วัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรอง ( CRM ) คือ 'ตัวควบคุม' หรือมาตรฐานที่ใช้ในการตรวจสอบคุณภาพและความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับทางมาตรวิทยาของผลิตภัณฑ์ เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของวิธีการวัดเชิงวิเคราะห์ หรือเพื่อการสอบเทียบเครื่องมือ^{[ 1 ]}วัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรองเป็นรูปแบบเฉพาะของมาตรฐานการวัด

วัสดุอ้างอิงมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเคมีวิเคราะห์และการวิเคราะห์ทางคลินิก^{[ 2 ]}เนื่องจากเครื่องมือวิเคราะห์ส่วนใหญ่เป็นแบบเปรียบเทียบ จึงต้องใช้ตัวอย่างที่มีองค์ประกอบที่ทราบ (วัสดุอ้างอิง) เพื่อการสอบเทียบที่แม่นยำ วัสดุอ้างอิงเหล่านี้ผลิตขึ้นภายใต้ขั้นตอนการผลิตที่เข้มงวดและแตกต่างจากสารเคมีในห้องปฏิบัติการในด้านการรับรองและความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับของข้อมูลที่ให้ไว้

ระบบการจัดการคุณภาพ ที่เกี่ยวข้องกับการรับรองห้องปฏิบัติการภายใต้ มาตรฐานการรับรอง/การรับรองระดับชาติและระดับสากลเช่นISO/IEC 17025กำหนดให้มีการตรวจสอบย้อนกลับทางมาตรวิทยาไปยังวัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรอง (เท่าที่เป็นไปได้) เมื่อใช้วัสดุอ้างอิงสำหรับการสอบเทียบ^{[ 3 ]}

วัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรองเป็นที่ต้องการหากมีให้เลือก^{[ 3 ] [ 4 ]}อย่างไรก็ตาม ความพร้อมใช้งานมีจำกัด วัสดุอ้างอิงที่ไม่ตรงตามเกณฑ์ทั้งหมดสำหรับวัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรองนั้นมีให้เลือกมากกว่า ความแตกต่างหลักคือหลักฐานเพิ่มเติมของความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับทางมาตรวิทยาและคำแถลงความไม่แน่นอนของการวัดที่ระบุไว้ในใบรับรองสำหรับวัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรอง^{[ 5 ]}

ISO REMCO ซึ่งเป็นคณะกรรมการ ISO ที่รับผิดชอบในการให้คำแนะนำเกี่ยวกับวัสดุอ้างอิงภายใน ISO ^{[ 6 ]}กำหนดประเภทของวัสดุอ้างอิงดังต่อไปนี้: ^{[ 7 ] [ 8 ]}

เอกสารอ้างอิง

วัสดุที่มีความสม่ำเสมอและเสถียรเพียงพอในด้านคุณสมบัติที่ระบุไว้อย่างน้อยหนึ่งอย่าง ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเหมาะสมสำหรับการใช้งานตามที่ตั้งใจไว้ในกระบวนการวัด

เอกสารอ้างอิงที่ได้รับการรับรอง

เอกสารอ้างอิงที่มีกระบวนการวัดที่ถูกต้องตามหลักมาตรวิทยาสำหรับคุณสมบัติที่ระบุไว้หนึ่งอย่างหรือมากกว่านั้น พร้อมด้วยใบรับรองที่ระบุค่าของคุณสมบัติที่ระบุ ความไม่แน่นอนที่เกี่ยวข้อง และคำแถลงเกี่ยวกับการตรวจสอบย้อนกลับทางมาตรวิทยา

หน่วยงานอื่นอาจกำหนดประเภทของวัสดุอ้างอิงแตกต่างกัน แนวทางของ WHO สำหรับวัสดุอ้างอิง ทางชีวภาพ ^{[ nb 1 ] [ 9 ]}ระบุเงื่อนไขดังนี้: ^{[ nb 2 ]}

