کالیبراسیون و محلول استاندارد
کالیبراسیون یعنی چه؟
در حوزه اندازه‌گیری و اندازه‌شناسی، کالیبراسیون به مقایسه مقادیر اندازه‌گیری شده توسط دستگاه تحت آزمایش با استانداردهای کالیبراسیون بادقت شناخته شده گفته می‌شود.
به معنای دیگر، کالیبراسیون مقایسه‌ی بین اندازه‌گیری شناخته شده (استاندارد) و اندازه‌گیری با استفاده از ابزار شما است. به طور معمول، دقت استاندارد باید ده برابر دقت دستگاه اندازه‌گیری باشد.
به‌طورکلی علت کالیبره کردن دستگاه‌های آزمایشگاهی چیست؟
صرفه‌جویی در هزینه‌ها
کالیبراسیون خطاهایی را که می‌تواند در درازمدت هزینه بر باشد، کاهش می‌دهد. این خطاها ممکن است اتفاق بیفتد چه مرکز شما آزمایشگاه تحقیقاتی باشد یا تولیدکننده کالا.
به‌عنوان‌مثال، تولیدکنندگانی که تجهیزات خود را کالیبره نمی‌کنند، با خطاهایی مواجه می‌شوند که قطعات و تجهیزات را غیرقابل‌استفاده می‌کند و یا آزمایشگاه‌های تحقیقاتی که تجهیزات خود را کالیبره نمی‌کنند، (مانند سمپلر) به نتایج بی‌معنی و اشتباه می‌رسند، زیرا بر اساس اندازه‌گیری‌های نادرست بوده است.
زمانی که کالیبراسیون را به‌موقع انجام ندهید، اغلب هنگام تشخیص نادرستی‌ها مجبور به توقف فرایندهای خود هستید. هر چه مدت‌زمان بیشتری طول بکشد تا به آن نادرستی‌ها پی ببرید، خسارت بیشتری به شما تحمیل می‌شود. اما اگر همیشه کالیبره کنید، این مشکلات را نخواهید داشت.
ایمنی را افزایش می‌دهد
ایمنی در آزمایشگاه‌های خاص (مثلاً آزمایشگاه‌های تحقیق توسعه واکسن) بسیار مهم است. ممکن است با مواد بالقوه خطرناک و یا بر روی پروژه‌ای با بودجه محدود اما به‌شدت حیاتی کار کنید. در این موارد، اشتباهات کوچک می‌تواند عواقب بزرگی را به دنبال داشته باشد.
شاید شما با تجهیزات الکتریکی با ولتاژ بالاسر و کار داشته باشید (مثلاً دستگاه الکتروفورز) یا در حال مخلوط کردن مواد شیمیایی فرار هستید. تغییرات کوچک در اعداد می‌تواند به‌سرعت کارکنان شما را در معرض خطر قرار دهد. کالیبراسیون به شما اطمینان می‌دهد که در هنگام کار نگران خطاهای پیش‌بینی‌نشده ماشینی نباشید.
گواهینامه‌های داخلی و بین‌المللی
برای دریافت گواهینامه در بسیاری از صنایع به کالیبراسیون نیاز دارید. به‌عنوان‌مثال، برای انجام برخی آزمایشات حساس مانند ارائه کیت‌های استخراج یا تولید رپید تست‌های ایدز یا کرونا به گواهینامه از نهادهای نظارتی (ISO ،CE، سیب سلامت، IMED و …) نیاز داشته باشید.
حتی اگر نیازی به گواهینامه نداشته باشد، ولی همچنان کالیبراسیون برای نتایج قابل اعتمادی که ارائه می‌دهد مهم است. در صورت کار با تجهیزاتی که کالیبره نشده‌اند، شهرت شما برای تحقیقات آزمایشگاهی به‌سرعت کاهش می‌یابد.
عمر مفید تجهیزات بالا می‌رود
باگذشت زمان، دقت هر وسیله اندازه‌گیری کاهش می‌یابد. برخی از دستگاه‌ها سریع‌تر از بقیه خراب می‌شوند. محیطی که در آن از تجهیزات استفاده می‌شود نیز می‌تواند بر سرعت تخریب آنها تأثیر بگذارد. (مثلاً محیط مرطوب و دستگاه‌های الکترونیکی)
هنگامی که تجهیزات خود را کالیبره می‌کنید، آن را به استاندارد اولیه برمی‌گردانید، بنابراین می‌توانید همچنان از آنها استفاده کنید. دستگاهی که اعداد نادرست ارائه می‌کند احتمالاً نیازی به تعویض ندارد، فقط نیاز به کالیبراسیون دارد.
