Bài giảng Thẩm định phương pháp hóa học

ISO/IEC 17025:2005 – Yêu cầu chung về năng lực của phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn. Nội dungPhần I :Tổng quát về thẩm định phương pháp hóa học.Thẩm định phương pháp hóa họcƯớc lượng độ không đảm bảo đo Phần II: Thẩm định phương pháp hóa học áp dụng cho CEAT1.1 Khái niệm thẩm định phương pháp KN: Thẩm định phương pháp là sự khẳng định bằng việc kiểm tra và cung cấp bằng chứng khách quan chứng minh rằng phương pháp đó đáp ứng được các yêu cầu đặt ra. Kết quả của thẩm định pp có thể được sử dụng để đánh giá chất lượng, độ tin cậy của kết quả phân tích. Mục đích : Thẩm định phương pháp phân tích là một phần không thể thiếu nếu muốn có một kết quả phân tích đáng tin cậy.1.2 Thẩm định phương pháp gồm :1.3 Yêu cầu của thẩm định phương phápThẩm định phương pháp tiêu chuẩnThẩm định phương pháp không tiêu chuẩnPhải có kết quả thẩm định của phương pháp tiêu chuẩn, và kết quả này phải phù hợp với yêu cầu của phòng thử nghiệmPhòng thử nghiệm cần đảm bảo có thể đạt được các thông số được mô tả trong phương pháp tiêu chuẩn.Đối với phương pháp không tiêu chuẩn thẩm định pp là một yêu cầu bắt buộc phải thực hiện đi kèm với việc phát triển phương pháp mới và áp dụng các phương pháp không tiêu chuẩn vào thực hiện thành thường quy.1.4 Các thông số cần phẩm địnhPhương pháp tiêu chuẩnPhương pháp cơ sở (có sử dụng đường chuẩn)Phương pháp có sd đường chuẩnPhương pháp không sd đường chuẩnĐộ đúngĐộ đúngĐộ đúng -Độ nhạy -Độ chọn lọcĐộ lặp lạiĐộ lặp lạiĐộ lặp lạiĐộ tái lậpĐộ tái lậpĐộ tái lậpGiới hạn phát hiện*(2)-Giới hạn phát hiệnGiới hạn định lượng*(2)-Giới hạn định lượng*Độ thu hồi(2)-Độ thu hồiĐộ tuyến tính-Độ tuyến tínhKhoảng xác định-Khoảng xác địnhĐộ không đảm bảo đoĐộ không đảm bảođoĐộ không đảm bảođo1.4.1 Độ đúngĐộ đúng của phương pháp là khái niệm chỉ mức độ gần nhau giữa giá trị trung bình của kết quả thử nghiệm và giá trị thực hoặc giá trị được chấp nhận là đúng.Đối với đa số mẫu phân tích, giá trị thực không thể biết một cách chính xác, tuy nhiên nó có thể có một giá trị quy chiếu được chấp nhận là đúng ( gọi chung là giá trị đúng)Độ đúng là một khái niệm định tính. Độ đúng thường được diễn tả bằng độ chệchTrong đó: Δ : Độ chệch (bias), % Xtb : Giá trị trung bình của kết quả thử nghiệm µ : Giá trị thực hoặc giá trị được chấp nhận là đúng Vật liệu chuẩn (Mẫu chuẩn)Vật liêu chuẩn ( còn gọi là mẫu chuẩn) là mẫu phân tích có hàm lượng chất phân tích đã được xác định trước và là đúng. Có nhiều cấp vật liệu chuẩn khác nhau, trong đó cao nhất là CRM ( vật liệu chuẩn được chứng nhận) được cung cấp bởi các tổ chức có uy tín trên thế giới.Các mẫu CRM luôn có kết quả kèm theo khoảng dao động, do đó khi phân tích mẫu CRM có thể đánh giá được độ đúng dựa vào khoảng dao động cho phép.Nếu không có các mẫu CRM có thể sử dụng mẫu kiểm tra (QC) đã biết nồng độ. ( PTN có thể tự chuẩn bị mẫu này