Tomchuk_POSІB_VET_BІOHІMІJa
.pdfкарти застосовують для демонстрації статистичного стану вимірювальної системи. Знаходиться вона в статистично стабільному стані, чи проявляє ознаки виходу з стабільного стану, або ж уже вийшла з-під контролю? Не можна розглядати результати аналізу контрольних проб, якщо метод не проходить статистичний контроль; в такому випадку необхідно досліджувати причини цього.
В. Повторні проби
Повторні проби дозволяють проводити перевірку менш формальну, ніж звичайні зразки контролю. У ході аналітичного процесу проби можна аналізувати як одиничні, парні, потрійні і т. д. Як правило, повторна проба являє собою звичайну пробу, яку повторно використовують в аналізі в тій же серії, або в іншій серії проб.
Вивчають відхилення між двома групами результатів для того, щоб переконатися в тому, що відхилення знаходяться в прийнятних межах. Перевищення очікуваних величин відхилень (наприклад, відхилення перевищує заявлену повторюваність методу) вказує на можливі неполадки аналітичної системи. Аналітик, як правило, обізнаний про наявність повторних проб у серії.
Г. Сліпі проби
Сліпі проби являють собою проби, що включаються в аналітичну серію і про які аналітику або може бути відомо, що в серії присутні сліпі проби, проте не знає, які з них. Сліпі проби може розсилати замовник для перевірки роботи лабораторії, або ж керівництво лабораторії для перевірки функціонування конкретної системи. Результати аналізу сліпих проб обробляють так само, як результати аналізу повторних проб – замовник чи керівник лабораторії перевіряють серії результатів для того, щоб оцінити, чи є прийнятним рівень відхилення між результатами повторних вимірювань сліпої проби, або ж між результатами, що досліджу-ються з очікуваною величиною.
481
Д. Хімічні стандарти і добавки
Існують два способи застосування хімічних стандартів в хімічному аналізі. По-перше, їх необхідно використовувати для того, щоб переконатися в правильній роботі приладу – це повсякденна операція, іноді її називають перевіркою придатності системи. Цей вид контролю, як правило, не пов’язаний з аналізом конкретних проб і тому є, строго кажучи, швидким способом оцінки якості, ніж способом контролю. По-друге, хімічні стандарти застосовують для градуювання вимірювальних приладів. Вимірювання стандартів можна проводити окремо від проб (зовнішня стандартизація) або у складі проб (внутрішня стандартизація ).
5.4.2. Лабораторне середовище
На жаль, багатьом хімікам – аналітикам доводиться працювати в лабораторіях, абсолютно не пристосованих для проведення необхідних досліджень. Це може серйозно вплинути на якість експонованих результатів. На якість аналітичної роботи може вплинути декілька чинників. Одна з важливих умов: при аналізі проби, яка містить дуже малу кількість досліджуваного аналіту, необхідно виключити всі потенційні джерела забруднення цим аналітом, а також інші джерела, що можуть забруднити пробу домішками і спотворити результат.
Крім забруднення проб, важливими питаннями впливу навколишнього середовища лабораторії є деградація компонентів проби і втрати аналіту в результаті діяльності мікроорганізмів, випаровування або сорбції.
Лабораторне середовище менше впливає на якість вимірів, ніж пряме забруднення.
Потенційні джерела забруднення:
•апаратуру та обладнання, яке контактує з пробами;
•аналіт;
•інші аналіти;
•інші проби;
•реактиви та розчинники;
•чисті хімічні речовини, які використовуються для приготування стандартів;
482
•повітряне середовище лабораторії;
•лабораторне середовище (в цілому).
Фактори, що впливають на якість
•вібрація;
•бруд;
•сонячне світло;
•радіація;
•електричні й магнітні поля;
•шум;
•температура;
•вологість.
Невеликі зміни температури і вологості в лабораторії, можуть надавати прихований вплив.
5.4.3. Планування лабораторії
Якщо лабораторія сконструйована спеціально для виконання аналітичних робіт, то в ній вплив навколишнього середовища на аналітичний процес зведений до мінімуму. Найчастіше вирішення цих проблем може бути зв’язано з великими витратами, тому при плануванні лабораторії йде пошук компромісу між витратами і зменшенням впливу чинників, що заважають. Якщо лабораторія розміщується в звичайному будинку, пошук рішення може виявитися ще більш важчим. Багато проблем можна вирішити шляхом введення невеликих змін в організацію роботи лабораторії. Вплив сонячного світла можна зменшити, скориставшись щільними шторами, система кондиціонування повітря допоможе стабілізувати температуру, вологість і зменшити вміст пилу в повітрі лабораторії. Серйозні проблеми можуть бути пов’язані з джерелами вібрації, їх вплив можна зменшити шляхом установки спеціальних меблів, призначеної для ізоляції чутливого обладнання від зовнішніх джерел вібрації.
