医学专题药品检验测量不确定度评定-粟晓黎(中检所)

1、2021/7/20 星期二1药品检验测量不确定度评定中国药品生物制品检定所 粟晓黎2021/7/20 星期二2主要内容：一、什么是不确定度 二、为什么要评定不确定度三、评定程序及来源分析四、评定方法要点 五、评定中应注意的问题六、举例2021/7/20 星期二3主要内容：一、什么是不确定度 二、为什么要评定不确定度三、评定程序及来源分析四、评定方法要点 五、评定中应注意的问题六、举例2021/7/20 星期二4一、什么是不确定度认可机构校准机构检测机构行政管理机构执法审判机构认识：2021/7/20 星期二5一、什么是不确定度执法审判机构行政管理机构检测机构校准机构认可机构需要：2021/7/

2、20 星期二6一、什么是不确定度公正可靠质量认可目的：2021/7/20 星期二7一、什么是不确定度 中华人民共和国计量技术规范测量不确定度评定与表示（JJF1059-1999）测量不确定度定义：表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。此参数可以是标准差或其倍数，或说明了置信水准的区间的半宽度，其值恒为正值。2021/7/20 星期二8早期其他指南规范1993年，测量不确定度表示指南（缩写为GUM），以7个国际组织的名义由ISO出版。2002年，中国实验室国家认可委员会:CNAL/AG07化学分析中不确定度的评估指南。等同采用EURACHEM（欧洲分析化学中心）和CITAC联

3、合发布的指南文件测量中不确定度的量化第二版1991年制订了JJG（中华人民共和国计量检定规程）102791测量误差及数据处理（试行）。一、什么是不确定度2021/7/20 星期二9中国合格评定国家认可委员会关于不确定度 近期文件实验室认可应用准则： CNAS-CL07：2006测量不确定度评估和报告通用要求（2007 年第1 次修订） 07-4-16发布， 07-4-30实施。 原文件：CNAS-CL07：2006测量不确定度评估和报告通用要求， 06-6-1发布 06-7-1实施2021/7/20 星期二10中国合格评定国家认可委员会关于不确定度近期件实验室认可指南：CNAS-GL05：20

4、06测量不确定度要求的实施指南（2007 年第1 次修订）07-4-16发布 07-4-30实施。 原文件：CNAS-GL05：2006测量不确定度要求的实施指南06-6-1发布， 06-7-1实施。CNAS-GL06：2006化学分析中不确定度的评估指南06-6-1发布 06-7-1实施。Suxiaoli 2010-511 一、什么是不确定度CNASGL06化学分析中不确定度的评估指南Guidance on Evaluating the Uncertaintyin Chemical Analysis中国合格评定国家认可委员会二六年六月2006 年06 月01 日发布 2006 年07 月01

5、 日实施112021/7/20 星期二2021/7/20 星期二12常用术语（一）测量不确定度： 表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。 1 合理reasonably，是指在统计控制状态下（statistical control）的测量才能称之为合理的。所谓统计控制状态就是一种随机状态，即处于重复性条件下或复现性条件下的测量状态。一、什么是不确定度2021/7/20 星期二13 2 分散性Dispersion指测量结果的分散性，即为一个量值区间，可以是某一个概率包含可能得到的测量结果。 3 相联系associated with，更确切的翻译应为“与一起”。表明，不确定度是和

6、测量结果一起，用来表明在给定条件下对被测量进行测量时,测量结果所可能出现的区间。一、什么是不确定度常用术语2021/7/20 星期二14误差指被测量的单次结果和真值之差。误差是一个理想的概念，不能被确切地知道。只是对当次测定数值给出的范围。不确定度是测量结果的分散性的定量表达，以一个区间的形式表示。对一个分析过程和所规定的样品类型，其已评估的不确定度评定结果，可适用于其所限定的所有测量值。 测量误差与测量不确定度从定义、评定方法、合成方法、表达形式、分量的分类等方面均有区别。一、什么是不确定度不确定度和误差有什么不同2021/7/20 星期二15误差和不确定度对比表不同点误差不确定度量的定义测

