분석화학(5) 품질보증단계_평가

1. 평가(Assessment)

1) 명시한 허용치 안에서 분석 절차가 작동되는지를 보여 주는 데이터를 수집

2) 최종 결과가 사용 목적에 부합하는지를 증명

-표준 작업 절차를 따르는 실험실: 작업은 감시하고 기록하는 매뉴얼에 따라 이루어진다.

●관리도(Control Chart): Gauss 분포에 대한 신뢰 구간의 가시적 표현

-측정값이 원하는 목표값(target value)에서 멀리 흩어질 때 경고

-관리도(Control Charts): 장시간에 걸쳐 바탕, 교정 점검, 소량 첨가한 시료 등에 여러 작업자의 수행 능력을 평가하는데 쓰일 수 있다. 관리도는 특히 다양한 매트릭스를 다루어야 할 때, 감도나 선택성을 감시할 때도 쓰인다.

-품질 관리 시료의 평균값, 시간에 따른 미지 시료 또는 표준시료의 반복 측정에 대한 정밀도 평가 도구

즉 분석 과정의 품질 평가 도구

 

●미국 환경보호국

-미국 환경보호국: 자체에 대한 품질 보증과 타 실험실의 인증에 필요한 요구사항들을 규정함.

주로 정밀도, 정확도, 바탕 시료 수, 반복 시료, 교정 점검 등을 규정

모든 규정이 충족되는지를 보여주기 위해서 서류작성이 필요

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2. 방법검증

-어떠한 분석방법이 그 의도된 목적에 부합하는지를 검증하는 과정

-방법 검증 요건: 선택성, 직선성, 정확도, 정밀도, 범위, 검출한계, 정량한계, 안정성

 

(1) 선택성(Selectivity)

정의: 어떠한 분석 방법이 시료 속에 있는 모든 것들로부터 분석 물질을 구별해낼 수 있는 정도

대표적인 방법: 크로마토그래피(Chromatography)

 

(2) 직선성(Linearity)

정의: 교정 곡선이 얼마나 한 직선을 잘 따르는지에 대한 척도

흔히 직선성의 척도는 상관 계수(Correlation coefficient)의 제곱, R제곱으로 나타낸다.

 

(3) 정확도(Accuracy)

정의: 참값에 가까운 정도

cf) 정확도 표시하는 방법

-미지 시료와 매트릭스가 유사한 표준 기준 물질을 분석한다.

-두 가지 이상의 다른 방법으로 결과를 비교한다. 예상되는 정밀도 내에서 일치해야 한다.

-분석 물질을 소량 첨가한 바탕 시료를 분석한다. 미지 시료와 매트릭스가 같아야 한다.

-미지 시료와 매트릭스를 같게 만들지 못할 경우에는 미지 시료에 분석 물질의 표준물질 첨가법을 사용해야 한다.

 

(4) 정밀도(Precision)

정의: 결과의 재현성, 일반적으로 표준편차나 평균 불정확도, 또는 신뢰구간으로 나타냄

cf) 정밀도에 대한 두 개의 큰 부류는 반복성과 재현성이다.

반복성(Repeatability): 한 사람이 한 가지 방법을 이용하여 동일한 시료를 동일한 방법으로 여러 번 분석할 때 얻어진 결과의 폭

재현성(Reproducibility): 서로 다른 사람이 서로 다른 실험실에서 동일한 분석 절차를 따라 각각 다른 기기를 사용하여 분석하였을 때 얻어진 결과의 폭

 

(5) 범위(Range)

정의: 직선성, 정확도, 정밀도가 모두 수용될 수 있는 농도 구간, 즉 명세서를 만족시키는 농도 구간

선형 범위: 교정 곡선이 선형인 농도 범위

동적 범위: 측정 가능한 감응이 있는 농도 범위

 

(6) 검출 한계와 정량 한계(Detection Limit and Limit of Quantitation)

정의: 바탕과 크게 다르다고 구분되는 분석 물질의 최소량

분석 물질의 농도가 검출한계에 있다면, 분석 물질을 포함한 시료를 검출하는데 신뢰성은 단지 50%라는 것이다.

정량한계: 신호가 잡음의 10배 또는 합리적 정확도로 측정 가능한 최소 농도

정량 한계=10s/m=10/3 X 검출한계

(7) 보고 한계(Reporting Limit)

-규제법상 제시된 농도보다 분석 물질의 농도가 낮다면 '검출되지 않음'으로 보고하는 농도

-'검출되지 않음' 농도: 분석 물질이 검출되지 않는다는 뜻이 아니라, 분석 물질이 지정된 수준보다 낮다는 뜻

 

(8) 안정성(Robustness)

정의: 분석 방법이 조건의 변화에 영향을 받지 않는 것

ex) 용매 조성, pH, 완충 용액 농도, 온도, 주입 부피, 검출기 파장 등이 바뀌어도 어떤 크로마토그래프 방법이 받아들일 수 있는 결과를 준다면 그 방법은 안정하다.

 

(9) 표준물질 첨가(Standard addition)

1) 검량곡선법

-미지시료에 아는 양의 분석 물질을 첨가시킨다.

-증가된 신호로부터 원래 미지 시료 중에 분석 물질이 얼마나 함유되어 있는가를 측정한다.

-이 방법은 분석 물질의 농도에 대한 감응이 직선성을 가져야 한다.

-질량을 기준으로 첨가하는 경우 높은 정밀도를 얻을 수 있다.

 

2) 표준물질 첨가법

-시료의 조성이 잘 알려져 있지 않거나 복잡하여 분석 신호에 영향을 줄 때 효과적인 방법

-표준물질과 바탕 용액이 미지시료의 조성과 서로 일치하지 않으면 교정 곡선을 신뢰할 수 없음

 

(10) 매트릭스(matrix)

정의: 분석 물질을 제외하고 미지시료 중에 함유되어 있는 모든 화학종

매트릭스 효과: 시료 중에 존재하고 있는 분석 물질이 아닌 다른 어떤 물질에 의해서 일으키는 분석 감도의 변화

 

(11) 내부 표준물질(internal standard)

정의: 분석 물질과 다른 화합물로서, 미지시료에 첨가하는 알고 있는 양의 화합물

-분석 물질의 신호와 내부 표준물질의 신호를 비교하여 분석 물질이 얼마나 들어 있는지 알아낸다.

-화학적으로 안정해야 하며 미지 시료의 성분들과 반응을 하지 않아야 한다.