2026年版分析化学质量指南学习笔记——抽样、样品管理与方法开发全流程规范
18 抽样
18.1 抽样目的与场景
测量和测试结果的用途多样，包括识别材料中某物质的存在、确定材料中分析物的平均含量、建立材料中分析物的浓度分布、判定材料中的局部污染等。在某些情况下（如法医分析），可能需要对整个材料进行检验；而在其他情况下，抽样是更合适的选择。显然，抽样方式取决于分析目的。18.2 抽样代表性核心原则
若测试部分不能充分代表原始材料，无论分析方法多么优良、分析过程多么严谨，都无法将获得的分析结果与原始材料的特性关联起来。18.3 抽样计划与程序要求
当实验室开展抽样以用于后续测试时，必须制定文件化的抽样计划和抽样程序，确保结果的有效性。如前所述，不恰当的抽样会严重影响结果的适用性。在可能的情况下，抽样计划应基于适当的统计方法，且抽样计划和文件化程序必须在抽样地点可获取。需注意的是，ISO/IEC 17025 将抽样视为实验室活动（与测试和校准并列）。根据认可范围和抽样活动的不同，该标准的条款可能适用于抽样环节。18.4 抽样对测量不确定度的影响
抽样始终会对测量不确定度产生影响。随着分析方法的改进以及方法允许或要求使用更小的测试部分，抽样相关的不确定度变得日益重要，并可能显著增加测量结果的总不确定度。实验室内部进行的二次抽样所引入的测量不确定度，应始终纳入测试结果的测量不确定度中。而原始抽样过程（在样品提交至实验室之前进行，且通常超出实验室控制范围）相关的测量不确定度，通常单独处理，但理想情况下应视为整个测量过程的组成部分，并纳入验证范围。ISO/IEC 17025 要求考虑对测量不确定度的所有显著贡献，包括抽样产生的贡献。18.5 抽样方法的参考依据
在许多测试领域，抽样相关问题已得到解决，相关方法已通过验证并发布。有时法规会规定抽样程序（例如欧盟关于食品中某些污染物的法规）。分析人员还应根据情况参考国家或行业标准。若没有特定方法，分析人员应依靠经验或从类似应用中调整方法。若存在疑问，应始终将目标材料及从中抽取的任何样品视为不均匀。18.6 抽样人员能力要求
从大量材料中选择合适的一个或多个样品，是测量过程中至关重要的阶段，这一过程很少简单直接。若要使最终产生的结果具有实际价值，抽样阶段应由具备分析整体背景的熟练抽样人员执行或在其指导下进行—— 这类人员通常是经验丰富的分析人员或经过专门抽样培训的人员。若无法由此类熟练人员进行抽样，建议实验室与客户协作提供建议和实际协助，确保抽样能充分代表抽样目标（即样品旨在代表的特定时间的部分材料）。18.7 抽样的认可要求
国家认可机构（NAB）有自己的抽样认可程序，可将抽样作为独立活动进行认可。18.8 抽样程序的文件化要求
抽样程序应足够详细，确保抽样工作可靠且一致地进行，包括抽样计划细节、抽样地点和样品的选择方式、抽样方法以及任何特定的存储或样品处理要求。文件化抽样程序时，需确保所用术语定义清晰，以便其他使用者理解；同样，比较两个独立程序时，需确保术语使用一致。例如，使用 “批量” 一词时需谨慎，因其可能指单个样品的合并，也可能指未区分的整体；同样，“样品”一词在测量过程的多个不同阶段均有应用，因此需要更具体的术语以避免混淆（如原始样品、二次样品、实验室样品、测试样品、测试部分和测试溶液）。18.9 抽样术语的参考标准
国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）发布的建议中对抽样术语进行了有益阐述，描述了散装货物或包装货物抽样中使用的术语；IUPAC还发布了土壤抽样术语的单独指南；Eurachem也提供了与抽样相关的术语概述。18.10 散装 / 包装货物的抽样流程