• สารมาตรฐานอ้างอิง: วัสดุที่ใช้เป็นตัวสอบเทียบในการวิเคราะห์
• มาตรฐานการวัดทางชีวภาพระดับสากล: สารทางชีวภาพที่กำหนดขึ้นเพื่อให้ผลการทดสอบทางชีวภาพหรือการทดสอบทางภูมิคุ้มกันสามารถแสดงผลได้ในรูปแบบเดียวกันทั่วโลก
• มาตรฐานอ้างอิงรอง: มาตรฐานอ้างอิงที่สอบเทียบและตรวจสอบย้อนกลับได้ถึงวัสดุหลักขององค์การอนามัยโลก และมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ในการทดสอบประจำวัน
• สารมาตรฐานอ้างอิง: สารมาตรฐานอ้างอิงขององค์การอนามัยโลก (WHO) ซึ่งค่ากิจกรรมถูกกำหนดโดย WHO ในหน่วยหนึ่งๆ

สำหรับสารเคมีตำราเภสัชกรรม บางเล่ม ^{[ 10 ]}ใช้คำศัพท์ของ WHO ^{[ 11 ]}

• สารอ้างอิงทางเคมีขั้นต้น: สารอ้างอิงทางเคมี ... ซึ่งค่าของมันได้รับการยอมรับโดยไม่ต้องเปรียบเทียบกับสารเคมีอื่น
• สารอ้างอิงทางเคมีรอง: สารที่มีคุณลักษณะถูกกำหนดและ/หรือสอบเทียบโดยการเปรียบเทียบกับสารอ้างอิงทางเคมีหลัก

สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา ( NIST) ใช้คำเครื่องหมายการค้า^{[ 12 ]} Standard Reference Material (SRM) เพื่อระบุวัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรองซึ่งตรงตาม เกณฑ์เฉพาะ ของ NIST เพิ่มเติม นอกจากนี้ ผู้ผลิตเชิงพาณิชย์ที่ปฏิบัติตามเกณฑ์และโปรโตคอลที่กำหนดโดยNISTอาจใช้เครื่องหมายการค้า^{[ 13 ]} "NIST traceable reference material" เพื่อระบุวัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรองซึ่งมีการเชื่อมโยงการตรวจสอบย้อนกลับที่ชัดเจนกับ มาตรฐาน NIST ที่มีอยู่ สำหรับการวัดทางเคมี ^{[ 14 ] [ 15 ]}

ILACอธิบายวัสดุอ้างอิงห้าประเภทดังต่อไปนี้: ^{[ 1 ]}

1. สารบริสุทธิ์; สารเคมี ที่บริสุทธิ์โดยพื้นฐาน มีลักษณะเฉพาะคือความบริสุทธิ์ทางเคมีและ/หรือมีสิ่งเจือปนในปริมาณน้อยมาก
2. สารละลายมาตรฐานและส่วนผสมของก๊าซ ซึ่งมักเตรียมโดยวิธีชั่งน้ำหนักจากสารบริสุทธิ์
3. วัสดุอ้างอิงเมทริกซ์ คือวัสดุที่มีลักษณะเฉพาะด้านองค์ประกอบของสารเคมีหลัก รอง หรือปริมาณน้อยมากตามที่ระบุไว้ วัสดุดังกล่าวอาจเตรียมได้จากเมทริกซ์ที่มีส่วนประกอบที่สนใจ หรือโดยการเตรียมสารผสมสังเคราะห์
4. วัสดุอ้างอิงทางกายภาพและเคมี ซึ่งมีลักษณะเฉพาะตามคุณสมบัติ เช่นจุดหลอมเหลวความหนืด หรือความหนาแน่นเชิงแสง
5. วัตถุอ้างอิงหรือสิ่งประดิษฐ์ที่มีลักษณะเฉพาะตามคุณสมบัติเชิงฟังก์ชัน เช่น รสชาติ กลิ่น ค่าออกเทน จุดวาบไฟ และความแข็ง ประเภทนี้ยังรวมถึงตัวอย่างสำหรับการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะตามคุณสมบัติที่หลากหลาย ตั้งแต่ชนิดของเส้นใยไปจนถึงตัวอย่างทางจุลชีววิทยา

การเตรียมวัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรองโดยทั่วไปอธิบายไว้ใน ISO Guide 17034 ^{[ 16 ]}และในรายละเอียดเพิ่มเติมใน ISO Guide 35 ^{[ 17 ]}การเตรียมมาตรฐานอ้างอิงทางชีวภาพอธิบายไว้ใน WHO Guidance ^{[ 9 ]}ขั้นตอนทั่วไปที่จำเป็นในการผลิตวัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรองโดยทั่วไปประกอบด้วย: ^{[ 17 ]}

• การรวบรวมหรือการสังเคราะห์วัสดุ
• การเตรียมตัวอย่าง (รวมถึงการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน การทำให้คงตัว การบรรจุขวด ฯลฯ)
• การทดสอบความสม่ำเสมอ
• การประเมินเสถียรภาพ
• การกำหนดค่า ("การกำหนดลักษณะ" ในแง่ของ ISO REMCO) ^{[ 18 ]}

นอกจากนี้ การประเมินความสามารถในการแลกเปลี่ยนของวัสดุอ้างอิงอาจมีความสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุชีวภาพ^{[ 9 ]}

การเตรียมตัวอย่างโดยละเอียดขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุ มาตรฐานบริสุทธิ์มักจะเตรียมโดยการสังเคราะห์ทางเคมีและการทำให้บริสุทธิ์ และระบุลักษณะโดยการกำหนดสิ่งเจือปนที่เหลืออยู่^{[ 1 ]}ซึ่งมักจะดำเนินการโดยผู้ผลิตเชิงพาณิชย์ CRM เมทริกซ์ธรรมชาติ (มักย่อว่า 'matrix CRMs') ประกอบด้วยสารวิเคราะห์ในตัวอย่างธรรมชาติ (เช่น ตะกั่วในเนื้อปลา) โดยทั่วไปจะผลิตโดยการทำให้วัสดุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเป็นเนื้อเดียวกัน ตามด้วยการวัดสารวิเคราะห์แต่ละชนิด เนื่องจากความยากลำบากในการผลิตและการกำหนดค่า โดยทั่วไปจึงผลิตโดยสถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติหรือข้ามชาติ เช่นNIST (สหรัฐอเมริกา), BAM (เยอรมนี), KRISS (เกาหลี) และEC JRC (ศูนย์วิจัยร่วมคณะกรรมาธิการยุโรป)

สำหรับวัสดุธรรมชาติ การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันมักมีความสำคัญ^{[ 19 ]}วัสดุธรรมชาติมักไม่เป็นเนื้อเดียวกันในระดับกรัม ดังนั้นการผลิตวัสดุอ้างอิงเมทริกซ์ธรรมชาติที่เป็นของแข็งจึงมักเกี่ยวข้องกับการแปรรูปให้เป็นผงละเอียดหรือวาง^{[ 20 ]}การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันอาจส่งผลเสีย เช่น ต่อโปรตีน ดังนั้นผู้ผลิตต้องระมัดระวังไม่ให้แปรรูปวัสดุมากเกินไป^{[ 9 ] [ 17 ]}ความเสถียรของวัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรองก็มีความสำคัญเช่นกัน ดังนั้นจึงอาจใช้กลยุทธ์ต่างๆ เพื่อเตรียมวัสดุอ้างอิงที่มีความเสถียรมากกว่าวัสดุธรรมชาติที่ใช้เตรียม^{[ 21 ] : 119–124} ตัวอย่างเช่น อาจมีการเพิ่มสารทำให้คงตัว เช่นสารต้านอนุมูลอิสระหรือ สาร ต้านจุลชีพ เพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพ ของเหลวที่มีความเข้มข้นของโลหะติดตามที่ได้รับการรับรองอาจมีการปรับค่า pHเพื่อรักษาโลหะให้อยู่ในสารละลาย และวัสดุอ้างอิงทางคลินิกอาจถูกทำให้แห้งด้วยการแช่แข็งเพื่อการจัดเก็บระยะยาว หากสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้สำเร็จ^{[ 9 ] : 96}

