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干貨丨實(shí)驗(yàn)室新方法開發(fā),具體需要做什么?

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-06-17
核心提示:實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)除了對(duì)已有的檢測(cè)方法開展常規(guī)檢測(cè)外還要挑戰(zhàn)在未知領(lǐng)域里開創(chuàng)新的檢測(cè)方法,兩者有差別也有共同點(diǎn)。本文就結(jié)合實(shí)際工作談?wù)勗陧?xiàng)目開驗(yàn)以及后續(xù)工作中所做的工作,與實(shí)驗(yàn)室從業(yè)者交流。
一、前期調(diào)研以及審批


 

1.項(xiàng)目調(diào)研

 

這是獲取信息很重要的步驟。需要調(diào)研的內(nèi)容包括:

 

(1)項(xiàng)目的名稱;

(2)國(guó)內(nèi)外在這方面的發(fā)展或者開展工作狀況以及形勢(shì)要求(比如限量要求,方法標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)情況等);

(3)此產(chǎn)品或者此項(xiàng)目在本地的情況如何,也就是是否有市場(chǎng)需要,經(jīng)濟(jì)效益如何;

(4)自身實(shí)驗(yàn)室是否具備相應(yīng)的要求(儀器設(shè)備,實(shí)驗(yàn)條件,人員配備等);

(5)其他實(shí)驗(yàn)室或者是系統(tǒng)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室開展此項(xiàng)目的情況。這一步的完成可以通過國(guó)內(nèi)外網(wǎng)站查詢、系統(tǒng)部門咨詢、企業(yè)調(diào)查以及社會(huì)調(diào)查,信息完成后形成調(diào)研報(bào)告。

 

2.審批

 

當(dāng)上述的調(diào)研工作完成并論證了可行性之后,便可以形成報(bào)告報(bào)主管負(fù)責(zé)人進(jìn)行審批,并給予指導(dǎo)性意見,同時(shí)能夠提供相應(yīng)的資源(人力、儀器設(shè)備等)。如果考慮到各方面的原因不能夠批準(zhǔn),則同樣需要保留好相應(yīng)的資料以備接下來?xiàng)l件的準(zhǔn)備!

 

3.受控的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

 

當(dāng)調(diào)研的項(xiàng)目被批準(zhǔn)之后,所要做的第一步就是依據(jù)調(diào)研的要求準(zhǔn)備好相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)(包括國(guó)外的或者是企業(yè)提供)。如果本單位已有,則可以借來直接使用,如果沒有則需要購(gòu)置,并按照程序文件要求做相應(yīng)的管理(做好受控標(biāo)識(shí))。如果沒有這方面的標(biāo)準(zhǔn)也分為兩種情況:有類似的標(biāo)準(zhǔn),則可以做偏離驗(yàn)證;沒有任何相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),則需要立項(xiàng)以研究的形式制定實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部方法或者是相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)(此種情況復(fù)雜暫不做討論)。

 

二、方法的驗(yàn)證


 

1.方法驗(yàn)證

 

調(diào)研及審批工作完成之后,如果有標(biāo)準(zhǔn),則按照標(biāo)準(zhǔn)的要求結(jié)合自身實(shí)驗(yàn)室的條件,準(zhǔn)備好相應(yīng)的耗材,儀器設(shè)備以及分配好工作人員,進(jìn)行方法的驗(yàn)證或者是開發(fā)。

 

(1)試劑耗材以及儀器設(shè)備的準(zhǔn)備

按照標(biāo)準(zhǔn)上的要求,將所需要的耗材、試劑以及標(biāo)準(zhǔn)樣品分別準(zhǔn)備好(確保購(gòu)置物品做好記錄且在有效期內(nèi)并定期核查),并指定合適的儀器(儀器處于有效狀態(tài))。

 

(2)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

按照標(biāo)準(zhǔn)的要求,分別配制相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液和標(biāo)準(zhǔn)使用液,并做好溶液配制記錄(配制時(shí)要注意介質(zhì)的選擇,盡可能與提取溶劑或定容溶劑相同)。

 

(3)初步試驗(yàn)

初步試驗(yàn)主要是儀器條件以及提取和凈化方式和條件的摸索。

 

1)儀器條件的確認(rèn)應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)給定的實(shí)驗(yàn)和儀器條件進(jìn)行重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)。首先,將適量濃度的標(biāo)樣進(jìn)入已經(jīng)設(shè)定好參數(shù)的儀器,確定物質(zhì)的出峰條件并進(jìn)行一定條件的優(yōu)化(掃描方式、進(jìn)樣量、流速、進(jìn)樣方式、溫度條件、流動(dòng)相及其比例、儀器類型的選擇),這是一個(gè)反復(fù)復(fù)雜的過程,又是很關(guān)鍵的一步,必須要做好,因?yàn)橛行⿻r(shí)候標(biāo)準(zhǔn)(或者資料)可以做好的,在你的儀器上不一定能做好。

 

