實驗室質量控制研究論文

摘要：保證科學實驗精確度，要求在實驗的過程中，實驗人員確保規範性操作，保證實驗設備的安全使用流程以及實驗環境的穩定等。而實驗環境的穩定是整個科學實驗流程中最爲基礎也是最爲關鍵的環節。爲確保實驗環節的嚴謹流暢及實驗結果的清晰準確，實驗環境中實驗室的質量控制至關重要。《實驗室認可準則》中以條文形式明確的規定了實驗室建設和使用的詳細準則。

關鍵詞：不確定度；質量控制；統計模型

對於實驗室的檢驗結果，實驗室校檢人員必須認真對待，任何實驗結果的報告都要以書面或者電子版的形式，簡潔、準確的校準記錄。在檢驗過程中，需要一定程度上的統計和評定方面的技術支援，如分析實驗室的各項數據和實驗室質量控制中的不確定因素等。在《檢測和校準實驗室能力的通用要求》中規定在實驗程序中將有效性作爲校準檢驗結果的重點。爲此本文以測量不確定度的評價與實驗室質量控制爲出發點，簡單的闡述不確定度對實驗流程的影響。

1不確定度評估應用於實驗室質量控制中的必要性

在實驗過程中實驗數據分析測量誤差的存在是不可避免的，這種誤差導致測量結果的不完全肯定性。對測量值的不能可定程度，形成了影響實驗預期成果的不確定度。測量不確定度是爲了控制實驗室的質量，將外界對實驗結果影響力降到最低，保證實驗流程的準確性，而確立的在校驗、實驗程序中有效的基本指標。國際標準化組織ISO對不確定度做出了詳細的解釋，在實驗室質量控制中，允許對實驗結果的影響因素進行預估時出現一定數值範圍內的偏差。對於實驗結果是否達到實驗前計算出的預估目標有着巨大影響。實驗室內影響不確定度的因素包含很多方面，按照產生原因來劃分，可以歸納爲隨機效應導致的不確定度和系統效應導致的不確定度兩種。按照不確定度統計分析方式的不同標準，不確定度可以分爲A類評定、B類評定兩種類型。

2不確定度評定的標準

統計與測量的專家學者們不斷試圖尋找更加嚴謹的術語來取代“測量誤差”這種在測量領域裏指代範圍過於廣泛的名詞。隨機誤差的前身即偶然誤差，由於“偶然”兩字表達範圍太廣，不能明確闡釋測量誤差範圍的含義，因此被取代。同理“測量誤差”被“測量不確定度”替代，兩者含義並不是完全相等的。而不確定度評定的.劃分也有不同的類型。

2.1標準不確定度

針對每種不確定度因素評定的標準差，稱爲該因素對應的標準不確定度分量ui;基於對標準不確定度分量ui的評價就是標準不確定度。A類是把透過直接對觀測系列進行統計分析，使從有限的隨機樣本中所獲得的資訊，邏輯推斷到樣本總體的分佈期望值和標準差；B是採用除對觀測系列進行統計分析之外的其它方法和資訊庫，比如已有檢測數據資料、有關儀器儀表和測量方法特性的瞭解和質量控制經驗、選擇的統計模型已知的概率分佈估計、規範性檔案所提供的重複性限r和重現性限R等，來獲得的標準不確定度分量ui。二者共同之處是，均爲依託於統計概率分佈，都使用標準差來定量表達，都具有同等意義的重要性。但是，A類評估更偏重於對某次測試過程的直接評估;而B類則還包含着實驗室爲實現質量控制目標，對於某類測試任務的技術條件的基礎性的總體評價。顯然，若從實驗室能力質量控制水平等方面來考察分析，B類標準不確定度更有現實意義，因此也是實施和優化實驗室質量控制的重要技術途徑之一。儘管二個基本類型的方法功能是等價的，可以根據實際情況和偏愛從優選擇。但是根據上述理由，我們傾向地認爲作爲檢測和標定實驗室的質量控制的基本建設而言，應該更多地注意B類的研究和應用。因爲，它在更大程度上顯示了實驗室本身的技術和經驗積累方面的素質高低，而不僅限於某次給出的測量結果的好壞。

2.2擴展不確定度

其實，我們給出的測試結果更多的並非簡單的直接測量量，而是透過若干個直接測量的測定值計算求得的間接測量量的數值。此時，測量的不確定度可以根據各直接測量量的方差和協方差計算出合成標準不確定度。它是對最後給出的檢測或標定結果標準差的估計值。方差是標準差的平方值，自然和標準不確定度有關;而協方差是由測量這些直接量的儀器和方法之間相關性引起的方差，其值的大小與相關係數密切相關。爲減小協方差分量的貢獻，在確定測試分析方案和程序時要考慮避免和解除相關，比如如果要使用同一種標準儀表測量兩個不同的間接量，那麼採用二臺儀表分別測量，等等。我們常規是把合成標準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)，擴展爲一定大小的區間，使得被測量的結果按一定的預期度控制在該區間上。這就是擴展不確定度，用我們熟悉的置信概率和置信區間等參數來表達。生物醫學測量中的不確定度由於協方差分量的顯著貢獻，更把測量數據的擴展不確定度的評價作爲給出結果的必備部分。

3不確定度的測量過程和建模

測量不確定度時，使用設備工具是整個測量過程的基礎環節，對測量結果的準確性有着重要的影響。在不確定度測量工作展開之情要做好充分的準備工作，以達到預期的使用效果。首先要考慮如設備的使用是否穩定、實驗室的量程、目標受力程度等等技術範圍內的影響。同時，也要考慮到測量的經濟成本是否符合實驗室的項目預算、測量設備執行時是否便利等技術範圍外的影響因素。在實驗室測量過程中計量器具不確定度的允許值必須小於或等於計量器具所引起的不確定度允許值。而後者在測量範圍內是由實驗室質量控制所允許的誤差或變化範圍除以三個數值的檢測能力指數得出的範圍。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準差表示結果，則爲(103±11.2)。但是如果考慮到不同標準差的數據組測定的不確定度是不同的，標準差越小，可信度越高，評價權重越大。如用加權平均值和加權標準偏差，則最後結果爲(96.5±2.5)。透過舉例可以判斷出準確的建模可以有效的減少在測量不確定度構成中的風險和不必要資源損耗。在分析測量結果時善用不確定度的評估結果，有效的保障了實驗結果在最大程度上貼合實驗的預期目的，與此同時，精確地預測建模極大地儉省了實驗室人力物力資源的浪費，優化了實驗模式，達到了實驗室項目資源的合理配置。

區別於過去專家學者將測量範圍內產生的誤差籠統的簡稱爲“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。實驗室的質量與不確定度的數值成反比，不確定數值越低，實驗室的質量控制程度越高，實驗成果與實驗預期值越接近；反之亦然。將不可確定度的有效評估充分運用到實驗室質量控制的實踐中去，既可以實現精簡成本，達到各種使用資源的合理化配置的目的，也可以將測量範圍內的先進技術適用於不同領域，實現跨行業技術融合，爲科學技術的不斷髮展提供必要的幫助。

參考文獻

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