CAC/GL 54-2004. Кодекс Алиментариус. Руководство по неопределенности измерений
Актуально на 06.11.2026.
Как цитировать: "CAC/GL 54-2004. Кодекс Алиментариус. Руководство по неопределенности измерений". CAC/GL 54-2004. https://bukva.ai/docs/rukovodstvo-cacgl-54-2004
(Вместе с «Пояснительными примечаниями»)
(Принят в 2004 году)
(с изм. от 2011 года)
[неофициальный перевод] <*>
РУКОВОДСТВО ПО НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
(CAC/GL 54-2004) <**>
<**> Guidelines on measurement uncertainty CAC/GL 54-2004. Принято в 2004 г. Приложение принято в 2011 г.
В соответствии с требованиями стандарта ISO/IEC 17025:1999 важно, чтобы аналитики осознавали неопределенность каждого аналитического результата и могли ее оценить. Неопределенность измерений может быть получена с помощью различных процедур. Лаборатории анализа пищевых продуктов должны в соответствии с целями Кодекса контролировать <*>, совместно использовать проверенные или утвержденные методы при наличии и проверять их применение перед введением их в обычное использование. В связи с этим такие лаборатории имеют доступный им диапазон аналитических данных, которые могут быть использованы для оценки неопределенности измерений.
<*> Как указано в GL 27-1997 «Рекомендации по оценке компетентности испытательных лабораторий, участвующих в импорте и экспорте пищевых продуктов».
Данное руководство применяется только к количественному анализу.
Большинство количественных аналитических результатов представлено в виде «a +/- 2u» или «a +/- U», где «a» — лучшая оценка истинного значения концентрации измеряемой величины (аналитический результат), «u» — стандартная неопределенность, а «U» (равное 2u) — расширенная неопределенность. Диапазон «a +/- 2u» представляет собой тот диапазон, в который попадет истинное значение с 95-процентной степенью достоверности. Значение «U» или «2u» — это величина, которую обычно используют и фиксируют аналитики, далее называемая «неопределенность измерений». Она может оцениваться разными способами.
Международное определение неопределенности измерений следующее:
«Параметр, связанный с результатом измерения, который характеризует дисперсию значений и может быть разумно приписан измеряемой величине» <*>.
<*> Международный словарь основных и общих терминов в метрологии, ISO 1993, 2-е издание.
1. Параметром может быть, например, стандартное отклонение (или кратное ему) или половина ширины интервала, имеющего заданный уровень достоверности.
2. Неопределенность измерений охватывает в основном несколько компонентов. Часть из них может быть рассчитана, исходя из статистического распределения результатов серии измерений, и может быть охарактеризована экспериментальным стандартным отклонением. Другие компоненты, которые также могут быть охарактеризованы стандартным отклонением, оцениваются, исходя из предполагаемого распределения вероятностей на основе опыта или другой информации.
3. Результаты измерений понимаются как лучшая оценка значения измеряемой величины, и все компоненты неопределенности, включая те, что возникают из систематического воздействия, в частности, компоненты, связанные с поправками и стандартами, вносят свой вклад в дисперсию.
1. Неопределенность измерений, связанная со всеми аналитическими результатами, должна быть оценена.
2. Неопределенность измерений аналитического результата может быть оценена с помощью ряда процедур, в частности, тех, что описаны в стандартах ISO (1) и EURACHEM (2). Указанные документы рекомендуют процедуры, основанные на покомпонентном подходе, данных по валидации метода, внутренних данных контроля качества и результатах квалификационных испытаний. Потребность проводить оценку неопределенности измерений с применением покомпонентного подхода ISO не является необходимой, если имеются иные формы данных, которые использовались для оценки неопределенности. Во многих случаях полная неопределенность может быть определена с помощью межлабораторного (совместного) исследования, проведенного рядом лабораторий с использованием ряда матриц в соответствии со стандартами IUPAC/ISO/AOAC INTERNATIONAL (3) или с использованием Протоколов ISO 5725 (4).
3. Неопределенность измерений и ее уровень достоверности должны быть доступны пользователям (заказчикам) результатов по их запросу.
1. Руководство по выражению неопределенности в измерении, ISO, Женева, 1993 г.
