Z比分?jǐn)?shù)評定法在大腸菌群能力驗證評定中的應(yīng)用

◎ 安鐵鵬，張 莉，屠錦娣，周爭艷，候國峰，陳 江，商 帥

（陜西科儀陽光檢測技術(shù)服務(wù)有限公司，陜西 西安 710016）

能力驗證是認(rèn)證管理機構(gòu)評價和監(jiān)督實驗室技術(shù)能力的重要依據(jù)之一，是判斷和監(jiān)控實驗室技術(shù)能力的持續(xù)狀況、識別實驗室間差異的一種有效手段。實驗室間比對的方法對數(shù)據(jù)分析提出了挑戰(zhàn)，雖大多數(shù)實驗室間比對可提供單峰和近似對稱的數(shù)據(jù)，但大多數(shù)能力驗證數(shù)據(jù)集包含一定比例的偏離數(shù)據(jù)主體的結(jié)果，這種離群結(jié)果可能具有高變異性，從而使得均值和標(biāo)準(zhǔn)差值的傳統(tǒng)統(tǒng)計方法變得不可靠[1]。將本次提供的4組樣品分別分發(fā)到123家實驗室進(jìn)行定量檢測，將結(jié)果匯總后進(jìn)行對數(shù)轉(zhuǎn)換，分析采用GB/T 28043—2019中的穩(wěn)健技術(shù)（參見附錄C）。避免了極端值（即離群結(jié)果）對統(tǒng)計結(jié)果的影響，從而可以比較客觀、科學(xué)地評價每一個實驗室的結(jié)果。本次選取一組共39個樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

高壓蒸汽滅菌鍋、生化培養(yǎng)箱、顯微鏡；大腸桿菌標(biāo)準(zhǔn)菌株ATCC25922、乳糖蛋白胨培養(yǎng)液、伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基。

1.2 試驗方法

按照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法 微生物指標(biāo)》（GB/T 5750.12—2006）中總大腸菌群（多管發(fā)酵法）進(jìn)行樣品前處理。本次能力驗證為定量分析（MPN法），根據(jù)總大腸菌群陽性的管數(shù)，查MPN檢索表3，報告每100 mL水樣中的總大腸菌群最可能數(shù)（Most Probable Number，MPN）值[2]。

1.3 統(tǒng)計方法及評價

對本次能力驗證計劃檢測項目實驗室的檢測結(jié)果經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換，統(tǒng)計分析采用GB/T 28043—2019中的穩(wěn)健技術(shù)（參見附錄C），先計算中位數(shù)med（x），再根據(jù)中位數(shù)計算中位絕對離差MADe（x），采用迭代算法A計算數(shù)據(jù)的穩(wěn)健平均值c和穩(wěn)健標(biāo)準(zhǔn)差b，直到穩(wěn)健均值和標(biāo)準(zhǔn)差的第3個有效數(shù)字連續(xù)兩次不再發(fā)生變化[1]。根據(jù)公式δ=1.5b求得能力評定標(biāo)準(zhǔn)差δ值，最后根據(jù)以下公式計算Z值：

式中：x-實驗室測試結(jié)果；c-穩(wěn)健平均值；δ-能力評定標(biāo)準(zhǔn)差。

應(yīng)用Z值評定準(zhǔn)則如下：|Z|≤2，表明“滿意”，無需采取進(jìn)一步措施；2＜|Z|＜3，表明“有問題”（可疑值）；|Z|≥3，表明“不滿意”（離群值）[3]。

2 結(jié)果統(tǒng)計與分析

2.1 實驗室測定結(jié)果及對數(shù)值

對匯總的檢測結(jié)果按照數(shù)據(jù)大小進(jìn)行排序，并求log（10），表示為x（1），x（2）…x（p）；具體見表 1。

表1 大腸菌群統(tǒng)計結(jié)果對數(shù)值表

2.2 中位數(shù)med（x）的計算

將測定數(shù)據(jù)按遞增順序排列[4]，表示為x（1），x（2）…x（p）。

2.2.1 中位絕對離差MADe（x）的計算

中位絕對離差MADe（x）用于估計正態(tài)分布數(shù)據(jù)的總體標(biāo)準(zhǔn)差，能夠極大抵消離群值得影響，先計算絕對偏差di（i=1,…,p）：

再根據(jù)公式MADe（x）=1.483med（d）計算中位絕對離差。

2.2.2 穩(wěn)健平均值c和穩(wěn)健標(biāo)準(zhǔn)差b的計算

穩(wěn)健平均值c和穩(wěn)健標(biāo)準(zhǔn)差b的初始值計算：

根據(jù)以下步驟更新穩(wěn)健平均值c和穩(wěn)健標(biāo)準(zhǔn)差b：

對每個x（i）（i=1,2,…p），計算：

再由下式計算穩(wěn)健平均值c和穩(wěn)健標(biāo)準(zhǔn)差b

穩(wěn)健估計值c和b可由迭代計算得出，即根據(jù)（6）～（9）公式多次更新c和b的值，直到該過程收斂，即穩(wěn)健均值和標(biāo)準(zhǔn)差的第3個有效數(shù)字連續(xù)兩次不再發(fā)生變化。

2.2.3Z值計算

式中：x-實驗室測試結(jié)果對數(shù)值；c-穩(wěn)健平均值；δ-能力評定標(biāo)準(zhǔn)差。

凍干粉中大腸菌群穩(wěn)定均值、標(biāo)準(zhǔn)差和Z 值計算詳見表2。

表2 凍干粉中大腸菌群穩(wěn)定均值、標(biāo)準(zhǔn)差和Z值計算表

（續(xù)表2）

2.3 直方圖顯示

為了更直觀的展現(xiàn)能力驗證統(tǒng)計結(jié)果，可采用直方圖表示有關(guān)統(tǒng)計量。Z比分?jǐn)?shù)序列直方圖按照Z比分?jǐn)?shù)大小順序顯示出每個實驗室的Z比分?jǐn)?shù)值，并標(biāo)有實驗室的編號。根據(jù)代表實驗室的柱狀圖可以清晰辨別出實驗室結(jié)果及所在位置，見圖1。

圖1 Z比分?jǐn)?shù)直方圖

本組39家實驗室，最終通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計有36家實驗室結(jié)果滿意，2家結(jié)果可疑，1家結(jié)果不滿意。

3 結(jié)論

大腸菌群是一類在一定培養(yǎng)條件下能發(fā)酵乳糖、產(chǎn)酸產(chǎn)氣的需氧和兼性厭氧菌的革蘭氏陰性無芽胞桿菌[5]。本次大腸菌群檢測能力驗證共有123家實驗室參加，結(jié)果不滿意的實驗室21個，占17.1%；結(jié)果可疑的實驗室8個，占6.5%。

對于Z比分?jǐn)?shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，采用GB/T 28043—2019中的穩(wěn)健技術(shù)（參見附錄C）迭代算法，避免了極端值（即離群結(jié)果）對統(tǒng)計結(jié)果的影響，從而可以比較客觀、科學(xué)地評價每一個實驗室的結(jié)果。