第二节　自制质控品过程

制备QCMs的主要目的是为了监测检测过程的改变，因此可采用更切实简单的方案保证其均匀性和稳定性。QCMs的实验室内部制备一般由熟悉此物质性质和掌握其制备过程的技术人员完成，其中典型QCMs制备的关键步骤如图5-1所示。

在图5-1的流程图中总结了典型的QCMs内部制备所涉及的关键步骤。第三方机构可以提供原材料、加工、分装和包装，它们具有专门的设备和/或专门技术。材料甚至可以是商品化可用的产品并满足用户的规范（例如具有适当大小单元的单一生产批的食品）。

一、材料规格

QCMs规格和选择的关键标准是材料应该尽可能地接近真实样品，并能提供适当的数量。

（一）基质类型、配比和互换性

总的来说，与测量结果相关的不确定度由测量程序的两个主要阶段引起：样品的制备（包括消化、萃取和提纯等）；通过适当的方法测量制备样品的特性。

基质标准物质的范围和实用性对于所有标准物质的生产和使用是一个重要的考虑因素。

QCMs的基质应该与常规试验样品的基质相同或尽可能相似，则QCMs满意的结果才可表明试验样品结果满意。这种基质匹配需要分析程序使用常规样品的一些知识，因此，可以作出关于样品的物理/化学特性变异程度的判断，及试验基质可能导致它们对特定的测量作出不同的反应。通常，QCMs的制备具有特定的目的，且材料的特性与分析的样品的特性密切匹配。互换性在临床化学上也具有特别重要的意义。

但在实践中，制备QCMs的主要原因往往是没有可获得的适当基质的CRMs，因此，QCMs生产者有可能考虑使用特定基质/特性的组合，且匹配不是问题。

（二）特性和特性值

对于任何标准物质，应该描述QCMs在常规试验样品测量上特别重要的特性。QCMs的特性应尽可能地与试验样品预期的那些特性相似。这就需要对一些候选的物质执行一些初步筛选测量，使能够选出最合适的QCMs。

（三）单元规格

单元规格是指一瓶QCMs的量。当制备QCMs时，单个单元规格的大小应根据可能的使用，即有关测量所需要的物质的量，以及对于单个分析或多个测量单元规格是否包含足够的物质。

（四）材料总量

要求估计应采购候选材料的总量，原则上，可从以下几方面进行考虑和估计：

1.实验室每年需要的单元数量；

2.单元规格；

3.制备产量；

4.可以很容易均匀化材料的量；

5.维持供应时间的长度及假定材料的稳定性；

6.所需保存设施的类型和大小。

二、质控品的制备

（一）材料的采购

采购和加工QCMs制备的材料并不容易，特别是在需要大量材料的情况下。材料的选择可包括多余的样品材料、准确的重量配方等。

材料的加工对于QCMs制备的成本有显著的影响，应该使用简单的、直接的加工方法确保QCMs制备的成本效益。对于特定的QCMs所要求的确切的制备程序将取决于基质的性质和目标特性。

通常，液体基质QCMs要比固体的更容易生产。主要是因为均匀的液体容易获得，即使只有相当简陋的设备（例如装有桨式或磁力搅拌器的大型混合容器）。液体材料很容易地进行添加、过滤或与添加剂和稳定剂进行混合。对固体材料相应的加工、研磨、混合和筛分来实现均匀性要比液体材料更难，特别对于重量大于20kg的材料。当想要进行大规模的生产时，这些技术要求在主要固定设备上有重大的投入。

QCMs制备过程中，重要的是要防止污染，其可能会潜在地干扰预期的测量过程（例如相似的材料或空白材料的污染）。因此在罐装之前，必须仔细地清洗和干燥容器，以去除可能的污染。例如，当采购生物材料用于临床实验室测量程序的控制时，需要考虑下列具体的问题：

