化学分析方法确认与验证

ISO/IEC17025标准要求，实验室在使用标准方法前，应验证其能够正确运用该方法；在使用非标准方法前，应对该方法进行确认，以满足预期用途或应用领域的需要。本书对化学分析方法确认和验证的基本概念、方法特性参数的选择和评定方法、具体的实验方案设计、测量不确定度的评定、实验室间的方法确认、报告编写等进行了详细的总结，适用于工农业生产各类化学检测实验室，特别是各类消费品、食品化妆品和原材料化学检测实验室。

本书全面、系统地介绍了目前有关化学分析方法确认和验证的要求、程序、方法等，并对化学分析方法确认和验证的基本概念、方法特性参数的选择和评定方法、确认和验证试验方案设计、测量不确定度的评定、实验室间方法确认、报告编写等进行了详细总结，重点介绍了化学检测实验室中各类仪器分析方法的新方法开发、样品前处理条件的选择、仪器工作条件的优化、非标准方法的确认以及标准方法的验证等内容，并提供了典型的方法确认和验证案例。本书是从事方法确认与验证的一线专业技术人员和质量管理人员多年来对有关化学分析方法确认和验证等方面的经验总结，同时，该书针对化学检测实验室方法确认和验证实际过程中的一些注意事项也作了介绍。本书适用于我国专业检测机构和企业检测等分析行业实验室从事化学检测工作的中、高级操作人员等检测一线专业技术人员和质量管理人员阅读，也可作为高等院校和专业培训机构化学检测专业的教材。

无

第1章  绪论 1
1.1  化学分析基础 2
1.1.1  常用术语和概念 2
1.1.2  化学分析方法 10
1.2  方法确认和验证概论 13
1.2.1  目的及意义 13
1.2.2  方法确认和验证的内涵 14
1.2.3  实验室间方法确认和实验室内方法确认 15
1.2.4  方法特性参数概述 16
1.3  方法确认和验证要求 21
1.3.1  总体要求 21
1.3.2  人员资质要求 22
1.3.3  方法特性参数的要求 23
1.3.4  文件和记录要求 25
1.4  方法特性参数的确认和验证 25
1.4.1  总则 25
1.4.2  检出限 26
1.4.3  定量限 28
1.4.4  选择性 28
1.4.5  线性范围 29
1.4.6  测量范围 30
1.4.7  基质效应 30
1.4.8  精密度 31
1.4.9  正确度 33
1.4.10  稳健度 35
1.4.11  测量不确定度 35
1.5  方案的设计及实施 36
1.5.1  方案设计的主要内容 36
1.5.2  方案设计的主要原则 36
1.5.3  实施步骤 38
参考文献 40
　
第2章  原子吸收光谱法和原子荧光光谱法 42
2.1  概述 43
2.1.1  方法简史和最新进展 43
2.1.2  方法的特点 44
2.1.3  方法的分类 44
2.1.4  方法的应用现状 45
2.2  方法的开发及确认 46
2.2.1  方法开发的关键参数 46
2.2.2  样品前处理 47
2.2.3  仪器工作参数条件 49
2.2.4  非标准方法的确认 53
2.3  标准方法的验证 56
2.4  应用实例 57
2.4.1  火焰原子吸收光谱法测定食品中铜的方法验证 57
2.4.2  原子荧光光谱法测定化妆品中砷的方法验证 59
2.4.3  原子荧光光谱法测定铁矿中砷的方法确认 61
参考文献 68
　
第3章  电感耦合等离子体发射光谱法 70
3.1  概述 71
3.1.1  方法简史和最新进展 71
3.1.2  方法的特点 71
3.1.3  方法的应用现状 72
3.2  方法的开发及确认 73
3.2.1  方法开发的关键参数 73
3.2.2  样品前处理 73
3.2.3  仪器工作参数条件 75
3.2.4  非标准方法的确认 77
3.3  标准方法的验证 85
3.3.1  线性范围 85
3.3.2  方法检出限和定量限 85
3.3.3  正确度 86
3.3.4  精密度 86
3.3.5  稳健度 87
3.4  应用实例 87
3.4.1  电子电气产品中镉、铅和铬含量测定的方法验证 87
3.4.2  玩具表面涂层可溶元素含量测定的方法确认 92
参考文献 101
　
第4章  电感耦合等离子体质谱法 103
4.1  概述 104
4.1.1  方法简史和最新进展 104
4.1.2  方法的特点 105
4.1.3  方法的应用现状 105
4.2  方法的开发及确认 106
4.2.1  方法开发的关键参数 106
4.2.2  样品前处理 107
4.2.3  仪器工作参数条件 112
4.2.4  非标准方法的确认 117
4.3  标准方法的验证 120
4.3.1  线性范围 120
4.3.2  方法检出限和定量限 120
4.3.3  正确度 121
4.3.4  精密度 121
4.4  应用实例 121
4.4.1  目的 121
4.4.2  方法摘要 122
4.4.3  试剂与仪器参数 122
4.4.4  方法特征参数验证 122
4.4.5  结论 125
参考文献 125
　
第5章  气相色谱法及气相色谱-质谱联用法 126
5.1  概述 127
5.1.1  方法简史和最新进展 127
5.1.2  方法的特点 127
5.1.3  方法的应用现状 128
5.2  方法的开发及确认 128
5.2.1  方法开发关键参数 129
5.2.2  样品前处理 129
5.2.3  仪器工作参数条件 131
5.2.4 非标准方法的确认 134
5.3  标准方法的验证 140
5.3.1  检测资源的验证 140
5.3.2  验证参数的选择 140
5.3.3  方法特性参数的验证程序 141
5.4  应用实例 143
5.4.1  气相色谱法测定皮革中五氯苯酚的方法确认 143
5.4.2  气相色谱-质谱法测定塑料中邻苯二甲酸酯的方法验证 146
参考文献 151
　
第6章  液相色谱法及液相色谱-质谱联用法 152
6.1  概述 153
6.1.1  方法简史和最新进展 153
6.1.2  方法的特点 154
6.1.3  方法的应用现状 155
6.2  方法的开发及确认 155
6.2.1  方法开发关键参数 156
6.2.2  样品前处理 157
6.2.3  仪器检测参数条件 160
6.2.4  非标准方法的确认 163
6.3  标准方法的验证 169
6.3.1  检测资源的验证 169
6.3.2  验证参数的选择 171
6.3.3  方法特性参数的验证程序 171
6.4  应用实例 172
6.4.1  水产品中阿苯达唑等农兽药残留检测的方法验证 173
6.4.2  皮革和毛皮中致敏性和致癌染料检测的方法确认 176
参考文献 180
　
第7章  X射线荧光光谱法及筛选分析法 181
7.1  概述 182
7.1.1  方法简史和最新进展 182
7.1.2  方法的特点 183
7.1.3  方法的应用现状 183
7.2  方法的开发及确认 184
7.2.1  方法开发计划 185
7.2.2  方法开发关键参数 185
7.2.3  样品准备方式 186
7.2.4  仪器工作参数条件 190
7.2.5  方法的持续优化 194
7.2.6  方法确认 194
7.3  标准方法的验证 197
7.3.1  检测资源的验证 197
7.3.2  验证参数的选择 198
7.3.3  方法特性参数的验证 199
7.4  应用实例—电子电气产品RoHS筛选检测的检测的方法验证 199
7.4.1  目的 199
7.4.2  方法摘要 199
7.4.3  试剂与仪器条件参数 200
7.4.4  方法特性参数验证 200
7.4.5  结论 203
参考文献 203

