实验室质量保证与数据准确可靠

实验室质量保证与数据准确可实验室质量保证与数据准确可靠标，也是实验室是否被社会承认、认可和使用的基础。在世界经济日益全球化的今天，为了保障贸易的高效率的进行，测量结果的相互承认，已成为全世界工商界共同的呼吁。在这种背景下，一个检测实验室的行为已不单纯地以完成多少测量任务为已任，而是应该融入全球贸易的大潮中，赢得多国、多区域甚至全球的认可。国际上推行的以ISO17025标准为基础的实验室认可已成为流行欧共体、日、美等经济发达地区合格评定政策的一部分和基础。在世界贸易发展的潮流中，一个检测实验室如果没有坚实的技术基础，没有准确可靠的数据保证，要想领取进入世界测量市场的“通行证”是难以美梦成真的。测量是一个过程，涉及到样品、人员、设备、环境、方法、数据（记录处理和报告）和质量程序每一个环节的偏差都可能导致数据的错误。数据的质量通常是根据他们的不确定度与最终用户的要求相比较的。如果数据具有一致性且小于所要求的不确定度，就认为这些数据质量合格。反之，数据过分离散或不确定度超出要求，就认为这些数据质量不合格。当然，数据质量的评价实际上是相对的，对某种情况是高质量的数据在另一种情况下就不一定能接受。实验室要保证数据满足用户的要求，必须对其准确性、可靠性有保证，而数据的准确可靠是建立在有效的质量保证体系基础上的。一、质量保证的概念每个实验室都不能保证任何测量绝对准确，要保证使用的数据可靠，数据的质量必须要有规定，既必须评价其不确定度并表达出来。质量保证程序的目的就是对这种不确定度提代统计的基础。质量保证分为互有关系的两个方面：质量控制和质量评定。两者应该是可运算和可协调的。其定义为：质量保证——是一个工作体系。它的目的是向数据的产生者或用户提供一种保证，数据以明确的不确定度满足规定的质量标准。质量控制——是一个全面的工作体系。它的目的是控制数据的质量，使它能满足用户的要求，目标是提供满意、充分、可靠、经济的质量。质量评定——是一个全面的工作体系。它的目的是提供保证，即有效地完成全面质量控制的任务它包括对数据以及体系效率的连续评价。质量控制的目的是通过精心调节使测量过程处于所要求的、稳定的、再现的状态。因此，质量控制过程十分相似于能以高度再现性生产产品的工业生产过程。一旦这一状态建立之后，就可确定准确度，识别系统误差，并可采取适当的措施来消除或补偿系统误差，进而获得所要求的数据质量。质量评价为获得必要的数据质量提供依据。典型的测量过程的质量保证如图1所示。质量控制程序用于调节并保持其系统处于统计控制状态中。在处于统计控制状态时，它可对某种样品进行无数次的测量，其某一时间内的数据即是典型样本。随后，质量评定程序用于评价所得数据的质量。对于不熟悉的样品作全面的数据评价通常是不现实的。但是，如果测量系统处于统计控制状态时，可同时测量诸如标准物质（RM）的已知测量样品，并将结果与已知值相比较，这种比较可用于评价测量系统的可靠性，并推断测量样品的质量。质量保证工作可看成为检验员T实验室-项目-程序的次序逐级上升的体系。每一层次有不同的内容和要求。检验员是测量过程控制的最接近者，检验员的责任主要是技术上的。实验室提供设备和人员，因此有监督和管理责任。项目的成功取决于上述两者，另外还取决于技术的合理性和实施正确的实验途径。项目负责人将对此负主要责任。我们可以把程序看成项目的集合体，这些项目必须作适当的表述，相互协调一致，以便管理。对此，程序的负责人将负主要责任。对于这样一个程序，所得数据的相互校准是一个主要的要求。显而易见，每个层次的质量保证步骤是不同的，应专门设计这些步骤，每个层次可看着作为上一层次的子承包者，如果他们的质量保证是适宜的，并能很好的实施，那末上一层次所需的监督或者考核是很少的。于是上面的层次就可把主要的精力花在属他们责任范围的质量保证上去。每一层次必须促使上面的层次对其的信任并提供支持其数据质量的证明。二、质量控制的技术质量控制技术包括所有引导测量过程到统计控制的操作和步骤。质量控制的基本要素如图2所示其要素排列是从一般到特殊，且每一个要素与其上面的要素有关。1、 人员的技术能力实验室人员的能力和经验是保证测量质量的首要条件。