Контроль качества в аналитической химии

QUALITY
ASSURANCE IN ANALYTICAL CHEMISTRY

Bltaiheth Friehart and Vicki Barwick
ШС.    UK





Ihl «•гш 1$ 1 = sat     я?» M

?b * « 7 ;■
Й O s ■
John Wltey A Swm. U d

Э. Причард, В. Барвик






                КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА В АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ




Перевод с английского языка под редакцией Болдырева И. В.



ИИК'

-J :
Щ Ji^g***

Санкт-Петербург
2011

  ББК24.4
  УДК543.6
  К 66






     Э. Причард, В. Барвик
К 66 Контроль качества в аналитической химии. / Пер. с англ, под ред. И. В. Болдырева — СПб.: ЦОП «Профессия», 2011. — 320 с., ил.

     ISBN 978-5-91884-023-8
     ISBN978-0-470-01204-8 (англ.)

      Издание посвящено контролю качества работы аналитических лабораторий. Все положения и методики изложены на основе обновленных международных стандартов ISO/IEC 17025, Л? б¹15189, О 9001. Подробно описаны все этапы аналитических работ — подготовка про б, подготовка к анализу, проведение измерений, обработка данных. Описан комплексный контроль качества, включая внутрилабораюрный контроль, внешний гудит, а также аккредитацию лаборатории. Специальные разделы посвящены статистическим методам, ведению документации, валидации методик.
      Книга адресована химикам-аналитикам; специалистам лабораторий, занимающимся испытаниями веществ и материалов; экспертам органов по аккредитации, а также специалистам, осуществляющим контрольно-над'зорную деятельность в области испытаний.

ББК24.4
УДК543.6





          ea-nW. ^sjAcriW translation jrom йе        language edition published by John ff-Уеу <£ tfonsZynu'fi/.
-ВегроляЗ? й?у/ог A e <? court? cy of А e ?rcnci? tion rest? solely и?ый БРС "Professiya" <?л d i?n of А e гегрсляЗ? i£?y of John ff-tfeydt:           Not port of this bo ok may be reproduced vt anyform without the written permission
of the original copyrighfholder,John Widey& SonsLimited.

Scenpaea загцигцеНЫ. Никакая часть данной кНигиНемоокет быть еоспроизеедеНа е какой бы то Ли было форме безписЬмеННого разрешения еоадеоЬЦее аеторскихпрае.

Информация, содержащая я в данной книге, получен! из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведении и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.





ISBN 978-0-470-0 1204-8 (англ.)
ISBN 978-5-9 1884-023-8

                                         © John Wiley & Sons, Limited,2007
      ■©ЦОП «Профессия», 2011
      ©ЦОП « Преф ессия» ,2011: перевод, оф ормленне

            Оглавление


Предисловие к русс кому изданию............................................11
Предисловие к серии........................................................12
Предисловие................................................................14
Благодарность..............................................................16
Использованные сокращения, аббревиатуры и символы..........................17
Об авторах,................................................................21
ГЛАВА 1. Необходимость получения достоверных результатов...................23
   1.1. Зачем нужны аналитические работы...................................23
   1.2. Социальный н экономический урон от «неправильных анализов».........24
   1.3. Что мы понимаем под термином «качество»............................26
   1.4. Требования заказчика...............................................27
   1.5. Цель анализа.......................................................29
   Выводы..................................................................31
   Литература..............................................................31
ГЛАВА 2. Общие принщшы обеспечения качества и контроля качества...........33
   2.1. В вед ение в о беспечение качества.................................33
   2.2. Система менеджмента качества, обеспечения качества (£М) и контроля качества (£0)...............................................36
   2.3. Различные стандарты н их основные положения........................37
       2.3.1. Общие положения стандартов ZW 900 1, ISO/IEC 17025 hZW 15189.40
       2.3.2. Положения стандарта 900 1:2000...............................41
       2.3.3. Положения стандарта ISO/IEC 17025:2005.......................42
       2.3.4. Положения стандарта С 15189:2007.............................43
       2.3.5. Надлежащая лабораторная практика (G'LP)......................43
   2.4. Лучшая практика....................................................44
   Выводы..................................................................46
   Литература..............................................................46
ГЛАВА 3. Отбор проб........................................................49
   3.1. Определение терминов...............................................49
   3.2. Виды проб..........................................................53
       3.2.1. Представительная про ба......................................54
       3.2.2. Селективная проба............................................55
       3.2.3. Рандомизированная (случайная) про ба.........................55
       3.2.4. Композитная (смешанная) проба................................56
   3.3. План отбора про б..................................................56
       3.3.1. Юридические н нормативные требования.........................57
       3.3.2. Виды отбора про б............................................58