โดยทั่วไป การทดสอบความสม่ำเสมอของวัสดุอ้างอิงที่ต้องการนั้น มักเกี่ยวข้องกับการวัดซ้ำหลายครั้งกับวัสดุหลายหน่วยหรือตัวอย่างย่อย

การทดสอบความสม่ำเสมอของ CRM นั้นเป็นไปตามแผนการทดลอง ที่วางไว้ เนื่องจากจุดประสงค์ของการทดลองคือเพื่อทดสอบ (หรือประมาณขนาดของ) ความแปรปรวนของค่าระหว่างหน่วย CRM ที่แตกต่างกัน จึงเลือกแผนการทดลองเพื่อให้สามารถแยกความแปรปรวนของผลลัพธ์ที่เกิดจากข้อผิดพลาดในการวัดแบบสุ่มและความแปรปรวนที่เกิดจากความแตกต่างระหว่างหน่วยของ CRM ได้ หนึ่งในแผนการทดลองที่ง่ายที่สุดที่แนะนำสำหรับวัตถุประสงค์นี้คือแผนการทดลองแบบสมดุลแบบซ้อน (ดูแผนภาพ)

โดยทั่วไปจะสุ่มเลือกหน่วย CRM จำนวน 10-30 หน่วยจากชุด โดย แนะนำให้ ใช้การสุ่มตัวอย่างแบบแบ่งชั้นเพื่อให้หน่วยที่เลือกกระจายไปทั่วทั้งชุด^{[ 22 ]}จากนั้นจะสุ่มตัวอย่างย่อยจำนวนเท่ากัน (โดยปกติสองหรือสามตัวอย่าง) จากแต่ละหน่วย CRM และทำการวัด ตัวอย่างย่อยจะถูกวัดในลำดับแบบสุ่ม^{[ 17 ] [ 22 ]}การออกแบบอื่นๆ เช่นการออกแบบบล็อกแบบสุ่มก็ถูกนำมาใช้สำหรับการรับรอง CRM เช่นกัน

การประมวลผลข้อมูลสำหรับการทดสอบความสม่ำเสมอโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการทดสอบความสำคัญทางสถิติเพื่อหาหลักฐานความแตกต่างระหว่างหน่วยของ CRM ที่เป็นตัวเลือก สำหรับการออกแบบสมดุลอย่างง่ายข้างต้น โดยทั่วไปจะใช้การทดสอบ FตามANOVAนอกจากนี้ยังแนะนำให้ตรวจสอบแนวโน้มตามลำดับการผลิตด้วย^{[ 22 ]} แนวทางนี้ไม่ได้นำมาใช้ใน ISO Guide 35:2017 แต่เน้นที่การตัดสินใจว่าค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานระหว่างหน่วยนั้นเล็กพอสำหรับการใช้งานขั้นสุดท้ายที่ตั้งใจไว้หรือไม่ อย่างไรก็ตาม หากมีการใช้การทดสอบทางสถิติ การทดลองความสม่ำเสมอควรสามารถตรวจจับความแตกต่างที่สำคัญได้ ซึ่ง ISO Guide 35:2017 กำหนดให้ต้องมีความแม่นยำของขั้นตอนการวัด จำนวนหน่วย RM และจำนวนการทำซ้ำต่อหน่วยที่เพียงพอ การคำนวณกำลังทางสถิติสามารถช่วยให้มั่นใจได้ว่าการทดสอบมีประสิทธิภาพเพียงพอ^{[ 17 ]}