2. Руководство EURACHEM/CITAC Количественное определение неопределенности в аналитических измерениях (второе издание), Секретариат EURACHEM, BAM, Берлин, 2000 г. Доступно для бесплатного скачивания по адресу: http://www.eurachem.ul.pt/.
3. «Протокол по разработке, проведению и толкованию метода исследований качества», ред. У. Хорвица, Pure Appl. Chem., 1995 г., 67, 331 — 343.
4. «Точность метода испытаний», Женева, 1994 г., ISO 5725, Предыдущие редакции были изданы в 1981 и 1986 годах.
1. ЧТО ТАКОЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ?
Не всегда принимается во внимание, что аналитические результаты могут изменяться и что эта изменчивость может быть довольно существенной, особенно при определении измеряемой величины в низких концентрациях (т.е. на уровне миллиардных частиц). Как указано в Руководстве, «большинство количественных аналитических результатов представлены в виде „a +/- 2u“ или „a +/- U“, где „a“ — лучшая оценка истинного значения концентрации измеряемой величины (аналитический результат), „u“ — стандартная неопределенность до уровня достоверности 68%, а „U“ (равное 2u) — расширенная неопределенность до уровня достоверности 95%. Диапазон „a +/- 2u“ представляет собой тот диапазон, в который попадет истинное значение с 95-процентной степенью достоверности. Значение „U“ или „2u“ — это величина, которую обычно используют и фиксируют аналитики, обычно называемая „неопределенность измерений“. Она может оцениваться разными способами.»
При анализе пищевых продуктов применяется (приблизительно) 95-процентная вероятность (т.е. 2u) для расчета расширенной неопределенности. В иных секторах может применяться иная вероятность.
Таким образом, неопределенность измерений может рассматриваться как изменчивость передаваемых результатов, которая количественно выражена как величина «U» при учете расширенной неопределенности и в пределах которой можно ожидать нахождения «истинного» значения.
2. СЛЕДУЕТ ЛИ ОЦЕНИВАТЬ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ В КОДЕКСЕ?
Да, согласно одному из требований стандарта ISO/IEC 17025:2005, который принят Кодексом посредством ссылки на него, неопределенность измерений результата оценивается и доводится до сведения по запросу. Комиссия Кодекса Алиментариус разработала Руководство CAC/GL 27-1997, которое предусматривает, что лаборатории, участвующие в импорте/экспорте пищевых продуктов, должны соблюдать общие критерии, содержащиеся в стандарте ISO/IEC 17025. В связи с тем, что Кодекс касается товаров, участвующих в международной торговле, следует ожидать запроса об оценке неопределенности измерений.
3. ВОЗНИКАЕТ ЛИ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОТБОРА ПРОБ И В РЕЗУЛЬТАТЕ АНАЛИЗА?
Неопределенность измерений применяется ко всему процессу измерений. Однако настоящее руководство касается только аналитической неопределенности измерений.
Во многих случаях неопределенность выборки такая же большая или больше аналитической неопределенности измерений. Неопределенность отбора проб зачастую является ключевым фактором в процедурах оценки соответствия. Процедуры отбора проб в Общем руководстве по отбору проб разработаны таким образом, чтобы учитывать неопределенность выборки.
4. КАКОВЫ ОТНОШЕНИЯ МЕЖДУ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬЮ ИЗМЕРЕНИЙ, АНАЛИТИЧЕСКИМ РЕЗУЛЬТАТОМ И МЕТОДОМ, КОТОРЫЙ ПРИМЕНЯЛСЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТА?
Неопределенность результатов испытаний не связана с методом анализа. Однако оценки характеристик аналитической эффективности, которые получены в процессе валидации и/или контроля качества метода, могут применяться для оценки неопределенности результата в некоторых случаях. Зачастую различия между неопределенностью измерений, связанной с результатом, и точностью, полученной в ходе валидации метода, не принимаются во внимание. Вследствие этого точность, доказанная для утвержденного метода (повторяемость или воспроизводимость, стандартное отклонение) не может быть безоговорочно использована в качестве единственной оценки неопределенности измерений. В частности, следует принимать во внимание такие факторы, как неопределенность, связанную с погрешностями, влиянием матрицы и компетентностью лаборатории.