2)儀器條件確認(rèn)好后,就是樣品提取凈化方式及條件的確定(有條件的話最好標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物樣品做實(shí)驗(yàn),不然選擇用內(nèi)標(biāo)或者替代物)。在這個(gè)過程中需要做兩個(gè)工作,一是待測(cè)物質(zhì)的提取或者是處理方式,另外就是含有基質(zhì)的標(biāo)樣或者是陽性樣品的凈化方式以及條件。

 

① 樣品的提取處理過程盡可能的簡(jiǎn)單化且效率高又不造成污染,以降低提取或處理過程中的損失。光譜和色譜類的樣品分別對(duì)待,光譜樣品主要是做消解或者酸提取處理,色譜是提取,較前者相對(duì)復(fù)雜。提取的方式也有很多(分液、超聲、均質(zhì)、快速溶劑、索氏提取)但總的原則是省時(shí)省力省試劑,創(chuàng)新高效成果好!具體使用什么樣的方法這就是需要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了,這里要注意就是確定提取方法之前最好先考慮清楚被提取物的相關(guān)性質(zhì)(包括極性、溶沸點(diǎn)、分子量),因?yàn)樘崛『笊婕暗饺芙、濃縮(旋蒸、氮吹或者過柱)、凈化以及檢測(cè)器的選擇過程,看是否會(huì)引起檢測(cè)物質(zhì)的損失!消解過程主要是消解的完全與否和消解后回收率的情況,消解方式相對(duì)較簡(jiǎn)單:電熱板敞口消解、微波爐密閉消解、還有就是馬弗爐的干法消解。影響消解效果的主要有溫度和組合酸的選擇。

 

② 樣品的凈化這也是需要摸索和不斷試驗(yàn)的過程。對(duì)于色譜類樣品,目前相對(duì)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛且有效的方法就是固相萃取法、QuEChERS。小柱的選擇、洗脫溶劑的選擇、收集體積的確定是這個(gè)方法的關(guān)鍵。但是比較常見的小柱和溶劑組合可以通過文獻(xiàn)查得到,甚至可以通過經(jīng)銷商獲得。另外的應(yīng)用較多的就是GPC凈化,去掉油脂、蠟質(zhì)、色素等一些大分子。其他的一些過濾、離心等方法也都要配合其中。

 

(4)中期實(shí)驗(yàn)

待上述的初期實(shí)驗(yàn)摸索以后就需要更加完善的實(shí)驗(yàn)過程和條件,將整個(gè)過程規(guī)范化,并確定方法的測(cè)定低限,驗(yàn)證方法的可行性、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部以及實(shí)驗(yàn)室的精密度情況。

 

(5)審批

待一切驗(yàn)證完畢后,無論此方法能否在本實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)行,都要有一結(jié)論和數(shù)據(jù)證明,然后得到技術(shù)負(fù)責(zé)人的審批?尚械模纬蓸(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程作為技術(shù)文件進(jìn)行管理;不可行的另尋可行的方法。

 

2.計(jì)量的溯源

 

溯源是實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)工作質(zhì)控的非常重要環(huán)節(jié)。這一步為后面的不確定度的評(píng)定打好基礎(chǔ),內(nèi)容主要是:你在整個(gè)過程中所用到的儀器設(shè)備、容量器具的計(jì)量校準(zhǔn)工作,這些東西要可以溯源到儀器設(shè)備的計(jì)量或定植證書以及相關(guān)的編號(hào),比如:GB 5009.12—2010《食品中的鉛的測(cè)定》 J第一法石墨爐法中,就需要保證:鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液一帶有證書,標(biāo)明編號(hào),不確定度(或者誤差);分析天平計(jì)量證書復(fù)印件及其編號(hào),不確定度(或者誤差);移液槍一編號(hào),計(jì)量證書復(fù)印件,不確定度(或者誤差);容量瓶一計(jì)量證書復(fù)印件及其編號(hào),不確定度(或者誤差);石墨爐原子吸收光譜儀一編號(hào)、校準(zhǔn)證書。并且能夠在原始記錄中體現(xiàn)這些信息。

 

3.不確定度的評(píng)定報(bào)告

 

隨著實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)工作的深化發(fā)展,檢測(cè)過程不確定度的評(píng)定顯得尤為重要,尤其是在檢測(cè)臨界結(jié)果(檢測(cè)限、限量)。這個(gè)過程可以了解到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中所有影響最終數(shù)據(jù)的顯著因素。評(píng)定以后,如果試驗(yàn)中出現(xiàn)某些因素的變動(dòng),就容易確定對(duì)結(jié)果的影響,如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)波動(dòng),也就容易尋找到其中可能存在的原因,其評(píng)定的方式可簡(jiǎn)可詳。不確定度的評(píng)定_5 文獻(xiàn)資料也很多,可以查詢參考。

 

4.空白原始記錄設(shè)計(jì)

 

原始記錄是數(shù)據(jù)溯源的方式之一,其中相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)號(hào),儀器的資產(chǎn)編號(hào)、樣品狀態(tài)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、偏離情況等相關(guān)的信息要完善。

 

