Wymagania techniczne normy PN-EN ISO/IEC 17025 w praktyce laboratoryjnej -4

Wymagania techniczne normy PN-EN ISO/IEC 17025 w praktyce laboratoryjnej -4 Miarodajność wyników badań WALIDACJA A MIARODAJNOŚĆ Dr inż. 2012 1

Miarodajny taki, któremu można wierzyć Środki zabezpieczenia wiarygodności Personel Środki techniczne Weryfikacja Wykształcenie Warunki lab. Metodologia Doświadczenie Szkolenia Aparatura Wzorce Materiały kontrolne Badania PT 2 Audyty

Wymagania dla pracowników laboratoriów kontraktowych (wg US EPA CLP) Stanowisko Wykształcenie Doświadczenie Kierownik pracowni ICP metodyk ICP operator FAAS operator Przygotowanie próbek Metody klasyczne spec. Chemik organik Wyższe chem. Wyższe chem. Wyższe chem. Wyższe chem. Średnie chem. Wyższe chem. Wyższe chem. 3 lata 2 lata w ICP 1 rok w ICP 1 rok w FAAS 0,5 roku 0,5 roku 1 rok różne metody organ. 3

Szkolenia personelu System jakości wg PN-EN ISO/IEC 17025 Walidacja/weryfikacja metod badawczych Podstawy sterowania jakością, korzystanie z materiałów odniesienia i badań biegłości Sposoby szacowania niepewności pomiaru Elementy metrologii Technika pracy z literaturą naukową i techniczną, korzystanie z internetu Doskonalenie w technicznym języku angielskim Doskonalenie w technikach analitycznych Ważnym elementem jest planowanie merytoryczne szkoleń 4

Warunki laboratoryjne Przestrzeń i jej organizacja Malowanie ścian i pokrycie podłogi System nawiewu i klimatyzacji Instalacje wodno kanalizacyjne Zapobieganie kontaminacji (rozgraniczenie stref pracy) Utylizacja ścieków i odpadów Zabezpieczenie BHP Pomieszczenia współpracy z klientem Systemy komunikacji elektronicznej (system LIMS) Systemy przechowywania próbek Łańcuch nadzoru 5

Aparatura Planowanie zakupów Przygotowanie specyfikacji Realizacja zakupu Ocena dostawy Kontrola odbioru Wzorcowanie zewnętrzne jeżeli wymagane Szkolenia w obsłudze (serwisowe, aplikacyjne) Ustalenia kontroli jakości Plan serwisowania Włączenie w system komunikacji elektronicznej Nadzór nad systemem elektronicznym Planowanie zakupu części zamiennych i zużywalnych 6

Zabezpieczenie aparaturowe wymagane przez US EPA dla laboratoriów kontraktowych (CLP) Oznaczenia Aparatura Ilość aparatów Ilość aparatów Ilość aparatów Liczba próbek Liczba próbek Liczba próbek 100/mies. 200/mies.* 300/mies.* Metale ICP 1 1 1+1** Metale GFAAS 1 2 2+1** Hg CVAAS 1 2 2+1** CN SPF 1 2 2+1** * Wymagane podstawowe części zapasowe; ** aparat zapasowy 7

Baza wzorców i materiałów odniesienia Wzorce do kalibracji (jakość certyfikatów) Wzorce do kontroli kalibracji (inna baza) i do stosowania w metodzie dodatku wzorca Matrycowe Certyfikowane Materiały Odniesienia (ang. CRM) Czyste Matryce Materiały Odniesienia z porównań międzylaboratoryjnych Domowe Materiały Odniesienia (ang. IHRM) Kontrolne Próbki Laboratoryjne Problemy do rozwiązania: planowanie zakupów ocena dostaw (jakość certyfikatów) rejestracja, przechowywanie i nadzór nad materiałami 8

Przykład certyfikowanych materiałów odniesienia próbek stałych (ang. CRM) Czyste gleby niezanieczyszczone czyste matryce glebowe (tła glebowe): (6 x CRM) Clean Sandy Soil CLNSOIL-1 Clean Clay Loam CLNSOIL-2 Clean Sandy Soil CLNSOIL-3 Clean Sand CLNSAND-4 Clean Clay CLNSOIL-5 Clean Loam Soil CLNLOAM-6 (piaszczysta) (ił gliniasty) (piaszczysta) (piasek czysty) (ił) (ił gliniasty) 9

