Tomchuk_POSІB_VET_BІOHІMІJa

•переконатися в наявності примірника методики в останній редакції;

•прочитати текст методики, якщо він не цілком вивчений;

•перевірити наявність всього обладнання, необхідного для

аналізу, і доступність його на весь період роботи;

•переконатися, що все необхідне обладнання знаходиться в робочому стані, не забруднено і відповідним чином відкаліброване;

•спланувати послідовність роботи, а також послідовність

операцій на кожній стадії.

• взяти до уваги процедуру контролю точності.

Перевірити, чи є які-небудь стадії критично важливими, чи повинна робота виконуватися без перерв, і чи є необхідність в завершенні аналізу в той же день. Наприклад, складність методу може лімітувати кількість проб, які можна обробляти одночасно.

Скласти розклад, який допоможе йому планувати роботу:

•врахувати всі правила безпеки, зв’язані з методикою та окремими реактивами;

•врахувати всі фактори, які можуть вплинути на результати, наприклад, при виконанні поточної або завершеної роботи можуть

з’явитися джерела забруднення;

• починати роботу тільки при доступності витяжної шафи, лабораторної витяжки, чистого боксу або зони. Правила безпечності і можливість забруднення визначають місце проведення роботи;

•виділити місце для проведення робіт на чистому лабораторному столі, так щоб можна було вільно розмістити все необхідне обладнання;

•переконатися в наявності відповідного лабораторного одягу; як правило, досить лабораторного халата і захисних окулярів, проте

при виконанні деяких методик будуть потрібні додаткові засоби захисту, наприклад, рукавички;

• оповістити весь персонал лабораторії про потенційні проблеми. Перед початком роботи підготувати рекомендації з надання першої допомоги. Там, де присутні певні загрози безпеки, можливо, буде потрібно особливий контроль;

461

• переконатися, що увесь необхідний посуд чистий, не пошкоджений і відповідним чином відкалібрований, якщо це необхідно. Увесь необхідний посуд потрібно приготувати до початку роботи. Слід дотримуватися обережності при митті скляного посуду та іншого обладнання; наприклад, мірний посуд не можна сушити в сушильній шафі, оскільки це може привести до систематичного спотворення і порушення калібрування;

• перевірити реактиви, стандарти та зразки порівняння, щоб переконатися в їх класі чистоти. Якщо реактиви та проби для контролю якості вимагають підготовки, це необхідно зробити заздалегідь. Якщо є запас приготовлених реактивів, слід перевірити їх придатність для використання. Всі реактиви повинні бути правильно марковані;

•планувати процедуру ліквідації відходів, наприклад, використаних проб , реактивів і забрудненого обладнання;

•планувати процедуру очищення обладнання;

•перевірити наявність свідоцтва кваліфікації фахівця, що ви-

конує аналіз.

Аналіз

Під час роботи звертайте увагу на наступні моменти:

• врахуйте всі деталі, що відносяться до кожної проби, зробіть позначки про стан проби – дайте перехресне посилання у відповідному документі;

•перевірте температуру, при якій зберігаються проби, перед тим, як відкривати контейнери;

•проводьте процедуру відбору аналітичної проби, переко-

навшись, що кожна аліквота правильно маркована на кожній стадії аналізу, щоб забезпечити простежуваність до початкової проби;

• там, де обладнання (або пристосування) використовують по кілька разів для аналізу різних проб, необхідно переконатися в їх адекватному очищенні перед кожним використанням, щоб запобігти перехресному забрудненню;

• якщо в методиці не вказано інше, необхідно проводити градуювання в певній послідовності; якщо градуювання задовільне,

462

проведіть контроль перевірки якості (КЯ); якщо результати перевірки задовільні, приступайте до аналізу проб;

• якщо проби аналізують партіями, то, можливо, з’явиться необхідність періодичних перевірок градуювання та контролю якості в ході аналізу проб однієї партії;

•точно дотримуйтесь тексту методики; не піддавайтеся спокусі скоротити деякі етапи – це лише викличе проблеми і неминуче призведе до затягування аналізу;

•реєструйте спостереження, дані і незвичайні деталі при реалізації методики, відповідно до прописаних рекомендацій.

