标物均匀性研究方案

标物均匀性研究方案

关键词：均匀性标准物质北京标准物质网

从均匀性的定义可以看出，不论制备过程中是否经过均匀性初检，凡成批制备并分装成最小包装单元的标准物质，必须进行均匀性检验。对于分级分装的标准物质，凡由大包装分装成最小包装单元时，都需要进行均匀性检验。对于每个单元样品都需要单个定值，且单元又是整体使用的标准物质，无需进行均匀性检验。检验的目的是为了确定瓶间及瓶内差异。

以溶液或是纯化合物制备的标准物质(如果定值的是纯度而不是杂质)，在物理意义上被认为具有高度的均匀性。但是由于诸如密度梯度或金属中包含的气体等原因，这些物质也会显示出一些不均匀性。对这些材料进行均匀性检验的目的在于发现制备过程中未能发现的任何杂质、干扰或异常。粉末混合物、矿石、合金等材料本质上其组分是不均一的。由这些材料制备的标准物质应当进行检验，以评定其不均匀程度。

实际上，如果物质的单元间特性值的差异不能被某测量方法检测出，则该物质就该测量方法而言，其特性也可视为均匀。因此，实际上均匀性的概念不但表征物质本身专有特性，而且与选择的测量方法相关，其中包括检测取样量的大小。因此，均匀性研究通常需要考虑因素有：抽取单元数和重复测量次数、取样方式、最小取样量、均匀性检验方法、统计方式。

1 待测特性量的选择

标准物质具有一种或多种特性量，其特性量必须是均匀的。虽然一个物质的其他性质可能不均匀，但只要这种不均匀对待测特性量不产生可检测出的影响，则可以认为作为该待测特性的标准物质是均匀的。

原则上应对标准物质每一个待测特性都进行均匀性检验。对那些具有多种特性的标准物质，当难于做到对所有特性的均匀性都进行评估时，选择在化学和物理基础上有代表性的和不易均匀的特性做均匀性检验，但这种检验必须保证未检特性的均匀性处于同样的受控状态。在所有的情况下，对于均匀性实验中没有涉及的特性量，应当获取其均匀性有关的额外证据。例如，通过文献、稳定性研究或定值过程得到。获取到的证据应当保证可量化地将不均匀性引入的不确定度传递到该特性量，并有足够的证据表明均匀性引入的不确定度没有被低估。

2 抽取单元数和重复测量次数

抽取的单元分布对样品总体要有足够的代表性。抽取单元数取决于总体样品的单元数和对样品的均匀程度的了解。当总体样品的单元数较多时，抽取单元数也应相应增多。当已知总体样品均匀性良好时，抽取单元数可适当减少。抽取单元数以及每个样品的重复测量次数还应适合所采用的统计检验要求。

均匀性研究所需的最佳样品数量是通过统计学方法来设计的。这些方法通常会考虑无法检测的非均匀性问题，比如测量方法的不确定度。此外，取样数量决定于批量生产的规模，整批样品的取样数量才具有良好的代表性。这个数量要求也要与测量方法的不确定度平衡(在重复条件下)它是重复测量的标准偏差和测量次数的函数。上述统计方法与取样数量和重复次数平衡考虑，从而保证选择最好的测试方法。

(1)若记总体单元数为N，当N≤200时，抽取单元数不少于11个；当2001000时，按3沥来计算出抽取样品数。对于均匀性好的样品，当N<500时，抽取单元数可不少于10个；当N>500时，抽取单元数可不少于15个。

(2)一般情况下，每个抽取单元应独立取样重复测量不少于两次。对于均匀性好的样品，可以对每个抽取单元只进行一次测量，得到单元间的方差，将其与同一单元内不少于10次重复取样、测量形成的单元内方差相比较，评价标准物质瓶间的均匀性。对于某些标准物质，

要求一次使用整个单元，因此在单元内重复测定是不可能的。这种情况，应将单元间的方差和测量方法精密度相比较，评价标准物质的瓶间均匀性。

3 取样方式

根据能够引起标准物质发生偏析的物理性质以及混匀过程等因素决定样品的抽取方式。样品应从预期有物理差异之处选取，只有当物理差异的起因未知或者认为不存在时才选择随机抽样。

在均匀性检验取样时，应从待定特性量值可能出现差异的部位抽取，取样点的分布对于总体样品应有足够的代表性。子样的选择可采取随机取样、分层随机取样方法，或是在某些情况下采取系统取样的方法。实践中，取样方案应将制备方法的潜在缺陷考虑在内，以确保提供具有代表性的子样品，对所制备批次样品的检验是关键性的。在很多情形下建议分层随机取样，因为这样保证了用于均匀性研究的样品能平均地分布于整个批次中.可以找出趋向或模式作为着重点，这取决于物质的状态和形状。例如：对粉状物质应在不同部位取样；对圆棒状材料可在两端和棒长的1／4、l／2、3／4部位取样，在同一断面可沿直径取样；板材则为中心到边缘部位取样；鼓状材料为顶部到底部取样；对溶液可在分装的初始，中间和终结阶段取样。

当引起待定特性量值差异的原因未知或认为不存在差异时，则进行随机取样。可先将样品顺序编码，采用随机数表决定抽取样品的号码。

4 检验方法的选择

选择检验待定特性量是否均匀所使用的分析方法除了要考虑最小取样量大小外，还要求该分析方法具有不低于所用定值方法的重复性和足够的灵敏度。由于均匀性检验取样数目比较多，为防止测量误差对样品均匀性误差的干扰，均匀性研究中的测量应当在重复性条件下进行(重复性：在相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。重复性条件包括：相同的测量程序；相同的观测者；在相同的条件下使用相同的测量仪器；相同的地点；在短时间内重复测量。可参见JJF1005_2005)。测量方法的重复性标准偏差应当小，可能的话，单瓶测量的不确定度sr、√n应显著地小于(预计的)特性量值的合成标准不确定度。

推荐以随机次序进行测定以防止系统的时间变差干扰均匀性评价。如果待定特性量的定值及不确定度不是和均匀性检验结合进行的话，作为均匀性检验的分析方法，可不要求准确计量物质的特性量值，只是检查该特性量值的分布差异，此均匀性检验的数据可以是测量读数不一定换算成特性量

的量值。

应注意待定特性量的测量过程中的趋势(漂移)应与批次样品中的趋势分开。通过采用随机顺序对均匀性研究中的样品进行重复测定，可以达到此目的。也可以在重复测量间颠倒各样品测量的顺序，如下例所示。

例：假定10个样品用来进行均匀性研究，作3次重复测定。适合的测量方案如下：

重复测定1：1—3—5—7—9—2—4—6—8—10

重复测定2：10—9—8—7—6—5—4—3—2—1

重复测定3：2—4—6—8—10—1—3—5—7—9

由于测量漂移产生的趋势可由对正确测量顺序得到的结果进行趋势分析得到，样品制备而产生的趋势可通过将每瓶均值作为其序号的函数分析得到。因此批次样品的序号与样品制备过程之间的逻辑相关性，尤其是在分装过程中，是很重要的。

5 最小取样量

在规定的分析测量条件下，最小取样量为保证标准物质均匀的最小的样品量。在通常情况下将均匀性检验中所使用的样品量规定为该标准物质使用时的最小取样量。均匀性检验后，应