Naturalne matrycowe CRM Metale śladowe Gleby: (24 x CRM) Trace metals Sewage Amended Soil (gleba wzbogacona osadem ph 7,59) Trace Metals Sandy Loam 2 (ił piaszczysty ph 2,96) Trace Metals Sandy Loam 3 (zanieczyszczona odpadami ph 9,76) Trace Metals /Cyan - Loam 5 (zanieczyszczona odpadami ph 7,79) Trace Metals Sandy Loam 7 (średnio zanieczyszczona ph 7,40) Trace Metals Loam Sandy 1 Trace Metals Sandy Loam 8 (średnio zanieczyszczona ph 7,21) Trace Metals Sandy Loam 9 (lekko zanieczyszczona ph 4,29) Trace Metals Sandy Loam 10 (średnio zanieczyszczona ph 7,17) Trace Metals Sandy Loam 11 (średnio zanieczyszczona ph 7,17) Trace Metals Loam Sandy 2 (średnio zanieczyszczona ph 6,54) 10

Naturalne matrycowe CRM Metale śladowe Osady (6 x CRM) Metale śladowe Osady przemysłowe (8 x CRM) Metale ekstrahowane wodą królewską Gleby / Osady / Szlamy (12 x CRM) Metale ekstrahowane metodą TCLP (16 x CRM) (ang. Toxicity Characteristic Leaching Procedure) 11

Co to jest walidacja? Proces ustalania charakterystyki wykonania i ograniczeń metody badawczej oraz identyfikacja wpływów mogących zmieniać tę charakterystykę Ustalenie jakie anality mogą być oznaczane w jakich matrycach i w obecności jakich interferencji Ustalenie jaki poziom precyzji i dokładności można uzyskać w wybranych warunkach wykonania 12

Co to jest walidacja? Proces weryfikacji metody czy jest ona przydatna do określonego celu, tzn. czy można ją użyć do rozwiązywania określonych problemów analitycznych W tym rozumieniu metoda musi być odpowiednia do określonego celu Walidacja metody nie jest tylko procesem ustalania parametrów wykonawczych metody!!! 13 wg Wenclawiak B., Koch, Hadjicostas Quality Assurance in Analytical Chemistry Training and Teaching, 2003.

Walidacja metody analitycznej 1. Sprawdzenie przydatności metody do określonego celu 2. Uzyskanie istotnych dla metody informacji: - stosowalność do badanego rodzaju próbek - wymagana precyzja (rozrzut analiz próbek podwójnych) - błąd systematyczny metody ( bias ) - specyficzność metody 14

3. Źródła wiedzy o metodzie analitycznej: - normy ISO, - normy krajowe, Walidacja metody analitycznej c.d. - uznane normy międzynarodowe (US EPA, ASTM), - regulacje prawne (ustawowe wymogi), - uznane publikacje naukowe. 4. Wszystkie metody wymagają walidacji/weryfikacji przed użyciem (należy udowodnić, że metoda daje satysfakcjonujące wyniki w naszym laboratorium). Wymagania EPA napisanie procedury (ang. SOP) dla metody znormalizowanej 15

Nie przyjmuj, że metoda opublikowana musi być przydatna do twojego celu!!! Standardy jakości: ISO 9001:2000, ISO/IEC 17025:2005, GLP 16

Podstawy VAM - Valid Analytical Measurement Walidacja pomiaru analitycznego - 10 przykazan 1. Pomiary powinny być wykonywane zgodnie z wymaganiami 2. Metody i wyposażenie powinny być przydatne do określonego celu 3. Personel wykonujący badania powinien być wykwalifikowany i kompetentny dla danego celu 4. Techniczne możliwości laboratorium powinny być regularnie i niezależnie sprawdzane 17

5. Pomiary wykonywane w jednym określonym miejscu powinny być zgodne z wykonywanymi w innym miejscu 6. Laboratoria wykonujące pomiary powinny mieć dobrze zdefiniowane procedury QC i QA 7. Wyniki powinny być przydatne dla klienta 8. Kontrola jakości powinna działać w każdym dniu pracy!!! 9. System zapewnienia jakości powinien zabezpieczać efektywność QC 10. System walidacji (VAM) ma na celu jakość wyników analitycznych 18

Co jest ważne w zapewnieniu jakości? 1. Powody analizy 2. Określenie co to jest jakość? 3. Kontrola jakości jako efekt zapewnienia jakości 4. Wzorce jakości 5. Program walidacji pomiarów analitycznych 19

Powody analizy Porównanie z wymaganiami zarządzeń Porównanie z wymaganiami kontroli produkcji Powody prawne (np. pomiar zawartości alkoholu we krwi) Jako część prac poszukiwawczych Długotrwały monitoring (np. poziomu metali w żywności) Testy przesiewowe do podjęcia decyzji 20

Co to jest jakość? Zgodność z wymaganiami Przydatność do określonego celu Dążenie do unikania błędnych wyników Uzyskiwanie wyników zgodnych z potrzebami klienta! 21