Тут важливо виділити ключову ідею; гарне планування перед початком роботи, а також акуратна і стабільна робота дозволяють звести до мінімуму кількість виникаючих проблем.

Після аналіз

Після закінчення практичної роботи приступайте до наступних дій:

• на підставі отриманих даних розрахуйте результат, звертаючи увагу на явні помилки – не відповідають значення результатів вимірювань паралельних проб, позитивні результати там, де слід очікувати негативних і т. д.;

• перевірте наявність помилок при переписуванні і помилок у розрахунках. Найчастіше цю роботу замість безпосереднього виконавця краще виконає інша людина. Перевіряючий не повинен в обов’язковому порядку бути старшим за посадою, однак він повинен розуміти принципи, що лежать в основі роботи, перевірку якої він виконує. Якщо ви працюєте в складі групи аналітиків, ви можете перевіряти роботу один одного ;

• проби слід зберігати, щонайменше, до закінчення складання задовільного звіту. Пробу можна зберігати і довше, залежно від політики лабораторії, або повернути замовнику, або ж знищити. Всі акти знищення проб повинні проводитися відповідно до правил техніки безпеки, чинними в лабораторії (їх слід сформулювати відповідно до національного законодавства в галузі праці і техніки безпеки;

463

• ділянка лабораторії, на якій виконували роботу, а також обладнання та пристосування слід ретельно дезінфікувати, очистити і привести в порядок, підготувавши їх до виконання наступного завдання. Реактиви та хімічні стандарти з малими термінами зберігання необхідно утилізувати при дотриманні відповідних правил техніки безпеки. Висновок, який потрібно зробити виходячи з вищевикладеного, такий: на кожній стадії роботи слід проявляти максимум старання. Але навіть у цьому випадку прості помилки можуть закрастися при виконанні вимірювання. Однак це легко виявити при перехресних перевірках. Результати паралельних вимірювань, які погано збігаються, можуть виявитися ключем до ідентифікації проблем всієї вимірювальної системи. Найважливіша частина роботи – приведення в порядок робочого місця та обладнання після закінчення роботи; ви зобов’язані самостійно ліквідувати загрози безпеці, можливо, створені вами. Коротше кажучи, залиште все в такому вигляді, в якому хотіли б отримати.

Калібрування

Проведення будь-яких вимірювань полягає в порівнянні невідомої величини (наприклад, робочої проби) зі стандартом. Стандарт забезпечує зв’язок зі шкалою виміру, яка застосовується (наприклад, лінійка служить для вимірювання довжини, стандартні ваги – для вимірювання мас, чисті хімічні речовини – для визначення кількості присутньої сполуки). Це показано на рис. 5.7.

Рис. 5.7. Ілюстрація принципів вимірювань

464

Калібрування – сукупність операцій, що виконуються з метою визначення співвідношення між сигналом приладу і відповідними значеннями стандарту, наприклад, хімічної речовини відомої концентрації або значення маси, приписане контрольній гирі.

Калібрування інструментів і обладнання (наприклад, скляного посуду) включає порівняння вимірюваної величини з еталонним значенням. Наприклад, для калібрування сигналу спектрофотометра вибирають певний зразок порівняння і в зазначених умовах вимірюють відповідний йому сигнал спектрофотометра. Потім виміряну величину порівнюють із значенням, відомим з літератури. Проводять корекцію результатів подальших вимірювань, або змінюють налаштування приладу.

Крім того, термін «калібрування» (градуювання) використовують для опису процесу, в ході якого проводять кілька вимірів з метою встановити залежність між аналітичним сигналом і концентрацією речовини. По ряду вимірювань сигналу приладу за різних концентрацій можна побудувати калібрувальний (градуювальний) графік (залежності сигналу від концентрації) і вивести калібрувальну (градуювальну) функцію, тобто лінійне рівняння або рівняння кривої. Далі, можна виміряти сигнал приладу при невідомій концентрації і за градуювальним графіком визначити кількісне значення величини, яке шукають.