چه زمانی باید تجهیزات خود را کالیبره کنید؟
شما باید یک فاصله کالیبراسیون منظم برای تجهیزات خودتنظیم کنید. مدت‌زمان بین کالیبراسیون می‌تواند به نحوه استفاده از تجهیزات و سرعت پایین آمدن دقت آن بستگی داشته باشد. فراموش نکنید که توصیه‌های سازنده را برای کالیبراسیون نیز بررسی کنید.
اقسام کالیبراسیون
رطوبت و دما
اگر با دوربین‌های حرارتی، دماسنج، مولد رطوبت، ایستگاه‌های هواشناسی و سایر دستگاه‌هایی که با دما و رطوبت کار می‌کنند کار می‌کنید، باید آنها را کالیبره کنید.
این نوع کالیبراسیون باید در یک محیط کنترل شده اتفاق بیفتد، بنابراین تغییرات بیرونی نمی‌تواند بر نتایج تأثیر بگذارد.
فشار
دستگاه‌های اندازه‌گیری گاز و فشارسنج‌ها همگی نیاز به کالیبراسیون فشار دارند. در این فرایند، طیف فشار هیدرولیک و گاز اندازه‌گیری می‌شود. تجهیزات معمولاً باید با استاندارد ملی یا بین‌المللی کالیبره شوند.
مکانیکی
در کالیبراسیون مکانیکی عواملی مانند نیرو، جرم، ارتعاش یا گشتاور را کالیبره می‌کنند. به‌عنوان‌مثال، ممکن است لازم باشد برای اندازه‌گیری دقیق وزن، ترازویی را کالیبره کنید. آچارهای گشتاور، میکرومتر میکروتوم و میکروسکوپ نیز می‌توانند به این نوع کالیبراسیون نیاز داشته باشند.
برق
دستگاه‌هایی که فرکانس، ولتاژ یا مقاومت را اندازه‌گیری می‌کنند، نیاز به کالیبراسیون الکتریکی دارند. تجهیزاتی که ممکن است به کالیبراسیون الکتریکی نیاز داشته باشند شامل کلمپ متر، دیتالاگر و آزمایش‌کننده عایق باشد.
علاوه بر انواع کالیبراسیون متداول، ممکن است لازم باشد وسایل مختلف را به روش‌های مختلف کالیبره کنید. هر نوع کالیبراسیون شامل استفاده از روش‌های مختلف برای به‌دست‌آوردن نتایج می‌شود.
کالیبراسیون در آزمایشگاه
کالیبراسیون فرایندی است که جواب‌های آزمایش (چه به‌صورت دستگاهی و چه دستی) را با غلظت آنالیت موجود در سرم، ادرار یا سایر مایعات بدن می‌سنجد.
در این نوع کالیبراسیون حداقل پنج کالیبراتور استفاده می‌شود که حاوی غلظت‌های شناخته شده یک آنالیت است. قبل از شروع کالیبراسیون، کاربر آزمایشگاه باتوجه‌به اطلاعات ارائه شده روی بسته‌بندی همراه با کیت کالیبراتور، ابزار را با غلظت هر آنالیت چک و تست می‌کند. بسته به روش کالیبراسیون، اطلاعات مورد برسی ممکن است پتانسیومتری، فوتومتری، فلورومتری، کمیلومینسنت، نفلومتری یا کدورت باشد.
منحنی کالیبراسیون
هدف از منحنی کالیبراسیون ایجاد رابطه بین غلظت آنالیت و اندازه سیگنال داده شده توسط دستگاه اندازه‌گیری است. رابطه می‌تواند خطی یا غیرخطی باشد.
بایدها و نبایدهای کالیبراسیون
مواد کالیبراسیون باید دارای ماتریس مشابه نمونه‌های بیمار باشند. برای مثال هنگام آزمایش بر روی نمونه‌های پلاسما یا سرم بیمار، از کالیبراتورهای مبتنی بر سرم استفاده شود. همچنین در آزمایشات شیمی ادرار، از کالیبراتورهای مبتنی بر ادرار استفاده شود. برای اطمینان از نتایج قابل‌مقایسه و دقیق، کالیبراتورها باید با مواد مرجع استاندارد، قابل ردیابی باشند.