Potrzeby jakości Sądowe (badanie dowodów dochodzeniowych) Handlowe (standardy wyrobów) Zdrowotne (badanie zanieczyszczeń wody do picia) Środowiskowe (budownictwo mieszkaniowe na terenach zanieczyszczonych) Badawcze (odkrywanie nowych materiałów) 22

Koszty złej analizy Konieczność powtórzenia analizy Utrata produktu Oficjalne dyskusje i akcje Publiczne zdrowie Złe komentarze prasowe Utrata zaufania klienta Utrata zaufania jednostki akredytującej 23

Procedury kontroli jakości Analiza ślepych próbek Analiza wzorców i matrycowych materiałów odniesienia Analiza próbek kontroli jakości QC (karty kontrolne) Analizy powtórzonych próbek Lepiej sprawdzać niż korygować!!! 24

Kluczowe aspekty zapewnienia jakości Praca w odpowiednich warunkach środowiskowych Ciągłe szkolenie personelu i zwiększanie jego kompetencji Procedury postępowania z próbkami i zapisy Metody zwalidowane i udokumentowane Stosowanie odpowiedniego i regularnie konserwowanego wyposażenia 25 Prawidłowa kalibracja wyposażenia (spójna z wzorcami krajowymi i międzynarodowymi)

Kluczowe aspekty zapewnienia jakości c.d. Stosowanie certyfikowanych materiałów odniesienia Używanie odpowiednich odczynników Posiadanie procedur zatwierdzania i raportowania wyników Nadzór nad zapisami (książki pracy, księgi przyrządów itd.) Posiadanie procedur wyjaśniania pomyłek 26 Regularne audyty i przeglądy jakości procedur

Kluczowe aspekty zapewnienia jakości c.d. Posiadanie niezależnych instrumentów zapewnienia kompetencji zawodowych (udział w porównaniach) Regularne zewnętrzne audyty systemu jakości Procedury muszą zapewnić, że badana próbka będzie się przemieszczała zgodnie z ustalonym systemem (łańcuch nadzoru) Cały personel mający do czynienia z próbką musi być łatwo identyfikowalny 27 Zapisy z nadzoru nad próbkami muszą być przechowywane

Nadzór nad próbkami i dokumentacją Łańcuch ewidencji i nadzoru Przyjęcie opisanie/przegląd/przekazanie przygotowanie/analiza raportowanie przechowywanie w okresie reklamacji likwidacja 28 wg LGC Valid Analytical Measurement (VAM), 2006

Przydatność do określonego celu widziana przez klienta Pomiary analityczne powinny być zadawalające i zgodne z wymaganiami Pomiary analityczne powinny być wykonywane z użyciem metod i wyposażenia na którym były testowane i stwierdzono ich przydatność dla określonego celu Personel wykonujący pomiary analityczne powinien być wykwalifikowany i kompetentny oraz zobowiązany do udowodnienia, że może wykonać analizę właściwie 29

Przydatność do określonego celu widziana przez klienta c.d. Laboratorium powinno być poddawane regularnie niezależnej ocenie technicznej Pomiary analityczne wykonywane w jednej lokalizacji powinny być porównywalne z uzyskanymi gdziekolwiek indziej Laboratorium wykonujące pomiary analityczne powinno mieć dobrze zdefiniowaną kontrolę jakości oraz procedury zapewnienia jakości 30 wg Wenclawiak B., Koch, Hadjicostas Quality Assurance in Analytical Chemistry Training and Teaching, 2003.

Nowoczesna norma jak przykład metody zwalidowanej CEN/BT TF 151:2007 Szlamy, oczyszczone odpady biologiczne i gleby Oznaczanie suchej masy Metoda wagowa 32

Spis treści normy wybrane punkty Wstęp: Rodzaje próbek dla których norma została zwalidowana p. 6 Interferencje i źródła błędów p. 10 Zapewnienie jakości w całej procedurze p. 10.1 Kontrola jakości p. 12 Dane precyzji metody Aneks: A.1 Charakterystyki wykonalności A.1.3 Wyniki porównania międzylaboratoryjnego Norma ma 14 stron 32

Materiały dla których została zwalidowana norma Szlam Gleba Materiał Gleba wraz z uprawianymi roślinami Odpady biologiczne Zwalidowany dla danego typu próbek (matryc) 9 próbek szlamu Szlamy komunalne Próbki gleb Gleba wzbogacona szlamem Gleba nawożona kompostem i domowymi szlamami Świeży kompost Odniesienie EN 12880:2000, Annex A Projekt - Westfalia ISO 11465:1993 Projekt - Barcelona EN 13040:1999, Annex B Projekt - Wiedeń Odpady Zanieczyszczona gleba szlamami EN 14346:2006 Próbki bazujące na: szlamach ciekłych, półciekłych i stałych, wszystkich typach gleb powietrznie suchych i wilgotnych, osadach i przetworzonych odpadach biologicznych 33