对于散装或包装货物的抽样，抽样程序将原始货物通过批次、增量样品、原始样品、混合样品、二次样品，最终缩减为实验室样品。若实验室样品不均匀，可能需要进一步制备以生成测试样品。实验室样品或测试样品被视为抽样程序的终点，该程序内的操作可能存在抽样不确定度；此步骤后的活动通常被视为“分析操作”，不产生抽样相关的不确定度。18.11 核心抽样术语定义（基于 IUPAC 建议）
为便于以下指导，使用基于 IUPAC 建议的以下定义：抽样计划：预先确定的程序，用于选择、抽取、保存和制备从总体中作为样品移除的部分；原始样品：最初从总体中抽取的一个或多个增量样品或单元的集合；二次样品：可能指通过选择或分割获得的样品部分、作为样品一部分抽取的批次单个单元，或多阶段抽样的最终单元；测试样品：从实验室样品制备而来，从中抽取测试部分进行分析的样品；样品制备：从实验室样品中选择测试部分所遵循的程序，包括实验室内部处理、混合、缩减、圆锥四分法、分样器分样、研磨等；样品处理：尽管IUPAC未给出定义，但该术语通常指样品从原始材料中选择后，至所有样品和测试部分处置前的所有操作。18.12 抽样计划的设计原则
抽样过程应在详细的抽样计划中描述，明确需从散装材料中抽取的部分数量和大小，说明如何获取实验室样品；还需文件化从实验室样品中抽取的测试样品数量和大小。抽样计划可以是随机的、系统的或顺序的，可用于获取定量或定性信息，或确定是否符合规格要求。18.13 抽样计划设计的关键规则
抽样计划的设计应确保所得数据能代表关注参数（即产生可接受的测量不确定度），并能回答分析要求中提出的所有问题。所采用的抽样策略取决于：假设材料均匀时需谨慎，即使其表面看起来均匀。若材料明显处于两个或多个物理相，分析物在各相中的分布可能不同，可能需要分离各相并将其视为单独样品，或合并并均质化各相以形成单个样品。对于固体，若主要材料的粒度分布差异显著，分析物浓度可能存在较大变化，且材料可能会随时间沉降；若实际可行，抽样前可适当混合材料，确保粒度分布充分具有代表性。同样，固体中不同部分若承受不同应力，分析物浓度可能存在差异（例如测量聚氯乙烯（PVC）瓶材料中的氯乙烯单体（VCM）时，瓶颈、瓶肩、瓶身或瓶底的VCM浓度差异显著）。需考虑关注分析物的特性，挥发性、对光的敏感性、热稳定性和化学反应性可能是设计抽样计划和选择设备、包装及存储条件的重要考量因素；可能需要向样品中添加酸或抗氧化剂等化学品以稳定样品。抽样、二次抽样、样品处理、样品制备和样品提取所用设备的选择，应避免对样品性质产生非预期变化（可能影响最终结果）——这在痕量分析中尤为重要（分析物可能吸附到存储容器上）。需考虑抽样过程中重量或体积不确定度的影响，所有关键测量仪器均需校准。可能需要考虑抽取样品进行分析后，原始材料剩余部分的用途和价值；考虑不周的抽样（尤其是破坏性抽样）可能导致整批货物失效。无论采用何种抽样策略，执行人员都必须清晰记录所遵循的程序和抽样方式，需记录的信息包括：若从原始材料中抽取多个样品，文件中可包含图表以指示抽样模式，这将便于后续重复抽样，并有助于从测试结果中得出结论（例如在大面积土壤抽样以监测烟囱排放物沉降时，此类方案非常有用）。18.14 非实验室抽样的报告要求
若实验室不负责抽样阶段，应在报告中说明样品是按接收状态进行分析的。18.15 实验室样品的预处理要求
实验室接收样品后，可能需要进一步处理（如去除外来物质、细分和 / 或研磨），使其适合分析。18.16 测试部分的代表性要求
除非另有规定，用于分析的测试部分必须充分代表实验室样品。为确保测试部分足够均匀，可能需要通过研磨减小粒度；但若实验室样品较大，可能需要先进行细分，细分过程中需注意防止分层。某些情况下，细分为测试样品前可能需要粉碎或粗磨样品。样品细分可采用多种机制，包括圆锥四分法、分样器分样，或使用旋转样品分样器、离心分样器；粒度减小步骤可手动（研钵和研杵）或机械（破碎机或研磨机）执行。这些过程中需注意避免样品交叉污染，确保设备不会污染样品（如引入金属），且样品组成不会改变（如水分流失）。许多标准分析方法包含专门章节，详细说明实验室样品在抽取测试部分进行分析前的制备要求；其他情况下，法规将此作为通用问题处理。18.17 分析操作的流程规范
