Presentazione di PowerPoint - ARPA-MARCHE · A. Grigato – ARPAV Rovigo 2 Validare costa! La...

1A. Grigato – ARPAV Rovigo

AGENZIA REGIONALE PER LA PREVENZIONE E PROTEZIONE AMBIENTALE DEL VENETO

““La progettazione degli esperimenti nella La progettazione degli esperimenti nella validazione dei metodi di prova: validazione dei metodi di prova:

presentazione di esempio applicatopresentazione di esempio applicato””Bologna – 25 Novembre 2004

Alessandro Grigato – ARPAV, Dip.to Prov.le di Rovigo

OBIETTIVO

Illustrare le potenzialità della tecnica D.O.E. nell’abbattimento dei costi della validazione.


Validare costa!Validare costa!

La validazione di un metodo richiede circa 1

mese uomo per ogni combinazione

analita/matrice.


RiferimentiRiferimenti1) UNICHIM, Manuale n. 179/0, “Linee guida per la validazione di metodi analitici nei laboratori chimici”, Milano, 1999

2) IUPAC Technical Report, “Harmonized guidelines for single-laboratory validation of methods of analysis”, Pure Appl. Chem., 75, 835, 2002 (www.iupac.org/reports/index.htlm).

3) FAO Soil Bulletin 74, “Guidelines for Quality Management in Soil and Plant Laboratories: Quality of analytical procedures”, 1998 (www.fao.org/docrep/W7295E/w7295e00.htm#Contents)

4) Oles P.J., JAOAC, 76, 615, 1993 5) Jimidar M. et al., LC.GC Europe, Apr, 230, 2002 (www.lcgceurope.com/lcgceurope/) 6) Dolan J. W., LC.GC Europe, July, 386, 2004 (www.lcgceurope.com/lcgceurope/)


Progettazione degli EsperimentiProgettazione degli Esperimenti((Design Of Design Of ExperimentsExperiments -- DOE)DOE)

Migliorare un processoIndividuare le variabili (fattori) criticheIndividuare le variazioni massime delle variabili per garantire le performances di processo prestabilite Verificare le interazioni tra variabiliValutare la robustezza di un processo


Sperimentazione fattoriale completaSperimentazione fattoriale completa(Full (Full FactorialFactorial Design)Design)

Scopo: studiare gli effetti delle variazioni di N fattori a 2 livelli ciascuno

Per studiare tutte le possibili combinazioni con la tecnica della sperimentazione

fattoriale completa servirebbero, per N=7…

27 = 128 esperimenti!!


Otterrete le stesse informazioni utili selezionando una opportuna frazione di tutte le possibili combinazioni …. riducendo di molto il lavoro!

Sperimentazione Fattoriale Frazionata:(Fractional Factorial Design)

"A factorial experiment in which only an adequately chosen fraction of the treatment combinations required for the full factorial

experiment is selected to be run."

ASQC “Glossary & Tables for Statistical Quality Control”- 1983Genichi Taguchi


Sperimentazione fattoriale frazionataSperimentazione fattoriale frazionata

V A R I A B I L IPROVE A B C

1 - - - 2 + - + 3 - + + 4 + + -

V A R I A B I L I PROVE A B C D E F G

1 - - - - + + + 2 + - - + + - - 3 - + - + - + - 4 + + - - - - + 5 - - + + - - + 6 + - + - - + - 7 - + + - + - - 8 + + + + + + +

3 VARIABILI SU 2 LIVELLI (4 combinazioni al posto di 8)

7 VARIABILI SU 2 LIVELLI (8 combinazioni al posto di 128)


5.4.5.3 Parametri di validazione5.4.5.3 Parametri di validazioneUNI CEI EN ISO/IEC 17025: 2000UNI CEI EN ISO/IEC 17025: 2000

• Selettività• Campo di applicazione

• Linearità• Sensibilità• Ripetibilità

• Limiti di rilevazione• Robustezza• Esattezza• Incertezza


RobustnessRobustness

“The characteristic of the process output or response to be insensitive to the variation of the

inputs”

NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, (www.itl.nist.gov/div898/handbook/index.htm)


International Conference on H arm onisation of Technica l Requirem ents for R egistration of Pharm aceutica ls for H um an Use

T he IC H is a unique project that brings together the regulatory authorities of E urope,

Japan and the U nited States GUIDANCE FOR INDUSTRY Q2A

VALIDATION OF ANALYTICAL PROCEDURES: DEFINITION AND TERMINOLOGY

9. ROBUSTNESS

“The robustness of an analytical procedure is a measure of its capacity to remain unaffected by

small, but deliberate variations in method parameters and provides an indication of its

reliability during normal usage.”


RobustezzaRobustezzaManuale Unichim N. 179/0, 1999

“Capacità posseduta da un metodo di non essere influenzato significativamente, in

termini di risultati finali, per effetto di variazioni deliberate introdotte nelle sue

fasi di realizzazione.”


INTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY

HARMONISED GUIDELINES FOR SINGLE-LABORATORY VALIDATION OF METHODS OF ANALYSIS

(IUPAC Technical Report)

Prepared for publication by MICHAEL THOMPSON, STEVEN L R ELLISON, AND ROGER WOOD

A11. Ruggedness

“The ruggedness of an analytical method is the resistance to change in the results produced by an analytical method when minor deviations are made from the experimental conditions described in the procedure.”

The ruggedness of a method is tested by deliberately introducing small changes to the procedure and

examining the effect on the results.


UNICHIM

SCOPO PARAMETRO

Qualitativa d’identifi- cazione

Semiquanti- tativa su tracce

Quantita- tiva su tracce

Quantitativa e/o confronto con un valore prefissato

Prove di comporta- mento

Selettività x x x x Esattezza x x Recupero x x Ripetibilità x x x LOD x x LOQ x Linearità x x Campo di app x x Robustezza x x x x x


Cosa fare?Cosa fare?

1. Definire l’obiettivo della sperimentazione2. Stabilire il parametro di controllo3. Selezionare le variabili (3 o 7) 4. Fissare i 2 livelli per ogni variabile5. Scegliere la matrice ortogonale opportuna6. Assegnare i valori delle variabili nella matrice7. Condurre gli esperimenti (prove)8. Analizzare i risultati


1. Definire l’obiettivo della 1. Definire l’obiettivo della sperimentazionesperimentazione

Stimare la robustezza del metodo interno validato: “Azoto Kjeldahl in alimenti”.

Si introducono variazioni nelle condizioni di digestione che potrebbero verificarsi

inavvertitamente durante il lavoro routinario.


2. Stabilire il parametro di controllo2. Stabilire il parametro di controllo

Recupero di “Azoto Kjeldahl” da prove condotte su un materiale di

riferimento

Accettabilità del recupero, prevista dal protocollo : 98 – 102 %


3. 4. Scegliere le variabili e i loro livelli3. 4. Scegliere le variabili e i loro livelliLe variazioni ai valori del protocollo sono quelle

che presumibilmente potrebbero verificarsi accidentalmente durante il lavoro routinario.

NOME DELLA VARIABILE Protocollo

LIV. L-

LIV. L+

A

Quantità di catalizzatore (mg)

0,15

B

Vol. della sol. di digestione (ml)

25

C

Tempo di digestione (min)

20

0,1 0,2

20 30

15 25


5. Scegliere la matrice ortogonale 5. Scegliere la matrice ortogonale 3 VARIABILI X 4 COMBINAZIONI


1 - - - 2 + - + 3 - + + 4 + + -

7 VARIABILI X 8 COMBINAZIONI

V A R I A B I L I PROVE A B C D E F G

1 - - - - + + + 2 + - - + + - - 3 - + - + - + - 4 + + - - - - + 5 - - + + - - + 6 + - + - - + - 7 - + + - + - - 8 + + + + + + +


6. Assegnare i valori alle variabili 6. Assegnare i valori alle variabili V A R I A B I L I

PROVE A B C 1 - - - 2 + - + 3 - + + 4 + + -

NOME DELLA VARIABILE CondMet.