Interferencje i źródła błędów 1. Możliwość zmian chemicznych w próbkach podczas procesu suszenia (absorpcja dwutlenku węgla, działanie redukujące tlenu) 2. Możliwość utraty lotnych składników podczas ogrzewania próbki 3. Szybkie sorbowanie wody przez próbki wysuszone przy zawartości suchej masy 30 % 4. Możliwość rozkładu substancji organicznej przy dużych zawartościach >10% w specyficznych rodzajach gleb torfowych 5. Pewne minerały mogą tracić wodę krystalizacyjną w temperaturze 105 0 C 34

Kontrola jakości Jedna próbka analizowana podwójnie w każdej serii. Przy występowaniu niepewności co do homogeniczności i zachowania próbek może być konieczność zwiększenia ilości próbek kontrolnych. Dane precyzji Typowa granica powtarzalności (r) - 0,5% Zakres obserwowany 0,2 1,1 (%) Typowa granica odtwarzalności (R) 1,4% Zakres obserwowany 0,4 1,7 (%) 35

Rodzaje próbek analizowane podczas porównania międzylaboratoryjnego Rodzaj próbek / granulacja Szlam 1 (0,5 mm) Szlam 2 (0,5 mm) Kompost 1 (<2 mm) Kompost 2 (<2 mm) Gleba 1 (<2 mm) Gleba 1 (<2 mm) Typy badanych materiałów Mieszanka 1 szlamów komunalnych z Niemiec Mieszanka 2 szlamów komunalnych z Niemiec Świeży kompost z Austrii Kompost z Niemiec Wzbogacona szlamem gleba z Niemiec Gleba rolnicza z Anglii 36

Wyniki porównania międzylaboratoryjnego dla oznaczeń suchej masy (%) Matryca Średnia % s r (%) s R (%) r R Liczba lab. Szlam 1 96,57 0,34 0,63 0,93 1,70 22 Szlam 2 95,47 0,24 0,51 0,65 1,36 27 Kompost 1 93,72 0,15 0,51 0,40 1,33 24 Kompost 2 91,73 0,42 0,59 1,07 1,50 24 Gleba 1 95,28 0,14 0,41 0,35 1,10 24 Gleba 2 98,39 0,08 0,14 0,22 0,37 22 37

Przykład sposobu walidacji Metoda oznaczania pestycydów w żywności i karmie metodą GC-ECD po ekstrakcyjnym wydzieleniu analitu i oczyszczaniu ekstraktu Etapy procedury poddawane walidacji: I. Przygotowanie wstępne próbki i przechowywanie próbki przed i po analizie II. Badanie wydajności ekstrakcji próbki - stabilność roztworów wzorcowych, ekstraktów, próbek itp. - odzysk 38

Etapy procedury poddawane walidacji c.d.: III. Wykonanie pomiaru - efekty matrycowe - granica wykrywalności IV. Możliwość zastosowania metody do pracy rutynowej - dostosowanie metody do nowych matryc - dostosowanie metody do nowych związków - dostosowanie metody do nowych wykonawców i innych laboratoriów 39

I. Przygotowanie wstępne próbek m Stabilność analitu Poziom zawartości: 5 x dolne stężenie kalibracji Analiza: minimum 5 próbek każdej matrycy przed i po przygotowaniu Kryterium: brak znaczących strat po przygotowaniu (P=0,05) UWAGA: walidacja ma być specyficzna dla analitu i/lub matryc 40

I. Przygotowanie wstępne próbek c.d. m Homogeniczność analitu Poziom zawartości: 5 x dolne stężenie kalibracji Analiza: minimum 5 próbek każdej matrycy po przygotowaniu Kryterium: uzyskane RSD minimum 15% UWAGA: walidacja ma być wystarczająca dla analitu lub matryc o podobnych cechach fizycznych 41

II. Przechowywanie próbek m Stabilność analitu Poziom zawartości: 5 x dolne stężenie kalibracji Analiza: minimum 5 próbek w różnym czasie Kryterium: brak znaczących strat (P=0,05) UWAGA: walidacja ma być specyficzna dla analitu i/lub matryc 42

III. Ekstrakcja próbek m Wydajność ekstrakcji Poziom zawartości: 5 x dolne stężenie kalibracji Analiza: minimum 5 analiz próbki materiału odniesienia lub 5 analiz próbki z dodatkiem analitu lub 5 analiz próbki analizowanej metodą badaną i metodą odniesienia Kryterium: średnia z analiz na poziomie ufności 95% Dla metody półilościowej średnia z analiz na poziomie ufności 99% UWAGA: walidacja ma być specyficzna dla analitu i/lub matryc 43