尽管现代化仪器愈来愈复杂，技术判断、经验、技巧、甚至工作人员的专业水平对于减少和保持测量变动在可接受的水平上仍是非常重要的。实验室人员必须具有与测量项目要求相当的最低能力水平。仅在测量情况大量重复时，才能把测量过程改为自动程序。随着获得大多数方法的经验后，测量能力就会提高。所以，对于具有相同仪器设备的实验室，他们的测量数据质量可能有明显差异，其测量的可靠性当然也会有很大差别。比对试验是提高和检查人员技术能力的重要手段，及时的和针对性的培训是提高人员的技术能力必要途径。（ISO/IEC导则25-1990中6.1和4・2i）2、 合适的仪器和设备典型的现代化学分析和无线电测量需要场的设备和仪器，他们的成功或失败常常可以追溯到设备和仪器的配备和使用的合理性。没有超净实验室就不可能做超痕量分析，有毒物质的测量需要有密封的场地和带消毒设实验室；抗干扰试验需要在屏蔽室或开阔场内进行。当然，仪器所处的环境也是十分重要的。简而言之，使用仪器和设备对测量结果有影响的因素主要有：正确的配备（ISO/IEC25-1990中8.1）、合适的环境（ISO/IEC导则25-1990中5.21和7・2）、配套的附件（ISO/IEC导则25-1990中8・1）、精心的调试（维护）（ISO/IEC导则25-1990中8.3和9.1）、周详的规范（ISO/IEC导则25-1990中10）。为减少仪器可能受上述因素的影响，现代许多测量系统中带有自校或自诊断软件、数据处理系统和管理系统。中力争上游，为提高测量的不确定度一些专用仪器和设备正在取代通用仪器。某种情况下，用于特殊分析的仪器尽可能需要最小的沾污和记忆效应。由于我们并不太重视这些仪器背后的因素，这就可能使得数据的生产者和用户都产生一种过分的信任感，甚至虚假的可靠概念。因此，合适的仪器和设备是必须的，但是光有产生测量数据的硬件是不够的，我们还需要有为分析有关问题而专门设计的质量保证体系及相应的其他因素支持。在测量的质量保证支持下，使用专用的仪器和设备解决复杂的测量总是的能力和可靠性不是降低而是提高了。3、 良好的实验室操作和测量操作良好的实验室操作（GLP）和良好的测量操作（GMP）包括了检测人员在完成良好的测量中所积累的经验。GLP即使不与实验室中所做的所有测量有关，也与大多数测量的通则有关。GLP在技术上是独立的，如设备的维护、记录、样品处理、试剂和标准物质的控制、附件（如玻璃器皿）的清洗等，各自在独立存在并运行。GMP是技术细节，对某些特殊的测量技术，它是GLP的延伸，也可能与GLP无关，它的内容来自于实验室人员及同行的经验。GLP与GMP的总目标是一致的，但各有不同的具体目标。应该把GLP和GMP形成文件（ISO/IEC导则25-1990中5.21和10.1），如果要得到好的测量结果，就应该在实验室中把执行GLP和GMP作为一种制度。常常会有这样一种说法：GLP和GMP是一种常识，没有必要将其作为文件。确实，在实验室所做的多工作并需要程式化，而且，把每一个步骤和操作规范都文件化几乎是不可能的。但是，要指明关键的操作，并使其最优化。发现任何操作，那怕是一步微小的操作是造成显著性的不确定度的原因时，都应成为最优化和编写文件的理由。4、 标准操作规范标准操作规范(SOP)描述所要实施的特殊的操作和方法。它包括抽样操作、样品处理、校准、测量步骤以及要重复做的任何其它的操作。这里的“标准”是指在各种场合要做的操作方法的详细内容，可以是，也可以不是由标准部门制定的方法标准。但只要能攻取标准，尽可能以标准作为我们SOP编写的基础，因为它代表了同行的意见并且为使用实验室提供了数据可比性的基础。使用SOP可以提供测量经验的连贯性，但不应盲目使用方法。在每次应用时，应考虑它的适用性。对于很少使用的方法，测量人员最好做必要的初步测量以确认方法的能力，并说明每种情况下测量过程所能达到的统计控制。5、 用于特殊目的规约一些特殊目的的规约(PSP)精确地规定了特殊测量的次序、计划或所要进行的程序。研制用于特殊目的的规约的前提是成本/效果和可靠数据所要求的一个详细的实验计划。