Kodėl terminija svarbi?
Laboratorinėse analizėse kalbos tikslumas yra toks pat svarbus kaip matavimo tikslumas. Netinkamai suprastos pagrindinės sąvokos gali lemti klaidingą rezultatų aiškinimą, akreditavimo problemas ar nesusipratimus su laboratorijos klientais.
Kai laboratorija gauna tyrimo rezultatą su verte „aptikta mažiau už nustatymo ribą“, kiekvienas komandos narys turi tiksliai suprasti, ką tai reiškia ir kuo tai skiriasi nuo „neaptikta“. Kai auditorius klausia apie pakartojamumo ir atkuriamumo skirtumą, atsakymas turi būti vienareikšmis.
Nesusipratimų pasekmės
Ne kartą yra buvę, kad klientas, tyręs tą pačią produkto partiją skirtingose laboratorijose, gavo iš pažiūros skirtingus rezultatus. Paprastai priežastis būna ne techninės klaidos, o esminiai nesusipratimai dėl to, ką ir kaip iš tikrųjų matuojame ir kaip aiškiname rezultatus ar metodo ribas.
Verifikavimas ir validavimas — panašūs, bet ne tas pats
Šie du terminai dažnai vartojami kaip sinonimai, todėl kyla painiava. Tuo tarpu jie reiškia du iš esmės skirtingus laboratorijos procesus.
Metodo verifikavimas
Verifikavimas atsako į klausimą: „Ar šis žinomas metodas mūsų laboratorijoje veikia tinkamai?“
Kai laboratorija diegia standartizuotą metodą, pavyzdžiui, ISO standartą, ji nekuria nieko naujo. Metodas jau sukurtas ir nuodugniai išbandytas. Verifikavimas — tai patvirtinimas, kad konkrečios laboratorijos sąlygomis — su jos įranga, reagentais, personalu ir procedūromis — šis metodas veikia taip, kaip tikimasi.
Verifikavimo pavyzdys
Laboratorija diegia standartizuotą spektrofotometrinį geležies nustatymo vandenyje metodą, aprašytą standarte. Ji atlieka bandymų seriją su sertifikuotosiomis etaloninėmis medžiagomis ir patikrina, ar rezultatai patenka į priimtinas ribas. Tai verifikavimas — patvirtinimas, kad žinomas metodas pas mus veikia taip, kaip turi.
Metodo validavimas
Validavimas — daug sudėtingesnis procesas, atsakantis į klausimą: „Ar šis naujas ar pakeistas metodas tinka numatytai paskirčiai?“
Validavimas atliekamas, kai laboratorija sukuria savo metodą, pakeičia esamą, taiko žinomą metodą naujos rūšies mėginiams arba naudoja metodą, kuris nėra visiškai pirmiškai validuotas. Validavimo procesas reikalauja nuodugniai ištirti visus metodą apibūdinančius parametrus ir įrodyti, kad jis atitinka reikalavimus. Pakanka jį atlikti vieną kartą, diegiant metodą; vėlesni metodo veikimo patikrinimai turėtų būti grindžiami verifikavimu.
| Aspektas | Verifikavimas | Validavimas |
|---|---|---|
| Metodo rūšis | Standartizuotas metodas, visiškai pirmiškai validuotas | Naujas arba pakeistas metodas |
| Tikslas | Veikimo patvirtinimas | Išsamus apibūdinimas |
| Apimtis | Trumpesnis procesas | Išsamus procesas |
| Parametrai | Mažiau parametrų | Visi parametrai |
Preciziškumas ir teisingumas — matavimo kokybės šerdis
Labai svarbu suprasti preciziškumo ir teisingumo skirtumą, kad būtų galima teisingai aiškinti laboratorijos rezultatus. Abi sąvokos apibūdina matavimo kokybę, tačiau visiškai skirtingais požiūriais.