IV. Oczyszczanie ekstraktu i oznaczenie analitów m Specyficzność wykrywalności analitu Poziom zawartości: 5 x dolne stężenie kalibracji Analiza: minimum 5 analiz próbki ślepej Kryterium: identyfikacja równoległa metodą GC-MS 44

IV. Oczyszczanie ekstraktu i oznaczenie analitów m Kalibracja i zakres analityczny Poziom zawartości: od dolnego stężenie kalibracji do maksymalnego stężenia kalibracji Analiza: minimum 3 analizy wzorca na 3 poziomach stężeń (lub 5 dla kalibracji nieliniowej), minimum w dwóch dniach Kryterium: odpowiednia dokładność i precyzja UWAGA: walidacja ma wykazać odtwarzalność kalibracji 45

IV. Oczyszczanie ekstraktu i oznaczenie analitów c.d. m Dokładność i precyzja Poziom zawartości: dolne stężenie kalibracji i dopuszczalna zawartość normatywna Analiza: minimum 5 analiz na każdym poziomie dla każdego analitu i dla reprezentatywnych stosowanych matryc 46

IV. Oczyszczanie ekstraktu i oznaczenie analitów c.d. m Dokładność i precyzja c.d. Kryterium akceptacji odzysku: Dla metody ilościowej średni odzysk z RM: 7-110% przy RSD 10% (99% poziom ufności), Dla metody półilościowej średni odzysk z RM: 50-120% przy RSD 25% lub 20-150% przy RSD 10% (wszystko dla poziomu ufności 99%) 47

IV. Oczyszczanie ekstraktu i oznaczenie analitów c.d. m Stabilność analitu w ekstrakcie i wzorcach Poziom zawartości: dolne stężenie kalibracji i dopuszczalna zawartość normatywna Analiza: minimum 5 analiz w różnym czasie i dla różnych stosowanych matryc Kryterium: brak znaczących zmian (P=0,05) UWAGA: dobranie czasu według potrzeb 48 wg Hill A.R.C., Reynolds S.L. (1999) Guidelines for in-house validation methods for pesticide residues in food and animal feeds. Analyst, 124, 953-958.

Problemy sporządzania krzywej kalibracyjnej - liczba punktów kalibracyjnych - wzorzec podstawowy (certyfikaty) - sporządzanie roztworów pośrednich - współczynnik korelacji i nachylenie krzywej - częstotliwość kalibracji - sprawdzanie krzywej (liczba punktów) - kontrola kalibracji (punkt środkowy, wzorzec z innej bazy) - sprawdzanie roztworów kalibracyjnych - niepewność kalibracji 49

Sporządzanie krzywej kalibracyjnej O d p o w i e d ź Zakres roboczy Zakres liniowy nachylenie Stężenie RSD>10%; S/N>20 50 S/N>2 Stosunek sygnału do tła

Minimalna ilość wymaganych punktów kalibracji RSD (%)* Minimalna liczba punktów kalibracyjnych 0 - <2 1** 2 - <10 3 10 - <25 5 >25 7 * określone podczas testu liniowości ** dla krzywej przechodzącej przez punkt (0,0) 51 wg US EPA Quality Control Requirements, 1996. (Rushneck et al. 1987, Procedings of Tenth Annual Analytical Symposium, USEPA: Washington, DC)

Kalibracja strategia 1. Kalibracja podstawowa lub kalibracja przyrządu Kalibracja w oparciu o czyste roztwory wzorcowe bez uwzględnienia przygotowania próbek Prosta i tania metoda do zastosowania ilościowego jeżeli składniki matrycowe nie zmieniają znacząco nachylenia i przesunięcia krzywej kalibracji. Z reguły metoda jest bardziej precyzyjna niż przy włączeniu etapu przygotowania próbek 52

Kalibracja strategia c.d. 2. Kalibracja z uwzględnieniem materiału matrycy Roztwory wzorcowe są oparte o sztucznie przygotowaną matrycę nie zawierającą analitu Metoda zbliżona do kalibracji podstawowej, nie zawiera etapu przygotowania próbki 53

Kalibracja strategia c.d. 3. Kalibracja całej procedury. Roztwory wzorcowe przygotowane na reprezentatywnej matrycy w celu oceny ewentualnej zmiany nachylenia i przesunięcia krzywej kalibracji Ten typ kalibracji zawiera etap przygotowania próbek!! 54

Matryca próbki A Wpływ rotacyjny Sygnał Matryca próbki B Wpływ na sygnał X Wpływ translacyjny Matryca wzorców Stężenie Wpływ matrycy próbki na przebieg krzywej kalibracji 55