На рис. 5.8 наведено приклад градуювального графіка та лінійного рівняння, що описує співвідношення між сигналом і концентрацією. Для показаної на малюнку прямої у = 53,22 х + 0,286, а квадрат коефіцієнта кореляції ( r2) становить 0,9998.

Розчини чистих хімічних речовин відомої концентрації, які використовують для калібрування приладів, часто називають «стандартними розчинами». Проте, термін «стандарт» має безліч різних значень – його використовують там, де йдеться про «стандартні методи» (методи порівняння), і для позначення документа, наприклад, стандарт ISO / IEC 17025. При вживанні цього терміну, слід переконатися в тому, що його значення трактується однозначно.

465

Рис. 5.8. Приклад градуйованого графіка

Калібрування за допомогою предметів і матеріалів з цілком певними характеристиками широко застосовується в усьому науковому співтоваристві. Вимірювання фундаментальних базових фізичних величин (довжини, маси, часу, електричного струму, термодинамічної температури і сили світла) проводяться відповідно до давно усталеної системи визнаних міжнародних стандартів, які називають також первинними еталонами. Їх використовують для калібрування матеріалів з менш точно встановленими характеристиками, які називають вторинними еталонами, еталонами порівняння і робочими еталонами. Робочі еталони використовують для калібрування приладів, призначених для вимірювань конкретних характеристик досліджуваного матеріалу або визначення кількості речовини, яку досліджують в досліджуваному матеріалі. Оскільки кожен еталон порівнюють з вищою в ієрархії еталоном (для кожного вказана невизначеність), можна співвідносити результат вимірювання безпосередньо з первинним еталоном. Можливість співвіднесення результату вимірювання з єдиним стандартом (еталоном) називається метрологічною простежуваністю. При фізичних вимірах зазвичай існує пряма простежуваність, проте

466

вважається, що при хімічних вимірах простежуваність може виявитися проблематичною.

Розглянемо наступний приклад. Уявімо, що групі людей запропонували виміряти довжину прямої лінії за допомогою власної лінійки. Ймовірно, кожна людина отримає результат, який буде дещо відрізнятися від інших, навіть якщо все точно слідували єдиною методикою виконання вимірювань, оскільки лінійки виготовлені і градуйовані різними способами. Лінійки виготовляють з дерева, пластмаси або сталі – всі ці матеріали поводяться по-різному при зміні атмосферних умов. Проте, якби кожен учасник експерименту міг порівняти градуювання своєї лінійки з градуюванням якоїсь «стандартної» лінійки і внести поправку в свій результат через поправочний коефіцієнт, то розкид результатів, ймовірно, був би набагато меншим. Ми привели простий приклад калібрувального експерименту. «Стандартна» лінійка являє собою еталон, щодо якого порівнюють і калібрують інші лінійки. Вимірювання довжини лінії, проведене кожною людиною, простежується до «стандартної» лінійки. Калібрування і простежуваність до стандарту покращує порівнянність вимірювань.

Калібрування за допомогою відповідних фізичних стандартів у більшості випадків є прямою, безпосередньою процедурою. Багато аналітичних методик передбачають взяття точної наважки (певної кількості) речовини – калібрування шкали ваг включає використання фізичного калібранта, такого як еталонна гиря. Більше проблем виникає у аналітика з хімічним калібруванням, оскільки єдиного стандартного зразка, з яким можна було б провести порівняння, для кожного вимірюваної речовини (наприклад, холестерину в сироватці крові), не існує. Метрологічна простежуваність в хімічному аналізі забезпечується наступними способами: по-перше, за допомогою чистих хімічних речовин, а подруге, шляхом використання зразків з типовими матрицями, в яких чітко визначено кількість присутнього аналіту. Останній із згаданих видів стандарту відомий як матричний зразок порівняння.

Базовою одиницею, прийнятої в хімічних вимірах, є моль – одиниця кількості речовини. Моль – кількість речовини, що містить стільки ж атомів, молекул, іонів або інших структурних одиниць,

467

скільки міститься атомів у 0,012 кг вуглецю 12 (12С). Це єдина величина в системі СI, яка не має розмірності. Практично майже неможливо виділити моль чистої речовини. Речовини чистотою більш 99,9% рідкісні; єдиний виняток представляє срібло, яке можна отримувати з чистотою 99,9995% (срібло «п’ять дев’яток»).

