Materiały odniesienia

Wzorzec pomiarowy to materiał lub układ pomiarowy, który służy do realizacji definicji danej wielkości o zadeklarowanej wartości, której towarzyszy związana z nią niepewność pomiaru. Jest to termin bardzo szeroki i obejmuje takie pojęcia, jak materiał odniesienia (RM) oraz certyfikowany materiał odniesienia (CRM). Pierwszy z wymienionych to wzorzec, dla którego wielkości są jednorodne i dobrze określone, co daje możliwość stosowania go do wyznaczania podstawowych zależności. Materiały odniesienia powinny być powiązanie z jednostkami miar systemu SI (jeżeli to możliwe) lub certyfikowanymi materiałami odniesienia. Stężenia wszystkich składników takiego materiału (w tym składników matrycy) powinny być na poziomie stężeń odpowiednich składników analizowanych obiektów. Ich dokładna znajomość powinna umożliwić łatwe wykrycie błędów systematycznych (przy wielokrotnych pomiarach mają one stałą wartość lub zmieniają się z określoną zależnością). Ponadto materiał odniesienia powinien charakteryzować się niską wartością niepewności. Biorąc pod uwagę powyższe informacje, w praktyce laboratoryjnej wybór materiału odniesienia jest niezwykle ważną kwestią i powinien obejmować szereg zagadnień, aby spełnić założone wymagania.

Klasyfikacji materiałów odniesienia dokonuje się na podstawie szeregu kryteriów. Wśród nich należy wymienić: właściwości, skład chemiczny, rodzaj matrycy, spójność pomiarową z układem SI, niepewność określenia stężenia (ilości) analitu w materiale oraz zastosowanie w badaniach chemicznych. Kryteria te decydują także o wyborze materiału odniesienia, co nie jest rzeczą prostą.

Podstawowymi typami materiałów odniesienia są:

* pierwotne materiały odniesienia,

* certyfikowane materiały odniesienia,

* laboratoryjne materiały odniesienia,

* materiały do kontroli jakości.

Certyfikowane materiały odniesienia

W porównaniu do innych materiałów odniesienia te posiadające certyfikat zajmują wyższe miejsce w hierarchii metrologicznej. Zgodnie z definicją certyfikowane materiały odniesienia (z ang. Certified Reference materials, CRM) to materiały odniesienia, w przypadku których każda jego wartość jest podawana wraz z niepewnością na określonym poziomie ufności. Ponadto przyjęto, że pojęcie wartości obejmuje cechy jakościowe, takie jak identyczność lub sekwencyjność. W niektórych przypadkach ich niepewności podawane są jako stopnie prawdopodobieństwa. Podstawowym dokumentem potwierdzającym te dane jest indywidualny certyfikat. Dokument ten określa jedną lub więcej wartości własności. Stanowi także dowód wykonania odpowiednich procedur gwarantujących zachowanie terminu ważności CRM oraz spójności pomiarowej.

Certyfikowane materiały odniesienia to najważniejsze wzorce, szczególnie w jednostkach akredytowanych. Umożliwiają one przeniesienie wartości określonej cechy pomiędzy różnymi laboratoriami. Dzięki temu możliwe jest dokładne odtworzenie danej procedury analitycznej w różnych ośrodkach. Wykorzystując CRM-y, dokonuje się m.in. oceny jakości i możliwości wprowadzenia nowej metody analitycznej, porównania kompetencji różnych jednostek laboratoryjnych i różnych metod pomiarowych oraz sprawdzenia kompetencji różnych analityków. Ponadto certyfikowane materiały odniesienia stosowane są do kalibracji, szacowania niepewności pomiarów oraz wyznaczania spójności pomiarowej.

Proces certyfikacji materiałów odniesienia

CRM-y są wytwarzane w krajowych laboratoriach odniesienia lub innych powołanych do tego instytucjach. Co ważne, jednostki te muszą spełniać szereg wymagań narzuconych im przez właściwe normy międzynarodowe. Proces certyfikacji materiałów odniesienia także jest wskazany w odpowiednich normach ISO. Rygorystyczne wymagania stawiane certyfikowanym materiałom odniesienia oraz producentom je wytwarzającym są głównymi czynniki ich wysokiej ceny, ale też często słabej dostępności. Ponadto należy mieć na uwadze, że wytwarzanie i certyfikacja materiałów odniesienia to proces niezwykle trudny, praco- i czasochłonny.

Certyfikacja materiałów odniesienia to procedura polegająca na wykonaniu szeregu analiz danego materiału, z wykorzystaniem jednej lub więcej metod i przeprowadzona w jednym lub kilku laboratoriach spełniających specyficzne wymagania norm ISO. Wszystkie etapy certyfikacji muszą posiadać udokumentowany budżet niepewności oraz spójność pomiarową. Certyfikacja obejmuje nie tylko przypisanie konkretnej wartości danej wielkości, ale także wyznaczenie jednorodności i trwałości materiału odniesienia, które również zaliczają się do całkowitego budżetu niepewności. Zgodnie z wytycznymi niepewność certyfikowanego materiału odniesienia powinna obejmować wszystkie źródła niepewności.

Do podstawowych etapów przygotowania certyfikowanego materiału odniesienia należą:

* określenie i wybór materiału odniesienia do właściwych zastosowań,

* pozyskanie materiału, zakup niezbędnych materiałów (np. pojemników),

* wstępne przygotowanie materiału i badanie jego jednorodności,

* określenie zawartości składników głównych,

* ostateczne badanie jednorodności przygotowanych materiałów odniesienia,

* sterylizacja w celu zapewnienia trwałości biologicznej,

* oznaczenie zawartości wilgoci,

* organizacja i przeprowadzenie porównań międzylaboratoryjnych pozwalających na certyfikację materiału,

* statystyczne opracowanie uzyskanych danych,

* ustalenie wartości atestowanych.