7、量结果减真值测量结果的分散性、分布区间的半宽。与测量结果的关系针对给定测量结果不同结果误差不同合理赋予被测量之值均有相同不确定度。不同测量结果，不确定度可以相同。与测量条件的关系与测量条件、方法、程序无关，只要测量结果不变，误差也不变。条件、方法、程序改变时，测量不确定度必定改变而不论测量结果如何。表达形式差值，有一个符号：正或负标准偏差（或其倍数）；置信区间的半宽；恒为正值分量的划分按出现于测量结果中的规律分为随机误差与系统误差。按评定的方法划分为A类和B类。两类不确定度分量无本质区别。分量的合成代数和方和根，必要时引入协方差置信概率不存在通常95%，如需要其他可以给出极限值一般存在从分布理

8、论上说，一般不存在与分布的关系无一般有关一、什么是不确定度声明最佳检测能力的参数标明检测质量的参数数据可信度数据溯源性数据分散性结果区间值2021/7/20 星期二16一、什么是不确定度2021/7/20 星期二17主要内容：一、什么是不确定度 二、为什么要评定不确定度三、评定程序及来源分析四、评定方法要点 五、评定中应注意的问题六、举例2021/7/20 星期二18二、为什么要评定不确定度（一）行业管理（二）社会公平2021/7/20 星期二19二、为什么要评定不确定度 CNASCL01检测和校准实验室能力认可准则（ISO/IEC 17025：2005）Accreditation Crite

9、ria for theCompetence of Testing and CalibrationLaboratories中国合格评定国家认可委员会二六年六月2006 年06 月01 日发布 2006 年07 月01 日实施（一）2021/7/20 星期二20ISO/IEC 17025:2005 有关不确定度的描述4.4 要求、标书和合同的评审： 4.4.1 评审客户要求: 评审应确保有能力和资源; 对能力的评审包括测量不确定度结果二、为什么要评定不确定度（一）2021/7/20 星期二21ISO/IEC 17025:2005 有关不确定度的描述5 技术要求5.1.1 决定实验室检测的正确性和可

10、靠性的因素包括：人员、设施和环境条件、方法及方法确认、设备、测量的溯源性等。应考虑上述因素对总的测量不确定度的影响程度。二、为什么要评定不确定度（一）2021/7/20 星期二22ISO/IEC 17025:2005 有关不确定度的描述5 技术要求 5.4 检测和校准方法及方法的确认 用于确定某方法性能的技术应当是下列之一，或是其组合：根据对方法的理论原理和实践经验的科学理解，对所得结果不确定度进行的评定。二、为什么要评定不确定度（一）Suxiaoli 2010-523CNASCL07测量不确定度评估和报告通用要求General Requirements for Evaluatingand R

11、eporting Measurement Uncertainty中国合格评定国家认可委员会2006 年06 月01 日发布,2007 年4 月16 日第1 次修订,2007 年04 月30 日实施二、为什么要评定不确定度（一）232021/7/20 星期二5. 要求5.1 CNAS 在认可实验室的技术能力时，必须要求校准实验室和开展自校准的检测实验室制定测量不确定度评估程序并将其用于所有类型的校准工作，必须要求检测实验室制定与检测工作特点相适应的测量不确定度评估程序，并将其用于不同类型的检测工作。二、为什么要评定不确定度（一）242021/7/20 星期二5.2 CNAS 在认可实验室时应要求

12、实验室组织校准或检测系统的设计人员或熟练操作人员评估相关项目的测量不确定度，要求具体实施校准或检测人员正确应用和报告测量不确定度。还应要求实验室建立维护评估测量不确定度有效性的机制。二、为什么要评定不确定度（一）252021/7/20 星期二5.4 检测实验室应有能力对每一项有数值要求的测量结果进行测量不确定度评估。当不确定度与检测结果的有效性或应用有关、或在用户有要求时、或当不确定度影响到对规范限度的符合性时、当测试方法中有规定时和CNAS 有要求时（如认可准则在特殊领域的应用说明中有规定），检测报告必须提供测量结果的不确定度。二、为什么要评定不确定度（一）262021/7/20 星期二20

13、21/7/20 星期二27测量与行政执法、商业贸易、维护权益、生命安全紧密相关。许多重要的决策建立在检测结果的基础上。2. 检测结果的质量反映可靠性，体现科学性。4. 药品检验结果的质量影响用药的安全性、有效性，质量监督的公正性。必须以数据证明理解和贯彻了上述各条生存责任二、为什么要评定不确定度（二）2021/7/20 星期二28主要内容：一、什么是不确定度 二、为什么要评定不确定度三、评定程序及来源分析四、评定方法要点 五、评定中应注意的问题六、举例2021/7/20 星期二29三、评定程序及来源分析CNASGL05测量不确定度要求的实施指南Guidance on the Applicati