hoặc sử dụng các mẫu thực có hàm lượng đã biết hoặc sử dụng các mẫu lưu từ chương trình so sánh liên phòng thử nghiệm)Trong trường hợp khác PTN có thể sử dụng các mẫu thêm chuẩn để đánh giá độ đúng.Cách xác định Độ thu hồi chấp nhận ở các nồng độ khác nhau theo AOAC 1.4.2 Độ chụm Là mức độ gần nhau giữa các kết quả thử nghiệm độc lập nhận được trong điều kiện quy định.Gồm : Độ lệch chuẩn lặp lại Độ lệch chuẩn tái lặpNghiên cứu độ lệch chuẩn lặp lại là thực hiện thử nghiệm trên các mẫu thử đồng nhất, cùng phương pháp , trong cùng một phòng thí nghiệm, cùng nguười thao tác và sử dụng cùng một thiết bị, trong khoảng thời gian ngắn.Nghiên cứu độ lệch chuẩn tái lập là thực hiện thử nghiệm trên các mẫu thử đồng nhất thực hiện cùng một phương pháp, trong các phòng thí nghiệm khác nhau, với những người thao tác khác nhau, sử dụng thiết bị khác nhauMinh họa độ chụm và độ chính xác Cách xác định* Độ lặp lạiThực hiện phân tích một mẫu thử nghiệm 7 lần bởi cùng một thử nghiệm viên trong cùng một điều kiện và 1 phương pháp với thời gian mỗi lần cách nhau không quá 60 phút. Thu được các kết quả. Từ kết quả này tính được độ lệch chuẩn của phương pháp và tính độ không đảm bảo đo nghiên cứu từ độ lặp lại.Tính độ không đảm bảo đo mở rộng: U2 (Sr)2* Độ tái lặp Thực hiện phân tích một mẫu thử nghiệm 5 lần bởi 5 một thử nghiệm viên khác nhau trong cùng một điều kiện và 1 phương pháp với thời gian mỗi lần cách nhau không quá 60 phút. Thu được các kết quả. Từ kết quả này tính được độ lệch chuẩn của phương pháp và tính độ không đảm bảo đo nghiên cứu từ độ tái lặp.Tính độ không đảm bảo đo mở rộng: U2 (Sr)3 1.4.3. Khoảng tuyến tính và đường chuẩnKN: Khoảng tuyến tính của một phương pháp phân tích là khoảng nồng độ ở đó có sự phụ thuộc tuyến tính giữa đại lượng đo được và nồng độ chất phân tích.KN: Khoảng làm việc của một phương pháp phân tích là khoảng nồng độ giữa giới hạn của chất phân tích ( bao gồm cả giới hạn này), tại đó được chứng minh là có thể xác định được bởi phương pháp nhất định với độ đúng, độ chính xác và độ tuyến tính .Xây dựng đường chuẩn: sau khi xác định khoảng tuyến tính cần xây dựng đường chuẩn và xác định hệ số hồi quy tương quanLID: Giới hạn phát hiện của thiết bịLOD: Giới hạn phát hiện của phương phápLOQ: Giới hạn định lượng của phương phápLOL: Giới hạn khoảng tuyến tính của phương pháp1.4.4 Tính đặc hiệu/chọn lọcKN: Tính đặc hiệu là khả năng phát hiện được chất phân tích khi có mặt các tạp chất khác như các tiền chất, các chất chuyển hóa, các chất tương tụ, tạp chất.Cách xác định: Phân tích lặp lại các mẫu trắng đại diện, kiểm tra tín hiệu, píc, vết iontại thời điểm xuất hiện chất cần phân tích(thời gian lưu) xem xét hiện tượng nhiễu1.4.5 Giới hạn phát hiện của pp (LOD),giới hạn định lượng (LOQ)KN: Giới hạn phát hiện là nồng độ chất phân tích thấp nhất có trong mẫu mà phương pháp có khả năng phát hiện được với độ tin cậy 99% khác biệt so với mẫu trắng.KN: Giới hạn định lượng: LOQ là Là nồng độ mà tại đó giá trị xác định được lớn hơn độ không đảm bảo đo của phương pháp. Đây là nồng độ thấp nhất của chất phân tích trong mẫu có thể phát hiện được nhưng chưa thể định lượng được.nồng độ tối thiểu của một chất có trong mẫu thử mà ta có thể định lượng bằng phương pháp khảo sát và cho kết quả có độ chụm mong muốn.