找出原因加以纠正，并重新测定该批全部样品。全部样品。24质控图类型质控图类型 多种类型：多种类型：p均值控制图均值控制图p空白实验值
15、控制图空白实验值控制图p回收率控制图回收率控制图p均值均值-极差控制图等。极差控制图等。25（四）实验室间质量控制（四）实验室间质量控制p定义：为保证各实验室间分析结果有可比定义：为保证各实验室间分析结果有可比性，常由上级主管部门及中心实验室对其性，常由上级主管部门及中心实验室对其所属各实验室及其分析人员的分析质量进所属各实验室及其分析人员的分析质量进行定期或不定期的考核，称为实验室间质行定期或不定期的考核，称为实验室间质量控制。量控制。p常用的方法有：常用的方法有：标准物质检验法标准物质检验法双样图法双样图法261标准物质检验法标准物质检验法p将考核样品（将考核样品（标准物质标准物质）分发给
16、各）分发给各参加考核的实验室，要求按选定的参加考核的实验室，要求按选定的统一方法对其进行测试，并上报测统一方法对其进行测试，并上报测定结果。定结果。27p将上报的测试结果进行统计处理，分别将上报的测试结果进行统计处理，分别计算各实验室的测定结果与考核样品保计算各实验室的测定结果与考核样品保证值（真值）的相对误差，或将考核样证值（真值）的相对误差，或将考核样品的保证值（中心值及不确定度）中的品的保证值（中心值及不确定度）中的不确定度适当展宽后，用以评价各实验不确定度适当展宽后，用以评价各实验室的测定结果。室的测定结果。p最后将结果返回各实验室，以检查是否最后将结果返回各实验室，以检查是否存在系统
17、误差，并查找原因，加以纠正。存在系统误差，并查找原因，加以纠正。282双样图法（尤登试验法）双样图法（尤登试验法）p将组分相同但浓度相将组分相同但浓度相差不大的两个样品差不大的两个样品A、B分发给各实验室，用分发给各实验室，用统一的方法对样品进统一的方法对样品进行测定，然后在坐标行测定，然后在坐标纸上以样品纸上以样品A的浓度为的浓度为X横轴、样品横轴、样品B的浓度的浓度为为Y纵轴绘图。纵轴绘图。29p将样品将样品A、B的真值的真值（或均值）标在图（或均值）标在图上作为中心点，通上作为中心点，通过该点绘一条垂线过该点绘一条垂线为为A(X)值线，绘一值线，绘一条水平线为条水平线为B(Y)值值线。线
18、。p测定结果落在中心测定结果落在中心点附近时，表示结点附近时，表示结果的准确度高，距果的准确度高，距离远时表示准确度离远时表示准确度低。低。30p图中，图中，X （平均值）垂直线和（平均值）垂直线和Y （平均值）水（平均值）水平线将坐标系分成四个象限，即平线将坐标系分成四个象限，即+，+，和，和 + 象限。象限。p若各实验室间不存在系统误差，代表各实验若各实验室间不存在系统误差，代表各实验室测定值的点应随机分布在四象限中，且大室测定值的点应随机分布在四象限中，且大致落在以代表两均值直线交点为中心的圆形致落在以代表两均值直线交点为中心的圆形范围内，见范围内，见A图；图； 31p若各实室间存在系统
19、误差，则两样品测定值若各实室间存在系统误差，则两样品测定值会出现偏高，或者偏低，各实验室测定值将会出现偏高，或者偏低，各实验室测定值将主要分布在主要分布在+或或- -象限内，大致落在与纵轴象限内，大致落在与纵轴约成约成45度倾斜的椭圆形范围内，根据此椭圆度倾斜的椭圆形范围内，根据此椭圆形的长轴和短轴之差及其位置，可估计实验形的长轴和短轴之差及其位置，可估计实验室间系统误差的大小程度和正负方向。室间系统误差的大小程度和正负方向。(B图图)32p还可根据双样品图中各点的分散程还可根据双样品图中各点的分散程度估计实验室间的精密度和准确度。度估计实验室间的精密度和准确度。33二、标准参考物质及其二、标
20、准参考物质及其在生物材料检验中的应用在生物材料检验中的应用（一）标准参考物质（一）标准参考物质 （Reference Material，RM）p有证参考物质（有证参考物质（certified reference material，CRM）p标准物质标准物质p有证标准物质有证标准物质34国际标准化组织（国际标准化组织（ISO）的定义是：）的定义是：p已很好地确定了其一种或多种特性已很好地确定了其一种或多种特性的材料或物质，用于校准测量仪器、的材料或物质，用于校准测量仪器、评价测量方法或确定材料特性值。评价测量方法或确定材料特性值。35我国生产的标准物质我国生产的标准物质p分为两个等级分为两个等级