Оглавление

            3.3.2.1. Вероятностная вы борка....................................58
            3.3.2.2. Неслучайный (направленный) отбор..........................59
            3.3.2.3. Отбор проб объемных материалов...........................59
            3.3.2.4. Отбор проб для приемочного контроля......................59
   3.4. Количество про б и размер пробы.......................................60
       3.4.1. Неопределенность отбора пробы...................................61
       3.4.2. Количество первичных проб.......................................62
   3.5. Отбор субпробы (части про бы).........................................68
       3.5.1. Методики отбора субпро бы.......................................69
            3.5.1.1. Твердый материал.........................................69
            3.5.1.2. Жидкий материал..........................................71
   3.6. Транспортировка и хранение про бы.....................................71
       3.6.1. Срок хранения...................................................75
   Выводы.....................................................................76
   Литература.................................................................77

ГЛАВА 4. Подготовка к анализу.................................................79
   4.1. Выбор метода..........................................................79
   4.2. Источники методик.....................................................80
   4.3. Факторы, которые следует учитывать при выборе метода..................84
       4.3.1. Предел о бнаружения.............................................84
       4.3.2. Прецизионность..................................................85
       4.3.3. Смещенне/степень извлечения аналита.............................87
       4.3.4. Точность........................................................87
       4.3.5. Время...........................................................88
       4.3.6. Необходимое оборудование........................................88
       4.3.7. Размер пробы....................................................89
       4.3.8. Стоимость.......................................................89
       4.3.9. Безопасность....................................................90
       4.3.10 Избирательность.................................................90
       4.3.11. Сделайте свой вы бор...........................................90
   4.4. Рабочие характеристики применяемых методик............................92
       4.4.1. Рабочие характеристики выбранных методик определения аналитов...95
            4.4.1.1. Тонкослойная хроматограф ня..............................95
            4.4.1.2. Разделение методом газовой или жидкостной хроматографии..97
   4.5. Причины неправильных аналитических результатов........................98
       4.5.1. Некомпетентность................................................99
       4.5.2. Применяемая методика...........................................100
       4.5.3. Загрязнение....................................................100
       4.5.4. Помехи.........................................................100
       4.5.5. Потери и/или разложение........................................103
   4.6. Валидация методики...................................................103
       4.6.1. Избирательность................................................108
       4.6.2. Прецизионность.................................................109
       4.6.3. Смещенне/правнльность..........................................113
            4.6.3.1. Расчет параметров смещения..............................116
       4.6.4. Диапазон измерений, предел обнаружения (ZoZ¹) и предел количественного определения (ZoS)............................117
            4.6.4.1. Проверки линейности.....................................120
       4.6.5. Исследование устойчивости методики.............................122
       4.6.6. Отчет о валидации и документация...............................124
   Выводы....................................................................125

Оглавление

7

   Приложение...............................................................125
       Документирование методики ............................................125
       Список уточнений и пересмотров методики..............................125
   Литература...............................................................130

ГЛАВА 5. Проведение измерений...............................................131
   5.1. Надлежащая лабораторная практика.....................................131
       5.1.1. Преданалитическая стадия......................................132
       5.1.2. Анализ........................................................133
       5.1.3. После анализа.................................................134
   5.2. Калибровка..........................................................135
   5.3. Обеспечение метрологической прослеживаемости........................140
       5.3.1. Образцы сравнения.............................................141
       5.3.2. Химические стандарты..........................................143
            5.3.2.1. Внешняя стандартизация.................................143
            5.3.2.2. Внутренняя стандартизация..............................144
   5.4. Контроль качества...................................................148
       5.4.1. «Холостые«пробы...............................................149
       5.4.2. Образцы контроля (ОК).........................................149
       5.4.3. Повторные пробы...............................................150
       5.4.4. Слепые пробы..................................................150
       5.4.5. Химические стандарты ндобавки.................................150
   5.5. Лабораторная среда..................................................151
       5.5.1. Факторы, влияющие на качество.................................151
       5.5.2. Планировка лаборатории........................................152
       5.5.3. Размещение оборудования.......................................152
       5.5.4. Мониторинг изменений..........................................153
   5.6. О борудование, стеклянная посуда и приспособления...................153
       5.6.1. Выбор.........................................................153
       5.6.2. Пригодность...................................................155
       5.6.3. Квалификация оборудования.....................................156
       5.6.4. Очистка.......................................................158
       5.6.5. Сушка.........................................................159
   5.7. Химические реактивы и расходные материалы...........................159
       5.7.1. Класс чистоты.................................................160
       5.7.2. Маркировка....................................................162
       5.7.3. Приготовление реактивов.......................................164
       5.7.4. Манипуляции...................................................165
       5.7.5. Контейнеры....................................................165
       5.7.6. Хранение......................................................167
       5.7.7. Безопасность..................................................167
       5.7.8. Утилизация отходов............................................169
   5.8. Техническое обслуживание и калибровка оборудования..................169
   Выводы...................................................................171
   Литература...............................................................172

