Kalibrierung und Methodenvalidierung

Die Kalibrierung setzt die Reaktion eines Instruments mit der Analytkonzentration in Beziehung, und die Methodenvalidierung zeigt, dass ein analytisches Verfahren für seinen beabsichtigten Zweck geeignet ist.

Definition

Kalibrierung und Methodenvalidierung sind die analytischen Verfahren, die die quantitative Beziehung zwischen Signal und Konzentration herstellen und die durch definierte Leistungsmerkmale zeigen, dass eine Methode für ihren beabsichtigten Gebrauch zuverlässige Ergebnisse liefert.

Scope

Dieses Thema behandelt die Strategien, die Messungen nachvollziehbar und vertrauenswürdig machen: externe Standard-Kalibrierkurven, Standardadditions- und interne Standardmethoden sowie die zur Anpassung verwendete Regression, zusammen mit den Gütekriterien – Richtigkeit, Präzision, Empfindlichkeit, Selektivität, Nachweis- und Bestimmungsgrenzen, linearer Bereich und Robustheit –, die bei der Methodenvalidierung bewertet werden. Es befasst sich mit Matrixeffekten und der Rolle von Referenzmaterialien.

Core questions

• Wie wird eine Kalibrierkurve erstellt und verwendet, um Signal in Konzentration umzuwandeln?
• Wann sind Standardadditions- oder interne Standardmethoden erforderlich, um Matrixeffekte zu überwinden?
• Wie werden Nachweis- und Bestimmungsgrenzen definiert und geschätzt?
• Welche Leistungsmerkmale muss eine validierte Methode aufweisen?

Key theories

Kalibrierung und Regression

Eine Kalibrierung setzt die gemessene Reaktion mit bekannten Konzentrationen in Beziehung, üblicherweise durch lineare Regression, deren Steigung die Empfindlichkeit angibt und deren Streuung die Nachweisgrenze festlegt; Standardadditions- und interne Standardvarianten korrigieren Matrixeffekte und instrumentelle Drift.

Mechanisms

Bei der Kalibrierung werden Standards bekannter Konzentration gemessen und ein Modell – typischerweise eine Regressionsgerade – angepasst, das dann verwendet wird, um unbekannte Konzentrationen aus ihren Reaktionen abzulesen. Wenn die Probenmatrix die Reaktion verändert, wird bei der Standardaddition die Probe mit Analyt gespikt, sodass die Matrix allen Punkten gemeinsam ist, und ein interner Standard korrigiert variable Wiederfindungsraten oder Signale. Die Validierung testet die Methode dann anhand von Gütekriterien, wobei Replikate, Referenzmaterialien und Wiederfindungsstudien verwendet werden, um Richtigkeit, Präzision, Selektivität und den Arbeitsbereich zu demonstrieren.

Clinical relevance

Kalibrierung und Validierung sind das Rückgrat der Laborqualität: Regulierte pharmazeutische und klinische Assays müssen vor der Anwendung validiert werden, Umwelt- und Lebensmittellabore validieren Methoden für die Akkreditierung, und die Rückführbarkeit auf Referenzmaterialien ermöglicht den Vergleich von Ergebnissen zwischen Laboren.

History

Quantitative Kalibrierung und statistische Qualitätsbewertung entwickelten sich im 20. Jahrhundert parallel zur instrumentellen Analyse. Youden förderte die Robustheitsprüfung und das Design von Ringversuchen, und Lloyd Curries Arbeit formalisierte Nachweis- und Bestimmungsgrenzen, während harmonisierte Validierungsrichtlinien später die Leistungsmerkmale kodifizierten, die eine Methode aufweisen muss.

Key figures

• Walter J. Youden
• Lloyd Currie

Seminal works

• miller2018
• skoog2014fac
• harris2020

Frequently asked questions

Was ist die Standardadditionsmethode?

Es handelt sich um einen Kalibrierungsansatz, bei dem bekannte Mengen des Analyten direkt zu Teilen der Probe hinzugefügt werden; da jede Messung dieselbe Matrix teilt, korrigiert sie Matrixeffekte, die eine gewöhnliche externe Kalibrierung verfälschen würden.

Was ist die Nachweisgrenze einer Methode?

Es ist die kleinste Analytkonzentration, die zuverlässig von einem Blindwert unterschieden werden kann, geschätzt aus der Variabilität des Blindwerts und der Kalibrierempfindlichkeit; sie ist ein wichtiges Gütekriterium, das während der Methodenvalidierung angegeben wird.