14、on of theRequirements for MeasurementUncertainty中国合格评定国家认可委员会2006 年06 月01 日发布，2007 年04 月16 日第1 次修订，2007 年04 月30 日实施评估的基本步骤1 识别不确定度来源操作流程2 建立测量过程的模型计算式3 逐项评估标准不确定度分量量化4 合成不确定度Uc(y)的计算分析合成5 扩展不确定度U 的计算判断适用6 报告结果条件规定2021/7/20 星期二30三、评定程序及来源分析（一）程序最新实施指南2021/7/20 星期二311 检测方法存在的偏离。对被测量的定义不完善；实现被测量的定义的方法不

15、理想。2 测量仪器的计量性能的局限性（灵敏度、分辨力、稳定性等）。测量仪器的分辨力或鉴别力不够。3 测量标准和参考物质的不确定度。赋予计量标准的值或标准物质的值不准。三 评定程序及来源分析（二）来源2021/7/20 星期二324 人员操作偏离、差异引入的分量。对测量过程受环境影响的认识不周全。对模拟式仪器的读数存在的人为偏移。5 检测过程应用的定量器具引入的分量。器皿等级，精度等。6 检测环境条件稳定性引入的分量。对环境条件的测量与控制不完善。（二）来源三 评定程序及来源分析2021/7/20 星期二33三 评定程序及来源分析（二）来源抽样或取样。取样的代表性不够，即被测量的样本不能代表所定

16、义的被测量；测量方法的重复性、复现性。（对被测量的定义不完善；计量性能的局限性；对测量过程受环境影响的认识不周全；环境条件的测量与控制不完善。）2021/7/20 星期二34三 评定程序及来源分析（二）来源称量对照品样品对照溶液溶液制备测定样品溶液对照值样品值2021/7/20 星期二35三 评定程序及来源分析（二）来源称量MsMVs1,Vs2, Vs3,Vs4溶液制备V1,V2,V3,CsC测定计算2021/7/20 星期二36MM 1M 2校准线性校准线性重复性重复性灵敏度灵敏度样品重量不确定度来源（仪器、操作）测定结果三 评定程序及来源分析（二）来源2021/7/20 星期二37样品溶液

17、体积不确定度来源（器皿、读数）V校 准温度重复性测定结果三 评定程序及来源分析（二）不确定度来源2021/7/20 星期二38对照溶液（浓度）不确定度来源：C称量m 体积V 校 准稀释校 准线性纯度校准温度测定结果三 评定程序及来源分析（二）不确定度来源2021/7/20 星期二39检测方法偏差等不完善因素回收率非均匀性复现性测定结果三 评定程序及来源分析（二）不确定度来源2021/7/20 星期二40输出量与输入量 xixjxkyy = f (xi, xj, xk, )2021/7/20 星期二41输出量与输入量 MV, CsPCC = f (Ms , Mx , Vs, Cs, Vx , P

18、s, )2021/7/20 星期二42主要内容：一、什么是不确定度 二、为什么要评定不确定度三、评定程序及来源分析四、评定方法要点 五、评定中应注意的问题六、举例Suxiaoli 2010-543四 评定方法要点各分量的分析及量化重点输出量输入量（结果Y由若干量Xi求得，按其他各Xi量的方差算得Y的标准不确定度）相对标准不确定度表示量纲432021/7/20 星期二2021/7/20 星期二4. 合成相对标准不确定度四 评定方法要点442021/7/20 星期二455. 扩展不确定度当测量结果的不确定度只用合成标准不确定度给出，置信概率太小不适用时，需要在合成标准不确定度的基础上，增加其置信概