Kalibracja metody spektrofotometrycznej oznaczania ChZT wg EPA Method 410.4 (1999) Element kalibracji Częstotliwość Kryterium akceptacji Wstępna kalibracja: ślepa próbka + 5 wzorców W dniu pomiaru 0,995 wsp. korelacji Weryfikacja kalibracji Kontynuacja weryfikacji kalibracji Po wstępnej kalibracji 90-110 % Co 10 próbek 90-110 % Ślepa próba Po weryfikacji < wymaganej wykrywalności (5 mg/l) Weryfikacja wymaganej granicy wykrywalności (wzorzec < 2 x G.W.) Zakres kalibracji 3 900 mg/l 56 Po kontynuacji weryfikacji kalibracji 80-120 %

Kalibracja metody FAAS i GFAAS wg Method SW-846 7000 Series (2006) Element kalibracji Częstotliwość Kryterium akceptacji Wstępna kalibracja: ślepa próbka + 3 wzorce Weryfikacja kalibracji Kontynuacja weryfikacji kalibracji Ślepa próba kalibracji Kontynuacja ślepej próby kalibracji W dniu pomiaru Po wstępnej kalibracji Co 10 próbek i na końcu Po weryfikacji kalibracji Co 10 próbek 0,995 wsp. korelacji 90-110 % GFAAS: 90-110 % RPD <5 % FAAS: 85-115 % < G.W. <G.W. RPD rozstęp w % 57 www.epa.gov/region09/qa/datatables.html

Kalibracja metody ICP-OES wg EPA Method 200.7 (2001) Element kalibracji Częstotliwość Kryterium akceptacji Wstępna kalibracja: ślepa próbka + 1 wzorzec W dniu pomiaru 0,995 Weryfikacja kalibracji Kontynuacja weryfikacji kalibracji Po wstępnej kalibracji Co 10 próbek i na końcu 90-110 % 90-110 % Ślepa próba Po weryfikacji < wymaganej wykrywalności Weryfikacja wymaganej granicy wykrywalności (wzorzec < 2 x G.W.) Po kontynuacji weryfikacji kalibracji 65-135 % spodziewanego stężenia 58

Kalibracja i kontrola jakości metody potencjometrycznej pomiaru ph wg SW-846 Method 9045 (2000) Element kalibracji / kontroli jakości Częstotliwość Kryterium akceptacji Wzorcowanie pehametru Wstępnie Zgodnie z zaleceniem producenta Kalibracja Przed pomiarem Minimum dwa wzorce (< 0,05 jed. ph) Kontrola buforem Co 10 próbek <0,1 jed. ph Kontrola temperatury próbki Każda próbka Różnica temp. buforu i próbki < 2 0 C Próbka podwójna 1 próbka w serii <0,1 jed. ph 59

Przykład Planu kontroli jakości dla składników analizowanych Wg EPA ATP Protocol for Organic and Inorganic Analytes (1999) Analit Metoda ** Kalibracja Odzysk % Precyzja Odzysk bieżący Precyzja bieżąca G.O. NH 4 SPF 3 81-121 20% 79-123* 22% 50µg/L Cl Miar. 3 92-108 7,6% 92-108 8,4% - CN SPF 3 65-129 32% 62-132 35% 60µg/L ph Poten. 2-2,2% - 2,4% - TKN SPF 5 78-122 22% 76-124 24% 50µg/L NO 3 SPF 5 77-125 24% 75-127 26% 0,1 mg/l As HGAA 3 71-127 28% 66-130 31% 2µg/L As GFAA 5 82-118 18% 80-120 20% 5µg/L Hg CVAA 3 77-121 22% 75-123 24% 0,2µg/L Pb FAAS 3 87-113 13% 86-114 14% 40µg/L Pb GFAA 3 84-116 16% 82-118 18% 5µg/L * dodatek wzorca do próbki; ** metody referencyjne 60

Kontrola jakości procedury spektrofotometrycznej oznaczania ChZT wg EPA Method 410.4 (1999) Kontrola jakości Częstotliwość Kryterium akceptacji Ślepa próba metody Próbka podwójna Obciążenie matrycy (dodatek wzorca do próbki) Materiał odniesienia (2 poziomy zawartości) 1 próbka w serii (do 20 próbek) 1 próbka w serii (do 20 próbek) 1 próbka w serii (do 20 próbek) 1 próbka w serii (do 20 próbek) < G.W. RPD < 20 % 85-115 % 85-115 % RPD rozstęp w % RPD = (x 1 - x 2 ) / [ (x 1 + x 2 ) / 2] 61

Kontrola jakości metody ICP-OES oznaczenia metali wg EPA Method 200.7 (2001) Kontrola jakości Częstotliwość Kryterium akceptacji Ślepa próba metody Próbka podwójna Obciążenie matrycy (dodatek wzorca do próbki) Laboratoryjna próbka kontrolna Rozcieńczenie próbki (x 5) 1 próbka w serii (do 20 próbek) 1 próbka w serii (do 20 próbek) 1 próbka w serii (do 20 próbek) 1 próbka w serii (do 20 próbek) 1 próbka w serii < G.W. RPD < 20 % Dla gleby: RPD < 25 % 75-125 % 80-120 % 90-110% 62

