《衛(wèi)生化學(xué)》課件3.衛(wèi)生化學(xué)-3分析工作的質(zhì)量保證-講課

1、第三章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證第一節(jié) 誤差及其表示方法第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證 測定方法 準(zhǔn)確、可靠 分析儀器 精密、靈敏 分析者 熟練、仔細 1. 來源、規(guī)律 2. 采取措施，減小誤差 3. 正確記錄、處理數(shù)據(jù)， 用統(tǒng)計學(xué)方法判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性誤差客觀存在誤差 衛(wèi)生分析要求：第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證誤差定義：測定結(jié)果與真值之間的差值誤差來源：測定方法、測定過程、樣品穩(wěn)定性、 數(shù)據(jù)處理等四方面一、誤差的分類及來源： 分類：隨機誤差 系統(tǒng)誤差過失誤差（一）隨機誤差(random error)：又稱偶然誤差，由分析過程中不確定的隨機因素引起的誤差。第二

2、章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證 儀器不穩(wěn)定、 示值波動 溫度、濕度 1. 產(chǎn)生原因 環(huán)境因素變化 氣流、氣壓 風(fēng)速、光線 操作的微小差異 如：取樣、稱量、讀數(shù) 2.規(guī)律與特點 規(guī)律：不具單向性（大小、正負(fù)不定）； 無限次的測定服從正態(tài)分布； 不可消除（原因不定）， 但可減?。y定次數(shù)）第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證對稱性： 正負(fù)誤差出現(xiàn)的幾率相等；單峰性：小誤差出現(xiàn)的幾率大，大誤差出現(xiàn) 的幾率?。挥薪缧裕赫`差超過 3的幾率很小(0.3%)，可忽略;抵償性：n ，正負(fù)誤差全部抵消, n, 均值越接近真值。3.減小隨機誤差方法：增加平行測定次數(shù)。特點：第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分

3、析工作的質(zhì)量保證（二）系統(tǒng)誤差（systematic error，SE） 1.特點：誤差有確定的規(guī)律（大小、方向）。 2.產(chǎn)生原因：由較確定原因引起的。 a測定方法 b儀器或試劑誤差 c操作不正確第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證 a. 測定方法誤差 如：滴定分析指示劑選擇不合適； 比色分析顯色劑選擇不合適。 減小辦法： 找原因，改正； 校正 b. 儀器或試劑誤差 如：測量前儀器沒校正； 容量瓶刻度不準(zhǔn)確； 減小辦法： 校正或維修儀器； 用純度高的試劑和高純水； 做試劑空白實驗扣除試劑誤差。 第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證 c. 操作誤差 如： 滴定管、移液管讀數(shù)不規(guī)范；

4、稱量易吸潮的藥品速度太慢； 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)干燥不完全進行稱量； 減小辦法： 不能校正，只能找出操作中存在的問題加以改進。 判斷系統(tǒng)誤差：誤差大小、正負(fù)一定。（三）過失誤差：測量時錯誤造成的剔除 器皿不潔、加錯試劑。第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證項目系統(tǒng)誤差隨機誤差產(chǎn)生原因確定因素，有時不存在不定因素，總是存在分類方法誤差、儀器與試劑誤差、操作誤差 規(guī)律單向性、重現(xiàn)性、可消除、可校正服從統(tǒng)計學(xué)規(guī)律、不可消除、不可校正，只能減小影響準(zhǔn)確度精密度減小辦法找原因改正、校正增加測定的次數(shù)準(zhǔn)確度與誤差精密度與偏差準(zhǔn)確度和精密度的關(guān)系二、準(zhǔn)確度和精密度 評價分析方法和分析結(jié)果的重要指標(biāo)第二章 分析數(shù)據(jù)

5、的處理和分析工作的質(zhì)量保證（一）準(zhǔn)確度與誤差 1.準(zhǔn)確度（accuracy）： 測定值與真值之間符合的程度 意義：反映分析方法或測量系統(tǒng)存在的系統(tǒng)誤差和隨機誤差指標(biāo) 主要取決于有無系統(tǒng)誤差。 2.表示方法： a. 絕對誤差 E=x- (x測定值， 真值) b. 相對誤差 RE=(E/) 100%第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證 X （好）X （差） （二）精密度與偏差 1.精密度(precision)： 對同一均勻樣品多次平行測定結(jié)果之間的分散程度。 意義：反映方法或測定系統(tǒng)隨機誤差大小，與隨機因素有關(guān)。 精密度好，隨機誤差小精密度差，隨機誤差大 第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)

