化学分析实验室内部质量控制的指南.doc

CNAS-GLXX化学分析实验室内部质量控制指南——控制图的应用(征求意见稿)Guidance on Internal Quality Control in Chemical Analysis Laboratory——The Application of Control Chart中国合格评定国家认可委员会前 言本文件由中国合格评定国家认可委员会(CNAS)制定，旨在指导化学分析实验室如何根据CNAS-CL01：2006和 CNAS-CL10：2012的相关要求在内部质量控制中运用控制图技术《CNAS-CL01：2006检测和校准实验室能力认可准则》(ISO/IEC 17025:2005)第5.9条规定：实验室应有质量控制程序以监控检测和校准的有效性所得数据的记录方式应便于可发现其发展趋势，如可行，应采用统计技术对结果进行审查这种监控应有计划并加以评审，可包括……定期使用有证标准物质(参考物质)进行监控和/或使用次级标准物质(参考物质)开展内部质量控制……应分析质量控制的数据，当发现质量控制数据将要超出预先确定的判据时，应采取有计划的措施来纠正出现的问题，并防止报告错误的结果《CNAS-CL10：2012检测和校准实验室能力认可准则在化学检测领域的应用说明》第5.9 a)条规定：实验室应建立和实施充分的内部质量控制计划，以确保并证明检测过程受控以及检测结果的准确性和可靠性。

质量控制计划应包括空白分析、重复检测、比对、加标和控制样品的分析，计划中还应包括内部质量控制频率、规定限值和超出规定限值时采取的措施……适用时，实验室应使用控制图监控实验室能力质量控制图和警戒限应基于统计原理实验室也应观察和分析控制图显示的异常趋势，必要时采取处理措施本文件主要参照北欧创新中心的技术报告[1]、国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的技术报告[2]和国际标准化组织(ISO)的技术规范[3]编制目录1 适用范围 32 术语和定义 33 控制图的原理 44 控制图的类型 54.1 X-图 54.2 R-图 65 控制样品的类型 65.1 第一类：有证标准物质/标准样品(CRM) 65.2 第二类：标准溶液、室内样品或室内标准物质/标准样品（RM） 65.3 第三类：空白样品 75.4 第四类：待测(常规)样品 76 控制限 76.1 X-图的控制限和中位线 76.2 R-图或r%-图的控制限和中位线 86.3 建立控制限的建议 87 控制分析的频度 98 控制数据的解释及失控的处置 98.1 控制数据的解释 108.2 失控的处置 109 控制数据的长期评估 119.1 评审当前的分析质量 119.2 评估控制限的频度 119.3 改变控制限 1110 参考文献 12附录A 公式 13附录B 表 15附录C 示例 18化学分析实验室内部质量控制指南——控制图的应用1 适用范围本指南适用于化学分析实验室运用控制图技术进行内部质量控制的活动。

本指南不作为CNAS认可评审的依据2 术语和定义本文件中的通用术语采用ISO/IEC GUIDE 99-2007“国际计量学词汇--基本和通用概念及相关术语(VIM)”的定义此外，还应用了以下术语：2.1 内部质量控制 internal quality control实验室为持续监控测量过程和测量结果以确定结果是否足够可靠达到可以发布的程度而采取的一组操作2.2 目的适宜性 fitness for purpose测量过程产生的数据能使用户针对某一明确目的做出技术上和管理上正确决定的程度2.3 分析批 analytical run, batch of analyses由同一分析人员、用相同的程序和试剂在同一台仪器上同时或不间断地依次对由数个待测样品和控制样品组成的一组样品进行的一组分析2.4 控制图 control chart内部质量控制的一种主要工具将控制值按特定顺序绘制在图中并与控制限比较，以判断过程和结果是否处于控制状态2.5 控制限 control limits控制图上用于判断过程和结果是否处于控制状态的界限控制限有两类，即统计控制限(statistical control limits)和目标控制限(target control limits)。

每一类控制限有行动限(action limit，AL)和警告限(warning limit，WL)两个控制限值2.6 控制样品 control sample分析结果用于构建控制图的样品，如标准溶液、待测样品、空白样品2.7 控制值 control value控制样品的分析结果，可以是单值、均值或极差控制值应比常规样品分析结果多保留一位有效数字，并且可以报告负值，低于定量限（LOQ）时也应报告数值2.8 统计控制 statistical control分析系统所表现出来的变异仅由偶然原因造成在统计控制下，分析系统的性能是可预期的3 控制图的原理化学分析实验室的内部质量控制是实验室对自己的分析方法和操作程序所进行的持续的、严格的评估控制图是实验室进行内部质量控制最重要的工具之一，其基础是将控制样品与待测样品放在一个分析批(图1)中一起进行分析，然后将控制样品的结果(即控制值)绘制在控制图上(图2)，实验室可以从控制图中控制值的分布及变化趋势评估分析过程是否受控、分析结果是否可以接受S0-S2 标准溶液；BL 空白样品；QC 控制样品；T1… 待测样品 图1. 一个分析批(含两个控制样品)S0S1S2BLBLQCT1T2T3……QC在控制图中，如果所有控制值都落在上下警告限之间，表明分析程序在规定的限值范围内运行，可以报告待测样品的分析结果。