483
Розміщення обладнання
При організації нової лабораторії перед керівником (менеджером) стоїть завдання: прийнявши в експлуатацію приміщення з усіма його недоліками і недосконалостями, розмістити в ньому всі лабораторні меблі та обладнання так, щоб забезпечити найкращу роботу апаратури.
Більшість хіміків прибувають в лабораторію, в якій їм належить працювати, коли вона вже запущена в експлуатацію. Все має бути розміщено на своїх місцях і, бажано, розміщено правильно. Але це не можна сприймати як само собою зрозуміле. Постійно погана робота окремих одиниць обладнання повинна змусити аналітика задатися питанням: чи може обладнання бути причиною невдач? Надзвичайно важливо знати, які саме чинники навколишнього середовища призводять до появи похибок при використанні конкретного методу або поганій роботі аналітичного устаткування.
Моніторинг змін
У сучасних лабораторіях для виявлення небажаних змін стану лабораторного середовища та попередження персоналу застосовуються автоматичні сенсорні пристосування. Основні параметри лабораторного середовища, такі як температура, вологість і забрудненість повітря, можна безперервно відстежувати за допомогою сенсорних пристроїв. Результати спостережень можна переда-вати на записуючий пристрій або ж у комп’ютерну систему лабораторного менеджменту, яка може здійснити коригувальні дії або подати звуковий сигнал у разі перевищення граничного значен-ня певного параметра.
5.4.4. Обладнання, скляний посуд і пристосування
У цьому розділі ми розглянемо питання, пов’язані з лабораторним обладнанням. Термін «обладнання» описує всі предмети, що використовуються в лабораторії для проведення аналітичної роботи, за винятком хімічних реактивів. У попередньому розділі ми розглянули взаємозв’язок між характеристиками обладнання та лабораторного середовища і показали, що необхідно уважно стави-
484
тися до розміщення обладнання. У цьому розділі ми розширимо огляд і глибше обговоримо проблему.
Вибір
Існує кілька факторів, які слід враховувати при виборі обладнання для конкретного застосування.
При виборі обладнання, наявного в наявності, вам слід взяти до уваги такі моменти як придатність, тобто «відповідність заданій меті», стан, чистоту і, в окремих випадках, відповідність робочих характеристик обладнання характеристикам, представленим в специфікації. При купівлі нового обладнання, важливо продумати всі можливі варіанти його застосування. Після цього можна приступити до складання специфікації з урахуванням «відповідності заданим цілям», вартості (як початкової, так і вартості поточних витрат) та простоти в експлуатації. Менш очевидні пункти, які все ж таки необхідно враховувати, включають розмір, вагу, вимоги до енергопостачання, репутацію виробника (з точки зору надійності), простоту в експлуатації обладнання та доступність запасних частин. Будь-яке обладнання працює з певними обмеженнями. Наприклад, можливі обмеження по кількості визначення речовини або по точності виконання вимірювань. Якщо ви спробуєте використовувати обладнання з перевищенням його можливостей, то незалежно від того, наскільки правильно ви експлуатуєте обладнання, ви не отримаєте достовірних результатів. Там, де мова йде про конкретний інструмент, «відповідність заданій меті» означає наявність певних характеристик, необхідних для виконання конкретної роботи. Це відноситься до всього обладнання, і до великого, і до малого. Наприклад, мішалка повинна працювати задовільно, виконуючи поставлене завдання, залишаючись при цьому практично інертною. Існує формальна процедура оцінки придатності обладнання для виконання завдання
– вона називається Кваліфікація обладнання або Валідація обладнання.
485
Придатність
Перед тим як використовувати будь-яку одиницю обладнання, потрібно підтвердити придатність обладнання до використання. Якщо воно придатне , проблем немає, а якщо не придатне, то що потрібно зробити для того, щоб повернути його в задовільний стан? Чи існують способи застосування приладу в його нинішньому або частково відновленому стані? Якщо на це питання негативна відповідь, то сенсу тримати прилад на балансі немає; позбудьтеся від нього – тоді, принаймні, ви будете впевнені в тому, що ніхто не скористається ним через непорозуміння. Якщо обладнання можна полагодити, але не прямо зараз, то на ньому повинна бути наклейка: «Несправне і очікує ремонту», щоб дане устаткування не використали випадково.