ГЛАВА 6. Обработка данных...................................................173
   6.1. Основы статистики...................................................173
       6.1.1. Совокупности и выборки........................................173
       6.1.2. Описание распределения данных.................................174
       6.1.3. Основные расчеты..............................................177
            6.1.3.1. Среднее................................................177

Оглавление

            6.1.3.2. Дисперсия..............................................177
            6.1.3.3. Стандартное отклонение.................................178
            6.1.3.4. О тносительное стандартное отклонение и коэф ф ициент вариации.178
            6.1.3.5. Стандартное отклонение среднего........................179
            6.1.3.6. Доверительный интервал для среднего....................180
   6.2. Контрольные карты...................................................180
       6.2.1. Карты Ш ухарта................................................181
       6.2.2. Карты скользящего среднего....................................184
       6.2.3. Карты кумулятивных сумм (.....................................186
       6.2.4. Карта размахов................................................188
   6.3. Неопределенность измерения..........................................190
       6.3.1. Процесс измерения.............................................190
       6.3.2. Понятие неопределенности......................................191
       6.3.3. Погрешности...................................................191
            6.3.3.1. Случайная погрешность..................................192
            6.3.3.2. Систематическая погрешность............................192
       6.3.4. Прецизионность ..смещение и точность..........................194
       6.3.5. Оценка неопределенности.......................................196
            6.3.5.1. Спецификация...........................................196
            6.3.5.2. Идентификация..........................................197
            6.3.5.3. Количественная оценка..................................200
            6.3.5.4. Объединение............................................204
       6.3.6. Расширенная неопределенность..................................208
       6.3.7. Использование неопределенности................................209
            6.3.7.1. Интерпретация результатов..............................209
            6.3.7.2. Улучшение качества результатов.........................211
   Выводы...................................................................211
   Литература...............................................................212

ГЛАВА 7. Бенчмаркинг вашей лаборатории......................................213
   7.1. Программы проверки квалификации.....................................214
   7.2. Организация программ проверки квалификации..........................216
   7.3. П рименение статистических методов в программах проверки квалиф икации......218
       7.3.1 Опорное значение.......................................................218
            7.3.1.1. По процедуре приготовления.....................................219
            7.3.1.2. Сертифицированные значения СЯМ.........................219
            7.3.1.3. Установленные значения (...............................219
            7.3.1.4. Согласованные значения от экспертных лабораторий.......220
            7.3.1.5. Согласованные значения от лабораторий-участников.......220
       7.3.2. Целевой диапазон..............................................221
            7.3.2.1. Заданное значение......................................222
            7.3.2.2. Прогнозный.............................................222
            7.3.2.3. Результаты совместных исследований.....................222
            7.3.2.4. Общая модель...........................................223
            7.3.2.5. Данные, полученные в раунде программы РТ...............223
       7.3.3. Оценки........................................................223
       7.3.4. Комбинация ^-индексов.........................................225
       7.3.5. Интерпретация численных оценок................................226
       7.3.6. Робастная статистика..........................................228
   7.4. Как извлечь максимальную пользуиз участия в программах РТ...................23 1
   7.5. Совместные исследования.....................................................233
   Выводы...........................................................................23 4
   Литература.......................................................................23 5

Оглавление

9

ГЛАВА 8. Документация. Управление документами................................237
   8.1. Документация.........................................................237
       8.1.1. Руководство по качеству......................................23 7
       8.1.2. Вспомогательные документы.....................................238
       8.1.3. Управление записями..........................................23 9
       8.1.4. Записи........................................................239
       8.1.5. Внесение записей..............................................240
       8.1.6. Идентификация записи..........................................241
       8.1.7. Контроль документов и записей.................................242
       8.1.8. Отчет о результатах...........................................243
       8.1.9. Копирование записей...........................................245
       8.1.10. Хранение и архивирование записей..............................245
   8.2. Мнения и толкования..................................................245
       8.2.1. Примеры ситуаций, в которых могут быть затребованы мнения и толкования...................................................246
       8.2.2. Аккредитация в части «мнений и толкований».....................247
   Выводы....................................................................248
Литература................................................................248