分析操作从从实验室样品或测试样品中移除已知量（测试部分）开始，随后经过各种操作直至最终测量。18.18 抽样的统计基础要求
为全面评估合格评定用分析结果或其他用途的分析结果，了解抽样计划及其统计基础至关重要。变量检验抽样程序假设所检验的特性可测量且遵循正态分布；相比之下，属性检验抽样是一种将产品单元分类为合格或不合格，或根据给定要求统计产品单元中不合格项数量的方法。在属性检验中，与不合格项接收/ 拒收相关的风险，通过使用适当统计技术定义的可接受质量水平和不可接受质量水平预先确定。19 样品处理与存储
19.1 样品完整性保障核心要求
确保样品的标识和完整性至关重要。抽样、处理、运输、存储、制备和测试过程中，需特别注意避免样品变质、丢失或损坏。19.2 样品附带说明的执行要求
若样品附带处理说明，必须严格遵循。例如，若物品需在规定环境条件下存储或调节，需维持、监控并记录这些条件。19.3 样品不符的处理流程
若接收的样品与提供的描述不符，或对物品的适用性存在疑问，实验室应在继续工作前咨询客户获取进一步指示，并记录相关讨论。若客户要求对不符合描述的物品进行测试或校准，实验室应在报告或证书中加入免责声明，说明结果可能受到影响。19.4 样品接触材料的要求
样品包装和样品操作所用设备的选择，应确保所有与样品接触的表面基本惰性。需特别关注容器或其瓶塞中浸出的金属或增塑剂可能对样品造成的污染；包装还应便于样品处理，且不会产生化学、微生物或其他危害。19.5 抽样器具的清洁要求
实验室应建立抽样所用所有物品（包括烧瓶和辅助设备）的清洁程序，并保留清洁过程记录。19.6 样品包装的密封要求
包装的密封应充分，确保样品不会从容器中泄漏，且样品本身不会受到污染。在某些情况下（如用于法律目的的样品），样品可能需要密封，仅能通过破坏密封获取样品；密封状态的确认通常需作为分析报告的一部分。19.7 样品标签的规范要求
样品标签是文件化的重要组成部分，应能明确识别样品与相关计划或说明的关联。在实验室负责样品期间，需保留标识。在分析过程后期（样品可能已被分割、二次抽样或修改），标签尤为重要—— 此时可能需要添加额外信息，如与主样品的关联、提取或二次抽样所用的任何流程。标签必须牢固附着在样品包装上，适当时应能抵抗褪色、高压灭菌、样品或试剂溢出以及温度和湿度的合理变化。许多实验室（尤其是处理大量样品的实验室）通过与实验室信息管理系统（LIMS）关联的条形码识别样品。19.8 特殊样品的管理要求
部分样品（如涉及诉讼的样品）可能有特殊的标签和文件化要求，标签可能需要识别所有接触过样品的人员（包括抽样人员和参与测试的分析人员）。这可能需要通过收据佐证，证明标签上标识的一名签署人已将样品移交至下一名签署人，从而证明样品的连续性（这通常被称为“监管链”）。20 方法选择与开发
20.1 方法选择的责任与原则
实验室有责任使用适合预期应用的方法，理想情况下还应包括获取原始样品的程序。实验室可自行判断或与客户协商选择方法；某些情况下，方法可能由法规或客户指定。若客户提供方法，实验室应确保其有能力执行这些方法，并达到先前与客户约定的质量要求。20.2 标准方法的优先使用原则
质量标准通常倾向于尽可能使用标准方法或协作测试方法。虽然这在方法需广泛使用或法规中定义的情况下较为理想，但有时实验室可能拥有更适合自身的方法。最重要的考量因素是：方法应适合预期用途、经过充分验证和文件化，并能提供可追溯至规定参考标准且具有适当测量不确定度水平的结果。20.3 标准方法的验证要求