Особлива стаття – скляний посуд і пристосування. Скло легко б’ється, а лагодження виробів зі скла доцільне лише в разі пошкодження дорогих складних пристосувань. Навіть невеликі пошкодження, такі як сколені ділянки, можуть привести до провалу експерименту, що може виявитися небезпечним і потребують витрат. Ризик використання пошкодженого обладнання не часто буває виправданим. Від пошкодженого мірного скляного посуду або пристосувань необхідно позбавлятися незалежно від виду ушкодження, оскільки лагодження, швидше за все, призведе до втрати волюметричних характеристик посуду або пристосування, наприклад, значення місткості, витрати і т. д.
Калібрування і очищення скляного посуду важливі, якщо, наприклад, об’єм скляної мірної колби безпосередньо впливає на результати дослідження (приготування градуювальних розчинів, титрування тощо).
Кваліфікація обладнання
Первинна вимога, що відноситься до будь-якого обладнання (будь-то мірна колба, сушильна шафа для висушування проб або атомно-абсорбційний спектрометр, що застосовується для визначення слідових кількостей металів) полягає в тому, що обладнання має «відповідати заданій меті». Будь-яка діяльність лабораторії, наприклад, валідація методик, безпосередньо залежить від правиль-
486
ного функціонування та «відповідності заданій меті», що застосовується. Правила GLP та Міжнародні стандарти, такі як ISO 9001 та ISO / IEC 17025 вимагають, щоб обладнання було придатним для відповідного застосування. Крім того, контрольно-наглядові органи та органи з акредитації постійно вимагають від лабораторій свідчень про те, що обладнання «відповідає заданій меті». Кваліфікація (валідація) обладнання представляє собою формальний процес, метою якого є документальне підтвердження того, що інструмент «відповідає заданій меті», підтримується в робочому стані, відкалібрований і придатний для застосування. Формальна сутність і необхідність надання документальних свідчень робить процедуру дещо більш скрупульозною порівняно з рутинною процедурою, що проводиться в більшості лабораторій.
Процес кваліфікації включає 4 етапи.
•Кваліфікація проекту .
•Кваліфікація монтажу.
•Кваліфікація функціонування .
•Кваліфікація в експлуатації.
Кваліфікація проекту – етап планування, що передує купівлі нового інструменту або вибору інструменту з числа наявних для виконання конкретного завдання. На цьому етапі слід звернути увагу на те, як використовуватиметься інструмент і що в цьому випадку потрібно розуміти під «відповідністю заданій меті». Глибина дослідження питання залежить від складності завдання та ризику, зв’язаного з прийняттям неправильного рішення. Можливо, рішення про придатність наявного в лабораторії інструменту для роботи за новою методикою, буде прямим і безпосереднім. Може бути, процедура обмежиться перевіркою документації, необхідної для підтвердження теоретичної здатності інструменту працювати в необхідному інтервалі концентрацій з вказаною для даного методу систематичною похибкою і прецизійністю. Дослідження на «відповідність заданій меті» для нового інструменту може зажадати складної процедури, що закінчується виробленням формальної специфікації, в якій представлені необхідні робочі характеристики інструмента й інші фактори, що відносяться до його експлуатації.
487
Кваліфікація монтажу потрібна, в першу чергу, при купівлі нового обладнання. На цій стадії виконується перевірка з метою підтвердження того, що отриманий інструмент відповідає специфікації і правильно встановлений в обраному місці у відповідному лабораторному оточенні. Це відноситься як до технічних засобів, так і до програмного устаткуванню. На цьому етапі розумно скористатися систематизованим списком, щоб забезпечити впевненість, в тому, що перевірено абсолютно все. На цій стадії перевіряють все, що пов’язано з монтажем аж до первісного сигналу при подачі електроживлення, якщо це необхідно. Крім того, відзначимо, що іноді слід повторити окремі аспекти процедури кваліфікації монтажу після переміщення або модернізації приладу.
Кваліфікація функціонування – підтвердження того, що інст-
румент функціонує відповідно до встановлених вимог лабораторного довкілля. Значення процедури можна оцінити як демонстрацію того, що основні робочі характеристики інструменту відповідають специфікації, і істотних відмінностей між значеннями зада-них і реальних величин немає. Наприклад, коли насос налаштований на швидкість потоку 1,0 см3/хв, а реальна величина швидкості потоку знаходиться в межах заданого допуску (0,95 до 1,00 см3/хв), то різниця не є істотною, на відміну від, наприклад, 0,7 або 1,3 см3/хв.