کالیبراسیون باید در موارد زیر تکرار شود:
- دستورالعمل سازنده ابزار یا معرف تاکید بر تکرار کالیبراسیون دارد
- هر بار که مقدار معرف تغییر می‌کند
- هر زمان که نتایج کنترل کیفیت نیاز به سخت‌گیری بیشتر را توصیه می‌کند
- پس از تعمیر و نگهداری عمده ابزارها که می‌تواند باعث تغییر در کنترل کیفیت شود
- هنگامی که معرف‌ها ثبات ضعیفی دارند.
محلول‌های استاندارد چیست؟
محلول استاندارد، محلولی با غلظت دقیق و شناخته شده است که از استاندارد اولیه تهیه شده است. به معنای دیگر، محلول استاندارد محلولی حاوی غلظت دقیق چند عنصر یا ماده است و دارای حجم مشخص و مقدار معینی از املاح حل شده می‌باشد. این محلول‌ها از ترکیبی پایدار، با خلوص بالا، محلول در آب و احتمالاً دارای جرم مولی زیاد با استفاده از یک فرمول استاندارد مانند استاندارد اولیه تهیه می‌شود.
محلول استاندارد اولیه و ثانویه چیست؟
دو نوع محلول استاندارد وجود دارد که به نام محلول اولیه و محلول ثانویه شناخته می‌شوند. محلول استاندارد اولیه محلولی با خلوص بالا و واکنش‌پذیری کمتر است. استاندارد ثانویه چندان خالص نیست و نسبت به استانداردهای اولیه واکنش‌پذیری بالایی دارد. این تفاوت اصلی بین محلول استاندارد اولیه و ثانویه است.
کاربردهای محلول استاندارد
از محلول‌های استاندارد:
- برای برسی و ردیابی عملکرد سیستم‌های آنالیزگر استفاده می‌شود.
- برای اندازه‌گیری مقدار استاندارد، محلول‌های اضافه شده به ماتریکس استفاده می‌شود.
- برای ارزیابی وجود مداخله‌گرها در ماتریکس استفاده می‌شود.
- برای تأیید حسن انجام متدهای مورداستفاده، در آزمایش استفاده می‌شود.
مفهوم رابطه خطی در نمودار کالیبراتور – غلظت چیست؟
به کمک رسم نمودار کالیبراسیون می‌توان غلظت محلول‌های ناشناخته را با مقایسه محلول‌های استاندارد با غلظت شناخته شده محاسبه نمود.
منحنی کالیبراسیون یا استاندارد، نموداری حاصل از داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط دستگاه اسپکتوفتومتر از محلول‌های کالیبراتور یا استاندارد، در برابر غلظت آنها می‌باشد.
کالیبراسیون دونقطه‌ای:
در بسیاری از موارد کالیبراسیون از نوع خطی است که با استفاده از دو غلظت متفاوت که معمولاً ابتدا و انتهای دامنه اندازه‌گیری است برای رسم منحنی استاندارد استفاده می‌شود که به آن کالیبراسیون دو نقطه‌ای می‌گویند.
در اتوآنالایزرها از کالیبراسیون دو نقطه‌ای استفاده می‌شود، به‌گونه‌ای که یک نقطه صفر (معمولاً آب مقطر) و نقطه دیگر مقدار کالیبراتور است که معمولاً برای کالیبراسیون آنالیت‌ها به کار می‌رود و یک نمودار خطی از صفر تا مقدار کالیبراتور می‌دهد و باقی غلظت‌ها نیز بر اساس همین رابطه خطی به دست میاید.
از شما مخاطبان گرامی دعوت می‌کنیم در کامنت‌ها به پرسش زیر در مورد کالیبراسیون دو نقطه‌ای پاسخ دهید:
حد ادامه کالیبراسیون چه مقدار است؟ به معنای دیگر چه مقدار کالیبراسیون را ادامه دهیم؟
چند نقطه‌ای:
وقتی نمودار کالیبراسیون غیرخطی است نیاز به استفاده از تعداد بیشتری کالیبراتور است که بخصوص در روش‌های ایمونواسی استفاده می‌شود که اغلب منحنی سهمی دارند که به این نوع کالیبراسیون چند نقطه‌ای می‌گویند. برای افزایش صحت لازم است از ۳ تا ۵ و یا بیشتر نمونه کالیبراتور با غلظت‌های مختلف استفاده می‌شود.
اشتراک گذاری