食品分析教学课件03食品分析中的质量保证

第第 三三 章章 食品分析中的质量保证食品分析中的质量保证主要内容：主要内容：1、分析质量保证的概念及意义、分析质量保证的概念及意义2、分析数据的质量、分析数据的质量 误差 不确定度 如何提高分析结果的准确度3、分析质量保证的途径、分析质量保证的途径 实验室内部质量保证 实验室外部质量控制一、一、分析质量保证的概念及特点分析质量保证的概念及特点分析质量保证分析质量保证（Analytical Quality Assurance,Analytical Quality Assurance,AQAAQA）指分析测试过程中，为了将各种误差减少到预期要求而采取培训、能力测试、分析质量控制、监督、审核、认证等系列措施。分析质量保证分析质量保证涉及许多影响分析结果的因素涉及许多影响分析结果的因素，例如：仪器、器皿、试剂质量、分析测量环境和条件、分析人员的素质和技术熟练程度、采样的代表性以及选用分析方法的灵敏度等等。分析质量保证是一个需要不断改进与完善的过程。分析质量保证是一个需要不断改进与完善的过程。二、二、分析质量保证的意义分析质量保证的意义食品分析结果的正确性是许多重要决策的基础食品分析结果的正确性是许多重要决策的基础。1.原辅材料；2.各个关键控制点的在线检测；3.终产品的分析；4.食品监督和管理。不可靠的分析数据不仅浪费人力、财力、时间等而且造成的后不可靠的分析数据不仅浪费人力、财力、时间等而且造成的后果可能会比没有数据更为严重果可能会比没有数据更为严重。分析人员本身也常常面临证明其分析结果的准确性或可靠性的压力。分析质量保证的意义就是要保证及证明分析结果正确性。三、分析数据的质量三、分析数据的质量分析数据的质量分析数据的质量：分析过程和分析结果的可信程度：分析过程和分析结果的可信程度。保证措施：减少误差和不确定度。误差：误差：误差：误差或测量误差是指测量值或测量结果与真实值之间的差异。不可避免理想情况：变化程度小，尽可能稳定因此，要了解分析方法的误差来源。(一一)误差的种类和来源误差的种类和来源根据其性质和来源，可将误差分为以下3大类。误误差差的的来来源源 系统误差（有确定值）系统误差（有确定值）随机误差（无确定值）随机误差（无确定值）过失误差过失误差 1、系统误差、系统误差系统误差也叫可测误差，它是由分析过程中某些确定的、经常的原因造成的。其特点是：1.对分析结果的影响比较固定，误差的正负具有单向性，大小具有规律性；2.在同一条件下重复测定时会重复出现，数值一般较大，是误差的主要来源；3.但其大小、正负可以测定，可以设法减免或校正。系统误差产生的原因归纳为方法误差、仪器误差、试剂误差、操作误差（或主观误差）等几种。仪器和试剂误差仪器和试剂误差 仪器误差是由于使用的仪器本身不够准确所造成的。比如，仪器表头刻度不准；使用未经校正的滴定管、移液管、容量瓶等。试剂误差主要是由于试剂或蒸馏水中含有干扰杂质或待测组分造成的。操作误差操作误差指分析工作者掌握的操作条件与正确的操作规程稍有出入而造成的误差。例如，所取试样代表性不理想、试样消解不彻底、沉淀不完全或沉淀在洗涤时溶失、滴定管读数偏高或偏低、滴定终点到达时对颜色变化的观察不够敏锐等。避免受“先入为主”成见的干扰，防止引入操作者主观误差。方法误差方法误差是由分析方法本身所引入的误差，它决定于分析体系的化学或物理化学性质。无论操作者的分析技术如何高超和细心，这类误差总是存在，但可以避免。例如，过滤沉淀时总有一部分会留在滤液中，这个无法避免。但可以用化学分析法测定沉淀中被测组分含量，用仪器分析法测定滤液中被测组分的含量，两者之和就是该被测组分的总含量。以此减小误差，提高测定的准确度。方法误差从性质上说不同于操作误差，方法误差是分析方法本身的固有特性，而操作误差则属于操作者处理分析程序不妥当所致。方法误差不因人而异，操作误差是人为的，其数值大小因人而异。但对同一个操作者来说，操作误差基本恒定不变。