5. ПРОЦЕДУРЫ ОЦЕНКИ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
Оценка неопределенности измерений результата может проводиться с использованием многочисленных процедур. Руководство не содержит рекомендаций относительно какого-либо конкретного подхода. Однако важно иметь в виду, что при применении любого подхода процедура должна быть достоверной с научной точки зрения. Нельзя сказать, что один подход лучше другого при условии, что применяемая процедура является надлежащей и достоверной. Иными словами, «иерархия» процедур отсутствует.
В целом процедуры основаны на покомпонентном («от частного к общему») подходе или на подходе «от общего к частному» с использованием данных совместных испытаний, исследований эффективности, валидационных исследований, внутрилабораторных выборочных исследований в целях контроля качества или с использованием сочетания таких данных.
Руководство по оценке компетентности испытательных лабораторий, участвующих в контроле импорта и экспорта пищевых продуктов (CAC/GL 27-1997), содержит требование по использованию утвержденных методов. В этой связи экономически выгодно использовать данные валидационных исследований метода, чем применять иной подход (то есть покомпонентный подход).
Пользователи валидационных данных должны иметь в виду, что к источникам неопределенности, которые не охватываются или только частично охватываются валидационными исследованиями, относятся <*>:
<*> Руководство EURACHEM/CITAC Использование информации о неопределенности при оценке соответствия, Секретариат EURACHEM, BAM, Берлин, 2007 г. Доступно для бесплатного скачивания по адресу: http://www.eurachem.org/.
- отбор проб;
- предварительная обработка;
- погрешности метода;
- различия в условиях;
- изменения в матрице проб;
- неточность в оценке метода или лабораторная погрешность.
Что касается методов, действующих в установленных пределах, если на стадии согласования доказано включение всех выявленных источников в валидационное исследование или если доказано, что доли других источников являются незначительными, то среднеквадратическое отклонение воспроизводимости sR, скорректированное с учетом концентрации при необходимости, может быть использовано в качестве суммарной стандартной неопределенности.
Кроме того, разрабатываются дополнительные процедуры оценки неопределенности измерений, и при развитии ситуации будут даны дальнейшие рекомендации в отношении приемлемых процедур. Например, ожидается разработка процедур на основе результатов, полученных вследствие участия в программах по квалификационным испытаниям.
6. ФАКТОРЫ, КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ УЧИТЫВАТЬ ПРИ ОЦЕНКЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ В КОНТЕКСТЕ КОДЕКСА
Важно, чтобы требование по оценке неопределенности измерений не создавало излишнюю дополнительную нагрузку для лабораторий.
При принятии решения о том, какая процедура будет использоваться для оценки неопределенности измерений в контексте Кодекса, важно признать, что Кодексом принят ряд формальных мер по обеспечению качества, которые должны быть приняты аналитическими лабораториями. В частности, такие лаборатории должны:
- соответствовать стандартам, признанным на международном уровне (в настоящий момент стандарту ISO/IEC 17025:2005); такому соответствию способствует применение внутренних процедур по контролю качества;
- участвовать в программах по квалификационным испытаниям;
- использовать утвержденные методы.
Важно, чтобы информация, предоставленная во исполнение таких требований, использовалась лабораториями при оценке неопределенности измерений во избежание проведения лабораториями излишней работы. Если в контексте Кодекса большое значение придается использованию «утвержденных» методов анализа, т.е. методов, которые были утверждены в рамках совместных испытаний, информация, полученная по результатам таких испытаний, может быть использована во многих случаях.
Кроме того, информация, полученная по результатам проведения внутренних процедур по контролю качества, также может быть использована для оценки неопределенности в некоторых ситуациях.
В настоящем разделе подчеркивается, что для аналитика важно не допускать излишнего дублирования существующей работы.
7. ЗНАЧЕНИЯ ОЦЕНОК НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
Аналитики зачастую не поддерживают установление информации об ожидаемых значениях неопределенности измерений. Пользователи аналитических данных и заказчики лабораторий, производящих такие данные, зачастую нуждаются в информации относительно ожидаемого уровня неопределенности результатов испытаний. Они опасаются, что некоторые лаборатории недооценивают величину своей неопределенности и сообщают своим заказчикам необъективные данные о незначительной неопределенности.
