實驗室質(zhì)量控制研究論文
摘要：保證科學(xué)實驗精確度，要求在實驗的過程中，實驗人員確保規(guī)范性操作，保證實驗設(shè)備的安全使用流程以及實驗環(huán)境的穩(wěn)定等。而實驗環(huán)境的穩(wěn)定是整個科學(xué)實驗流程中最為基礎(chǔ)也是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。為確保實驗環(huán)節(jié)的嚴(yán)謹(jǐn)流暢及實驗結(jié)果的清晰準(zhǔn)確，實驗環(huán)境中實驗室的質(zhì)量控制至關(guān)重要�！秾嶒炇艺J(rèn)可準(zhǔn)則》中以條文形式明確的規(guī)定了實驗室建設(shè)和使用的詳細(xì)準(zhǔn)則。
關(guān)鍵詞：不確定度；質(zhì)量控制；統(tǒng)計模型
對于實驗室的檢驗結(jié)果，實驗室校檢人員必須認(rèn)真對待，任何實驗結(jié)果的報告都要以書面或者電子版的形式，簡潔、準(zhǔn)確的校準(zhǔn)記錄。在檢驗過程中，需要一定程度上的統(tǒng)計和評定方面的技術(shù)支持，如分析實驗室的各項數(shù)據(jù)和實驗室質(zhì)量控制中的不確定因素等。在《檢測和校準(zhǔn)實驗室能力的通用要求》中規(guī)定在實驗程序中將有效性作為校準(zhǔn)檢驗結(jié)果的重點。為此本文以測量不確定度的評價與實驗室質(zhì)量控制為出發(fā)點，簡單的闡述不確定度對實驗流程的影響。
1不確定度評估應(yīng)用于實驗室質(zhì)量控制中的必要性
在實驗過程中實驗數(shù)據(jù)分析測量誤差的存在是不可避免的，這種誤差導(dǎo)致測量結(jié)果的不完全肯定性。對測量值的不能可定程度，形成了影響實驗預(yù)期成果的不確定度。測量不確定度是為了控制實驗室的質(zhì)量，將外界對實驗結(jié)果影響力降到最低，保證實驗流程的準(zhǔn)確性，而確立的在校驗、實驗程序中有效的基本指標(biāo)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO對不確定度做出了詳細(xì)的解釋，在實驗室質(zhì)量控制中，允許對實驗結(jié)果的影響因素進行預(yù)估時出現(xiàn)一定數(shù)值范圍內(nèi)的偏差。對于實驗結(jié)果是否達到實驗前計算出的預(yù)估目標(biāo)有著巨大影響。實驗室內(nèi)影響不確定度的因素包含很多方面，按照產(chǎn)生原因來劃分，可以歸納為隨機效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度和系統(tǒng)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度兩種。按照不確定度統(tǒng)計分析方式的不同標(biāo)準(zhǔn)，不確定度可以分為A類評定、B類評定兩種類型。
2不確定度評定的標(biāo)準(zhǔn)
統(tǒng)計與測量的專家學(xué)者們不斷試圖尋找更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男g(shù)語來取代“測量誤差”這種在測量領(lǐng)域里指代范圍過于廣泛的名詞。隨機誤差的前身即偶然誤差，由于“偶然”兩字表達范圍太廣，不能明確闡釋測量誤差范圍的含義，因此被取代。同理“測量誤差”被“測量不確定度”替代，兩者含義并不是完全相等的。而不確定度評定的.劃分也有不同的類型。
2.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度
針對每種不確定度因素評定的標(biāo)準(zhǔn)差，稱為該因素對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ui;基于對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ui的評價就是標(biāo)準(zhǔn)不確定度。A類是把通過直接對觀測系列進行統(tǒng)計分析，使從有限的隨機樣本中所獲得的信息，邏輯推斷到樣本總體的分布期望值和標(biāo)準(zhǔn)差；B是采用除對觀測系列進行統(tǒng)計分析之外的其它方法和信息庫，比如已有檢測數(shù)據(jù)資料、有關(guān)儀器儀表和測量方法特性的了解和質(zhì)量控制經(jīng)驗、選擇的統(tǒng)計模型已知的概率分布估計、規(guī)范性文件所提供的重復(fù)性限r(nóng)和重現(xiàn)性限R等，來獲得的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ui。二者共同之處是，均為依托于統(tǒng)計概率分布，都使用標(biāo)準(zhǔn)差來定量表達，都具有同等意義的重要性。但是，A類評估更偏重于對某次測試過程的直接評估;而B類則還包含著實驗室為實現(xiàn)質(zhì)量控制目標(biāo)，對于某類測試任務(wù)的技術(shù)條件的基礎(chǔ)性的總體評價。顯然，若從實驗室能力質(zhì)量控制水平等方面來考察分析，B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度更有現(xiàn)實意義，因此也是實施和優(yōu)化實驗室質(zhì)量控制的重要技術(shù)途徑之一。盡管二個基本類型的方法功能是等價的，可以根據(jù)實際情況和偏愛從優(yōu)選擇。但是根據(jù)上述理由，我們傾向地認(rèn)為作為檢測和標(biāo)定實驗室的質(zhì)量控制的基本建設(shè)而言，應(yīng)該更多地注意B類的研究和應(yīng)用。因為，它在更大程度上顯示了實驗室本身的技術(shù)和經(jīng)驗積累方面的素質(zhì)高低，而不僅限于某次給出的測量結(jié)果的好壞。