方法误差与操作误差的差异方法误差与操作误差的差异2、偶然误差、偶然误差又叫随机误差或不可测误差。由某些难以控制的偶然因素造成的。例如，测定时环境的温度、湿度以及气压的微小波动，电压和仪器性能的微小波动，电压和仪器性能的微小变化等因素难以预料和估计，是随机的。各种因素可以相互抵消，也可以相互加和，究竟哪一个起主要作用，很难确切肯定。偶然误差的特点是：其方向和数值不固定，有时正、有时负，大小相等的正误差和负误差出现的机会相等，符合正态分布曲线。偶然误差决定测定值的离散程度即精密度，可以用多次重复测定取平均值的办法加以避免。这种对同一样品在完全相同条件下所做的重复性测定称为平行测定，平行测定一般做3-5次即可。3、过失误差、过失误差因工作不负责任、操作不正确、不按标准规程操作或粗心大意所造成的错误，则不属于误差范围，而是一种过失或称为“过失误差”。如加错试剂、用错仪器、读错读数、溶液溅失、记录和计算错误等。只要严格遵守操作规程，加强责任心，养成科学的工作态度和良好的工作作风，“过失误差”是完全可以避免的。（二）误差的表示方法（二）误差的表示方法 1 1、准确度与误差准确度与误差准确度：测量值与真实值相符合的程度。准确度通常用绝对误差或相对误差表示。绝对误差E=测量值x-真实值T 相对误差Et=（x-T）/T例题：用电子天平称量两样品的质量分别为：0.2002g和2.0020g，如果它们的真实质量分别为0.2003g和2.0021g，这两样品的准确度那个较高？解：E1=0.2002-0.2003=-0.0001 E2=2.0020-2.0021=-0.0001 Et1=E1/T1100%=-0.0001/0.2003100%=-0.05%Et2=E2/T2100%=-0.0001/2.0021100%=-0.005%从计算结果可知，两样品称量的绝对误差相等，但相对误差却相差10倍。显然，用相对误差表示测定的准确度比用绝对误差表示更确切一些。所以，称量2.0021g物体时的准确度较高。由此也可以看出，称量的绝对误差相等时，在允许的范围内，称量物质量越大，相对误差越小，称量的准确度越高。（二）误差的表示方法（二）误差的表示方法2 2、精密度与偏差、精密度与偏差在实际工作中，由于真实值通常是不知道的，所以对分析结果的评价常用精密度来衡量。精密度：指多次重复测定某一样品时，所得测定值的 离散程度。精密度通常用偏差来表示。绝对偏差与相对偏差平均偏差与相对平均偏差极差与相对极差标准偏差与相对标准偏差标准偏差(Standard Deviation)标准偏差：又称为均方根偏差、标准差。它是离均差(各数据偏离平均数的距离)平方和平均后的方根。用或S表示。标准偏差的计算公式如下：标准差能反映一个数据组的标准差能反映一个数据组的离散程度离散程度。A A组学生的英语分数为组学生的英语分数为9595、8585、7575、6565、5555、4545，（，（7018.717018.71）B B组的分数为组的分数为7373、7272、7171、6969、6868、6767，（，（702.37702.37）。）。说明说明A A组学生英文成绩的差异要比组学生英文成绩的差异要比B B组学生的大得多。组学生的大得多。由精密度的定义可知：标准差刚好可以用来表示一个分析方法的精密度。一个分析方法的精密度主要是由于偶然误差造成的。一组测量数据的标准差又可以用来检验其中任何一个数据是否是“坏值”。标准差与精密度变异系数（相对标准差）变异系数（相对标准差）变异系数变异系数：是衡量资料中各观测值变异程度的另一个统计量。当进行两个或多个资料变异程度的比较时，如果度量单位与平均数相同，可以直接利用标准差来比较。如果单位和（或）平均数不同时，比较其变异程度就不能采用标准差，而需采用标准差与平均数的比值来标准差与平均数的比值来比较比较，这就是变异系数，用CV(Coefficient of Variance)表示。