Что касается химических анализов, использующих значения sR, полученные в результате совместных исследований, разумно ожидать, что (расширенная) неопределенность по данным лабораторий будет равна примерно следующим показателям:
| Условная концентрация | Типовая расширенная неопределенность | Ожидаемый диапазон результатов <*> |
|---|---|---|
| 100 г/100 г | 4% | 96 — 104 г/100 г |
| 10 г/100 г | 5% | 9,5 — 10,5 г/100 г |
| 1 г/100 г | 8% | 0,92 — 1,08 г/100 г |
| 1 г/кг | 11% | 0,89 — 1,11 г/кг |
| 100 мг/кг | 16% | 84 — 116 мг/кг |
| 10 мг/кг | 22% | 7,8 — 12,2 мг/кг |
| 1 мг/кг | 32% | 0,68 — 1,32 мг/кг |
| < 100 мкг/кг | 44% | 0,56 x концентрации до 1, 44 x концентрации мкг/кг |
<*> фактически это означает, что значения, которые попадают в данный диапазон, могут рассматриваться как принадлежащие к той же аналитической группе.
Ожидается, что неопределенность измерений по данным любой лаборатории существенно не превысит значений, полученных из sR на исследуемом уровне концентрации, если лаборатория находится в состоянии «аналитического контроля». Ожидается, что лаборатории со значительным опытом при проведении конкретного анализа на регулярной основе получат значения неопределенности, меньшие по сравнению с представленными выше значениями.
8. ОТНОШЕНИЯ МЕЖДУ АНАЛИТИЧЕСКИМИ РЕЗУЛЬТАТАМИ, НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬЮ ИЗМЕРЕНИЙ И КОЭФФИЦИЕНТАМИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ
В данном разделе представлено объяснение значимости аналитических результатов и связанные с ними неопределенность и извлечение.
8.1 Неопределенность измерений
Важно учитывать неопределенность измерений при принятии решения о том, соответствует ли образец спецификации или нет. Данный фактор может не применяться, если речь идет о непосредственной опасности для здоровья. Значимость этого можно продемонстрировать примером, представленным на следующей диаграмме, которая показывает самый простой случай, когда решения принимаются на основе одного пробного образца.
В представленном ниже примере результат испытаний сравнивается со спецификацией, которая представляет собой максимальный уровень. Он показывает, как понятие неопределенности измерений может учитываться при толковании аналитических результатов пробного образца.
Указанная диаграмма демонстрирует важность определения четкого руководства, которое бы допускало недвусмысленное толкование аналитических результатов в отношении неопределенности их измерений.
Аналитический результат за вычетом расширенной неопределенности измерений превышает максимальный уровень. Результат показывает, что измеряемый аналит в пробном образце превосходит требования спецификации.
Аналитический результат превышает максимальный уровень на величину, меньшую, чем расширенная неопределенность измерений.
Аналитический результат меньше максимального уровня на величину, меньшую, чем расширенная неопределенность измерений.
Аналитический результат меньше максимального уровня на величину, большую, чем расширенная неопределенность измерений.
8.2 Извлечение
Комиссия Кодекса Алиментариус приняла Руководство IUPAC для использования информации по извлечению посредством ссылки (см. CAC/GL 37-2001).
Аналитические результаты должны быть выражены на основе корректировки с учетом извлечения, если это целесообразно. При корректировке они должны быть указаны как таковые.
Если результат был скорректирован с учетом извлечения, следует указать метод, с помощью которого учитывалось извлечение. По возможности следует ссылаться на степень извлечения. Неопределенность измерений должна включать в себя неопределенность, связанную с корректировкой извлечения. В противном случае ссылка на нее должна быть приведена совместно с указанным извлечением.
При разработке положений для стандартов необходимо указать, выражен ли результат, полученный с помощью метода, применяемого для анализа в рамках проверки соответствия, на основе корректировки с учетом извлечения или нет.
Представленная ниже библиография приведена исключительно в справочных целях.