6、量保證 2.表示方法（用偏差表示）：（1）平均偏差（average deviation）：一組測定值分散程度 各測量值絕對偏差的算術(shù)平均值（2）相對平均偏差（relative average deviation）：不同濃度水平物質(zhì)測定結(jié)果的精密度 平均偏差與測量平均值之比第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證 （3）標(biāo)準(zhǔn)偏差（standard deviation, S）：靈敏反映測定值的分散程度 1）樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差 （n1）稱為自由度，用 f 表示。 S較大突出了偏差的作用，能靈敏的反應(yīng)測量值彼此間的分散程度。 總體中抽取1個樣本，測定n次，標(biāo)準(zhǔn)偏差為：第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量

7、保證絕對偏差平方再相加 2）多個樣本測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差（合并標(biāo)準(zhǔn)偏差）： 一個總體中抽取m 個樣本，每個樣本重復(fù)測定ni次，總體標(biāo)準(zhǔn)偏差為： n1，n2，nm分別為每個樣本重復(fù)測定的次數(shù)S1，S2，Sm分別為每個樣本測定值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證 同一樣品，同一方法進行多個有限次測量（n），得到多個平均值，平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差： （3）平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差(標(biāo)準(zhǔn)誤Sx)統(tǒng)計學(xué)意義: 反映同一樣品平均值之間的分散程度。 n，平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差，隨即誤差，精密度。第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證（4）相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（ relative standard deviation, R

8、SD）表示和評價精密度最靈敏、最常用的指標(biāo)。衛(wèi)生分析要求： RSD 10%第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證例：兩組測定值，哪組數(shù)據(jù)精密度好？那種指標(biāo)表示精密度敏感？ A 2.9 2.9 3.0 3.1 3.1 B 2.8 3.0 3.0 3.0 3.2 所以，S 和 RSD 表示精密度敏感第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證（三）精密度和準(zhǔn)確度關(guān)系 A 精密度、準(zhǔn)確度均好 B 精密度好、準(zhǔn)確度差些（系統(tǒng)誤差） C 精密度差、準(zhǔn)確度差（系統(tǒng)誤差、隨機誤差） D 精密度很差、結(jié)果不可信（隨機誤差很大）ABCD第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證準(zhǔn)確度和精密度的關(guān)系: 精密度好

9、不一定準(zhǔn)確度高； 精密度好是保證準(zhǔn)確度高的先決條件； 克服了系統(tǒng)誤差，也控制好隨機誤差，才能做到既準(zhǔn)確，又精密。精密度反映隨機誤差的大小準(zhǔn)確度反映系統(tǒng)誤差與隨機誤差的總的大小。 第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證第二節(jié)分析數(shù)據(jù)的處理第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證一、有效數(shù)字及其運算原則（一）有效數(shù)字（significant digit）第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證定義：實際測量中能夠測量到的有實際意義的數(shù)字。末位是估讀數(shù)字，（包括0） 2.3 2.30 2.300 如何確定有效數(shù)字的位數(shù)？ 根據(jù)儀器的精度。用最小刻度為0.1 mL的滴定管滴定時，下列哪個讀數(shù)是

10、正確的？ 25.4mL，25.435mL，25.43mL反映測量的精密程度 “0”的雙重意義： 表示有效數(shù)字和定位作用 如： 0.06050 四位有效數(shù)字 以“0”結(jié)尾的整數(shù)：根據(jù)所測準(zhǔn)確度改寫成指數(shù)形式： 如：25000 2.5104（2位有效數(shù)字） 2.50104（3位有效數(shù)字）定位有效數(shù)字0.03040.0093940.14003.0487.40判斷：第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證（二）有效數(shù)字的修約規(guī)則擬舍去部分小于5時舍去擬舍去部分大于5時進一擬舍去部分等于5時末位雙留“四舍六入五單雙”五后非零則進一，五后為零視奇偶五前為奇則進一，五前為偶則舍棄。注意：只能對數(shù)字進行一次

11、性修約如：0.37456 ， 0.3745 均修約至三位有效數(shù)字如：6.549， 2.451 一次修約至兩位有效數(shù)字0.3740.3756.52.5第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證練習(xí)：修約成2位有效數(shù)字：2.345 mg和1.252 mg是？修約成3位有效數(shù)字：0.3044，5.327，2.3455，2.385，6.575第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證（三）有效數(shù)字的運算原則1. 加減運算以小數(shù)點后位數(shù)最小的為準(zhǔn)。計算時先將各數(shù)據(jù)修約至比小數(shù)點后位數(shù)最少者多保留一位小數(shù)。 例：計算0.0450+32.14+2.1255 =？ 修約為：0.045+32.14+2.126

12、= 34.311，記錄34.31 再例如：50.1+1.45+0.5812 =? 修約為：50.1+1.45+0.58 = 52.13 ，記錄52.1 2. 乘除運算以有效數(shù)字位數(shù)最少的為準(zhǔn)。 例：計算0.012125.641.05782=? 修約為：0.012125.641.068=0.331340592，記錄0.331 再例：計算2.50462.0051.52=? 修約為：2.5052.0051.52=7.634238，記錄7.63 首位為8和9時，有效數(shù)字可以多計一位 例：0.937，可視為四位有效數(shù)字第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證3.乘方或開方保留有效數(shù)字位數(shù)不變。 例如：