ในกรณีที่รุนแรง เช่น การวิเคราะห์ระดับจุลภาค วัสดุจะต้องได้รับการตรวจสอบความสม่ำเสมอในระดับย่อยไมครอน ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการสังเกตจำนวนมากและการปรับเปลี่ยนการวิเคราะห์ทางสถิติ^{[ 23 ]}

ความเสถียรเป็นคุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งของ CRM (ดูคำจำกัดความข้างต้น) และการประเมินความเสถียรจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับวัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรอง^{[ 9 ] [ 16 ]}คาดว่าจะมีการประเมินความเสถียรทั้งภายใต้การจัดเก็บระยะยาวและภายใต้สภาวะการขนส่ง^{[ 16 ]} "การประเมิน" ไม่ได้มีความหมายเหมือนกับ "การทดสอบ" วัสดุบางชนิด เช่น แร่ธาตุและโลหะผสมหลายชนิด อาจมีความเสถียรมากจนไม่จำเป็นต้องทำการทดสอบเชิงทดลอง^{[ 24 ]}วัสดุอ้างอิงอื่นๆ มักจะผ่านการทดสอบความเสถียรเชิงทดลองในบางจุดก่อนที่จะมีการจำหน่ายวัสดุนั้น ในกรณีที่วัสดุอ้างอิงได้รับการรับรองสำหรับคุณสมบัติมากกว่าหนึ่งอย่าง คาดว่าจะต้องแสดงให้เห็นถึงความเสถียรสำหรับทุกคุณสมบัติที่ได้รับการรับรอง^{[ 16 ]}

การทดสอบความเสถียรของวัสดุ CRM มีกลยุทธ์สำคัญสองประการ ได้แก่ การศึกษาแบบเรียลไทม์อย่างง่าย และการทดสอบแบบเร่ง การศึกษาแบบเรียลไทม์นั้นเพียงแค่เก็บตัวอย่างวัสดุไว้ที่อุณหภูมิที่วางแผนไว้เป็นระยะเวลาที่เหมาะสม และสังเกตวัสดุเป็นระยะๆ ส่วนการศึกษาแบบเร่งนั้นใช้เงื่อนไขที่เข้มงวดกว่า โดยส่วนใหญ่จะเป็นการเพิ่มอุณหภูมิ เพื่อทดสอบว่าวัสดุนั้นมีแนวโน้มที่จะคงความเสถียรในระยะเวลาที่ยาวนานขึ้นหรือไม่

การศึกษาความเสถียรแบบเรียลไทม์จะเก็บชุดหน่วย RM ไว้ที่อุณหภูมิการจัดเก็บที่เสนอ และทดสอบสัดส่วนของหน่วยเหล่านั้นเป็นระยะๆ โดยปกติผลลัพธ์จะได้รับการประเมินโดยการตรวจสอบและการถดถอยเชิงเส้นเพื่อพิจารณาว่ามีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในค่าที่วัดได้เมื่อเวลาผ่านไปหรือไม่^{[ 17 ]}

การศึกษาแบบเร่งความเร็วถูกนำมาใช้ตั้งแต่ช่วงกลางทศวรรษ 1950 เป็นอย่างน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุอ้างอิงทางชีวภาพ^{[ 25 ] [ 26 ]}โดยทั่วไป CRM จะถูกตรวจสอบในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลาย และผลลัพธ์จะถูกนำมาใช้เพื่อทำนายอัตราการเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิการจัดเก็บที่เสนอ ซึ่งมักจะต่ำ บ่อยครั้งที่การทำนายจะใช้แบบจำลองการเสื่อมสภาพที่เป็นที่รู้จักกันดี เช่นแบบจำลอง Arrhenius ^{[ 9 ]} ข้อดีเหนือกว่าการศึกษาแบบเรียลไทม์คือ ผลลัพธ์จะพร้อมใช้งานได้เร็วกว่า และสามารถพิสูจน์การทำนายความเสถียรในช่วงเวลาที่ยาวนานกว่า การศึกษาความเสถียรได้ สำหรับบางแอปพลิเคชัน การศึกษาแบบเร่งความเร็วได้รับการอธิบายว่าเป็นแนวทางปฏิบัติเพียงวิธีเดียว: ^{[ 27 ]}