1.保留和使用剩余的患者样品用于制备QCMs的伦理学；

2.保留和使用剩余的患者样品用于制备QCMs的法律责任；

3.医学实验室在制备QCMs时应有足够的信心挑选出正确的材料，避免使用不明物体。

4.购买用于制备QCMs的材料时，应该对健康危害的潜在风险进行筛检，特别是当制备过程涉及使用污染的锐器或有气溶胶形成的可能时。

（二）材料加工

一旦材料已采购，则可能需要执行一系列的加工程序以确保材料具有适当的均匀性和稳定性以满足其预期的目的。其常见的加工过程包括：

1.干燥

去除水分使基质材料更容易处理，同时也改进它们的短期和长期稳定性。干燥可在室温或高温下进行，这取决于目标特性，由于更多的挥发成分在更高的温度下可能会部分损失。去除水分也可减少微生物生长的可能性，这是生物材料的特殊问题。冷冻干燥对具有温度敏感特性的基质是一种有用的技术。

2.研磨

对固体，一些形式的加工过程，如破碎、铣削、研磨和粒度破碎，对确保粒度均匀及提高均匀性往往是必要的。对于大批量，这些过程是缓慢的，且可能需要花几天的时间才能完成。在研磨过程中应注意不要从设备中引入污染。当需要研磨大量的可能含有有毒成分的微粒材料时，健康和安全问题也应该考虑。对于聚合物、生物的、油/脂肪和热不稳定性材料，在-78℃（固体CO2）或-196℃（液态N2）中进行低温粉碎可能是必要的。

3.筛分

在研磨后通常执行筛分来改进材料的均匀性。颗粒物质可通过一个标准筛，去除大于规定大小的大颗粒。然而，筛分改变了基质的组成。如果通过筛分去除大颗粒，分析物的浓度可能会改变，且基质可能不再反映常规试验样品的组成。

4.混匀和调配

固体材料应通过充分的搅拌均匀化，例如使用辊式混合机、振动筛或立式圆筒型混合机。这种混匀是在研磨和筛分之后执行。将两种或多种具有相似基质组成和不同特性值的材料进行调配，可使制备的QCMs具有期望的特性值，一套覆盖一系列特性值的类似的QCMs，或从现有的标准物质制备QCMs。为了获得均匀的混合物，被混匀的物质应具有相似的密度和粒度分布。

5.过滤

在装瓶之前对溶液进行过滤可去除任何颗粒和纤维性固体，其将会损害材料的均匀性。然而，有些液体因为如下原因而不能过滤：①黏稠度；②因有效成分吸附在过滤器上而潜在的损失；③引入污染。过滤器的资格对于避免有效成分的损失是至关重要的。通常，在装瓶或装安瓿前，液体、水和渗滤液将通过0.45μm的过滤器进行过滤。

6.稳定化

有些分析物在溶液中是不稳定的，因此在制备程序中需要进行稳定化。不同的材料需要不同的方法，如加入抗氧化剂、防腐剂和结构稳定剂等。

7.灭菌

制备的生物材料可能含有对人体有潜在危害的持久病原体。它们也可能含有在存储过程中导致真菌繁殖的孢子，可能引起在散装材料或单个单元中成分的改变。这种生物体需要在制备和包装成最终单元之前被消灭。在对任何候选的QCMs灭菌处理之前，重要的是要考虑所提出的灭菌过程对材料的影响，尤其在高温下降解物质。其中高压蒸汽灭菌法是一种既便宜又方便的灭菌方法，其可用于耐高温的材料。在最终的均匀化和单元制备或最终样品之前对材料进行高压蒸汽灭菌。然而，重要的是要确保材料的核心达到121℃。辐照可用于最后的包装单元（如安瓿、瓶子或储袋）的灭菌。伽马辐照是一种在室温下灭菌的简便方法，它对基质组成的改变要比高压灭菌少。需要确定剂量值，这样它们在去除病原体上是有效的，但不至于提高温度到不可接受水平而对材料产生不利的影响。然而伽马辐照超出了大多数实验室的方法，需要专业的分包商。

