JIS Q 0035:2008 標準物質―認証のための一般的及び統計的な原則 | ページ 3

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質と特性との組合せにはまれ(稀)な場合があり,他の特性との組合せにおいてまれ(稀)なものがある
場合もある。多くの場合,妥協点を見つけなければならない。配合及び/又はスパイク技術によって,こ
の問題が解決できる場合もある。
  物質の必要量は,次によって決まる。
− (C)   RMの必要な試料数
− フィージビリティスタディの必要性
− 均質性試験に必要な試料数
− 安定性試験に必要な試料数
− 候補CRMの値付けに必要な試料数
− 1回の測定に必要な物質の量
  候補CRMが必要とする所要試料数は,商業上の問題であり,前もって注意深く計画することが望まし
い。重要な変数は,CRMの寿命期間中に供給される可能性のある試料数である。寿命は物質固有の安定性
と相関するので,この変数も必要な原料物質の量に影響を与える。例えば,多くの微生物標準物質は,固
有の安定性が限られており,したがって,その寿命は,例えば,微量元素について認証された乾燥底質よ
り短くなることが予想される。年間当たり発送される試料数が同じとすると,微生物標準物質に必要な試
料数は,乾燥底質の場合より少なくなる。他方,微生物CRMについては,最初の何年か又は物質の寿命
期間全体を通じて,安定性試験に必要な試料数ははるかに多い場合がある。

5.5 フィージビリティスタディ

  十分に均質で安定したCRMを生産し,値付けすることに懸念がある場合は,フィージビリティスタデ
ィを検討してもよい(参考文献[11]参照)。例えば,試料を調製する最良の方法,物質の安定性又は目的に
対する適合性について問題があれば,プロジェクトにフィージビリティスタディを含めてもよい(参考文
献の[11]及び[12]参照)。場合によっては,フィージビリティスタディを組織化して,値付けに参加する可
能性のある試験所が,自分の機器及び手順を微調整することができるようにする。値付けを目的とするフ
ィージビリティスタディの場合,候補CRMに使用する物質及び若干異なる物質のバッチを用意すること
が望ましい。

5.6 要求される寿命及び保管期限

  標準物質の予想寿命は,認証プロジェクトの計画策定に当たり重要な変数となる。安定性にかかわるも
う一つの関連パラメータが,CRMの保管期限である。物質の安定性に影響するメカニズムの性質に応じて,
保管期限及び/又は寿命を改善するために様々な措置をとってもよい。過剰な乾燥又は大量の水分含有量
が物質を不安定にする可能性があるので,水分活性の調整が最初に考慮すべき選択肢の一つとなる。多く
の場合,水分は,マトリックス及び/又はパラメータの不安定性を引き起こすメカニズムにおいて主要な
役割を果たす。他の場合には,微生物の活性を止めるために,殺菌又は滅菌を考慮することもある場合が
ある。しかしながら,これらの措置が安定性に負の作用を及ぼすこともある。安定性及び保存条件につい
ての関連情報は文献で見つけるか,又は同種の物質の使用者(業界など)から入手することができる。溶
液を調製する場合,添加剤が保管期限及び/又は寿命を延ばす場合がある。物質の保管期限は,保存条件
及び安定性試験の品質と相関している。安定性試験の品質は,その検討結果をどの程度まで外挿できるか
を決めることになる(8.5参照)。