Kontrola jakości metody wagowej oznaczenia zawiesin wg EPA Method 160.2 (1999) Kontrola jakości Częstotliwość Kryterium akceptacji Ślepa próba metody Próbka podwójna Mineralna próbka odniesienia (dwa poziomy stężenia) Analityczna kontrola wagi (dla 100 mg, 1g i 100g) 1 próbka w serii (do 20 próbek) 1 próbka w serii (do 20 próbek) 1 próbka w serii (do 20 próbek) Przed analizą < G.W. (10 mg/l) RPD < 20 % 85-115 % Różnica <0,5 mg 63

Kontrola jakości metody miareczkowej oznaczenia zasadowości wg Standard Methods 2320 (1999) Kontrola jakości Częstotliwość Kryterium akceptacji Ślepa próba metody 1 próbka w serii (do 20 próbek) < G.W. (2 mg/l) Próbka podwójna 1 próbka w serii (do 20 próbek) RPD < 20 % Mineralna próbka odniesienia (dwa poziomy stężenia) 1 próbka w serii (do 20 próbek) 85-115 % 64

Wymagana granica wykrycia metody (MDL) i granica podawania wyników (RL) wg USEPA, 2002 # Granica wykrycia metody przy poziomie ufności 99% (ang. MDL Method detection limits) # Granica podawania wyników MDL (ang. RL Reporting limit) # Granica ustalana jest z klientem (zgodnie z jego potrzebami), dla wody do picia ustalone są ustawowo wymagane granice podawania granicy wykrywalności (ang. DLR - Detection limits for reporting) # Laboratorium musi ustalić RL dla wszystkich metod, analitów i zestawu matryc. Najniższy wzorzec kalibracyjny musi znajdować się poniżej RL lub w jej pobliżu! 65

Typy kart kontrolnych i ich zastosowanie Typ karty kontrolnej Karta kontrolna średniej certyfikowanej próbki matrycowej Karta kontrolna średniej próbki syntetycznej (dodatek wzorca) Kontrola poprawności Tak Ograniczona kontrola, bez kontroli matrycy Kontrola precyzji Tak Ograniczona Karta kontrolna ślepej próbki Ograniczona Nie Karta kontrolna odzysku z próbki rzeczywistej Karta kontrolna rozstępu z próbki rzeczywistej (próbka podwójna) Tak Nie Tak Tak 66

Metoda jednokrotnego dodatku wzorca Sygnał Krzywa kalibracji Próbka + dodatek wzorca Próbka Stężenie w próbce Stężenie 67

Metoda dodatku wzorca do próbki Roztwór wzorca Nieznana próbka wzorca Roztwór kolby wzorca 1 1 : 0,5 1 : 1 1 : 1,5 próbki 68

Określenie precyzji metody (powtarzalności) ZALECENIA ICH (jednym z poniższych sposobów) przeprowadzić co najmniej 9 niezależnych oznaczeń w całym zakresie pomiarowym (po 3 niezależne oznaczenia na 3 poziomach stężeń przeprowadzić 6 niezależnych oznaczeń analitu w próbkach wzorcowych na poziomie stężeń w próbce rzeczywistej przeprowadzić 6 niezależnych oznaczeń dla analitów w 3 różnych matrycach na 2 lub 3 poziomach stężeń ZALECENIA EURACHEMU przeprowadzić 10 niezależnych oznaczeń (w przypadku różnych matryc próbek powtórzyć to dla każdej matrycy) 69

% Udział stosowanych w laboratoriach technik usuwania efektów matrycowych (VAM 2002) 50 45 40 35 30 25 20 15 45 35 17,5 10 5 2,5 0 Obciążenie wzorców matrycą Dodatek wzorca Metoda chemometryczna Inne metody W tym rozcieńczanie 70

Sposoby redukcji efektów matrycowych Błąd wpływ nadmiaru Ca w próbce wody na Cr i Cu 20% 10% 0,0-10% -20% Rozcieńczanie x 10 Rozcieńczanie x 100 Dodatek wzorca Cr Cr Cr+ Cu Cu Cu+ 71 x10 Rozcieńczanie x100 x10 Dodatek wzorca x100 wg Ellison S. VAM, 2003

ŹRÓDŁA DANYCH DO SZACOWANIA NIEPEWNOŚCI POMIARU wg PRZEWODNIKA EURACHEM/CITAC 2000 72 Dane z badań doświadczalnych i walidacyjnych U metody budżet niepewności Szacowanie niepewności indywidualnych źródeł niepewności w oparciu o matematyczny model ilościowy procedury badawczej U metody budżet niepewności z modelu