Інша проблема полягає в тому, що не завжди можна виділити весь аналіт з матриці проби, а ефективність хімічного вимірювання, можливо, залежить від складу матриці: сигнал від певної кількості чистого хімічної речовини може відрізнятися від сигналу такої ж кількості речовини в присутності інших хімічних речовин. Якщо можливо кількісне виділення аналіту який шукають з матриці проби, то для калібрування можна використовувати чисті хімічні речовини. Ступінь вилучення аналіту з матриці проби необхідно визначити в процесі валідації методу.

Для забезпечення простежуваності результату вимірювання все, що впливає на результат (впливають величини) повинні простежуватися до національних і міжнародних еталонів. Не потрібно надмірних зусиль для того, щоб забезпечити простежуваність в лабораторії з працюючою системою менеджменту якості, проте для цього потрібне повне розуміння застосовуваного методу. Крім того, необхідно знати невизначеність, зв’язану з кожною величиною, яка впливає. Один із способів отримання метрологічно - простежуваних результатів – використання первинного методу. Міжнародне бюро мір і ваг (ВІМР) визначає первинний метод як метод, що має високі метрологічними характеристиками, дію якого можна до кінця зрозуміти і повністю описати, для якого можна вказати значення повної невизначеності в одиницях системи СІ. Приклади первинних методів включають титрометричний і гравіметричний методи. У багатьох випадках не представляється можливим застосувати первинні методи, інші методи є прийнятними, наприклад, метод нейтронної активації і метод ізотопного розведення.

Загальний шлях забезпечення метрологічної простежуваності показаний на рис. 5.9.

468

Рис. 5.9. Стратегія забезпечення простежуваності

При встановленні простежуваності важливо, щоб вимірювана величина визначалася однозначно. Розглянемо приклади: екстракція кадмію з ґрунту за допомогою вказаної суміші кислот або вимірювання концентрації металу певною мірою окислення, наприклад, Fe (II) або Fe (III). У звіті про результат аналізу повинні бути вказані одиниці виміру – відомі та прийнятні; переважні одиниці системи СІ. Метод, який використовується має пройти валідацію; в цьому випадку при точному проходженні тесту методики результати повинні «відповідати заданій меті». Клас точності скляного посуду повинен бути вказаний в методиці, на-

469

приклад, «піпетки й мірні колби класу А», виготовлені з відповідним зазначеним допуском. Вимірювальні прилади необхідно регулярно калібрувати і верифікувати їх характеристики щодня.

Застосовувані хімічні речовини повинні являти собою або речовини відомого класу чистоти, або зразки порівняння. Всі параметри рівняння вимірювання повинні простежуватися. Крім того, можуть з’явитися інші змінні, що впливають на результат, але не враховані в рівнянні вимірювання. Найчастіше для отримання несуперечливих результатів потрібна контролювати температуру, час і рН реакційного середовища. У подібних випадках ці параметри теж повинні бути простежені.

Забезпечення метрологічної простежуваності

Зразки порівняння застосовуються як еталони порівняння. До еталонів порівняння звертаються, коли не представляється можливим використовувати національні чи міжнародні еталони або первинні методи. Еталонам порівняння приписані певні значення, і їх можна використовувати для калібрування вимірювальних систем та валідації методів. Крім того, їх можна використовувати для ідентифікації речовин. Приклади еталонів порівняння включають: зразки порівняння (див. нижче), фізичні стандарти (маси, температури) і стандартні довідкові дані (атомне число). Зразок порівняння – це загальний термін, що до особливого класу матеріалів, що застосовуються в якості еталонів порівняння при хімічних вимірах.

А. Зразки порівняння

Термін «зразок порівняння (RM)» визначається як «матеріал або речовина досить однорідне і стабільне стосовно однієї або декількох надійно встановлених характеристик, щоб відповідати заданій меті в процесі проведення вимірювань».

Доповнимо дане визначення.

•RM – узагальнюючий термін .

•Характеристики можуть бути як якісними, так і кількісними, наприклад, ідентифікація речовин або його форми.

470