（三）分装和包装

一旦加工完成，则需要对它进行分装和包装。下面的条款描述了分装过程和容器选择中一些关键要素，从而确保QCMs对于其预期的目的具有足够的均匀性和稳定性。

1.容器选择

为了QCMs成本效益的生产，需要咨询考虑的一个方面是对单独的单元选择适当的容器。如果使用了不适当的容器，材料可能会迅速降解到一定程度，以至于需要重新执行耗时的、昂贵的材料采购和加工程序。所使用容器类型取决于材料固有的稳定性和需要维持稳定性的时间长短。对于特别易受影响的物质，两种形式的容器（如内置聚乙烯袋的小瓶）能够提供额外保护以防止降解和污染。对于临床实验室使用的相对惰性的生物材料，用螺旋盖玻璃瓶一般能够满足要求。对光敏感的材料，可选用棕色瓶提供额外保护；对氧敏感的材料，可在充有惰性气体（氮气和氩气）的环境中制备和分装。

为了选择某一QCMs最合适的容器类型，可能需要一些初步的实验，包括空白研究。如果预期对材料进行重复使用，那么也需评估重复开启和关闭样品容器的影响。如果单元规格的量只能使用一次，应考虑防拆明显的容器密封。

2.分装程序

一旦已生产出均匀的材料，任何分装过程的基本要求就是维持材料的均匀性。也就是说，分装过程本身或完成分装所花的时间内不应该再次对材料引入不均匀性。这可能以多种方式发生。

由不同易挥发（如水中的乙醇）的液体混合物组成的基质，在较长时间的分装过程中某种成分将可能选择性蒸发掉，从而导致特性值从生产第一个单元到最后一个单元出现升高或降低的趋势。可采取防止材料蒸发或在尽量短的时间内完成准确的分配措施来最小化蒸发带来的影响。

在分装液体和溶液时，需要不停地搅拌。如果溶液中的微粒将可能影响目标特性值时，就需要在分配之前对溶液进行过滤。

三、均匀性

均匀性是个相对概念。QCMs所需要的均匀性水平取决于在调查研究中用于测量过程中样品量的预期变异的理解。在所有情况下，不均匀性水平导致对测量结果的影响应小于测量过程预期变异或低于既定的标准值。

一旦候选的QCMs被分装成单独的等份，重要的是确定在等份之间它们的特性值是否有任何变异。对于某些QCMs基质，如通过过滤（去除颗粒）和彻底混匀等程序制备的真正溶液，原则上，正规的均匀性检验是没有必要的。这种材料可正式地被认为本质上是均匀的。然而，由于污染的风险（如包装带来的污染）或分装过程有缺陷，建议实施简单的均匀性研究。

对于更复杂的不均匀基质，则要求实施正规的均匀性实验研究。对于选择的特性，应选择和分析代表整批QCMs的足够单元数量。在某些情况下，可以选择一种特性来代表和量化类似的一般类型几种特性的均匀性。这应该是基于科学证据或以前经验中某些特性表现出类似的行为，或已知在样品的均匀分布上具有强烈的趋势。

采用Microsoft Excel或SPSS统计软件可以很容易地实现数据的统计分析和充分的均匀性检验。

均匀性有两方面的含义，单元间的均匀性及单元内的均匀性。单元间的均匀性反映在材料的每一单元上测量结果的变异。单元内的均匀性反映在子样品的最低数量，其代表全部单元。应该确认用于每天分析的典型的样品数量是大于或至少等于这个数量。

（一）分析方法

对于均匀性评价，应选择已确认的具有足够重复性的分析方法。选择的单元应该是整批的代表，且单元的数量由生产的总单元数量决定。

对于具有多个单元批的均匀性检验建议贮备包括“n”个单独单元的物质，对于均匀性要分析的单元数量应该为3×n-3。对于贮备600~1 000个单元，这相当于以双份重复需要检测27~30个单元。这代表相当大的分析工作量，既耗时又昂贵。一项关于减少选择单元数量对QCMs均匀性评价影响的研究得出结论，在某种情况下，以双份重复检测10个单元就足够。因此，对于QCMs制备可以通过减少选择用于均匀性检验的单元数量来节省成本，尽管这应该是以案例为基础进行评估。

ISO指南35中指出，在某些情况下，对所有感兴趣的特性的均匀性进行评估在技术和经济上可能行不通。对于均匀性评价，所有选定的特性必须是其他感兴趣的特性的代表（例如在建立的物理或化学关系的基础上）。