5.中英文樣本報(bào)告模板


在項(xiàng)目投入試驗(yàn)之前要確定好報(bào)告的格式,且應(yīng)該包含中英文兩種版式,其具體的內(nèi)容則需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的要求來定,但是信息要完善,用詞要縝密而且要整潔簡(jiǎn)練。

 

6.操作人員培訓(xùn)及其監(jiān)督記錄


此項(xiàng)內(nèi)容主要包含兩方面:一是項(xiàng)目開驗(yàn)后進(jìn)行操作的人員培訓(xùn)記錄以及考核原始數(shù)據(jù),考核通過方可以上崗,還可以簡(jiǎn)要說明考核的方式以及評(píng)價(jià)方式。另外也可以放入操作者的資格證書。二是項(xiàng)目開驗(yàn)以后對(duì)操作人員的監(jiān)督記錄和原始數(shù)據(jù),監(jiān)督可以采取很多方式比如:雙人比對(duì),留樣再測(cè),現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督,口頭提問、能力驗(yàn)證等等,并把這些監(jiān)督的結(jié)果形成記錄,不當(dāng)之處做以糾正,并作為下次監(jiān)督考核內(nèi)容之一。

 

7.形成受控的標(biāo)準(zhǔn)操作程序


待上述的各項(xiàng)完成之后就可以形成完善的標(biāo)準(zhǔn)操作程序,作為技術(shù)文件用于指導(dǎo)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)操作過程。要被批準(zhǔn),且有相應(yīng)的受控標(biāo)志和版本號(hào)。它的作用就是一個(gè)沒有做過此實(shí)驗(yàn)的人仍然可以按照此操作規(guī)程完成此工作,因此各方面需要詳細(xì)規(guī)定(安全、試劑含規(guī)格、儀器設(shè)備含編號(hào)型號(hào)、檢測(cè)依據(jù)、程序、具體方法、不確定度的評(píng)定、質(zhì)控計(jì)劃、監(jiān)督記錄、評(píng)價(jià)方式、陽性樣品驗(yàn)證等)。

 

8.開驗(yàn)審批記錄


此步驟是項(xiàng)目開驗(yàn)的最后一步,待上述的資料準(zhǔn)備齊全,則可以填寫項(xiàng)目開驗(yàn)審批,讓主管部門領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)可審核審批后此項(xiàng)目就可以正式投入試驗(yàn)中。

 

三、檢測(cè)工作的控制


 

1.質(zhì)量控制計(jì)劃

 

實(shí)驗(yàn)過程中很多因素都可能造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果的波動(dòng)與誤差,為了發(fā)現(xiàn)和控制檢測(cè)過程中的變化,我們需要制定定期質(zhì)量控制計(jì)劃來隨時(shí)關(guān)注可能引起數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的大的因素,內(nèi)容主要是質(zhì)量控制的時(shí)間隔和方法,并有相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)論和溯源記錄。對(duì)于方法的質(zhì)控計(jì)劃可以通過三種方式實(shí)現(xiàn):一是通過質(zhì)控樣品實(shí)現(xiàn)。二是參加能力驗(yàn)證。質(zhì)控樣品包含兩類:最可信簡(jiǎn)單的方法就是購(gòu)買有證的基準(zhǔn)或?qū)嵨飿?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。另外就是實(shí)驗(yàn)室自己做添加回收實(shí)驗(yàn)樣品(對(duì)于液體樣品更好)。比如茶葉的灰分以及重金屬元素就可以購(gòu)得相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10016 J。水中的重金屬則可以通過自己添加實(shí)現(xiàn)。所有完成的實(shí)驗(yàn)過程都要產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)告或者數(shù)據(jù)記錄。

 

2.控制圖、統(tǒng)計(jì)分析以及不確定度的優(yōu)化

 

這一步的開展要有上面一步的數(shù)據(jù)作為鋪墊,用于方法的監(jiān)控和長(zhǎng)期的質(zhì)量控制。

 

定期做質(zhì)量控制數(shù)據(jù),看相應(yīng)的結(jié)果落在怎樣的范圍內(nèi),假設(shè)可接受的數(shù)據(jù)范圍為X±2s(X為測(cè)定平均值,s為誤差值),則每次做的數(shù)據(jù)都應(yīng)落在此區(qū)間內(nèi),且隨著時(shí)間的增長(zhǎng),所有的數(shù)據(jù)應(yīng)該靠近,如果超出這個(gè)范圍則要尋找相應(yīng)的原因。這就是統(tǒng)計(jì)分析的過程,當(dāng)然有更詳細(xì)復(fù)雜的計(jì)算過程,但個(gè)人認(rèn)為沒有必要,我們重點(diǎn)看的是影響因素。隨著數(shù)據(jù)的增多我們就可以清晰的看到實(shí)驗(yàn)中哪些因素是最重要的影響因素,這就是不確定度的優(yōu)化過程,當(dāng)發(fā)現(xiàn)了這些因素之后,以后不確定度評(píng)定就只關(guān)注這些明顯因素即可。

 
編輯:songjiajie2010

 
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