19、率，即需计算扩展不确定度。 将合成标准不确定度乘以一个包含因子得到扩展不确定度。四 评定方法要点 通常建议使用包含因子为2。2021/7/20 星期二466.有效自由度四 评定方法要点2021/7/20 星期二47 设计电子计算表，快速完成大量计算： 使用经验的计算表 根据方法的特点设计计算表格 注意公式编制 核对计算器说明书7. 计算-报告四 评定方法要点Suxiaoli 2010-548主要内容：一、什么是不确定度 二、为什么要评定不确定度三、评定程序及来源分析四、评定方法要点 五、评定中应注意的问题六、举例482021/7/20 星期二2021/7/20 星期二49五、评定中应注意的问题

20、 可忽略的不确定度来源A类评定和B类评定方法的选用A类评定中标准差的安全因子合成标准不确定度应注意的问题包含因子的确定问题简化不确定度评定问题评定结果的应用问题结果的合格判定问题2021/7/20 星期二50五、评定中应注意的问题 (一）可忽略的不确定度来源对结果影响不大的来源,判断方法:第一方案，CNAS-GL05 2006测量不确定度要求的实施指南3.2.3条:“比最大分量的三分之一还小的分量不必仔细评估（除非这种分量的数目较多），通常只对其估计一个上限即可，重点应放在识别并仔细评估那些重要的分量，特别是占支配地位的分量上”。第二方案，所有来源的不确定度分量合成得到的合成标准不确定度uc减

21、去忽略其中一个来源的不确定度分量后，余下的分量的合成不确定度uc-1，其差值占原总数的百分比小于或等于10%，则认为此分量影响较小，可以忽略。反之则不可忽略。（uc -uc-1 ）/ uc 10% ； 可忽略（uc -uc-1 ）/ uc 10% ；不可忽略2021/7/20 星期二51 五、评定中应注意的问题 (二） A类评定和B类评定方法的选用A类-B类评定：方法不同按可靠、简单、方便原则选取 如：样品称量，电子天平，强检合格，样品稳定，读数不因人而异。则A类评定结果接近零。只按该电子天平的计量检定证书的信息，采用B类评定方法即可。2021/7/20 星期二52 五、评定中应注意的问题 (

22、三） A类评定中标准差的安全因子应用日常检验数据。受项目特性、被检验样品、条件等限制，不可能进行多次的重复性试验。试验重复性所引起的分量可靠性很差。采用“标准差安全因子”增加可靠性。如ISO/TS14253-2:1999（工件和检测结果的不确定度）中提出，在按贝塞尔公式计算出标准差s对不确定度进行A类评定时，如果自由度较小（即观察的次数n较小），为弥补由此算出的单次测量结果标准差s不可靠的缺陷，可将s乘上一个安全因子h。2021/7/20 星期二53五、评定中应注意的问题 (三）A类评定中标准差的安全因子标准差 s 与重复观测次数 n 的关系：nhnhnh27.051.481.232.361.

23、391.241.771.31012021/7/20 星期二54五、评定中应注意的问题(四）合成标准不确定度应注意的问题 在测量不确定度评定中，当全部输入量Xi是彼此独立或不相关时，检验检测结果 y（输出量Y的估计值）的合成标准不确定度uc（y）可用下式合成，即用各输入估计值xi的不确定度分量u（xi）的方和根来计算uc（y） ： 2021/7/20 星期二55五、评定中应注意的问题(五） 评定结果的应用 规范的实验室仪器、设备、人员、方法、环境、试样、管理等一切条件均应受控受控条件下评定的不确定度数据，在之后的同样条件下的检测均适用。任何条件变化需要重新评定 仪器、设备、人员、方法、环境、试样

24、、管理等与上次评定时的条件不同，即不确定度的来源发生了变化，则需要重新评定不确定度，在之后的检测中即应使用新的评定结果。 2021/7/20 星期二56五、评定中应注意的问题(六） 检测结果的合格判定合格区和不合格区因不确定度的存在而减小。合格区和不合格区的大小随测量不确定度而改变。 CNAS-GL27 声明检测或校准结果及与规范符合性的指南（中国合格评定国家认可委员会2009-09-28发布）GB/T 18779.1-2002 eqv ISO 14253-1:1998 产品几何量技术规范（GPS）工件与测量设备的测量检验 第1部分：按规范检验合格或不合格的判定规则。2021/7/20 星期二