当质量控制是主要目的时PSP要同时规定所要用的质量评价步骤。由于PSP具有质量控制和质量评价的两重性，PSP的概念、内容和步骤将另文讨论。6、检查检查广泛用于工业生产上作为质量保证的一个步骤，由于它的非定量性，对测量过程中的质量控制有很大好处。审核基本上是对出现故障或异常情况的主观调查。一个好的测量过程往往有好几处检查。对于样品，要作是否有遗漏情况发生或是否与规定的取样过程有不一致的情况。如发生这类情况，就不能接受这些样品。同时样品还需要满足物理形态或物相均匀性等方面的要求（ISO/IEC导则25-1990中11）。测量过程应对仪器（如准确度）、实验室环境、在可能接受数据之前校准的正确性等规定具体的技术指标，应检查数据的合理性及适当的计量单位表达。检查是事后的，不能控制质量，但可防止报出有缺席的或有问题的数据。需要时，好的审核程序可能需要得到额外的样品或重复测量，以此可减少可能发生的数据的差错。7、 文件提供文件是测量程序中的一个重要方面。数据要准确可靠，必须在技术上鸽是，经得起推敲。技术上的合理是必要条件，不合适的文件可能在技术方面有问题。这里的文件指的是实验室操作的成文依据和测量过程所有成文记录，包括：模型、计划、方法、校准、样品、环境、仪器和数据处理等。要在一份综合报告中将所有这些联系在一起，报告中要显示出各人方面的相互关系和数据的总结，以及对所有各方面的限制。所作出的结论应有文件充分支持。成文过程的详细情况最好写在GLP中，测量技术的数据输出的特殊要求应包括在GMP中，对于一个特殊项目或监视程序的成文要求，应要象在PSP中所有其他方面的测量程序一样仔细设计并作出详细说明。实验室中对测量结果有影响的质量文件编制和审査既要考虑其充分性，也要考虑其一致性。PSP需要指定表达数据的格式，同时确定专门和规范的报告格式。应准确地做好成文记录和数据报告。记录的真实性和完整性是对实验室诚实的考验。记录的错误在所难免，但其纠正必须符合规范，任何篡改数据迟早都会给实验室带来灾难。对测量负有责任的人都应在记录和报告上签字，以表明技术内容的准确性。8、 培训充分的教育和培训是可靠测量能力的先决条件。由于专业程序的不同，应注意培训和教育的不同。大学所受的教育并不能替代专业的、特殊的和更新的培训。没有专业的教育基础，再好的培训也难以弥补系统的知识构成。实验室程序的质量保证方面的在职培训也同样重要，应向新来的人员灌输在工作中必然用到的专门质量保证规范，对老的工作人员也应进行新的知识培训。实验室质量保证手册是质量保证培训最好的教材。三、质量评定技术实验室的质量体系与企业的质量体系最大的区别在于技术能力的要求，实验室质量体系的有效性最终体现在测量能力和其可靠性上。因此，在测量

过程中，对输出数据的质量进行技术评定是实验室质量管理的重要工作。质量评定技术是为确定输出数据的质量而对测量过程实施的监督。ISO/IEC17025标准的5.9、5．4.5.2注2（ISO/IEC导则25中5.6）、ISO10012—2给出了其评定的基本要求。图1列出了可能采用的方法，ISO5752给出了其中若干方法的具体步骤。用一组已知或未知成分的稳定样品进行重复测量得出精密度的评价。用已知特性的样品进行重复测量可得出系统误差的评价，当测量过程的统计控制被其它方法证实时，测量次数可大量减少。这些方法的核心是测量结果的重现性和再现性。根据评定技术工作完成的情况，质量评定可分为内部的和外部的。l=JIl=JI测量过程能否保持预先确认的精密度，使用内部参考样本监控是一种有效的方法。内部参考样本可由内部参考物质（IRM）（对照法）、分割样本（比较法）、标准加入样本（加标回收法）和替代样本所组成。替代样本是为了在合适的常规考核中评价测量过程精密度而采用的。所有这些样本以及质量保证样本的测量，在使用控制图时能得到最好的说明。因此，短时间内的少量测量结合以前的经验显示其统计控制，从而提高测量过程的自信心。测量方法、所使用的仪器、操作员与测量的系统误差可能存在某种联系。在内部质量控制中，采用包括两人平行试验、两仪器平行试验、使用独立的技术测量经选择的样本以及用权威法与所得到的测量结果比较等内部方法可评估系统误差。当合适的方法有效而没有诸如标准物质等外部支持的情况下，与权威法比较是比较有效的。通过外部的评价控制测量过程的质量是极重要的，它可避免内部质量控制可能有的风险，防止由于测量系统本身所带有的而内部质量评价无法发现的系统误差。有几种可提供的测量过程质量的外部证据，这些证据可确认内部质量评介的精密度并提