LIV. L-

LIV. L+

A Quantità di catalizzatore (mg) 0,15 0,1 0,2

B Vol. della sol. di digestione (ml) 25 20 30

C Tempo di digestione (min) 20 15 25


1 2 3 4

0,1 15200,2 20

0,225300,125

1530


7. Condurre gli esperimenti7. Condurre gli esperimenti

V A R I A B I L I PROVE A B C CONTROLLO

(RECUPERO%) 1 0,1 20 15 2 0,2 20 25 3 0,1 30 25 4 0,2 30 15

101999795


“Media L-”: per la variabile A è la media dei risultati ottenuti dalle prove con A al livello L- (prove 1 e 3)

“Media L+”: per la variabile A è la media dei risultati ottenuti dalle prove con A al livello L+ (prove 2 e 4)

8.1 Analizzare i risultati8.1 Analizzare i risultati

V A R I A B I L IPROVE A B C CONTROLLO

(RECUPERO%) 1 0,1 20 15 95 2 0,2 20 25 97 3 0,1 30 25 99 4 0,2 30 15 101

Media L- Media L+

|Differenza|

97 96 9899 100 982 4 0


8.2 Analizzare i risultati8.2 Analizzare i risultatiAssumendo che le variazioni imposte ai fattori possano verificarsi accidentalmente durante il

lavoro routinario, il metodo può ritenersi robusto?

V A R I A B I L IPROVE A B C REC

1 0,1 20 15 95 2 0,2 20 25 97 3 0,1 30 25 99 4 0,2 30 15 101

|Differenza| 2 4 0

Accettabilità: 98 – 102 %

NOME DELLA VARIABILE CondMet.

LIV. L-

LIV. L+

A Quantità di catalizzatore (mg) 0,15 0,1 0,2

B Vol. della sol. di digestione (ml) 25 20 30

C Tempo di digestione (min) 20 15 25

Accettabilità: 95 – 105 %


DOE: non solo robustezza….DOE: non solo robustezza….

• pH fase mobile• Composizione fase mobile• Colonna• Temperatura• Flusso

…ma anche

ottimizzazione del metodo: separazione tra due picchi, tempo d’analisi…


DOE: non solo robustezza….DOE: non solo robustezza….…ma anche

3.1.3. Validazione in base a modelli alternativi


DOE: non solo robustezza….DOE: non solo robustezza….INTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY

HARMONISED GUIDELINES FOR SINGLE-LABORATORY VALIDATION OF METHODS OF ANALYSIS

(IUPAC Technical Report)

Prepared for publication by MICHAEL THOMPSON, STEVEN L R ELLISON, AND ROGER WOOD

StrumentoOperatoreLotto di reagentepH di una soluzioneTemperatura di reazioneTempo per completare un processo…..


…per cui ritengo che…

Thompson M., Analyst, 125, 2020, 2000

“…if each factor were set at the extremes allowable in a method protocol, the precision resulting might

be approximately that found in a collaborative trial.”

“That is an exciting possibility, because it suggests that interlaboratory precision could be estimated from an in-house experiment,

with consequent savings of resources.”


DOE: non solo robustezza….DOE: non solo robustezza….

Ripetibilità Sr

Riproducibilità SR = Sr

Incertezza U = kSR


http://www.food.gov.uk/

E01035: Using ruggedness tests toestimate uncertainty

This research project aims to investigate the modification of a standard ruggedness test to provide data with the same validity as a collaborative trial, but at a reduced cost.



E01036: Using ruggedness tests toestimate uncertaintyThursday, 07 October 2004

Results and findingsThis pilot study has shown that in a series of ruggedness tests it was not possible to simulate reproducibility SD by means of carefully consideredperturbations of the analytical procedure in a Single Laboratory, with the possible exception of thosemethods not involving an empirical calibration.


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