Руководства по оценке неопределенности измерений
Руководство 98, Руководство по выражению неопределенности измерений (GUM) ISO, Женева (1995 г.);
Руководство EURACHEM/CITAC Количественное определение неопределенности в аналитических измерениях (второе издание), EURACHEM, 2000 г. Доступно для бесплатного скачивания по адресу: http://www.eurachem.org/;
Комитет по аналитическим методам Королевского химического общества «Неопределенность измерений — последствия ее применения в аналитической науке», Analyst, 1995, 120 (9), 2303 — 2308;
Стандарт ISO 21748:2010 Руководство по использованию оценок повторяемости, воспроизводимости и правильности при оценке неопределенности измерений, ISO, Женева (2010 г.);
Техническое примечание NIST 1297 (издание 1994 г.): «Руководство по оценке и выражению неопределенности результатов измерения NIST»;
Процедура NMKL № 5, 2-ое издание (2003 г.): «Оценка и выражение неопределенности измерений в химическом анализе»;
UKAS (Служба аккредитации Великобритании) 2000 г. Выражение неопределенности при проведении испытаний, Издание 1, UKAS номер публикации: LAB 12;
Технический отчет Eurolab № 1/2007. Пересмотр неопределенности измерений: Альтернативные подходы к оцениванию неопределенности». Доступно для бесплатного скачивания по адресу: www.eurolab.org;
Отчет Nordtest TR 537. Справочник по расчету неопределенности измерений в экологических лабораториях. Доступно для бесплатного скачивания по адресу: www.nordtest.org (хотя указанный справочник ориентирован на анализ окружающей среды, описанные в нем подходы и примеры могут применяться к результатам испытаний пищевых продуктов и кормов).
Процедуры валидации аналитических методов и эффективности метода
«Точность метода испытаний», Женева, 1994 г., ISO 5725, Предыдущие редакции были изданы в 1981 и 1986 годах (не приняты Кодексом);
«Протокол по разработке, проведению и толкованию метода исследований качества», ред. У. Хорвица, Pure Appl. Chem., 1995 г., 67, 331 — 343 (принят Кодексом);
Решение 2002/657/ЕС Европейской Комиссии об имплементации Директивы 96/23/ЕС относительно эффективности аналитических методов и толкования результатов, ОЖ № L 22 1 (2002) 8 — 36;
Валидация химических аналитических методов. Процедура NMKL № 4, 4-я версия, 2010 г.
Стандарт ISO/IEC 17025:2005, Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий, ISO, Женева (2005 г.);
Руководящий документ EURACHEM № 1/Руководство WELAC № WGD 2: «Аккредитация химических лабораторий: Руководство по толкованию серии стандартов EN 45000 и Руководства 25 ISO/IEC»;
З., Бен-Давид, Г., Мейтс, А. 2001 г. Квалификационные испытания как инструмент имплементации стандарта ISO 17025 в Национальных лабораториях общественного здравоохранения: средство повышения эффективности. Accreditation & Quality Assurance, 6: 190 — 194;
Процедура NMKL № 3 (1996 г.) «Графики контроля и контрольные образцы при проведении внутреннего контроля качества в химических лабораториях по пищевым продуктам» Ернемарк, У., Болей, Н., Саеед, К., ван Беркель, П.М., Шмидт, Р., Ноубл, М., Мэкинен, И., Кейнэнен, М., Улдалль, А., Стеенсланд, Г., Ван дер Веен, А., Толен, Д.У, Гользе, М., Кристенсен, Й.М., Де Бьевр, П., Де Леер, У.Б. (изд.) 2001 г.;
Квалификационные испытания в аналитической химии, микробиологии и лабораторной медицине — обсуждения рабочей группы по вопросам текущего статуса, проблемам и будущим направлениям. Accreditation & Quality Assurance, 6: 140 — 146.
Руководство EURACHEM/CITAC Использование информации о неопределенности при оценке соответствия, EURACHEM, 2007 г. Доступно для бесплатного скачивания по адресу: http://www.eurachem.org/.
Стандарт ISO (2-ое издание, 1993 г.) VIM «Международный словарь основных и общих терминов в метрологии». Женева;
Руководство 99 ISO, Международный словарь основных и общих терминов в метрологии, 3-е издание, VIM3, ISO, Женева (2008 г.).