ในกรณีที่ไม่มีวิธีการอ้างอิงหรือมาตรฐานระดับสูงกว่า ... การศึกษาแบบเร่งความเร็วภายใต้สภาวะความเครียดจึงเป็นแนวทางเดียวสำหรับการประเมินความเสถียร

ข้อเสียหลักของการศึกษาเร่งด่วนคือวัสดุอ้างอิง เช่นเดียวกับวัสดุอื่นๆ อาจเสื่อมสภาพลงด้วยเหตุผลที่ไม่คาดคิดเมื่อเวลาผ่านไป หรืออาจเสื่อมสภาพตามแบบจำลองจลนศาสตร์ ที่แตกต่างกัน การคาดการณ์จึงอาจไม่น่าเชื่อถือ^{[ 28 ]}

ในการศึกษาความเสถียรส่วนใหญ่ ไม่ว่าจะเป็นแบบเรียลไทม์หรือแบบเร่งความเร็ว จะมีการทดสอบวัสดุอ้างอิงเพียงไม่กี่หน่วยในช่วงเวลาต่างๆ หากระบบการวัดที่ใช้ในการทดสอบวัสดุไม่เสถียรอย่างสมบูรณ์ อาจทำให้ได้ข้อมูลที่ไม่แม่นยำ หรืออาจเข้าใจผิดว่าเป็นความไม่เสถียรของวัสดุ เพื่อเอาชนะปัญหาเหล่านี้ มักจะสามารถเคลื่อนย้ายหน่วย RM ไปยังอุณหภูมิอ้างอิงบางอุณหภูมิในช่วงเวลาต่างๆ ซึ่งวัสดุจะคงความเสถียร จากนั้นจึงทดสอบหน่วยทั้งหมดที่สะสมไว้ ซึ่งมีระยะเวลาการสัมผัสที่แตกต่างกัน ในเวลาเดียวกัน วิธีนี้เรียกว่าการศึกษาแบบไอโซโครนัส กลยุทธ์นี้มีข้อดีคือช่วยปรับปรุงความแม่นยำของข้อมูลที่ใช้ในการประเมินความเสถียร แต่แลกมากับการที่ผลลัพธ์จะล่าช้าไปจนถึงสิ้นสุดระยะเวลาการศึกษาความเสถียร^{[ 28 ]}

• เอกสารอ้างอิงของแคนาดา
• ฐานข้อมูลวัสดุอ้างอิงทางธรณีวิทยาและสิ่งแวดล้อม (GeoReM)
• สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST)
• สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอุตสาหกรรมขั้นสูงแห่งชาติ (AIST)

• คณะกรรมการ ISO เกี่ยวกับวัสดุอ้างอิง (ISO/REMCO)
• คู่มือ ISO 33:2015 เอกสารอ้างอิง—แนวปฏิบัติที่ดีในการใช้เอกสารอ้างอิง
• ฐานข้อมูลวัสดุอ้างอิงทางธรณีวิทยาและสิ่งแวดล้อม (GeoReM)
• เอกสารอ้างอิงที่ได้รับการรับรองจากคณะกรรมาธิการยุโรป
• "การวัดมีความสำคัญ เอกสารอ้างอิงของ NIST ส่งผลต่อคุณอย่างไร" NIST 13มิถุนายน 2017 สืบค้นเมื่อ 9 มิถุนายน 2024
• "เอกสารอ้างอิงมาตรฐาน" . NIST . 6 พฤศจิกายน 2012 . สืบค้นเมื่อ9 มิถุนายน 2024 .