供系统误差的单独评价，ISO10012—2给岀了具体方法。可能美国NIST的MAP是实现这一目标的最可靠的方法，但是选择稳定的、经济的、可定度的参考标准对美国以外的大多数国家来说是困难的。另外可选择的方法包括：实验室间的统测、与其它l=j|==|1=1|==|1=]|==|实验室交换样本的互测、以及从外部得到的参考物物质（ERM）。我国国家计量研究院应研究并提供标准参考物质l=j|==|1=1|==|1=]|==|由此,我们明白：每一个实验室应该有能力估计自己测量结果的精密度,而在内部要全面、准确评价系统误差是有风险的,但完全可用外部的技术资源来达到这一目的。不论是内部的或外部的验证信息,有否不良的操作行为证据,是否存在不允许的系统误差或缺乏足够的精密度,认真地研究并采取合适的校准措施是必须的,但仅限于此是不够的。采取这些措施后,还应该进行随后的测量,以证实这些问题已得到解决。与定量分析不同的是，定性分析往往无法用控制图来鉴别其准确性，而且不能获得在检出限或灵敏度内的定性鉴别参考物质，因为在这水平上鉴别是最敏锐的问题。通常，可靠性是基于方法的已知选择性和对不存在可能干扰物的了解。分析家的知识和经验可能是决定鉴别正确性的关键因素。使用几种独立的方法来鉴别或使用同一技术的几种变更（例如不同的包谱法）对于证实被测物的定性鉴别是有用的。参考实验室的抽查无论对于被测物的核实还是保证“检出”和“未检出”问题的信心均是有益的。审查包括内部和外部的质量评定技术，审查方法有两类。系统审查由对仪器设备的系统性检查和抽查，以及遵照质量保证计划的步骤两个部分组成性能审查与在评介实验室技能的熟练程度时所使用的考核样本无关。监督网络和实验室认可机构也常常进行审查，以作为它们评价实验室内容的一部分实验室管理人员最好制定自己的审查程序，不管有没有人提出这样的要求，作事先通知和事先不通知的两种内部审查。使用内部考核样本，特别是与控制图联用，是典型的现场性能审查。应该鼓励操作员保持自己具有实时反应能力的控制图。监督人员和更高管理层可以分发样本并持有他们的控制图。监督程度应该分发控制样本并保持实时控制图，以保证网络能随时相互校准。每一层次的质量保证过程的有效性将使上一层次为监督测量过程所需的精力减少至最少程度。应以相似的方式来进行系统的审查。逐级审查可能为实施质量保证程序提供一致性并应再次使上一级机构的审查降到最低程序。系统审查可防止有缺陷的操作，而逐级审查通常仅能检出这些有缺陷的操作。四、质量保证计划1．质量保证方针尽管采用质量保证措施是没有非议的，但是，任何的质量行为不是免费的，很多场合下，质量行为受到冷落的原因是质量的成本和质量对行为人的约束。许多实验室往往制订了很多的质量保证程序，但是没有管理者的决心和责任，这种质量保证程序只是一纸空文。质量保证方针的采用和阐明是质量保证程序有效的前提。质量保证方针反映质量管理者所承担义务的程度，在这个方针的基础上，可建立并实施某个程序。该方针应该规定在实施该程序时各级管理机构的责任。2．质量保证计划事实上很多实验室都在自觉或不自觉的贯彻某种程度的质量保证。常常出现的情况是，如果过去的测量过程计划得很好，现在还需要做些什么。当然，实验室的工作人员是不会拒绝要求把工作做好的。但是，对于制度和要求，甚至他们自己规定的一些常规做法都有一种自然的抵触情绪。当制度中包括一些繁琐的或不能令人信服的要求时，实验室人员不仅怀疑这些规定的重要性，而且产生对整个程序的藐视。因此，质量保证程序必须是现实的和可操作的，同时又能为实验室人员所理解对质量保证程序的结构见图2。这些结构中越往下与专业关系越深，一个实验室的方针反映了它的基本测量思想及其追求的目标。它还将反映实验室所努力执行的服务种类和顾客对它的期望和要求。