Preciziškumas — rezultatų sutelktumas
Preciziškumas parodo, kiek tarpusavyje sutampa pakartotinių to paties mėginio matavimų rezultatai. Preciziškas metodas duoda arti vienas kito esančius rezultatus, net jei visi jie pasislinkę nuo tikrosios vertės.
Įsivaizduokite šaudymą į taikinį — preciziškumas yra visų šūvių sutelktumas mažame plote. Jie gali pataikyti šalia centro, bet jei yra arti vienas kito, preciziškumas didelis.
Pakartojamumas ir atkuriamumas
Pakartojamumas — tai rezultatų, gautų vienodomis sąlygomis, sutapimas: tas pats analitikas, ta pati įranga, tie patys reagentai, kuo artimesnis analizių laikas.
Atkuriamumas — tai rezultatų, gautų pakeistomis sąlygomis, sutapimas: kiti analitikai, kita įranga, kitas laikas. Tai realistiškesnis vaizdas to, ko galime tikėtis praktikoje.
Teisingumas — artumas tiesai
Teisingumas nusako, kiek matavimo rezultatas artimas tikrajai vertei. Teisingas metodas duoda rezultatus, artimus tikrajam medžiagos kiekiui mėginyje.
Grįžkime prie taikinio — teisingumas yra pataikymas į centrą. Teisingumas gali būti didelis (daugelio šūvių vidurkis yra centre), net jei pavieniai šūviai gana išsibarstę.
Keturi matavimo kokybės scenarijai
- Didelis preciziškumas ir didelis teisingumas: ideali situacija — rezultatai sutelkti ir artimi tikrajai vertei
- Didelis preciziškumas, mažas teisingumas: rezultatai artimi vienas kitam, bet sistemingai pasislinkę (sisteminė paklaida)
- Mažas preciziškumas, didelis teisingumas: rezultatai išsibarstę, bet artimi tikrajai vertei
- Mažas preciziškumas ir mažas teisingumas: chaotiški ir neteisingi rezultatai — metodui reikia įsikišimo
Aptikimo ir nustatymo ribos — kur baigiasi mūsų regėjimas
Kiekvienas analizės metodas turi savo apribojimų. Žemiau tam tikro koncentracijos lygio negalime nieko aptikti ar išmatuoti reikiamu tikrumu. Čia ir atsiranda dvi svarbiausios sąvokos.
Aptikimo riba (LOD)
Aptikimo riba — tai mažiausia medžiagos koncentracija, kurią dar galime aptikti nurodyta tikimybe (pvz., 95 %) ir atskirti nuo foninio triukšmo, tačiau negalime tiksliai išmatuoti.
Tai panašu į žiūrėjimą į žvaigždes naktį — matote labai silpną šviesos tašką ir sakote „taip, ten kažkas yra“, tačiau negalite nustatyti, kaip ryškiai jis šviečia ar kokio dydžio ta žvaigždė.
Nustatymo riba (LOQ)
Nustatymo riba — tai mažiausia medžiagos koncentracija, kurią galime ne tik aptikti, bet ir kiekybiškai išmatuoti reikiamu preciziškumu ir teisingumu.
Tęsiant palyginimą — tai ryškumo lygis, kuriam esant galite ne tik patvirtinti žvaigždės buvimą, bet ir pagrįstai tiksliai įvertinti jos ryškumą bei dydį.
Praktinis scenarijus
Pesticidų nustatymo geriamajame vandenyje metodo LOD yra 0,01 µg/l, o LOQ — 0,03 µg/l. Teisės aktuose nustatyta riba — 0,1 µg/l.
0,02 µg/l rezultatas reiškia, kad pesticidas aptiktas, tačiau jo negalima laikyti patikima kiekybine verte. Protokole turėtų būti įrašas „aptikta mažiau už nustatymo ribą“, o ne konkretus skaičius.
Tiesiškumas ir intervalas — metodo komforto zona
Metodo tiesiškumas
Tiesiškumas — tai metodo gebėjimas duoti rezultatus, tiesiogiai proporcingus analitės koncentracijai mėginyje. Paprastai tariant — padvigubinus koncentraciją, signalas taip pat turėtų padvigubėti.