均匀性检验合适的方法为：首先从最终包装的样品中随机选取数量为g的样品，其中g ≥10；然后从每个样品中准备两份待测品，使用适当的方法对物质进行检测，尽量减小试验部分之间的差异；再将2g待测品随机排序，在重复性条件下完成整个系列的测量，获得每份待测品的结果；最后计算算术均值和样品内标准差Sw，样品间标准差Ss。通过以随机顺序双份重复测量或颠倒重复测量顺序来使测量的漂移从批样品中的任何趋势区别开来。

（二）均匀性数据的统计处理

表5-1为双份重复测量血清中Na+10个单元的均匀性研究数据：

需要评估这些数据来确定材料用作QCMs是否有足够的均匀性。用作QCMs，瓶间标准差不能大于实验室内再现性标准差的三分之一（可以从存在的质控图数据中获得，或来自方法现有的重复性或再现性数据）。这类似于能力验证材料均匀性可接受准则中的推荐方法。在审核这些数据时，应考虑材料的性质以及这种变异是否在可接受的界限内。

有用的第一步就是以图形方式审核数据。这有助于很容易地识别出任何不一致的特征（如离群的样品、趋势或其他系统性效应）。

图5-2是用表5-1中的数据绘制而成，虽然没有明显的趋势，但是在单元内重复结果存在变异性且单元5的数据需要调查。

数据的图形分析是统计分析的补充，用于确定单元内和单元间的标准差。单因素方差分析使用SPSS统计软件给出如表5-2中的值。

单元间方差：

单元间标准差：

重复性标准差：

结果显示单元间不均匀性相当高，这主要是由单元5造成的。如果不均匀性高于预先设定的界限，如果它使得QCMs不适合使用，可能需要对材料做进一步的处理以改进均匀性。这种情况下，建议对单元5的数据进行深入分析，分析是否由于技术原因造成其偏离整个数据而使数据的有效性存在质疑。

四、产品特性和赋值

QCMs的目的是监测测量过程的变化。为了有效地实现这一目的，需要QCMs特性值的指征用于监测过程。由于不同等份之间的不均匀性，必须具有指示以显示数值上的可能变异。

确定指示的特性值的有效方法就是使用均匀性实验研究中导出的总均值。由于和这种总均值的偏差可用于估计特性值合理的预期变动范围，所以和均值的这种偏差可用于建立质控图的警告限。通常，分别在2倍和3倍标准差建立警告限和行动限（也称为上控制限和下控制限）。

五、稳定性

不同物质具有不同类型的稳定性。其中有些鉴于长期的历史数据和知识可能被排除在考虑之外；有些可能是无法检测的，但不能排除在考虑之外；有些是可以进行检测的，并应对其进行评价；以及有些就需要遵循一定且已完善的化学或物理原则。

如果所制备的材料不需运输到制备区之外，就不需要进行针对降解的短期实验。对于储存稳定性，针对材料的所有特性的稳定性评价既昂贵又耗时，如果足够的检查到位，能够区分超出规范的结果是由于错误的测试样品、测量仪器的漂移或QCMs降解，就不需要再进行稳定性评价。这些负责制备QCMs的人员应该权衡稳定性实验的成本和调查方法漂移所产生的费用，其实际上是由材料降解造成。应该指出的是，当一些QCMs重复使用时，研究开启单元的稳定性可能是特别有用。

要求QCMs应该足够稳定，这样使用者有信心在其预期的使用期间（有些是几年）它们将不会受到任何重大的改变而影响到特性值。

仔细选择装材料所使用的容器可以解决一些内在的稳定性问题（如对氧、光、湿度敏感；某些成分易于蒸发）。某些材料保存在预低温可延长其稳定期。

（一）稳定性评价

完全评价任何一种标准物质的稳定性是一个昂贵的、耗时的和复杂的过程，不适合本章中描述的QCMs，其在实验室制备并在该实验室内部使用。实验室可能对基质的类型的稳定性和制备的QCMs的特性值有以前的经验或者实验室有来自类似材料已知的背景信息。