如果控制值落在上下行动限之外则说明分析程序有问题，不得报告待测样品的分析结果，而应采取纠正行动，识别误差的来源并予以消除如果控制值落在警告限之外但在行动限之内，则应根据特定的规则进行评估(详见第8章)控制图是基于控制样品分析结果随机变化的正态分布统计特性正态分布曲线与等效的控制图(X-图)之间的关系见图2控制图的中位线(central line, CL)代表控制值的平均值或参考值除中位线外，控制图中通常还有四条线其中两条称为警告限(warning limit，WL)警告限与中位线的距离为±两倍标准偏差(±2s)在服从正态分布的情况下，约95%的数据将落在警告限之内另外两条线与中位线的距离为±三倍标准偏差(±3s)，称为行动限(action limit，AL)在服从正态分布的情况下，约有99.7%的数据落在行动限之内从统计学上来讲，在1000次测量中只有3次测量的结果会落在行动限之外因此，在通常情况下，如果控制值落在行动限之外，分析程序中存在差错的概率是非常高的图2. 控制图与正态分布曲线之间的关系实验室应从目的适宜性原则出发建立控制程序，包括选择合适的控制样品，确定控制图的类型，建立控制限，以及确定控制分析的频度等。

在控制程序运行的过程中，还应对控制结果进行定期评估4 控制图的类型化学分析实验室内部质量控制用到的最重要的控制图有两类，即X-图(单值图或均值图)和R-图(极差图)4.1 X-图以单个分析结果或多个分析结果的均值绘制的X-图可用于监控控制值的系统效应和随机效应如果使用与待测样品类似的标准物质作为控制样品，则可以监控偏倚(bias)与均值图相比较，单值图难于区别批内和批间精密度空白值X-图是X-图的一个特殊应用，它是基于对不含分析物或分析物含量非常低的样品(空白样品)的分析空白值X-图可以提供关于试剂污染和测量系统状态的特殊信息空白值的期望值是0，因此，理想情况下空白值X-图的中位线应是零值线回收率X-图是X-图的另外一个特殊应用可以通过对样品加标并测定加标回收率的方法来检验基体对分析程序的干扰回收率的期望值是100%，因此，理想情况下回收率X-图的中位线应是100%4.2 R-图极差（R）是指两个或两个以上独立样品的单个测量结果中最大值和最小值之差X-图表明控制值落在控制限内的情况，而R-图的首要目的是监控重复性在一个分析批中对待测样品进行双样重复分析，计算两个平行结果之间的差值，然后将差值回绘制在控制图上，则可得到最简单的R-图。

极差通常与样品浓度成比例(在检出限水平以上)因此，控制图中的控制值更宜采用相对极差值即r%，得到的控制图即为r%-图5 控制样品的类型控制样品的基质应与待测样品尽可能相同，应有良好的稳定性、有足够的量、有合适的分析物浓度并便于保存同时满足这些条件的控制样品是很难得到的，实验室可以用不同类型的控制样品来满足质量控制的需要5.1 第一类：有证标准物质/标准样品(CRM)有证标准物质/标准样品(CRM)的分析结果可以给出分析程序可能存在的系统效应(偏倚)如果在一个分析批中对CRM进行重复分析，还可以用标准偏差(或极差)来估计测量的重复性由于CRM的均匀性通常比待测样品更好，因此使用CRM作为控制样品，其重复性通常要优于待测样品这类控制样品可以使用X-图，如果对控制样品进行两个或两个以上平行样的重复分析，也可以使用R-图5.2 第二类：标准溶液、室内样品或室内标准物质/标准样品（RM）这类控制样品可以给出随机效应和部分系统效应标准溶液可以从外部供应商购买，但通常由实验室自己配制对实验室收集(或从送检的样品中选择)的稳定、均匀、天然的室内基质样品，应确保样品量足够数年之用合成的室内控制样品是以纯化学品和纯溶剂(如水)模拟待测样品的基质组成配制的，其浓度标称值的扩展不确定度应小于控制图中标准偏差的五分之一。

制备合成控制样品和方法校正的标准溶液应使用不同的化学品如果使用同一试剂或同一储备液既配制校正标准又配制控制样品，就不可能发现试剂的纯度误差或储备液的配制误差由于在大多数情况下合成样品与真实样品分析结果的精密度不同，因此，在可能的情况下应选择稳定、均匀的真实样品作为控制样品这类控制样品可以使用X-图，如果对控制样品进行两个或两个以上的重复分析，也可以使用R-图5.3 第三类：空白样品这类控制样品既可用于监控检出限，还可用于监控污染在低浓度时，空白误差所导致的系统效应也可以用这类控制样品来进行监控这类控制样品可以是分析程序中用于空白校正的空白样品因此，制作空白控制图不用增加额外的分析此类控制样品应使用X-图，也可以使用R-图5.4 第四类：待测(常规)样品当第一类和第二类控制样品精密度小于待测样品时，例如，在只有合成控制样品或非常均匀的CRM可用的情况下，应使用第四类控制样品当不能获得稳定的控制样品(第二类)时(一个典型的例子是水中的溶解氧和叶绿素A)，以待测样品作为控制样品是非常有价值的重复分析可以给出待测样品批内随机变化的情况这类控制样品通常是从实验室接到的待测样品中随机选择此类控制样品应使用r%-图。

6 控制限建立控制限有两种方法最常用的方法是不考虑分析质量要求而仅仅依据分析方法的性能来建立控制限，这就是统计控制限(statistical control limits)另外一种方法是从分析质量的预定要求(包括法律法规的要求、分析方法标准对内部质量控制的要求、实验室内部规定的必须保证的分析数据的精密度和正确度要求以及客户的要求等)或分析结果的预期用途出发估计室内复现性要求，从而建立控制限，这就是目标控制限(target control li。