什么樣才是好天平？
01
重復(fù)性要求
什么是重復(fù)性？
USP 通則 41 中提到：“重復(fù)性評估是通過對一個測試砝碼進行不少于10次的稱重來進行的。假如兩倍的稱量值的標準偏差除以期望的小凈重量（即用戶計劃在天平上使用的小凈重）不超過0.10%，則重復(fù)性符合要求 。
這項要求明確了天平應(yīng)滿足的可接受標準以及其特定的測試方法。在這理解一點上，我們需要先了解所有 USP 章節(jié)中適用的特定四舍五入規(guī)則，首先，我們看一個示例更便于我們理解該規(guī)則：
1， 如果給定的可接受重復(fù)性要求是 ≤0.10%，則 0.1049% 的標準偏差四舍五入為 0.10%。如果達到這一數(shù)值，天平就能通過重復(fù)性測試。
2， 如果標準偏差為0.1050% ，則四舍五入為 0.11%，則天平未能通過重復(fù)性測試。
后，USP章節(jié)中特定的四舍五入規(guī)則可總結(jié)為：
觀察值或計算值應(yīng)根據(jù)要求進行四舍五入，并與限制表達式（如0.10%)保持一致的小數(shù)位數(shù)。在得出可報告數(shù)值的終計算之前，不得四舍五入。當(dāng)需要四舍五入時，僅考慮限制表達式中后一位右側(cè)小數(shù)位的一位數(shù)。如果該數(shù)字小于 5，則舍去，保留前一位數(shù)。如果該數(shù)字等于或等于 5，則向前進一位。”
請注意，此舍入步驟與所有其他領(lǐng)域和法定計量領(lǐng)域中的舍入規(guī)則存在很大不同，在后者中，任何給定限制數(shù)值的格式對測量結(jié)果的舍入*沒有影響。
02
安全因子
什么是安全因子？
我們知道在實際使用過程中，天平的性能將會受到很多因素（環(huán)境變化、特殊樣品，操作人員差異、去皮重容器差異等）的影響，也會隨著天平的長期使用造成不可避免的機械磨損而產(chǎn)生誤差。
為了程度減少上述因素造成的誤差和影響，我們采用了兩種方法進行雙保險:
方法一是進行"性能驗證": USP 通則 1251 中建議用戶定期對天平進行測試，以確保天平一直滿足規(guī)定的要求，即“性能驗證“（下一章節(jié)我們將會有詳細介紹）。驗證的參數(shù)中就包括對上述因素及其敏感的重復(fù)性，尤其用戶在是在使用分析或半微量/微量天平稱量少量物質(zhì)時。
第二個方法是設(shè)置”安全因子“：除了進行用戶日常測試外，任何類型的測量儀器都可以采用所謂的安全因子。關(guān)于天平，安全因子的應(yīng)用具體是由一名授權(quán)技術(shù)人員或用戶在當(dāng)時的環(huán)境條件下，對質(zhì)量僅比在特定時間所確定的小稱量值多一點的物質(zhì)量進行稱重。
由于小稱量值是根據(jù)重復(fù)性計算而出，而重復(fù)性情況對于環(huán)境變化和用戶操作特別敏感，所以小稱量值會隨著時間發(fā)生波動。
通過將小凈重設(shè)定為高于在普遍環(huán)境條件下特定時間所確定的小稱量值的數(shù)值，能夠確保儀器“性能可用于應(yīng)用目的”，而無需考慮儀器性能變化。換句話說，用戶希望在正常使用天平時稱量的小凈重，應(yīng)大于在特定時間所確定的小稱量值。
USP 通則 1251 規(guī)定
在天平使用過程中影響重復(fù)性的因素包括：
天平性能和小稱量值會隨著環(huán)境條件的變化而不斷改變。
不同操作員的稱量方式可能有所不同，即不同操作員測定的小稱量值可能不同。
一定次數(shù)重復(fù)稱量的標準偏差只是對未知的實際標準偏差的估測。
使用測試砝碼測定小稱量值并不能*代表稱量應(yīng)用。
由于環(huán)境會對去皮重容器的表面產(chǎn)生作用，因此去皮重容器也有可能影響小稱量值。
鑒于上述原因，應(yīng)盡可能地使稱量值大于小稱量值，即：“用戶計劃在天平上使用的目標小凈重應(yīng)當(dāng)大于小稱量值。”
這一概念可以使用安全因子進行量化。對于 USP 通則 41 中列出的應(yīng)用，其中小稱量值是基于標準偏差得出的，安全因子是小凈重除以小稱量值的商。
例如：
1，如果用戶希望在半微量天平上稱量28mg（即，小凈重為28mg），而且小稱量值經(jīng)確定是14mg，則此時安全因子為 2。
2，反之亦然，如果經(jīng)確定天平在某特定時間確定的小稱量值為14mg，假設(shè)我們使用2作為安全因子，那么這臺天平應(yīng)該用來稱量28mg以上的樣品可確保稱量。
那么我們該怎么確定自己的安全因子呢？我們推薦在環(huán)境條件較好的實驗室中，采用2作為安全因子；而在環(huán)境較為復(fù)雜的空間（如：生產(chǎn)車間），一般可使用 3 甚至 4 作為安全因子。以此類推，如果稱量環(huán)境越復(fù)雜越不穩(wěn)定，那么所需采用的安全因子也因更大。
本期的介紹到這里就結(jié)束了，期待下次我們分享更多的干貨給集美們。下期內(nèi)容美國藥典中關(guān)于關(guān)于性能驗證的相關(guān)內(nèi)容，我們不見不散！
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