第8章  测量不确定度的评估 205
8.1  概述 206
8.1.1  不确定度的发展 206
8.1.2  化学分析不确定度的特点 207
8.1.3  不确定度的来源 207
8.1.4  误差和不确定度 207
8.1.5  不确定度的应用 208
8.2  标准不确定度的评估方法 209
8.2.1  化学分析中的主要评估方法 209
8.2.2  不确定度的A类评估 209
8.2.3  不确定度的B类评估 210
8.3  不确定度评估的一般程序 212
8.3.1  规定被测对象 212
8.3.2  识别不确定度的主要来源 212
8.3.3  量化不确定度分量 213
8.3.4  合成标准不确定度 213
8.3.5  不确定度的扩展 214
8.3.6  不确定度报告 214
8.4  化学测试不确定度评估方法及步骤 214
8.4.1  质量测量的标准不确定度 216
8.4.2  体积测量的标准不确定度 219
8.4.3  标准溶液与标准曲线拟合的标准不确定度 221
8.4.4  精密度的标准不确定度 223
8.4.5  偏倚（回收率）的标准不确定度 225
8.5  应用实例 228
8.5.1  火焰原子吸收光谱法测定食品中铜含量的不确定度评估不确定度评估 228
8.5.2  玩具中邻苯二甲酸酯增塑剂含量的测量不确定度评估不不确定度评估 233
参考文献 236

第9章  实验室间方法确认 237
9.1  概述 238
9.1.1  定义及特点 238
9.1.2  常见形式和流程 239
9.2  方案设计 240
9.2.1  实验室的选择 240
9.2.2  样品选择和要求 241
9.2.3  确认参数 241
9.3  确认程序 242
9.3.1  工作准备 242
9.3.2  组织实施 245
9.3.3  数据处理 246
9.4  应用实例 248
9.4.1  背景 248
9.4.2  计划准备 249
9.4.3  计划实施 251
9.4.4  数据处理 251
参考文献 253

第10章  方法确认和验证报告编写及应用 254
10.1  概述 255
10.2  报告编写要素及要求 255
10.2.1  目的 255
10.2.2  检测方法概要 256
10.2.3  试剂与仪器条件参数 257
10.2.4  方法特性参数确证 258
10.2.5  结论 260
10.3  报告实例 261
10.3.1  目的 261
10.3.2  方法摘要 261
10.3.3  试剂与仪器条件参数 262
10.3.4  方法特性参数验证 262
10.3.5  结论 265
10.4  报告的应用 265
10.4.1  在人员管理中的应用 266
10.4.2  在质量控制中的应用 266
10.4.3  在仪器设备核查中的应用 266
10.4.4  在新方法开发中的应用 266
参考文献 267
　
附录 268
1  方法确认和验证技术路线图 269
2  仪器分析方法开发关键步骤及条件参数优化的注意事项 270
3  方法特性参数的典型评定方法及注意事项 282

