蒙特卡洛法評定半自動生化分析儀吸光度(0.5)示值誤差的不確定度

(山東省計量檢測中心 山東省計量科學研究院，濟南 250014)

生化分析是疾病預防、臨床診斷的重要手段之一。生化分析儀一般分為全自動和半自動兩種。半自動生化分析儀指分析過程中的一部分操作需要人工完成，而另一部分操作則由分析儀自動完成，它是采用光電比色原理來測量體液中某種特定化學成分的儀器[1,2]。

計量技術機構對生化分析儀進行檢定時，醫(yī)療衛(wèi)生單位對生化分析儀進行質控時，檢驗人員使用生化分析儀出具數(shù)據(jù)時都要分析測量結果的不確定度。不確定度分析工作技術含量高，工作量大，對準確度要求高，檢驗檢測人員急需一種易操作、效率高的不確定度評定方法。

蒙特卡洛法是一種利用對概率分布進行隨機抽樣而進行分布傳播的方法，適用于具有任意多個輸入量和單一輸出量的模型，并且是使用計算機軟件進行計算，在日常的評定不確定度時，操作簡單方便，準確度高[3,4]。

1 測量程序

用蒸餾水作參比液，校正半自動生化分析儀吸光度的零點后，使用吸光度標稱值為0.5的半自動生化分析儀檢定用重鉻酸鉀吸光度溶液標準物質，在波長340nm、吸收池溫度37℃、吸液量不少于500μL的條件下，選用終點法測量吸光度值[1]。

2 測量模型

半自動生化分析儀吸光度示值誤差的計算公式：

ΔA=A1+A2+A3-As

式中：

ΔA—吸光度示值誤差；

As—吸光度標準物質的標準值；

A1—半自動生化分析儀吸光度三次測量平均值；

A2=c1×Δλ

Δλ：波長設定偏離340nm的誤差；

A3=c2×Δt

Δt:吸收池溫度偏離37℃的誤差。

3 蒙特卡洛法評定半自動生化分析儀吸光度(0.5)示值誤差的不確定度[3,4]

3.1 輸入測量模型

輸入測量模型見圖1、圖2。

圖1 測量模型

圖2 測量模型子模型

3.2 錄入輸入量參數(shù)

錄入輸入量參數(shù)見圖3～圖6。

3.2.1 測量重復性參數(shù)A1

(1)吸光度示值誤差的不確定度預評估[5,6]。

半自動生化分析儀連續(xù)測量標準值為0.492的吸光度溶液標準物質10次的測量結果為：0.495、0.492、0.491、0.496、0.495、0.492、0.497、0.492、0.495、0.494。

(2)日常實際測量次數(shù)為3次，因此測量重復性引入的不確定度分量為[5,6]：

uA1=s/√3=0.001169

使用測量不確定度輔助評定系統(tǒng)中的重復性測量工具，計算出算數(shù)平均值、標準差、自由度，輸入測量重復性A1參數(shù)表中，見圖3。

圖3 測量重復性參數(shù)錄入

3.2.2 波長設定誤差參數(shù)A2。

根據(jù)JJG178-2007《紫外、可見、近紅外分光光度計》附錄B.1,推算透射比值，附錄見表1。

表1 附錄B.1重鉻酸鉀標準溶液在相應波長下不同溫度時的透射比值(%)[7]

表中數(shù)據(jù)經(jīng)直線擬合，推算出37℃時相應波長下的透射比值為：18.4%(235nm)，13.9%(257nm),51.4%(313nm),23.1%(350nm)。

再將以上37℃的數(shù)據(jù)進行3次曲線擬合，推算得到37℃時340nm下重鉻酸鉀標準溶液的透射比為40.1%，換算成吸光度值為0.396829(340nm)?？傻茫涸?40nm時，吸光度對波長的變化率c1=0.014649 Abs/nm

當半自動生化的波長設定誤差為±0.1nm時，則引起吸光度示值誤差為：

0.0014649，服從均勻分布。測量儀器的波長設定誤差參數(shù)錄入見圖4。

圖4 測量儀器的波長設定誤差參數(shù)錄入

3.2.3 吸收池溫度變化參數(shù)A3。

根據(jù)JJG178-2007《紫外、可見、近紅外分光光度計》附錄B.1，推算透射比值，附錄見表2。

表2 附錄B.1重鉻酸鉀標準溶液在相應波長下不同溫度時的透射比值(%)[7]

表中數(shù)據(jù)經(jīng)曲線擬合，推算出340nm時各相應溫度下的透射比值為：39.8%(10℃)，39.8%(15℃),39.9%(20℃),40.0%(25℃)，40.0%(30℃)，40.1%(37℃)。換算成吸光度值為：0.400646(10℃)，0.399678(15℃),0.399176(20℃),0.398406(25℃)，0.397966(30℃)，0.396821(37℃)。

再將以上340nm的數(shù)據(jù)進行直線擬合，可得：在37℃時，吸光度對溫度的變化率c2=0.000135 Abs/℃。

當半自動生化的吸收池溫度變化為±5℃時，則引起吸光度示值誤差為：0.000675，服從均勻分布。測量儀器的吸收池溫度變化參數(shù)錄入見圖5。

圖5 吸收池溫度變化參數(shù)錄入

3.2.4 標準物質參數(shù)

根據(jù)證書，標準物質的標準值為0.492，擴展不確定度為U=0.005(k=2)，則標準物質引入的不確定度分量為0.0025，標準物質參數(shù)錄入見圖6。

圖6 標準物質參數(shù)錄入

3.3 蒙特卡洛法計算不確定度[3,4](圖7)

圖7 蒙特卡洛法計算不確定度

4 不確定度報告

吸光度(0.5)示值誤差的擴展不確定度：U=0.006,k=2。

5 改進的建議

從蒙特卡洛法測量不確定度輔助評定系統(tǒng)中的分量比較圖(見圖8)可以看出，影響半自動生化分析儀吸光度(0.5)示值誤差的不確定度的主要因素是標準物質引入的不確定度。為了提高半自動生化分析儀吸光度測量結果的可信度，建議檢驗檢測部門使用不確定度小的標準物質，建議標準物質研制部門提高標準物質的研制水平，以降低標準物質的不確定度。

圖8 蒙特卡洛法計算不確定度分量比較