用公式表示为：22准确度和精密度的关系准确度和精密度的关系 甲甲 乙乙 丙丙甲的精密度高，准确度也高；乙的精密度很高，但准确度较差；丙的准确度差，精密度也差。准确度和精密度的关系准确度和精密度的关系准确度表示测定结果与真实值的符合程度，反映系统误差的大小；精密度与真实值无关，它表示各平行测定结果之间的符合程度，只能反映测定时随机误差的大小；精密度是保证准确度的先决条件；精密度高不一定准确度高，只有在消除了系统误差之后，精密度高，准确度才高。（三）不确定度（三）不确定度不确定度的定义不确定度的定义：是测量不确定度的简称，指对分析结果的正确性或准确性的可疑程度。它定量地表述了分析结果的可疑程度，定量地说明了实验室（包括所用设备和条件）分析能力水平。常作为计量认证、质量认证以及实验室认可等活动的重要依据之一。不确定度可以用标准差或置信区间来表示。测量不确定度的来源测量不确定度的来源 在实际分析工作中，不确定度典型的来源包括：1）对样品的定义不完整或不完善；2）分析的方法不理想；3）取样的代表性不够；4）对分析过程中环境影响的认识或控制不完善；5）对仪器的读数存在偏差；6）分析仪器计量性能（灵敏度、分辨力、稳定性等）上的局限性；7）标准物质的标准值不准确；8）引进的数据或其他参量的不确定度；9）与分析方法和分析程序有关的近似性和假定性；10）在表面上看来完全相同的条件下，分析时重复观测值的变化 等。（四）提高分析结果准确度的方法（四）提高分析结果准确度的方法选择合适的分析方法；减少测定误差；增加平行测定次数，较少随机误差；消除测量过程中的系统误差；标准曲线的回归1、减小测量误差、减小测量误差（1）称量误差 一般分析天平用差减法称量试样时需称量两次，可能引入的最大绝对误差为0.0002g。为使称量的相对误差小于0.1%，则称量的试样质量最少在0.2g以上，才能保证称量误差不大于0.1%。（2）体积误差 滴定管读数常有0.01mL的误差，每次滴定需要读数两次，这样可能造成0.02mL的误差。为了使滴定时体积的相对误差小于0.1%，则消耗滴定剂的体积最小为20mL，通常控制在2030mL之间或30mL左右。2、减小偶然误差、减小偶然误差 在消除系统误差的前提下，平行测定次数越多，测定结果的算术平均值越接近真实值。因此，适当增加平行测定次数可以减小偶然误差，食品分析中，一般做35次平行测定即可。在准确度要求较高的情况下，可增加至10次左右。3、消除系统误差、消除系统误差 造成系统误差的原因很多，可通过t检验而发现，并用下面方法校正，消除系统误差。3.1.对照试验对照试验 这是消除系统误差的最有效方法，应根据情况选用以下具体方法。（1）用标准方法进行对照试验（2）用标准试样进行对照试验（3）内检、外检（4）回收试验3.2 空白试验空白试验3.3 校准仪器校准仪器四、四、分析质量保证的途径分析质量保证的途径 分析质量保证的途径包括2个方面：1）实验室内部质量保证2）实验室外部质量保证实验室内部质量保证实验室内部质量保证1.实验室内部质量控制 质量控制是质量保证的核心部分质量控制是质量保证的核心部分。需要控制的基本环节有：人员素质；仪器设备性能；实验室环境的影响因素；采样及样品处理的合理性；试剂的纯度；测量方法的性能；操作规程的合理性；原始记录和数据处理过程的可查性；技术资料及必要的检查程序，实验室内部质量评定等。2.实验室内部质量评定 实验室内部质量评定是在实验室内由本室工作人员所采取的质量保证措施,它决定即时的测定结果是否有效及报告能否发出。主主要要目目的的是是为为了了监监测测实实验验室室分分析析数数据据的的重重复复性性(即即精精密密度度)和和发发现现分分析析方方法法在在某某一一天天出出现现的的重重大大误误差差，并并找出原因找出原因。实验室外部质量保证实验室外部质量保证实验室外部质量保证是在实验室内部质量保证的基础上，检验实验室内部质量保证的效果，发现与消除系统误差，使分析结果具有准确性与可比性。1.外部质量控制（1）加强信息交流，及时使用分析工作的新的国家和