Tobulas tiesiškumas yra idealas, kurio siekiame. Praktikoje visada būna nuokrypių nuo idealios tiesės. Svarbiausias klausimas: ar šie nuokrypiai pakankamai maži, kad galėtume juos priimti?
Metodo darbinis intervalas
Metodo darbinis intervalas apibrėžia medžiagos koncentracijų intervalą, kuriame metodas veikia reikiamu tiesiškumu, preciziškumu ir teisingumu. Tai metodo „komforto zona“ — sritis, kurioje galime juo pasitikėti.
Ekstrapoliavimo pavojus
Dažniausia laboratorinės praktikos klaida — ekstrapoliavimas už nustatyto metodo intervalo ribų. Rezultatas gali atrodyti logiškas, bet jo patikimumas abejotinas. Visada geriau mėginį praskiesti ar sukoncentruoti, kad jis patektų į metodo darbinį intervalą, nei rizikuoti nepatikimais skaičiavimais.
Selektyvumas ir specifiškumas — ar matuojame tai, ką manome?
Šie du terminai dažnai vartojami kaip sinonimai, nors techniškai jie apibūdina šiek tiek skirtingus tos pačios metodo savybės aspektus.
Specifiškumas
Specifiškumas — tai ideali situacija, kai signalą sukuria tik ir išimtinai mūsų analitė. Jokios kitos mėginyje esančios medžiagos nedaro įtakos rezultatui ir neduoda klaidingų rezultatų. Tai aukščiausias selektyvumo lygis.
Selektyvumas
Selektyvumas — pragmatiškesnis požiūris: metodas gali nustatyti mus dominančią analitę ar analičių grupę, esant kitoms mėginyje galinčioms būti medžiagoms.
Kaip tikrinti selektyvumą?
Laboratorija selektyvumą tikrina analizuodama mėginius su analite (teigiamas bandymas) ir mėginius be analitės, bet su galimomis trukdančiomis medžiagomis (neigiamas bandymas). Jei metodas selektyvus, neigiamas bandymas neturėtų duoti klaidingai teigiamo rezultato.
Išgava — ar gauname viską, ką pridėjome?
Išgava — vienas paprasčiausių ir intuityviausių metodo kokybės rodiklių. Ji parodo, kokią žinomo pridėtos analitės kiekio dalį procentais sugebame išmatuoti.
Kas daro įtaką išgavai?
- Nuostoliai ruošiant mėginį: ekstrakcija, garinimas, filtravimas — kiekvienas etapas gali lemti nuostolius
- Matricos poveikis: mėginio komponentai gali daryti įtaką nustatymo efektyvumui
- Analitės skilimas: kai kurios medžiagos suyra ruošiant mėginį ar analizės metu
- Sisteminės paklaidos: netinkamas kalibravimas ar trukdžiai
Priimtinos išgavos vertės
Pagrindiniams komponentams paprastai tikimės 95–105 % išgavos. Pėdsakų kiekiu esančioms analitėms priimame platesnį intervalą — 80–120 %. Šios ribos atsižvelgia į didesnius techninius sunkumus esant labai mažoms koncentracijoms.
Metodo patvarumas — ar galėsiu juo pasitikėti rytoj?
Metodo patvarumas (kartais vadinamas stabilumu ar lankstumu) nusako, kiek jis jautrus nedideliems, tyčiniams matavimo sąlygų pokyčiams.
Kodėl verta tikrinti patvarumą?
Patvarumo tikrinimas leidžia atsakyti į svarbius klausimus:
- Kuriems metodo parametrams reikia griežtos kontrolės?
- Kaip tiksliai turiu kontroliuoti temperatūrą, pH, reakcijos trukmę?
- Ar galiu atlikti nedidelių pakeitimų neprarasdamas rezultatų kokybės?
- Kas nutiks, jei kas nors vyks ne pagal planą?