然而，使用特性值有显著性变化的QCMs的经济影响可能会很大（如发布不合格的产品或没有发布合格的产品）。使用QCMs的实验室在QCMs给出一个非预期的结果时，应有合适的处理措施。可能的措施包括使用新配的校准品、与有证标准物质进行比对和经常的敏感性检查来证实在QCMs结果上的任何偏差或趋势。

（二）设定QCMs的有效期

许多实验室的质量体系要求标准物质和试剂贴上有效期的标签。设定正规的有效期在标准物质生产中是最棘手的任务之一。它涉及基于其过去行为的外推对材料的未来行为作出预测。对QCMs任何规定的有效期应基于基质类型稳定性以前的经验及特性值和任何背景知识。规定的有效期不应该被视为是绝对的，如果QCMs给出非预期的结果，使用QCMs的分析人员应遵循实验室有关解决程序。

被认为是固有稳定的物质不需要有效期，但是需要证明假设固有稳定性的基础的声明。关于某种材料典型的声明为：“这是一种用于分析……的质控品，在推荐的条件下保存和操作这种物质被认为是固有的稳定”。

六、运输

在一般情况下，本章节中涉及的物质是在同一个地点制备和使用（即没有更广泛地分发）。然而，有些物质是固有的稳定，他们的特性值将不会受到运输的不利影响。

如果材料需要运输以及关心其稳定性，应执行遵循ISO指南35的稳定性评价。

七、质控品文件

和实验室试剂一样，QCMs应该贴上合适的标签，以及具有它们安全和有效使用的说明。ISO指南31对标准物质证书及标签内容有详细要求。

（一）QCMs可提供的信息

下面信息应方便地提供给QCMs使用者：

1.物质的名称及描述；

2.标准编号或批号；

3.生产日期；

4.物质的预期用途及其特别说明（例如，如果适用，应给出需要遵循的具体干燥程序和干质量校正的说明）；

5.指示值，如果适用；

6.达到一致结果所需物质的最小量（这将取决于均匀性研究所使用的量），即最小取样量；

7.储存指南；

8.保质期信息；

9.提供给使用者任何特殊的安全措施。

（二）QCMs单元标签

QCMs每个单元都应该贴上清楚的标签，以使它能够明确地连接到物质的信息上。因此，标签应该包含以下基本信息：

1.物质名称和描述；

2.标准编号或批号；

3.危险和安全标签，在适当的情况下；

4.保存区域环境条件，包括温度和湿度；

5.生产日期；

6.预期的有效期；

标签上提供下面附加的信息可能是有用的：

1.单元规格（如20g）；

2.单个单元的编号（这可能有助于在发生异常结果时识别出瓶间趋势）。

（三）保留有用信息

如果在使用过程中出现关于物质的疑问或者如果生产新批号的物质，将需要有关QCMs制备的信息。以可访问的形式保留/存档与QCMs制备相关的下列资料是很好的做法：

1.相关规范；

2.材料的来源和制备；

3.用于单个单元的容器类型；

4.使用的分装程序；

5.用于稳定或消毒物质的任何特殊处理；

6.物质的补充资料（如，粒度、水分，等）；

7.用于生产材料的所有方法的全部细节；

8.用于生产材料方法的全部数据；

9.生产新批号或相关QCMs时用于避免陷阱和代价昂贵的具体错误经验。

八、储存

QCMs完成的批号应储存在确保它们保持其不变的条件下。一般而言，这需要确保单个的容器完全封闭，且储存时远离高温、强光和高湿度。在适当温度（如室温、4℃或-18℃）、避光的环境下储存通常是确保长期稳定性的关键因素。对于组成基质其稳定性认为是可疑的QCMs，建议长期储存于低于室温的环境下。对于稳定性更有保证的基质，可以在室温下长期储存。

例如，为了确保维持在适宜的储存温度，应定期监测相关的储存条件。推荐的程序就是每天检查冰箱/冰柜的温度，以便在发生故障时，使用者可以采取相应的措施（例如：如果可能，将物质转移到另外的地方储存；或对物质持续适合应用目的的评估）。冰箱/冰柜的温度读数等记录都需要很好地保存。