5.7 試料の調製

            5.7.1

序文

  標準物質の調製について一般的な指針を示すことは難しい。この細分箇条では,網羅的になることなく,

――――― [JIS Q 0035 pdf 11] ―――――

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Q 0035 : 2008 (ISO Guide 35 : 2006)
特定な側面の一部について指針を与える。単に,認証プロジェクトの成否にかかわることが多く,細心の
配慮を必要とする幾つかの側面を集めている。
5.7.2  調製物質
  純物質,溶液及び混合ガスのような調製標準物質(synthetic reference material)は,大部分のマトリックス
標準物質とは全く異なった方法で調製する。純物質を調製する場合,不純物の総量を減らすために精製技
術が必要になることがある。こうした技術の選択は当該主要成分に依存しており,また,蒸留及び/又は
再結晶化のような技術を含む場合がある。(バッチCRMを調製する場合の)小分けプロセスの後,バッチ
を5.75.9の規定に従って処理することが望ましい。
  溶液又は混合ガスは,十分に確定した不確かさバジェット表(明細)を入手できる重量法(質量比法)
によって調製する。原料物質の純度(又は組成)は,その不確かさと同様に,候補CRMの組成を計算す
るモデルに組み込む。物質のバッチの調製に当たっては,容量法も広く利用されている。通常,容量法の
取扱いは幾分容易ではあるが,重量法で調製する場合よりも大きな不確かさを伴う。
5.7.3  物質の配合
  特定の特性値が高すぎる又は低すぎると判断した場合は,二つ以上のマトリックスの配合を考慮しても
よい。このプロセスは,同種類のマトリックスを用いると最もうまくいくが,“同種類”と考えられるもの
が大幅に異なることがある。適切な配合を行うためには,物質を,粒子の凝集を抑えることができる状態
にすることが望ましい。通常,物質の水分含有量が支配的要因となる。物質が空気乾燥(air-dry)の場合は,
通常(ただし,必ずそうであるとは限らない。),十分な混合プロセスの間に凝集物は消滅する。このこと
は,スラリーと同様の挙動をする物質の場合も同様である。混合中に凝集物が消滅しないという潜在的な
問題がある。粒子がある程度凝集することは避けられない場合がある。例えば,水分が2 %未満の大豆粉
はまだ粘着性をもっている。
  さらに,異なるマトリックスを適切に配合するための要求事項として,配合対象物質の密度及び粒径分
布が十分に類似し,分布については十分に範囲が狭いことが挙げられる。これによって,偏析の危険性が
大幅に低減する。粒径低減の適切な技術及び実施並びに配合技術を用いれば,通常は,均質性及び安定性
に関して,十分な特性をもつ物質バッチを得ることができる。
  疑いがある場合は,配合した物質を簡易な均質性試験にかけ,配合した物質の幾つかの部分について認
証特性の均質性を調査する。こうした検討は,少数ではあっても,均質性についてある程度理解するのに
十分な数の部分について行うとよい。通常,10個分について試験を行うことによって,配合物質が,その
後の処理に適しているかどうか判断する上で,有意な結果が得られると考えられる。
5.7.4  スパイク
  標準物質生産のための適切な方法として,スパイクすることが望ましいと考えられる場合がある。こう
した例としては,固体状物質から抽出物を調製するケースがある。別の例としては,豚肉の脂身中のPCB
測定用CRMが3種類存在し,高い温度領域においてCRMは液体となっているものがある。要求するCRM
特性を得るためにスパイクするとよい別の例は,液体,金属及び合金,オイル並びに作業環境である。
  スパイクの大きな課題は,候補標準物質について十分な均質性及び安定性を達成することである。適切
なスパイク方法を用いると,固体状の物質でさえも,均質性及び安定性の面での要求事項を満たす物質を
調製することができる。例えば,固体に適したスパイク方法としては,スパイク対象の成分を,固体表面
を完全に湿潤化させるのに十分な,適量の溶剤に溶解させる“含浸法 (incipient wetness)”がある。溶剤は,
その蒸発速度を制御できるように選択することが望ましい。蒸発速度が大きすぎると,スパイクが孔から
再度出てきて塊になる場合がある。この場合,スパイクは十分に表面に付着せず,物質の安定性に影響を

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与える。蒸発速度が小さすぎると,マトリックス中の他の成分が移動するか,失われることになる。
  しかしながら,組成CRMの一部のグループの場合,スパイクが,認証対象の特性にとって望ましい値
をもつ物質を得る方法として,明らかに不適切なことがあるが,これはスパイクによって,CRMが通常の
日常試料と全く異なった挙動をすることがあるからである。一般に,自然界に存在した分析種と,スパイ
クをした分析種との間には結合に大きな違いのあることが想定され,その結果,例えば,抽出物の挙動に
差が生じる場合がある。したがって,自然の(汚染された)物質に対するスパイクをした物質の等価性を
確認して,物質が実際の試料を代表するものとなるようにすることが望ましい。
5.7.5  均質化及び小分け
  試料とした物質は,標準物質になる前に幾つかの準備段階を経るのが普通である。このプロセスで必要
な段階は,乾燥,粒径の低減,ふるい分け,安定化,及び小分け,すなわち容器詰めを含む。プロジェク
トの設計段階では,試料の調製をどの程度まで拡大するかを確定することが望ましい。例えば,試料とし
た物質を抽出物として直接測定できるように調製することは可能である。しかしながら,多くの場合は,
試料の調製は試料の物質がその本来の状態をとどめるようにする。ただし,試料調製プロセスの結果,不
均質性が減少し,安定性は大きくなることが望ましい。
  RMの特性値について要求される不確かさ及び必要な寿命が,試料調製技術を選ぶときの要求事項とな
る。候補標準物質を調製する方法が,物質の用途に影響を与えることがあるので注意することが望ましい。
例えば,抽出物を送付すると,顧客の試験所における抽出段階の精確さを確認することが不可能になる。
したがって,CRMを調製する目的を考慮して,CRMの利用範囲に照らしながら,原料を認証に適した物
質にする方法を決定することが望ましい。