Patvarumo tikrinimo pavyzdys
Metodui reikalingas pH 7,0. Laboratorija tikrina, kas vyksta, kai pH skiriasi keliomis dešimtosiomis. Jei rezultatai lieka priimtini, metodas patvarus nedideliems pH pokyčiams. Jei rezultatai gerokai pasikeičia jau pH skiriantis keliomis dešimtosiomis, pH reikia labai griežtai kontroliuoti ir jis turi būti tiksliai aprašytas procedūroje.
Matavimo neapibrėžtis
Matavimo neapibrėžtis — tai verčių intervalo, kuriame nurodyta tikimybe yra tikroji matuojamojo dydžio vertė, įvertis.
Neapibrėžties šaltiniai
Matavimo neapibrėžtis kyla iš daugelio šaltinių:
- Metodo preciziškumas (pakartotinių matavimų rezultatų sklaida)
- Su mėginiu atliekami veiksmai (mėginių ėmimas, svėrimas ir kt.)
- Etalonų ir etaloninių medžiagų teisingumas
- Įrangos parametrai (pipetės, svarstyklės, matavimo kolbos)
- Aplinkos sąlygos (temperatūra, drėgmė)
- Personalo kompetencija
- Mėginio matricos poveikis
Kodėl neapibrėžtis svarbi?
Kai laboratorija pateikia rezultatą kaip „10 mg/l ± 2 mg/l“, klientas žino, kad tikroji vertė greičiausiai yra tarp 8 ir 12. Tai leidžia jam priimti pagrįstus sprendimus, ypač kai rezultatas artimas teisės aktuose nustatytai ribai ar kokybės standartui.
Rezultatų galiojimo patvirtinimas — tyrimų kokybės užtikrinimas
Reikia pažymėti, kad įdiegti, validuoti ir verifikuoti metodai turi būti įtraukti į rezultatų galiojimo stebėsenos programą. Visi jos elementai turi būti apsvarstyti ir įgyvendinti pagal standarto PN-EN ISO/IEC 17025:2018-02 7.7 punktą.
Laboratorija turėtų reguliariai vertinti taikomų rezultatų galiojimo stebėsenos metodų veiksmingumą ir dokumentuoti šių vertinimų rezultatus. Nustačius, kad taikomos procedūros neužtikrina pakankamos kokybės kontrolės, jas reikia atitinkamai pakeisti arba papildyti.
Apibendrinimas — tinkama terminija
Metodo charakteristikų terminija nėra sausų apibrėžimų rinkinys, kurį reikia išmokti egzaminui. Tai bendra laboratorijų, auditorių, klientų ir priežiūros institucijų bendravimo kalba. Tikslus šių sąvokų vartojimas yra profesionalumo ženklas ir laboratorijos darbo kokybės garantas.
Šių terminų supratimas leidžia:
- Tinkamai projektuoti ir diegti analizės metodus
- Aiškiai informuoti apie metodų apribojimus ir galimybes
- Aiškinti rezultatus atsižvelgiant į jų neapibrėžtį
- Įvykdyti standarto ir akreditavimo reikalavimus
- Skaidrumu kurti klientų pasitikėjimą
Svarbiausia išvada
Analizės laboratorijoje neužtenka gerai matuoti — reikia ir gerai suprasti bei aiškiai perteikti, kas matuojama, kaip gerai tai daroma ir kokie yra metodo apribojimai. Būtent tai skiria profesionalią laboratoriją nuo mėgėjiško požiūrio į analizes.
Straipsnis parengtas remiantis standarto PN-EN ISO/IEC 17025:2018-02 „Bendrieji tyrimų ir kalibravimo laboratorijų kompetencijos reikalavimai“ reikalavimais ir XXVIII POLLAB 2023 simpoziume pateiktomis naujausiomis rekomendacijomis dėl validavimo, verifikavimo ir rezultatų galiojimo užtikrinimo. Turinys patikrintas dalykiniu ir kalbiniu požiūriu, kad padėtų laboratorijoms praktiškai taikyti metrologijos ir matavimo kokybės principus.