*. Cách xác định LOD của phương pháp định tính.Cần xác định được nồng độ nào mà tại giá trị đó sẽ xác định chắc chắn có sự xuất hiện của chất phân tích.Phân tích các mẫu trắng thêm chuẩn ở các nồng độ nhỏ khác nhau, mỗi nồng độ phân tích lặp lại 10 lần. Xác định tỷ lệ phần trăm số lần phát hiện hoặc không phát hiện Lập bảng tỷ lệ phần trăm số lần phát hiện hoặc không phát hiệnNồng độ (ppm)Số lần thửTỷ lệ dương tính/âmtínhTỷ lệ %1001010/0100751010/010050102/82025100/1o0Trong ví du trên , với nồng độ dưới 75 ppm kết luận dương tính không còn chắc chắn 100%, giới hạn phát hiện trong trường hợp này là 75 ppm* LOD của phương pháp định lượngLàm trên mẫu thử . Phân tích 10 lần song song. Nên chọn mẫu thử có nồng độ thấp ( trong khoảng 5 đến 7 lần LOD ước lượng).Tính LOD : Tính giá trị trung bình x , và độ lệch chuẩn SDLOD = 3×SD Đánh giá LOD tính được : Tính R = r/ LOD+ Nếu 4 10 thì phải dùng dung dịch thử loãng hơn hoặc pha loãng dung dịch thử đã dùng và làm lại thí nghiệm và tính lại RTính LOQ : LOD = 10× SD2. Độ không đảm bảo đo2.1.Khái niệmKN: Độ KĐBĐ của phép đo là thông số gắn với kết quả của phép đo, thông số này đặc trưng cho mức độ phân tán của các giá trị có thể chấp nhận được quy cho đại lượng đo của phép đo.Độ KĐBĐ nói lên độ tin cậy của phép đo. 3.2 Các nguồn gây ra độ không đảm bảo đoTrong một phép thử có rất nhiều nguồn gây ra độ không đảm bảo đo:Mẫu thử: bản chất của mẫu thử không đồng nhất, trạng thái vật lý, độ ổn định của mẫu thử, ảnh hưởng của các yếu tố nhiệt độ và môi trường.Lấy mẫu không đại diện, không đồng nhấtĐiều kiện bảo quản : quá trình vận chuyển, bảo quản và thời gian bảo quản mẫu có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích.Chuẩn bị mẫu: Quá trình đồng nhất, cân mẫu , chiết táchDung môi và thuốc thử: Độ tinh khiết, tạp chất.Thiết bị: Thiết bị có những sai số trong quá trình hiệu chuẩn hoặc chưa được hiệu chuẩn, sai số ở các khoảng đo khác nhau.Điều kiện môi trường : các aảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm.Con người : Kỹ năng, trình độ, sai số tính toán.Nguồn ngẫu nhiên khác.Độ không đảm bảo đo1. Ước lượng độ KĐBĐ từ nguồn dữ liệu phê duyệt pp 2.Quy trình ước lượng ĐKĐBĐ theo EurachemVí dụ: Ước lượng độ KĐBĐ của phương pháp xác định độ ẩm đấtBước 1: Xác định đại lượng đo:Xác định độ ẩm đất theo phương pháp khối lượng.