5.8 均質性試験

  バッチ認証プロジェクトにおいて,均質性試験は瓶(単位)のバッチが十分均質であることを実証する
ために必要になる。品質保証という面から見ても,CRMの特性値の不確かさ推定値に含まれる不確かさ成
分である,残存するバッチの瓶間変動を決定することと同じくらい重要である。溶液のように,物質が均
質と予想される場合にも,瓶間不均質性の評価が必要になる。スラリー,スラッジなどを含む,固体状態
の標準を扱う場合,瓶内均質性の検討を見越して,試料最小はかりとり量を決定することが望ましい。通
常,こうした均質性試験は,当該特性値の不確かさを増大するものではない。必要とされる余剰試料数は,
主として,瓶間均質性試験によって左右される。任意に選択した最小瓶数は1030であり,一般的に10
未満は避けたほうがよい。
  均質性試験に最適な試料数は,統計的な根拠のある設計技術によって決定することができる。通常,こ
のような方法は,例えば,測定の不確かさがあるために不均質性を検出できないことを考慮に入れている。
さらに,瓶数はバッチサイズに依存するので,バッチから取り出した試料数がバッチ全体を“代表する”
ものと考えてもよい。要求事項として,(併行条件において)測定の併行標準偏差及び反復測定数の関数で
ある測定の不確かさと釣り合いをとることが望ましい。上記の統計学的技術は,瓶数と反復測定数とのバ
ランスをとる上で役立つため,最もよい方法といえる。

5.9 安定性試験

  安定性試験は,調製後の候補RMの残存する不安定度を決定するか,又は物質の安定性を確認すること
を目的としている。“安定した”物質であっても,一つ又は複数の特性値に対して不安定性を示すことがあ
る。次のような規定条件の下での不安定性について区別する。
− 保存条件(長期安定性),及び
− 輸送条件

――――― [JIS Q 0035 pdf 13] ―――――

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  均質性試験の場合と同様に,品質保証という観点は,不安定性の影響による不確かさのバジェット表を
決定することと同様に重要である。長期安定性は,規定された保存条件におけるCRMの特性値に残存す
る不安定性に関連する。したがって,これらの条件を規定し,また,同一条件の下で物質の安定性を検討
することが重要になる。標準的な温度は,物質がこの温度において安定であることが実際に確実になるよ
うに選択することが望ましい。バイオ及び環境標準物質の多くは,最適保存条件を定義又は決定するため
の努力を行っても,ある程度の不安定性を示す。理想的には,輸送条件は,輸送中の物質の不安定性が生
産者の保管庫における物質の不安定性を超えることがないように選択することが望ましい。したがって,
CRMの安定性が保存条件を超えて規定の輸送条件(例えば,生産者から使用者まで)による影響を受ける
場合,短期安定性だけが不確かさ成分となる。
  短期安定性試験は,通常,異なった温度が物質の特性に与える影響を検討するために,異なった温度で
実施する。試料の温度は,包装のタイプ及び輸送手段によって,輸送中に,−50 ℃+70 ℃の間で変化
することがある。観察された影響に基づき輸送条件を定義し,また,包装についての指示事項を作成して,
望ましくない副作用を効果的に排除してもよい。短期安定性試験には通常12か月を要するが,最適保存
条件を同時に決定する場合は,更に延長してもよい。
  安定性試験には,相当数の瓶(単位)が必要になる。各時点において,二つ以上の瓶を利用できること
が望ましい。ほとんどの長期安定性試験が2436か月続き,通常,56の時点をとるので,各温度当た
り少なくとも1012個の瓶が必要になる。長期安定性試験の設計で複数の温度を想定する場合,瓶数をこ
れに応じて増やすことが望ましい。短期安定性試験においては,通常,2週間にわたり35の時点をとる。
長期安定性試験の場合と同じ理由から,短期安定性試験では各温度当たり610個の瓶数が望ましい。物
質の不均質性も安定性試験に必要な単位数に影響を与える。物質が不均質な場合は,2,3個の(a few)瓶に
ついて反復測定するよりは,数個の(several)瓶について1回の測定をするほうがよい。
  バッチ認証において安定性試験を行うに当たって望ましい方法は,併行条件下で検討作業をすることで
ある。そうでないと,不安定性による不確かさ推定値が,安定性の試験中に得られた結果の再現精度の影
響によって,必要以上に大きくなってしまう。併行条件下での作業は,同時期測定型設計(isochronous design)
を用いると可能になる(参考文献[13]参照)。試料はすべて,不安定性が全く予想されない標準的な温度(必
ずしも,予測された保存温度とは限らない。)で維持する。試料は,安定性試験を行う温度にさらし,また,
すべての試料の測定が完了するまでこの温度を維持する。測定の時点は,試験対象の温度に設定した瞬間
から測定が行われた瞬間までの経過時間によって決定する。
  8.2に規定する方法を用いるときは,十分な再現精度特性をもつ測定方法を選択することが望ましい。測
定方法の再現精度を良好なレベルに維持することは,1回の実験中に良好な併行精度を維持するよりも,
かなり困難であることから,従来の設計より同時期測定型設計が有利となる。この点を除くと,従来の設
計を使っての評価における不確かさは,同時期測定型を使った場合よりいずれの場合も大きくなり,同時
期測定型安定性試験から得る(不確かさを一定とする)ことのできる保管期限は,従来の手法を使った安
定性試験の場合より長くなる。こうした利点は,特に,併行精度及び再現精度が(比較的)劣る方法の場
合,安定性試験の期間中データがないという不利を十分補償する。中間データが必要な場合,これらの測
定値を,同時期測定型による安定性試験とは独立に求めることが望ましい。単一の人工物(artefact)を認証
する場合は,従来の手法以外に選択の余地はない。
  安定性試験に関する実験の設計は,最適な時点数及び使用試料数の決定を含め,例えば,測定方法が全
く不安定性を検出できないことを考慮した上で,統計的実験計画に基づくようにしてもよい。さらに,一
般的な安定性試験の場合と同様に経験的モデルを使用する。したがって,時点数は,モデルの妥当性確認