方法确认和验证是确保分析方法科学严谨和结果准确可靠的有效手段，是开展分析检测工作的前提条件和基本要求。因此，ISO/IEC 17025标准要求，实验室在使用标准方法前，应验证其能够正确运用该方法；在使用非标准方法前，应对该方法进行确认，以满足预期用途或应用领域的需要。
然而，由于化学分析方法的确认和验证工作涉及大量化学检测技术知识和较复杂的数理统计知识，不少实验室技术人员理论知识不足，方法确认和验证工作流于形式，有的只是机械地进行方法性能参数验证，方案设计缺少科学性，在方法选择性、基质效应等方面欠考虑等，导致方法确认和验证结果不可靠。在日后检测过程中会因所用非标准方法本身可能存在隐患或实验室未能正确执行标准方法，导致错误的结果和检测质量事故，给相关检测实验室和认可机构带来较高的风险。
目前，国内外已有用于方法验证的标准和指南，多数用于指导制定标准机构进行多个实验室协同验证。欧洲化学协会（EURACHEM）和国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）同时制定了实验室内方法验证相关专题指南，我国也已发布了国家标准《合格评定化学分析方法  确认和验证指南》（GB/T 27417—2017），但这些文件均只有原则性的指南和要求，缺少具体的确认和验证程序，也没有具体验证方法和实例参考，标准实施难度大，可操作性不强。
为指导及帮助我国化学检测实验室从事化学分析检验、质量控制工作的中、高级专业技术人员和质量管理人员更好地掌握和使用各种化学分析方法进行确认和验证，确保化学检测方法的有效性和结果的可靠性，提高化学分析方法确认和验证的技术水平和能力，由广州海关、中国合格评定国家认可委员会、广州质量监督检测研究院、宁波海关、通标标准技术服务有限公司广州分公司、美泰玩具技术咨询（深圳）有限公司等有关单位的技术专家，对化学分析方法确认和验证的基本概念、方法特性参数的选择和评定方法、具体的试验方案设计、测量不确定度的评定、实验室间方法确认、报告编写等进行了详细总结，并编写了本书。
本书全面、系统地介绍了目前各类常见的化学分析用仪器方法（AAS、AFS、ICP、ICP-MS、XRF、GC、GC-MS、HPLC、HPLC-MS等）的方法开发、方法特性参数评定细则、关键要点及具体步骤，并提供了相关的典型实例。每类仪器方法首先简要介绍其技术背景、特点、分类及应用现状，然后着重介绍其方法开发以及方法的确认和验证，包括样品前处理方法和仪器工作条件的选择、对非标准方法确认和标准方法验证的关键参数评定、具体的实施步骤，并结合典型的实际案例进行详细介绍。针对方法确认及验证工作中的共性难点问题，本书还详细介绍了化学分析方法测量不确定度的评定以及实验室间方法确认的方案设计和程序，并梳理汇总了方法确认和验证报告编写时的要求和主要事项。最后，本书附录中对不同的常用仪器分析方法开发步骤及条件参数优化的注意事项、方法特性参数的典型评定方法及注意事项进行汇总，是化学分析方法确认和验证的宝贵实践经验的总结。本书从“实用”出发，着重经验及技巧的传授，内容精炼，可操作性强。
全书共分10章，其中第1章由刘崇华编写；第2章由付冉冉编写；第3章由吴妙玲编写；第4章由赵泉编写；第5章由李丹编写；第6章节由冼燕萍编写；第7章由黄昉、余奕东编写；第8章由胡欣、余奕东编写；第9章由丁志勇、刘崇华编写；第10章由霍炜强编写。另外，本书附录由上述编者共同编写。全书由刘崇华统稿。
本书适用于工农业生产企业、产品质量政府监管部门、民营检验检测机构等的各类化学检测实验室，特别是各类消费品、食品、化妆品和原材料化学检测实验室，可用于第一方、第二方及第三方检测实验室。本书将对化学检测技术人员和实验室质量管理人员掌握和了解化学分析方法，确认和验证技术要求，指导方法确认和验证方案设计及具体试验步骤等工作具有重要意义，是化学检测实验室必备的技术资料和工具书。同时本书也适合于涉及化学检测的高等院校和专业培训机构作为教材使用。
在编写过程中，本书参考了国内外大量公开发表的资料，在此向文献的作者表示感谢。同时感谢化学工业出版社相关编辑为本书付出的辛勤劳动，感谢广州海关、中国合格评定国家认可委员会、广州质量监督检测研究院、宁波海关、通标标准技术服务有限公司广州分公司、美泰玩具技术咨询（深圳）有限公司等有关单位的相关部门和人员给予的大力支持！
由于编者水平有限，书中的疏漏和不妥之处在所难免，恳请广大读者在使用过程中多提宝贵意见，以便日后进行修订。

编著者    
2023年1月