13、6.542=42.8 4.對數(shù)或反對數(shù)對數(shù)尾數(shù)的位數(shù)應(yīng)與真數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)相同。 例如：第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證二、可疑數(shù)據(jù)的取舍可疑值（離群值）明顯偏離的測量值 除確定是由于過失所造成的可疑值可以舍棄外，可疑值是否要保留,應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)的方法來判斷，不能任憑主觀意愿決定取舍。Q檢驗法格魯布斯（Grubbs）法 設(shè) 為可疑值，按下式求統(tǒng)計量Q，Q稱為舍棄商。Q檢驗法此法是將數(shù)據(jù)從小到大排列，如：極差可疑值與最臨近值之差若 QQ表，舍棄 QQ表，保留Q表與置信度和測量次數(shù)有關(guān)，如表所示。Q 值 表 測定次數(shù)n345678910置信度90%(Q0.90) 0.940.760.640.

14、560.510.470.440.4196% （Q0.96） 0.980.850.730.640.590.540.510.4899% (Q0.99)0.990.930.820.740.680.630.600.57Q檢驗法將數(shù)據(jù)從小到大排列，如：X1為可疑值：Xn為可疑值：格魯布斯（Grubbs）法若 TT表，舍棄 TT表，保留 此法用到正態(tài)分布中反映測量值集中與波動的兩數(shù) X 和 S，因而可靠性較高。 T表值與測定次數(shù)和顯著性水準(zhǔn)有關(guān)，如表所示。Ta,n值表測定次數(shù), n顯著性水平測定次數(shù), n顯著性水平0.050.0250.010.050.0250.01 31.151.151.15 82.03

15、2.132.22 41.461.481.49 92.112.212.32 51.671.711.75 102.182.292.41 61.821.891.94 152.412.552.71 71.942.022.10 202.562.712.88格魯布斯（Grubbs）法三、平均值的置信區(qū)間 平均值與真值的關(guān)系 用樣本研究總體時，樣本均值x并不等于總體均值，但可以肯定，只要消除了系統(tǒng)誤差，在某一置信度下，一定存在著一個以樣本均值x為中心，包括總體均值 在內(nèi)的某一范圍，稱為平均值的置信區(qū)間。其大小取決于測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差S、測定次數(shù)n和置信度t的選擇，置信區(qū)間愈小，平均值 愈接近總體平均值 。第二章

16、 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證置信度與顯著水平 例：對人尿中含銅量平行測定了四次，平均值為0.0087%。己知標(biāo)準(zhǔn)誤差=0.0022，下面有三種結(jié)果報告：有68.3%把握認(rèn)為尿液中銅含量的真值落在0.00870.0011（%）范圍內(nèi)。有95.5%把握認(rèn)為尿液中銅含量的真值落在0.00870.0022（%）范圍內(nèi)。有99.7%把握認(rèn)為尿液中銅含量的真值落在0.00870.0033（%）范圍內(nèi)。置信系數(shù) t顯著性水平（）：在上面三個區(qū)間外的概率稱為顯者性水平。 置信度（P）置信度（P）與顯著性水平（）的關(guān)系 兩者的關(guān)系為：1P 例：（顯著性水平）= 0.05時， 則 P（置信度）=1-0.0

17、5=0.95 即等于 95% 置信度的選擇應(yīng)合適 ，一般的判斷若有90%或95%把握，則以為這種判斷基本正確。 在統(tǒng)計學(xué)中通常取95%置信度。處理分析測試的數(shù)據(jù)時，也取95%的置信度。 當(dāng)然并非絕對，根據(jù)具體的情況有時也取90%或99%。四、分析數(shù)據(jù)的顯著性檢驗?zāi)康模罕容^一組測定值與標(biāo)準(zhǔn)值、不同分析方法的結(jié) 果、不同實驗室測定結(jié)果有無可比性。顯著性檢驗的方法： F檢驗法和t檢驗法（一）F檢驗法：兩組測定數(shù)據(jù)的精密度差異是否有顯著性。 查F值表，F(xiàn)計F表，兩組測定值的精密度間差異沒有顯著性。 F值大，存在顯著性差異，F(xiàn)值趨近于1，則兩組數(shù)據(jù)精密度相差不大。第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保

