統(tǒng)計(jì)技術(shù)在原子吸收分光光度法檢測過程控制中的應(yīng)用

周建敏，曹鳳習(xí)

（河北省石家莊市食品藥品檢驗(yàn)所，河北 石家莊 050031）

在實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理中，強(qiáng)調(diào)各個(gè)過程，特別是關(guān)鍵過程應(yīng)處于受控狀態(tài)。但受控不等于沒有變異，即使在相同條件下，每次測量也不會得到完全相同的結(jié)果，所以變異是客觀存在的。變異不是雜亂無章的，有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，統(tǒng)計(jì)技術(shù)正是發(fā)現(xiàn)此規(guī)律并控制它的手段[1]。檢測過程中測量數(shù)據(jù)的分布即具有波動性，又都是按照一定規(guī)律分布的，其原因有兩個(gè)：一是偶然因素（又稱一般因素），這類因素是過程固有的并始終存在的，其影響較輕微且難以去除，其引起的波動在定量測定中常呈正態(tài)分布；二是系統(tǒng)因素（又稱異常因素），這類因素不經(jīng)常存在，對檢測結(jié)果影響較大，其原因可以找到并去除，其引起的波動不呈正態(tài)分布[2]。1942年休哈特（Shewhart）博士根據(jù)這一特點(diǎn)，將統(tǒng)計(jì)學(xué)原理引進(jìn)質(zhì)量管理中，首創(chuàng)了統(tǒng)計(jì)過程控制（簡稱SPC）理論。統(tǒng)計(jì)過程控制的常用工具就是控制圖，亦稱SPC圖。筆者將控制圖[3]應(yīng)用于原子吸收分光光度法測量中，通過分析控制圖中測定數(shù)據(jù)的分布，從偶然因素引起的波動中發(fā)現(xiàn)異常因素引起的波動，及時(shí)“報(bào)警”，以采取糾正或預(yù)防措施，達(dá)到控制檢測過程的目的。

1 儀器及試藥

CPA225D型電子天平（Sartorius公司）；AA－7000型原子吸收分光光度計(jì)（Shimadzu公司）；MARS5型微波消解爐（CEM公司）。鉻單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心，批號為GBW08614 10081，濃度為 1 000 μg ／mL）；硝酸（MERCK 公司，優(yōu)級純）。

2 方法與結(jié)果

2．1 測定方法

按照2010年版《中國藥典（二部）》明膠空心膠囊項(xiàng)下鉻的檢測方法測定。

2．2 溶液制備

精密量取鉻單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液0．1 mL，置100 mL容量瓶中，加2%硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻，制成鉻標(biāo)準(zhǔn)貯備液；臨用時(shí)，精密量取鉻標(biāo)準(zhǔn)貯備液適量，分別用2%硝酸溶液稀釋成每1 mL含鉻分別為 4，10，20，30，40 ng的對照品溶液。精密量取鉻標(biāo)準(zhǔn)貯備液1 mL，置消解罐中，加硝酸5 mL，混勻，置微波消解爐中，依法操作，用2%硝酸溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶中，制成含鉻20 ng／mL的溶液，作為質(zhì)控溶液。

2．3 標(biāo)準(zhǔn)曲線及質(zhì)控溶液測定

取對照品溶液與質(zhì)控溶液，以石墨爐為原子化器，照原子吸收分光光度法，在357．9 nm波長處測定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算質(zhì)控溶液質(zhì)量濃度。

2．4 質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)采集

按照上述方法，每天測量4次（子組大小），連續(xù)測量25 d（子組數(shù)），獲得一組以質(zhì)控溶液濃度（X）為質(zhì)量特征統(tǒng)計(jì)量的質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)，將這些質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)按時(shí)間順序排列，計(jì)算出均值 X和極差R，結(jié)果見表 1。

表1 質(zhì)控溶液測定數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

本例樣本大小 n＝4，從《常規(guī)控制圖》[3]中可查得計(jì)算控制限的系數(shù)：A2＝0．729，D3＝0，D4＝2．282。

2．5 極差控制圖（R圖）的繪制及判穩(wěn)

R圖控制限的計(jì)算：將2．4中查得的系數(shù)代入《常規(guī)控制圖》[3]控制限公式，得到中心線 CL＝R＝0．91；上控制線 UCL＝D4R＝2．08；下控制線 LCL＝ D3R ＝0。

R圖的繪制及判穩(wěn)：點(diǎn)繪 R圖，見圖1。與控制限進(jìn)行對比，檢查上述數(shù)據(jù)點(diǎn)無失控點(diǎn)，亦不存在異常模式或趨勢，表明過程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，即可認(rèn)為過程的離散程度（組內(nèi)變差）是穩(wěn)定的。

圖1 極差控制圖

2．6 均值控制圖(X圖)的繪制及判穩(wěn)

X圖控制限的計(jì)算：將2．4中查得的系數(shù)代入《常規(guī)控制圖》[3]控制限公式，得到中心線 CL＝X＝19．67；上控制線 UCL＝X＝A2R ＝20．33；下控制線 LCL＝ X － A2R ＝19．01。

X圖的繪制及判穩(wěn)：點(diǎn)繪 X控制圖，見圖2。與控制限進(jìn)行對比，檢查各數(shù)據(jù)點(diǎn)無失控，亦不存在異常的模式或趨勢，確定過程的位置不隨時(shí)間而變動，可認(rèn)為過程的組間變差是穩(wěn)定的，處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)。

圖2 均值控制圖

2．7 控制圖

當(dāng) R圖與 X圖均判穩(wěn)后，將 R圖與 X圖聯(lián)合運(yùn)用，延長 X－R圖的控制線，作為控制用控制圖，進(jìn)行日常管理。

3 討論

當(dāng)為某檢驗(yàn)過程最初建立控制圖時(shí)，常會發(fā)現(xiàn)此過程當(dāng)時(shí)未處于受控狀態(tài)。根據(jù)這種失控過程的數(shù)據(jù)計(jì)算出的控制限會導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。因此，在固定的控制圖參數(shù)建立之前，有必要重復(fù)“識別－糾正－重新計(jì)算”程序。根據(jù)已識別的可查明原因，從 R圖中剔除了任何一個(gè)子組，同時(shí)也應(yīng)該從 X圖中將其除去，再利用修正過的 R和 X值重新計(jì)算控制限。

當(dāng)用來建立控制限基準(zhǔn)值的初始數(shù)據(jù)全部包含在試用控制限內(nèi)時(shí)，則在未來時(shí)段內(nèi)延長當(dāng)前時(shí)段的控制限。這些控制限將用于當(dāng)前過程的控制。使用人應(yīng)對 R圖或 X圖中任何失控狀態(tài)信號做出反應(yīng)，并應(yīng)立即采取行動。

控制圖就是通過對檢測過程質(zhì)量特性值進(jìn)行測定、記錄、評估，從而檢查該過程是否處于控制狀態(tài)的一種用統(tǒng)計(jì)方法設(shè)計(jì)的圖。用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對檢測過程質(zhì)量進(jìn)行控制，建立并保持檢測過程處于可接受且穩(wěn)定的水平，可以早期發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)采取措施，確保檢測結(jié)果數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國實(shí)驗(yàn)室國家認(rèn)可委員會．實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可與管理基礎(chǔ)知識[M]．北京：中國計(jì)量出版社，2003：102 －113．

[2]李發(fā)美．分析化學(xué)[M]．第7版．北京：人民衛(wèi)生出版社，2003：7－27．

[3]國家藥典委員會．中華人民共和國藥典（二部）[M]．北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2010：1 204．