ГЛАВА 9- Менеджмент качества.................................................249
   9.1. Система менеджмента..................................................249
       9.1.1. Выгода от внедрения системы менеджмента качества...............25 1
       9.1.2. Типы стандартов менеджмента для лабораторий....................253
   9.2. Стандарты, доступные для лабораторий.................................255
       9.2.1. Требования надлежащей лабораторной практики (C7Z2¹)............255
            9.2.1.1. Менеджмент..............................................256
            9.2.1.2. Роль руководителя исследования..........................256
            9.2.1.3. Программа обеспечения качества..........................256
            9.2.1.4. Помещения...............................................257
            9.2.1.5. Оборудование............................................257
            9.2.1.6. Инструкции по работе с испытательным о борудованнем.....25 7
            9.2.1.7. Планирование и проведение исследования..................25 8
            9.2.1.8. Требования к компьютеризованным системам и электронным записям...........................................25 8
            9.2.1.9. Итоговый отчет.........................................261
            9.2.1.10. Сохранение данных.....................................261
            9.21.11.  Аудит.................................................261
            9.2.1.12. Сравнение с ISO/IZC 170 25:20 05......................262
       9.22. Требования ISO/IZC 17025.......................................263
            9.2.2.1. Требования к менеджменту...............................265
            9.2.22. Технические требования..................................265
       9.2.3. Требования ТУ О 900 1.........................................265
            9.2.3.1. Политика в области качества............................266
   9.3. Руководство по качеству и другая документация.......................266
   9.4. Аудит...............................................................267
       9.4.1. Ответственность за проведение внутренних аудитов качества....26 9
       9.4.2. Планирование внутренних аудитов качества......................270
       9.4.3. О бучение аудиторов...........................................271
       9.4.4. Проведение внутренних аудитов качества........................271
       9.4.5. Рамки внутренних аудитов качества.............................273
       9.4.6. Вертикальный аудит............................................274
       9.4.7. Виды несоответствий...........................................274

Оглавление

   9.5. Анализ системы менеджмента...........................................276
       9.5.1. Организация и рамки анализа менеджмента........................276
   9.6.0 тветственность персонала лаборатории за качество....................277
       9.6.1. Ответственность руководства лаборатории за качество............278
       9.6.2. О бязанности менеджера по качеству.............................278
       9.6.3. О бязанности отдельных сотрудников.............................278
   Выводы....................................................................279
   Литература................................................................279

ПРИЛОЖЕНИЯ...................................................................2X7
   Таблица критических значений двусторонних /-критериев Стьюдента...........287
   О тветы на тесты..........................................................288
       Глава 3...............................................................288
            Ответ на тест 3.1а..............................................28 8
            Ответ на тест 3.1 б.............................................28 8
            Ответ на тест 3.2...............................................28 9
            Ответ на тест 3.3................................................289
       Глава 4...............................................................289
            Ответ на тест 4.1................................................289
            Ответ на тест 4.2...............................................29 1
            Ответ на тест 4.3................................................291
       Глава 5...............................................................293
            Ответ на тест 5.1................................................293
            Ответ на тест 5.2................................................293
            Ответ на тест 5.3................................................294
            Ответ на тест 5.4................................................295
            Ответ на тест 5.5................................................296
            Ответ на тест 5.6................................................297
       Глава 6...............................................................298
            Ответ на тест 6.1................................................298
            Ответ на тест 6.2...............................................29 8
            Ответ на тест 6.3...............................................30 1
            Ответ на тест 6.4................................................302
            Ответ на тест 6.5................................................302
            Ответ на тест 6.6................................................303
       Глава 7...............................................................305
            Ответ на тест 7.1................................................305
       Глава 9...............................................................306
            Ответ на тест 9.1................................................306
            Ответ на тест 9.2................................................307
   Библиография..............................................................308
   Глоссарий терминов........................................................310
   Единицы СИ и физические постоянные........................................315
       Единицы СИ............................................................315
       Физические постоянные.................................................316
   Периодическая таблица химических элементов................................318