21、 一级标准物质（一级标准物质（GBW） 二级标准物质二级标准物质GBW(E)p一级标准物质由国务院计量行政部一级标准物质由国务院计量行政部门批准、颁布并授权生产。门批准、颁布并授权生产。36标准物质特征：标准物质特征：（1）其一种或几种特性值用建立了）其一种或几种特性值用建立了溯溯源性源性的程序确定，使之可溯源到准确的程序确定，使之可溯源到准确复现的表示该特性值的测量单位，即复现的表示该特性值的测量单位，即它的特性值是用绝对量值法、或两种它的特性值是用绝对量值法、或两种以上不同原理的准确可靠的方法、或以上不同原理的准确可靠的方法、或多个实验室（多个实验室（8个以上）用准确可靠个以上）用准确可靠
22、方法协同确定。方法协同确定。37（2）定值的准确度具有国内最高水平，每）定值的准确度具有国内最高水平，每一种出证的特性值都附有给定置信水平一种出证的特性值都附有给定置信水平的不确定度。的不确定度。（3）具有国家统一编号的标准物质证书。）具有国家统一编号的标准物质证书。（4）均匀性保证在定值的精度以内，且稳）均匀性保证在定值的精度以内，且稳定性在定性在一年一年以上，具有规定的合格的包以上，具有规定的合格的包装形式。装形式。38二级标准物质二级标准物质GBW(E)：p其特性量值通过与一级标准物质直接比其特性量值通过与一级标准物质直接比对或用其他准确可靠的分析方法测试而对或用其他准确可靠的分析方法测
23、试而获得获得p准确度和均匀性能满足一般测量的需要，准确度和均匀性能满足一般测量的需要，稳定性在稳定性在半年半年以上；以上；p或能满足实际测量需要；或能满足实际测量需要；p经有关主管部门审查批准，报国家计量经有关主管部门审查批准，报国家计量局直接备案。局直接备案。39p实验室还经常使用质量控制样品（质实验室还经常使用质量控制样品（质控样），其作用是在一定范围内用于控样），其作用是在一定范围内用于分析过程的质量控制，保证分析结果分析过程的质量控制，保证分析结果的精密度及准确度。的精密度及准确度。40p生物材料（尿或血）的质控样通常可以生物材料（尿或血）的质控样通常可以用不含被测物的尿样或血样加入一
24、定量用不含被测物的尿样或血样加入一定量被测物的标准品配制。此外，也可用被被测物的标准品配制。此外，也可用被测物的主要基体成分和一定量被测物的测物的主要基体成分和一定量被测物的标准品配制模拟样品。标准品配制模拟样品。p常用生物材料标准参考物质见表常用生物材料标准参考物质见表1-141（二）标准参考物质的作用及选用原（二）标准参考物质的作用及选用原则则1标准参考物质的作用标准参考物质的作用 p评价分析方法和测定结果的准确度；评价分析方法和测定结果的准确度；p作校准物校准各种测试仪器；作校准物校准各种测试仪器；p作为检验工作的标准和用于分析质量保证作为检验工作的标准和用于分析质量保证工作。工作。42
25、2选用标准参考物质的原则选用标准参考物质的原则（1）基体组成：）基体组成： 标准物质的基体组成与被测样品的组标准物质的基体组成与被测样品的组成越接近越好，可消除基体效应引入的系成越接近越好，可消除基体效应引入的系统误差。统误差。（2）浓度水平：）浓度水平： 分析方法精密度与被测样品的浓度有分析方法精密度与被测样品的浓度有关，所以要选择浓度水平合适的标准物质。关，所以要选择浓度水平合适的标准物质。432选用标准参考物质的原则选用标准参考物质的原则（3）注意标准物质证书中规定的）注意标准物质证书中规定的有效期有效期限限，并严格按照证书中规定的保存条件，并严格按照证书中规定的保存条件贮存；贮存；（4
26、）必须在分析系统达到稳定后再使用）必须在分析系统达到稳定后再使用标准物质，否则分析系统不稳定、噪声标准物质，否则分析系统不稳定、噪声高、灵敏度低、重现性差、或存在明显高、灵敏度低、重现性差、或存在明显的系统误差，即使使用标准物质也无意的系统误差，即使使用标准物质也无意义。义。44局限性局限性 由于生物标准参考物质的品种、由于生物标准参考物质的品种、检测项目及规格有限，选用的标准参检测项目及规格有限，选用的标准参考物质的基体和浓度水平常难与各种考物质的基体和浓度水平常难与各种样品相匹配，所以使用标准参考物质样品相匹配，所以使用标准参考物质进行质量控制时，也存在一定的局限进行质量控制时，也存在一定的局限性。性。45