蒙特卡洛法评定半自动生化分析仪吸光度(0.5)示值误差的不确定度

(山东省计量检测中心 山东省计量科学研究院，济南 250014)

生化分析是疾病预防、临床诊断的重要手段之一。生化分析仪一般分为全自动和半自动两种。半自动生化分析仪指分析过程中的一部分操作需要人工完成，而另一部分操作则由分析仪自动完成，它是采用光电比色原理来测量体液中某种特定化学成分的仪器[1,2]。

计量技术机构对生化分析仪进行检定时，医疗卫生单位对生化分析仪进行质控时，检验人员使用生化分析仪出具数据时都要分析测量结果的不确定度。不确定度分析工作技术含量高，工作量大，对准确度要求高，检验检测人员急需一种易操作、效率高的不确定度评定方法。

蒙特卡洛法是一种利用对概率分布进行随机抽样而进行分布传播的方法，适用于具有任意多个输入量和单一输出量的模型，并且是使用计算机软件进行计算，在日常的评定不确定度时，操作简单方便，准确度高[3,4]。

1 测量程序

用蒸馏水作参比液，校正半自动生化分析仪吸光度的零点后，使用吸光度标称值为0.5的半自动生化分析仪检定用重铬酸钾吸光度溶液标准物质，在波长340nm、吸收池温度37℃、吸液量不少于500μL的条件下，选用终点法测量吸光度值[1]。

2 测量模型

半自动生化分析仪吸光度示值误差的计算公式：

ΔA=A1+A2+A3-As

式中：

ΔA—吸光度示值误差；

As—吸光度标准物质的标准值；

A1—半自动生化分析仪吸光度三次测量平均值；

A2=c1×Δλ

Δλ：波长设定偏离340nm的误差；

A3=c2×Δt

Δt:吸收池温度偏离37℃的误差。

3 蒙特卡洛法评定半自动生化分析仪吸光度(0.5)示值误差的不确定度[3,4]

3.1 输入测量模型

输入测量模型见图1、图2。

图1 测量模型

图2 测量模型子模型

3.2 录入输入量参数

录入输入量参数见图3～图6。

3.2.1 测量重复性参数A1

(1)吸光度示值误差的不确定度预评估[5,6]。

半自动生化分析仪连续测量标准值为0.492的吸光度溶液标准物质10次的测量结果为：0.495、0.492、0.491、0.496、0.495、0.492、0.497、0.492、0.495、0.494。

(2)日常实际测量次数为3次，因此测量重复性引入的不确定度分量为[5,6]：

uA1=s/√3=0.001169

使用测量不确定度辅助评定系统中的重复性测量工具，计算出算数平均值、标准差、自由度，输入测量重复性A1参数表中，见图3。

图3 测量重复性参数录入

3.2.2 波长设定误差参数A2。

根据JJG178-2007《紫外、可见、近红外分光光度计》附录B.1,推算透射比值，附录见表1。

表1 附录B.1重铬酸钾标准溶液在相应波长下不同温度时的透射比值(%)[7]

表中数据经直线拟合，推算出37℃时相应波长下的透射比值为：18.4%(235nm)，13.9%(257nm),51.4%(313nm),23.1%(350nm)。

再将以上37℃的数据进行3次曲线拟合，推算得到37℃时340nm下重铬酸钾标准溶液的透射比为40.1%，换算成吸光度值为0.396829(340nm)。可得：在340nm时，吸光度对波长的变化率c1=0.014649 Abs/nm

当半自动生化的波长设定误差为±0.1nm时，则引起吸光度示值误差为：

0.0014649，服从均匀分布。测量仪器的波长设定误差参数录入见图4。

图4 测量仪器的波长设定误差参数录入

3.2.3 吸收池温度变化参数A3。

根据JJG178-2007《紫外、可见、近红外分光光度计》附录B.1，推算透射比值，附录见表2。

表2 附录B.1重铬酸钾标准溶液在相应波长下不同温度时的透射比值(%)[7]

表中数据经曲线拟合，推算出340nm时各相应温度下的透射比值为：39.8%(10℃)，39.8%(15℃),39.9%(20℃),40.0%(25℃)，40.0%(30℃)，40.1%(37℃)。换算成吸光度值为：0.400646(10℃)，0.399678(15℃),0.399176(20℃),0.398406(25℃)，0.397966(30℃)，0.396821(37℃)。

再将以上340nm的数据进行直线拟合，可得：在37℃时，吸光度对温度的变化率c2=0.000135 Abs/℃。

当半自动生化的吸收池温度变化为±5℃时，则引起吸光度示值误差为：0.000675，服从均匀分布。测量仪器的吸收池温度变化参数录入见图5。

图5 吸收池温度变化参数录入

3.2.4 标准物质参数

根据证书，标准物质的标准值为0.492，扩展不确定度为U=0.005(k=2)，则标准物质引入的不确定度分量为0.0025，标准物质参数录入见图6。

图6 标准物质参数录入

3.3 蒙特卡洛法计算不确定度[3,4](图7)

图7 蒙特卡洛法计算不确定度

4 不确定度报告

吸光度(0.5)示值误差的扩展不确定度：U=0.006,k=2。

5 改进的建议

从蒙特卡洛法测量不确定度辅助评定系统中的分量比较图(见图8)可以看出，影响半自动生化分析仪吸光度(0.5)示值误差的不确定度的主要因素是标准物质引入的不确定度。为了提高半自动生化分析仪吸光度测量结果的可信度，建议检验检测部门使用不确定度小的标准物质，建议标准物质研制部门提高标准物质的研制水平，以降低标准物质的不确定度。

图8 蒙特卡洛法计算不确定度分量比较