18、證比較兩組數(shù)據(jù)的方差S2（二）t 檢驗法第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證在實際工作中，往往會遇到對標(biāo)準(zhǔn)或純物質(zhì)進行測定時，所得到的平均值與標(biāo)準(zhǔn)值不完全一致；或者采用兩種不同的方法或不同分析人員對同一試樣進行分析時，兩組分析結(jié)果的平均值有一定差異；這種差異是由偶然誤差引起的，還是系統(tǒng)誤差引起的？這類問題在統(tǒng)計學(xué)中屬于“假設(shè)檢驗”。如果分析結(jié)果之間存在“顯著性差異”，就認(rèn)為它們之間有明顯的系統(tǒng)誤差；否則就認(rèn)為沒有系統(tǒng)誤差，純屬偶然誤差引起的，認(rèn)為是正常的。1.測量平均值與標(biāo)準(zhǔn)值的比較：（1）根據(jù)一組測量值計算出測量平均值（X）和標(biāo)準(zhǔn)偏差(S)；（3）查表，比較t計t表，差異有顯著性；否則

19、，不存在。2.兩組測量平均值的比較：（1）對兩組測量值進行F檢驗，方法同前。（2）經(jīng)F檢驗，若兩組測量值的精密度之間差異無顯著性時，即（3）選定置信度，查t值表，f=n1+n2-2。若 t計t表，兩組值差異無顯著性。第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證n1 s1 n2 s2 例：兩種方法測定某樣品結(jié)果如下，問兩方法之間是否存在顯著性差異(P=90%)?n1=3 （1.26% 1.25% 1.22%）n2=4 （1.35% 1.31% 1.33% 1.34%）第三節(jié) 分析工作的質(zhì)量保證第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證 質(zhì)量保證（quality assurance）： 減少分析誤差

20、，控制分析質(zhì)量。 內(nèi)容：質(zhì)量控制（quality assurance）：對分析過程質(zhì)量控制，減小分析誤差。質(zhì)量評價(quality evaluation )：對結(jié)果質(zhì)量評價，使分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠。第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證一、分析工作的質(zhì)量控制質(zhì)控定義：指使測量質(zhì)量達到預(yù)期要求，應(yīng)采取的措施。（一）具體措施：1.嚴(yán)格實驗室的各項規(guī)章制度2.實驗人員的技術(shù)培訓(xùn)3.測定方法的選擇與評價4.制定和執(zhí)行分析全過程質(zhì)量控制的具體措施第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證（二）測定方法評價的重要指標(biāo)1、準(zhǔn)確度：反映方法或測定系統(tǒng)中？大小的綜合指標(biāo)，其決定方法的可靠性。 評價方法：1）用標(biāo)

21、準(zhǔn)物質(zhì)評價 2）用加標(biāo)回收率評價（最常用） 3）與標(biāo)準(zhǔn)方法對照評價第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證系統(tǒng)誤差和隨機誤差2）加標(biāo)回收率評價：向樣品中加入一定量待測物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)， 衛(wèi)生分析要求：加標(biāo)回收率85% 110% 2、精密度： 檢驗什么誤差的大??？指連續(xù)測定（日內(nèi)）和重復(fù)測定（日間）的精密度。 日內(nèi)精密度同一天連續(xù)測定（n = 6） 日間精密度重復(fù)測定 (連續(xù)6天，n = 6） 方法: 線性范圍內(nèi)選高、中、低三種濃度樣品，測定后計算RSD。 食品分析要求： RSD 10%隨機誤差。3、檢出限：某一特定分析方法，在給定置信水平內(nèi)，從樣品中定性檢出待測物的最小濃度或最小量。 可根據(jù)空白試

22、驗的多次測定計算得到，反應(yīng)測量系統(tǒng)的質(zhì)量水平。 規(guī)定：1）分光光度：扣除空白值后A=0.02，對應(yīng)濃度或量為檢出限 2）GC： 產(chǎn)生2倍噪聲水平信號的待測物濃度或量第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證4、工作曲線的線性范圍和靈敏度 配標(biāo)準(zhǔn)系列 X c1 c2 c3 c4 c5 (用待測物純品配制） 測定 Y A1 A2 A3 A4 A5 A Ax Cx C繪制曲線:繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線 試樣分析 相同條件下測樣品，得 AX在工作曲線上查cX 用線性回歸法求直線方程 y = a + bx x自變量 y因變量 a截距； b斜率（靈敏度S） r 相關(guān)系數(shù)（r 接近1，曲線線性關(guān)系好。） 第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作的質(zhì)量保證線性范圍： 待測物濃度或量與測量值呈線性關(guān)系的濃度（或量）的范圍。 應(yīng)在此范圍內(nèi)測定樣品。 方法的線性范圍越寬，可測量的濃度范圍越寬二、分析工作的質(zhì)量評價（一）質(zhì)量評價內(nèi)容1.實驗室內(nèi)的質(zhì)量評價： a. 空白試驗與檢出限 b.工作曲線線性關(guān)系 c. 分析工作的精密度，準(zhǔn)確度 d.儀器誤差和操作誤差檢驗2.實驗室間的質(zhì)量評價：檢查各實驗室間是