2.2擴展不確定度
其實，我們給出的測試結(jié)果更多的并非簡單的直接測量量，而是通過若干個直接測量的測定值計算求得的間接測量量的數(shù)值。此時，測量的不確定度可以根據(jù)各直接測量量的方差和協(xié)方差計算出合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。它是對最后給出的檢測或標(biāo)定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差的估計值。方差是標(biāo)準(zhǔn)差的平方值，自然和標(biāo)準(zhǔn)不確定度有關(guān);而協(xié)方差是由測量這些直接量的儀器和方法之間相關(guān)性引起的方差，其值的大小與相關(guān)系數(shù)密切相關(guān)。為減小協(xié)方差分量的貢獻，在確定測試分析方案和程序時要考慮避免和解除相關(guān)，比如如果要使用同一種標(biāo)準(zhǔn)儀表測量兩個不同的間接量，那么采用二臺儀表分別測量，等等。我們常規(guī)是把合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度擴大若干倍率k(稱作包含因子，一般多取做2或3)，擴展為一定大小的區(qū)間，使得被測量的結(jié)果按一定的預(yù)期度控制在該區(qū)間上。這就是擴展不確定度，用我們熟悉的置信概率和置信區(qū)間等參數(shù)來表達。生物醫(yī)學(xué)測量中的不確定度由于協(xié)方差分量的顯著貢獻，更把測量數(shù)據(jù)的擴展不確定度的評價作為給出結(jié)果的必備部分。
3不確定度的測量過程和建模
測量不確定度時，使用設(shè)備工具是整個測量過程的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對測量結(jié)果的準(zhǔn)確性有著重要的影響。在不確定度測量工作展開之情要做好充分的準(zhǔn)備工作，以達到預(yù)期的使用效果。首先要考慮如設(shè)備的使用是否穩(wěn)定、實驗室的量程、目標(biāo)受力程度等等技術(shù)范圍內(nèi)的影響。同時，也要考慮到測量的經(jīng)濟成本是否符合實驗室的項目預(yù)算、測量設(shè)備運行時是否便利等技術(shù)范圍外的影響因素。在實驗室測量過程中計量器具不確定度的允許值必須小于或等于計量器具所引起的不確定度允許值。而后者在測量范圍內(nèi)是由實驗室質(zhì)量控制所允許的誤差或變化范圍除以三個數(shù)值的檢測能力指數(shù)得出的范圍。假定某實驗室在測定樣品的放射性濃度時，共測得四組結(jié)果，分別是(95±3)，(105±100)，(94±6)和(118±12)。如果簡單地用一般均值和標(biāo)準(zhǔn)差表示結(jié)果，則為(103±11.2)。但是如果考慮到不同標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)據(jù)組測定的不確定度是不同的，標(biāo)準(zhǔn)差越小，可信度越高，評價權(quán)重越大。如用加權(quán)平均值和加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)偏差，則最后結(jié)果為(96.5±2.5)。通過舉例可以判斷出準(zhǔn)確的建模可以有效的減少在測量不確定度構(gòu)成中的風(fēng)險和不必要資源損耗。在分析測量結(jié)果時善用不確定度的評估結(jié)果，有效的保障了實驗結(jié)果在最大程度上貼合實驗的預(yù)期目的，與此同時，精確地預(yù)測建模極大地儉省了實驗室人力物力資源的浪費，優(yōu)化了實驗?zāi)Ｊ�，達到了實驗室項目資源的合理配置。
區(qū)別于過去專家學(xué)者將測量范圍內(nèi)產(chǎn)生的誤差籠統(tǒng)的簡稱為“偶然誤差”這一廣泛的概念，不確定度是對分析誤差的最新研究與理解。實驗室的質(zhì)量與不確定度的數(shù)值成反比，不確定數(shù)值越低，實驗室的質(zhì)量控制程度越高，實驗成果與實驗預(yù)期值越接近；反之亦然。將不可確定度的有效評估充分運用到實驗室質(zhì)量控制的實踐中去，既可以實現(xiàn)精簡成本，達到各種使用資源的合理化配置的目的，也可以將測量范圍內(nèi)的先進技術(shù)適用于不同領(lǐng)域，實現(xiàn)跨行業(yè)技術(shù)融合，為科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展提供必要的幫助。
參考文獻
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