标准方法或协作测试方法的验证不应想当然。实验室应确保方法验证足以满足预期用途，且实验室人员能达到规定的性能标准。Eurachem方法验证指南提供了关于验证标准方法性能的指导。20.4 内部开发方法的管控要求
内部开发的方法在使用前必须经过充分验证、文件化和授权，测量不确定度的估算应作为该验证过程的一部分。方法验证和测量不确定度的相关建议，分别见第21 章和第24 章。20.5 方法文件化的核心要素
具体程序，包括样品制备、试剂配制、仪器参数设置、分析步骤、数据处理和报告要求；质量控制要求（如空白样品、校准标准、质量控制样品的使用频率和可接受标准）；20.6 方法选择的关键考量因素
分析要求：包括所需的准确度、精密度、检出限、定量限、选择性等性能指标；样品特性：如样品基质的复杂性、分析物浓度水平、可能存在的干扰物质；实验室条件：包括现有仪器设备、人员能力、环境条件等；法规和标准要求：确保所选方法符合相关法规、行业标准或客户指定的要求；成本和效率：权衡方法的分析成本、分析时间、样品通量等因素；环境影响：考虑方法所用试剂、溶剂的环境友好性，以及废弃物的处理难度。20.7 方法开发的基本流程
明确开发目标：根据分析要求，确定方法需达到的性能指标和应用范围；文献调研和技术筛选：查阅相关文献，了解同类分析方法的原理、性能和应用情况，筛选适合的测量原理和技术路线；实验参数优化：包括样品前处理方法（如提取溶剂、提取时间、提取温度、净化步骤）、仪器工作参数（如色谱柱类型、流动相组成、流速、检测波长、质谱参数）等，通过系统性实验优化关键参数，以获得最佳的方法性能；方法验证：按照预定的性能指标，对优化后的方法进行验证，包括选择性、线性范围、检出限、定量限、精密度、准确度、耐用性等；测量不确定度评定：根据验证数据和方法原理，估算方法的测量不确定度；方法文件化：将开发和验证过程中的所有信息，按规定格式整理为标准操作规程（SOP），确保方法的可重复性和可追溯性；方法批准和实施：经实验室管理层批准后，方法正式投入使用，同时建立方法的持续监控和维护机制。20.8 方法变更的管控程序
方法使用过程中，若因样品特性变化、法规更新、仪器设备升级或发现方法缺陷等原因需要变更方法，应遵循以下管控程序：提出变更申请：由相关人员（如分析人员、技术负责人）提出方法变更申请，说明变更的原因、内容和预期影响；变更评估：实验室管理层组织相关人员对变更进行评估，包括变更对方法性能、测量结果可靠性、计量溯源性、质量控制要求等方面的影响；变更验证：若变更可能影响方法的关键性能特性，需对变更后的方法进行部分或全面验证，确保其仍能满足预期用途；文件化更新：根据变更结果，更新方法的标准操作规程（SOP）及相关文件（如方法验证报告、质量控制计划），并记录变更历史；变更批准和通知：经实验室管理层批准后，实施方法变更，并将变更情况通知相关人员（如分析人员、客户、认可机构）。20.9 方法的持续监控与维护
为确保方法在长期使用过程中始终保持良好的性能，实验室应建立方法的持续监控与维护机制：定期开展内部质量控制（IQC）：通过分析空白样品、校准标准、质量控制样品，监控方法的精密度和准确度，及时发现并纠正方法性能的漂移；参与能力验证（PT）或实验室间比对（ILC）：定期参与外部组织的能力验证计划或与其他实验室开展比对试验，评估方法的准确性和可比性；定期审查方法：根据法规更新、技术发展、样品特性变化等情况，定期审查方法的适用性，必要时进行方法优化或变更；仪器设备维护：确保与方法相关的仪器设备得到定期校准和维护，保持良好的工作状态；人员培训和能力评估：定期对使用该方法的分析人员进行培训和能力评估，确保其持续具备执行方法的能力。