如前所述，好的实验室操作（GLP）和好的测量操作（GMP）主要介绍专门的术语和要实施的一些确定的操作方式。标准操作步骤（SOP）规定怎样做专门的测量，而用于特殊目的的规约（PSP）包括上述所有的专门测量内容。应该用产生高质量数据的普遍愿望从内部来推动实验室质量保证程序的实施，也要用对于专门题目的专门要求从外部来推进质量保证程序的实施。前者根据程序制订，通常的目标是建立质量保证手册，后者根据问题制订，要求建立题目计划。图中连接线的密度表示中心要素与正在进行的程序或专题题目之间相关的程度。正如质量保证手册所说的那样，实验室质量保证程序应该是相当全面的，以明确它能提供的大多数测量服务。为了重视它的测量活动，它也可包括用于特殊目的的规约。通常，对于从未遇到过的某种专题，特别是监视程序，需要建立用于特殊目的的规约。即使已经有了用于特殊目的的规约，在每次重复使用前还要检验它们的适用性。当实验室已经有了一个很好的质量保证程序时，对用于特殊目的的规约的建立可选择合适于该项目的要素组成，且只需对项目作较少的修改就能使它们适用于专门的程序。3．质量保证程序的建立质量保证程序的建立应该包括所有层次实验室人员。管理部门必须作出决定产生一个正式的程序和建立今后要遵循的方针。在这样做时，应该提交建立和实施质量保证程序合适的资料。通常，管理部门应指定一位负责人建立该程序的详细内容。管理部门还需要批准建立程序的各个阶段的计划，并建立监督和实施该程序的机构。负责人可以是，也可以不是委员会的主席，这取决于管理机构的规模。无论是担任或不担任主席负责人必须组织并安排工作人员研究详细细节，并依照适当的步骤取得一致同意的批准。工作人员必须提供技术上的建议和指导，特别是建立GLP、GMP和SOP时，工作人员要精确地写下这些文件的适当部分或检查其所写的部分，为使大家接受以及排除不重要和不必要的要求，需要得到全体人员的一致批准。工作人员的参加对于他们本身是一个训练机会，这可以算是建立正式质量保证程序中最重要的特点。建立程序的过程需要仔细考虑既适用于实验室内部的测量过程，又要考虑适用于现代的先进测量过程。实验室内不同小组之间和不同测量技术之间的平行测量和对比，为把所有的操作提高到最高的公共水平提供了机会。当把质量保证程序汇编成手册时，它就可与文件规定的内容一样为以后的工作提供指导。建立质量保证程序的过程不要搞得太复杂。制订程序的策划者应选好要达到的目标，以促进以后的制定工作，这包括内部方针的研究和考虑与已建立的程序有相互影响的质量保证要求。下一步是对程序中已经实施的质量保证步骤进行鉴定并整理成文。这时应该与所定的要求作比较也应与其它、其他人的经验作一番比较。再下一步是一致同意的批准，这包括内部参加者的同意、管理机构的同意、以及正式的质量保证程序所需要的外部专家小组或机构的同意（按照上述的次序进行）。

I=j

l==l质量保证程序的建立与实施同样重要。这包括实验室内所有层次的人员，并应在质量保证程序文件中明确规定每一个人员的职责。管理部门应指派一名负责质量保证的管理者代表（也可以称之为质量负责人）或质量部门监督该程序的执行情况。专职人员的责任包括制订定期审查程序，进行系统检查和提供考核参考物质常规或连续的内部能力验证。有关这类工作建议的审查和批准以及用于特殊目的的规约的建立，也可以是该专职人员或质量部门的责任。质量保证部门应该与日常管理无关，直接向最高管理者报告，以作出没有偏见的评价。I=j

l==l中间管理层（具体工作人员的直接领导者）有直接实施质量保证程序的责任。还要检查其部下工作的优缺点和是否符合质量保证程序的要求。中间管理层要提供与上述两个方面的有关的培训并作出纠正措施的决定，包括识别使测量过程造成偏离的原因。每个技术人员对出具的数据质量以及有关的实验室操作负有主要责任。应充分培训技术人员完成技术和质量保证任务的能力，技术人员常常有机会首先查出并纠正测量系统的不正常之处，所以必须训练技术人员。技术人员和监督人员都必须能辨别出正常的随机起伏和不正常的偏离。没有必要的过分校准常常会增加测量过程的标准偏差，应予重视和避免。质量保证程序应该严格强制执行，