25、57(i)结果减去扩展不确定度 U 仍在限度之上(iv)结果加上扩展不确定度U仍在限度之下(ii)结果减去扩展不确定度 U 不在限度之上(iii)结果加上扩展不确定度U不在限度之下 (ii) & (iii)需要双方附加条件用于结果断定Suxiaoli 2010-558主要内容：一、什么是不确定度 二、为什么要评定不确定度三、评定程序及来源分析四、评定方法要点 五、评定中应注意的问题六、举例582021/7/20 星期二2021/7/20 星期二59六、举例比色法含量测定不确定度评定标准规定的测量过程：1 对照品溶液的制备2 标准曲线的制备3 测定法：样品溶液 2021/7/20 星期二60六、

26、举例A类评定方案设计比色法槐花总黄酮含量测定 对照品溶液的制备：精密称取在120干燥至恒重的芦丁对照品50mg，置25ml量瓶中，加甲醇适量，置水浴上微热使溶解，放冷，加甲醇至刻度，摇匀。精密量取10ml，置100ml量瓶中，加水至刻度，摇匀，即得。 2021/7/20 星期二61六、举例A类评定方案设计比色法槐花总黄酮含量测定 标准曲线的制备：精密量取对照品溶液1ml，2ml，3ml，4ml，5ml，6ml，分别置25ml量瓶中，各加水至6ml，加5%亚硝酸钠溶液1ml，摇匀，放置6分钟，加10%硝酸铝溶液，摇匀，放置6分钟，加氢氧化钠试液10ml，再加水至刻度，摇匀，放置15分钟。以相应试

27、剂为空白，照紫外-可见分光光度法，在500nm波长处测定吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。Suxiaoli 2010-562六 、举例 A类评定方案设计 比色法槐花总黄酮含量测定标准曲线：用6组数据(Csi，Asi)计算回归方程: Asi = a + b Csi WsPsVs2Vs4Cs=(mg/ml) Vs1Vs3Vs5622021/7/20 星期二2021/7/20 星期二63六、举例 测定法：取槐米粗粉约1g，精密称定，置索氏提取器中，加乙醚适量，加热回流至提取液无色，放冷，弃去乙醚液。再加甲醇90ml，加热回流至提取液无色，转至100ml量瓶中，用甲醇少量洗涤容器，

28、洗液并入同一量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀。精密量取3ml，置25ml量瓶中，照标准曲线制备项下的方法，自“加水至6.0ml”起，同前操作，在500nm波长处测定吸光度，从标准曲线上读出供试品溶液中含无水芦丁的重量，计算含量。A类评定方案设计 比色法中药总黄酮含量测定2021/7/20 星期二64 （Ax - a）Vx3Vx1P(%) = 100% bVx2Wx1000六 、举例 A类评定方案设计比色法槐花总黄酮含量测定2021/7/20 星期二65六、 举例 因果分析图 W总校准校准灵敏度灵敏度称量允差称量允差W皮WxPRecMC27H30O16Ws校准灵敏度称量允差校准灵敏度称量允差W皮W总V

29、s1,Vs2,Vs3,Vs4,Vs5校准温度终点偏差FrepVx1,Vx2,Vx3校准温度终点 偏差PC27H30O162021/7/20 星期二66可通过A类评定方法获得的分量：1 称重的重复性2 量瓶定容的重复性 3 吸管取液的重复性 4 标准品纯度定值的不确定度5 测定方法的精密度（包括样品制备的重复性） 6 方法偏差（回收、样品及操作均匀性） 7 方法的复现性（与方法学考察不同）六 、举例 A类评定方案设计比色法中药总黄酮含量测定2021/7/20 星期二67B类评定基本方式仪器（天平、分光广度计）器皿（量瓶、吸管） 精度、规格，等级，允差，限度 环境 温度、湿度 影响、系数六 、举例

30、 B类评定分量分析Suxiaoli 2010-568B类评定数据来源：标准规定操作规程技术手册校准证书方法验证检测记录六 、举例 B类评定分量分析682021/7/20 星期二2021/7/20 星期二69六、举例 合成标准不确定度方法一计算样品含量不确定度： 以称量、稀释定容、测定操作中各器皿、仪器的不确定度来源为分量值，依据公式（1）、（2）分步计算合成不确定度。 SymbolSource of uncertaintyAverageStandard uncertaintyRelated standard uncertaintyCsstandard solution concentration28.781.544050.05365CRepeatability of curvilinear regression31.880.40060.01256Wxsample weight10.0032660.003266Vx1Dil