Dane ze ścisłego dopasowania CRM U metody U CRM Zastosowanie danych z badań międzylaboratoryjnych 73 U metody s R Szacowanie niepewności metody doraźnej na podstawie metody o znanej niepewności U metody U znanej metody

Zaleca się aby przed oszacowaniem niepewności pomiaru poznać potrzeby klienta w celu oceny czy laboratorium może spełnić wymagania klienta Jeżeli klient nie potrafi sam określić wymagań należy ustalić je w rozmowie z klientem Jeżeli nie ustalono wymagań należy przyjąć, że obliczona niepewność rozszerzona U r powinna być równa lub mniejsza niż podwojona wartość odchylenia standardowego odtwarzalności s R 74

Porównanie różnych podejść do szacowania niepewności Oszacowanie niepewności oznaczenia amoniaku w świeżej wodzie na poziomie 0,2 mg/l Sposób modelowy Sposób walidacji w laboratorium Sposób walidacji międzylab. Sposób badania biegłości EN-ISO 11732 EN-ISO 11732 EN-ISO 11732 Podobna metoda U = 3-4 % U = 7 % U = 16 % U = 18-22 % Laboratoria eksperckie Laboratoria badania wody Laboratoria inne Laboratoria rutynowe 75 wg Magnusson B.(2007) Alternative approaches to ucertainty evaluation

Pomiędzy laboratoriami w z r o s t Pomiędzy porcjami Wewnątrz serii Pomiędzy seriami powtarzalność (S r ) precyzja pośrednia odtwarzalność (S R ) 76

77

78

Porównanie danych uzyskanych za pomocą wzoru Horwitza z danymi AOAC Jednostka Horwitz %RSD AOAC %RSD 100% 10% 1% 0,10% 100 ppm 10 ppm 1 ppm 100 ppb 10 ppb 1 ppb 2 2,8 4 5,7 8 11,3 16 22,6 32 45,3 1,3 1,9 2,7 3,7 5,3 7,3 11 15 21 30 79

Akceptowany odzysk jako funkcja stężenia analitu Jednostka Średni odzysk (%) 100% 10% 1% 0,10% 100 ppm 10 ppm 1 ppm 100 ppb 10 ppb 1 ppb 98-102 98-102 97-103 95-105 90-107 80-110 80-110 80-110 60-115 40-120 wg Huber L. (ed.) Validation and Qualification in Analytical Laboratories, 1998 80

Wynik badań biegłości AGUACHECK 2009 w zakresie analizy wody powierzchniowej Analit Wynik lab. Z Wartość przyjęta Liczba lab. Mediana Średnia BZT 5 mgo 2 /L 3,52 3,04 2,70 0,08 44 2,80 4,31 5,82 ChZT mgo 2 /L 215,0 1,26 191,0 1,2 15 189,0 191,7 12,5 Zawiesiny mg/l 10,90-1,80 13,30 0,14 72 13,28 15,43 19,18 MBAS µg/l 162,0 0,35 156,5 5,6 8 179,9 193,3 45,4 Analit Wynik lab. Błąd wzg. Wartość przyjęta Mediana/ błąd wzg. Średnia/ błąd wzg. SD RSD BZT 5 mgo 2 /L 3,52 15,8% 2,70 ( 3%) 2,80/26% 4,31/ 54% 135% ChZT mgo 2 /L 215,0 12,6% 191,0 ( 0,6%) 189,0/14% 191,7/ 3,7% 6,5% Zawiesiny mg/l Ocena badania i sposób wykorzystania wyników 10,90-18% 13,30 ( 1,1%) 13,28/18% 15,43/ 16% 124% MBAS µg/l 162,0 3,5% 156,5 ( 3,4%) 179,9/10% 193,3/ 24% 24% 81

Decyzja CAEAL: co zrobić jeżeli wzorzec przekroczył datę ważności podaną przez producenta Opcja 1 wycofać przeterminowany wzorzec Opcja 2 zrewalidować wartość atestowaną (stworzyć domowy protokół walidacji/potwierdzenia) a. Laboratorium musi zademonstrować przy pomocy uzyskanych danych, że przeterminowany wzorzec nadal jest przydatny do określonego celu b. Te dane muszą (opracowane statystycznie) udowodnić, że wzorzec posiada akceptowalną niepewność zgodną z podaną w ateście c. Jeżeli wzorzec nie miał podanej niepewności w ateście Laboratorium powinno ustalić kryteria stosowalności dla wzorca używanego po okresie ważności 82 wg CAEAL Canadian Association for Environmental Analytical Laboratories, 2003