――――― [JIS Q 0035 pdf 14] ―――――

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を正しく評価するだけの十分な数であることが望ましい。すなわち,例えば,パラメータを二つ(切片及
びこう配)もつ線形モデルの場合,時点数は少なくとも3又は4必要になるが,しばしば,より精確な評
価を行うために更に多くを必要とすることもある。さらに,パラメータが多いモデルの場合は,安定性試
験における(時間)点の数はそれに応じて増やすことが望ましい。

5.10 測定方法の選択

  均質性試験で使用する測定方法は,非常に良い併行精度及び選択性をもっていることが望ましい。日を
変えて試料を測定する安定性試験の場合,測定方法の選択性及び再現精度が重要となる。したがって,均
質性及び安定性試験に関する方法は,必ずしも同じである必要はない。均質性試験及び安定性試験並びに
値付けの結果が共通の標準までトレースできるようになっていれば,このことは問題とならない。このよ
うな標準は,各種校正を評価するのに適した物質であってもよいし,異なる測定方法からの結果であって
もよい。認証プロジェクトにおいて,すべての測定方法についてトレーサビリティを確保することが重要
な要求事項となる(例えば,JIS Q 0034及び参考文献[14]参照)。
  候補標準物質の値付け,特に,組成標準物質の場合,複数の方法,時には,複数の試験所を使用するこ
とが非常に望ましい。試験所の方法及びパフォーマンスは,最新のものであることが望ましく,また,そ
の測定をプロジェクトの設計で規定する標準までトレーサブルにすることが望ましい。
  候補標準物質の値付けは,異なる方法で実施してもよい。主要な方法として次の二つがある。
a) 単一の方法による値付け,及び
b) 複数の方法及び/又は複数の試験所による値付け
  方法b)は,共同実験又は共同試験と呼ばれる実験的構成を含む。両者の名前が示すように,標準物質へ
の値付けを行うためのコーディネータ及び参加者の共同活動が必要である。すべての場合において,値付
けで使用する測定手順は,“規定された標準”,できれば,SI単位までトレーサブルであることが望ましい。
測定結果のトレーサビリティという側面は,実際の測定範囲を大幅に超えるものであり,また,試料の前
処理(transformation)も含む。試料の前処理とは,物質(又は,人工物)をある(物理的,化学的)状態か
ら別の状態にもっていくことである。試料の分解(destruction),及び分析種の抽出は,こうした試料の前処
理の例である。
  最後に,物質の均質性試験,安定性試験,及び値付けに関連する測定を組み合わせて,特性値とその標
準不確かさについて正しい推定値を得ることが望ましい。データに対する要求事項は,これらデータが同
一の“目盛”を参照していること,すなわち,すべての測定が正しく校正された機器で実施されているこ
と,及びこれらの校正結果を相互に比較できることである。特に,多くの試験所がかかわる場合,校正間
の一致の度合いを検証するために,ある種の標準となる物質,混合物又は溶液を用いてもよい。この点が,
適切な標準を定義するという,すなわち,計量学的なトレーサビリティを確立するということであり,プ
ロジェクトの様々な段階で得た結果の妥当性及び同等性を実証できるようにするということでもある。

5.11 認証

  CRMの認証については,箇条11で規定する。

5.12 プロジェクト設計の要約

  要約すると,標準物質の調製には,次のステップを含む。
a) 標準物質の明確化,すなわち,マトリックス,認証対象となる特性及びその要求レベル,並びに要求
    する不確かさのレベル
b) 試料採取手順の設計
c) 試料調製手順の設計

――――― [JIS Q 0035 pdf 15] ―――――

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