Кваліфікація в експлуатації сприяє вирішенню двох завдань. У першу чергу, вона служить для демонстрації правильного функціонування апаратури в цілому. Крім того, кваліфікація в експлуатації підтверджує, що при зміні характеристик інструменту (наприклад, обумовлених зносом ущільнення поршня насоса) поточні робочі характеристики «відповідають заданій меті». Свідоцтва правильного функціонування апаратури в цілому можна отримати за допомогою незалежної системи контролю (наприклад, в хроматографії це «тест-колонка» або «контрольна суміш») або за результатами щоденних перевірок придатності методу (придатність системи, калібрування і аналітичний контроль якості). Перевірка за допомогою тест-колонки та контрольної суміші має ряд переваг. Вона дозволяє оцінити ефективність роботи обладнання за допомогою добре розробленої процедури контролю і проводити порівняння результатів з даними, які були отримані раніше, або
488
будуть отримані в майбутньому. Вона дозволяє також порівнювати робочі характеристики інструменту з аналогічними параметрами інших приладів, що знаходяться в лабораторії або де б то не було.
Можливо, вам покажеться, що ця процедура вимагає великих додаткових зусиль. Але в даному випадку не ви приймаєте рішення про періодичність проведення подібних перевірок. Етап 1 прово - дять один раз – або при виборі інструмента з числа наявних, або при купівлі нового інструменту. Етап 2 також проводиться, як правило, одноразово – при доставці або переміщенні інструменту. Етап 3 здійснюють регулярно, проте не надто часто, його слід проводити після первинного монтажу нового обладнання. Частота перевірок залежить від ряду факторів, включаючи наступні:
•«критичність» робочих параметрів інструменту;
•ступінь навантаження на інструмент – високі робочі навантаження можуть викликати прискорене зношування інструменту; в
цьому випадку потрібно ретельна перевірка перед кожним використанням;
• особливості методу, який здійснюється за допомогою даного інструменту: наприклад, застосування агресивних розчинників викликає прискорене зношування компонентів насоса;
• навколишнє середовище – інструмент мобільної лабораторії, можливо, буде потрібно тестувати частіше, ніж інструмент, що знаходиться в приміщенні з системою кондиціонування повітря;
• рекомендації виробника.
Завжди рекомендується проводити етап 3 після сервісного обслуговування. Свідоцтва, що підтверджують безперервну задовільну роботу обладнання (етап 4), отримують за результатами щоденних перевірок роботи методу (наприклад, контролю стабільності системи, градуювання і аналітичного контролю якості). Можна порадити встановити порогові значення робочих параметрів інструменту, вихід за які означає, що інструмент більш непридатний до використання. Кожен етап кваліфікації необхідно повністю документувати, щоб свідчення, що підтверджують робочі параметри, можна було надати для перевірки в будь-який призначений час.
Очищення
489
Очищення є обов’язковим компонентом експлуатації обладнання, особливо при повторному використанні інструменту; проте термін відноситься також до процесу очищення обладнання після використання в «брудному» оточенні. Мета очищення – підтвердження того, що при використанні вимірювального (або іншого) устаткування, ризик забруднення від попередніх проб, хімічних реактивів, стандартів і лабораторного середовища, зведений до мінімуму. У більшості випадків процес очищення включає введення хімікатів у системи, які очищаються. Після очищення обладнання потрібно ретельно промити для видалення слідів хімікатів, що застосовувалися для очищення, а потім висушити.
При очищенні слід переконатися в тому, що в процесі очищення не виникне проблем серйозніших, ніж проблема початкового забруднення. Деякі потенційні проблеми абсолютно очевидні, в той час як інші приховані – особливо там, де хімічні реакції можуть привести до фізичного пошкодження обладнання. Наприклад, принцип дії капілярного віскозиметра з U-подібною трубкою заснований на законах капілярних явищ, в яких основну роль відіграють такі параметри як «змочуваність» і поверхневий натяг. Деякі розчинники або детергенти/сурфактанти, застосовувані для очищення, можуть викликати необоротні зміни змочуваності поверхні капіляра. При очищенні мірного скляного посуду слід уникати машинного миття, надмірних температур і застосування сильних кислот/лугів або сурфактантів.
Очищення тонких інструментів або їх компонентів може призвести до їх пошкодження, через що виникнуть проблеми більш серйозні, ніж викликані початковим забрудненням. Якщо в керівництві з експлуатації інструменту немає чіткої інструкції з очищення, адресованої аналітику, безпечніше доручити цю процедуру інженеру з експлуатації обладнання. Якщо виникають сумніви, зверніться до експерта. Інші джерела інформації про очищення доступні у виробників очищувальних засобів. Якщо процедура очищення проводиться перед важливим дослідженням, її слід задокументувати .
490