Độ ẩm (A) của mẫu đất tính phần tram nước theo đất khô kiệt (%). Tính theo công thức:Trong đó: P1: Khối lượng hộp đựng mẫu có đất trc khi sấy (g)P2: Khối lượng hộp đựng mẫu có đất sau khi sấy (g)P3: Khối lượng hộp đựng mẫu không có đất (g)100 Hệ số qui đổi ra %.Bước 2: Xác định các nguồn gây ra độ KĐBĐTóm tắt quy trình: Sấy hộp đựng mẫu ở nhiệt độ từ 100oC- 105oC, để trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng, xác định khối lượng hộp đựng mẫu.Cân khoảng 5,0 g đất đã được làm khô trong không khí trên cân phân tích, cho vào hộp đựng mẫu , xác định khối lượng lượng đất và hộp (P1).Sấy hộp có mẫu đất trong tủ sấy ở nhiệt độ từ 100 0C đến 105 0C đến khối lượng không đổiLàm nguội hộp có mẫu đất trong bình hút ẩm đến nhiệt độ trong phòng Lấy hộp có mẫu đất ra khỏi bình hút ẩm, xác định ngay khối lượng bằng cân phân tích (P2 ).Vẽ sơ đồ xương cá các nguồn gây ra độ KĐBĐBước 3: Định lương các nguồn gây ra độ KĐBĐ Không phải tất cả các nguồn gây ra độ không đảm bảo đo đều ảnh hưởng trực tiếp có ý nghĩa đến độ không đảm bảo đo tổng hợp mà thực tế chỉ có một số ít là có ảnh hưởng trực tiếp. Do đó lần đầu tiên cần đánh giá sơ bộ sự đóng góp của từng nguồn thành phần đơn lẻ thành các nhóm riêng biệt để đơn giản hoá việc tính toán. Giá trị độ KĐBĐnhỏ hơn 1/3 giá trị thành phần độ KĐB đo lớn nhất thì có thể không tính chi tiết (có thể xem xét hoặc bỏ qua) trong độ không đảm bảo đo tổng hợp.Tính độ KĐBĐ tổng hợp cho các nhánh chính của sơ đồ xương cá.Đánh giá sự phù hợpTheo dự thảo hướng dẫn về ĐKĐBĐ - CL 2010/49-MAS (September 2010) - CodexNominal ConcentrationTypical Expanded UncertaintyExpected Range of Results100g/100g4%96 to 104g/100g10g/100g5%9,5 to 10,5g/100g1g/100g8%0,92 to 1,08g/100g1g/kg11%0,89 to 1,11 g/kg100mg/kg16%84 to 116mg/kg10mg/kg22%7,8 to 12,2mg/kg1mg/kg32%0,68 to 1,32 mg/kg<100µg/kg44%0,56 x concentration to 1,44x concentration - µg/kgƯớc lượng độ KĐBĐ đối với mẫu khíChuẩn bị mẫu khí NO2 chuẩnChuẩn bị mẫu khí SO2 chuẩnChuẩn bị mẫu khí chuẩn NO2 bằng cách cho 20 mg Fe bột vào bình phản ứng, nhỏ từ từ axit HNO3 1M vào bình phản ứng. Khí NO2 tạo ra được bơm đẩy vào hộp kín 1 m3. Xác định nồng độ chính xác của NO2 tạo ra bằng máy Multiwarn II Drager, Đức. Chuẩn bị mẫu khí chuẩn SO2 bằng cách cho dung dịch Na2SO3 bão hòa vào bình phản ứng, nhỏ từ từ axit H2SO4 1:3 vào bình phản ứng. Khí SO2 tạo ra được bơm đẩy vào hộp kín 1 m3. Xác định nồng độ chính xác của SO2 tạo ra bằng máy Multiwarn II Drager, Đức. Sau đó, tính các độ không đảm bảo đo thành phần như trên.Tàiliệu tham khảo1.ISO/IEC 17025:2005 – Yêu cầu chung về năng lực của phòng thí nghiệm và hiệu chuẩn2.Thẩm định phương pháp trong phân tích hóa học và VSV – Viện kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm quốc gia3.AGL – 18- Hướng dẫn đánh giá độ không đảm bảo đo trong phân tích hóa học định lượng. - BoA4.AGL – 19- Hướng dẫncác ví dụ ước lượng độ không đảm bảo đo trong phân tích hóa học định lượng. BoA5. CL 2010-MAS – Draft revised guidelines on Measurement Uncertainty – Codex6. Thông tư 54/2011/TT-BNNPTNNThanks you !