如何判断测量是否重复性良好？
1 重复性的意义与位置
在紫外分光光度计（UV-Vis）质控体系里，“重复性”是衡量方法可靠度的第一道关卡。若同一样品多次上机得出吸光度（或浓度）值差异过大，任何进一步谈准确度、回收率、检出限都失去意义。换言之，重复性是所有分析质量参数的地基。
2 概念厘清：精密度 vs 重复性 vs 再现性
| 术语 | 定义关键词 | 实验条件 |
|---|---|---|
| 精密度 | 测值离散程度 | 不限操作员/时间 |
| 重复性 | within-run 精密度 | 同操作员、同装备、短时段 |
| 再现性 | between-lab 精密度 | 不同实验室、不同设备 |
本文聚焦“重复性”，即单台仪器在“连贯操作”场景下的波动。
3 重复性评价指标
相对标准偏差 (RSD, %)
RSD=sxˉ×100\text{RSD} = \frac{s}{\bar{x}}\times 100RSD=xˉs×100
− s 为样本标准差；
− xˉ\bar{x}xˉ 为平均值。绝对差 (Diff)
Diffmax-min=xmax−xmin\text{Diff}_{\text{max-min}} = x_{\text{max}} - x_{\text{min}}Diffmax-min=xmax−xmin
Horwitz 比率 (HorRat)
用于与国际经验公式对应的容忍区间比较。控制图 (X-bar, R-chart)
动态监控长期趋势，肉眼判断异常点。
| 样品类型 | 推荐 RSD 上限* | 原因简述 |
|---|---|---|
| 纯标液 (A≈0.2) | ≤0.3 % | 仪器本身噪声下限 |
| 常规溶液样品 | ≤1.0 % | 加入移液与稀释误差 |
| 高粘度/浊度样品 | ≤2.0 % | 散射与基体不稳定 |
* 以上为经验阈值；法规或方法文件优先。
4 重复性验证实验设计
4.1 单样六次法（6 × 1）
步骤
取单一样品溶液（或同一批样品经同法稀释）；
连续测 6 次，中间不更换比色池；
计算 RSD 与 Diff。
优点：最符合仪器噪声评估；
缺点：不含移液误差。
4.2 重称重稀释法（6 × 6）
步骤
同一批原液，独立移液、稀释 6 份；
各自测 1 次；
统计 RSD。
优点：囊括移液+稀释误差；
缺点：操作量大，对移液器校准要求高。
4.3 交叉设计法（3 × 2 × 2）
结构：3 份稀释 * 2 位操作员 * 2 台比色池；
用途：同时评估人为、器皿与操作序列对重复性的贡献。
5 影响重复性的关键因素与控制策略
| 因素类别 | 内部机理 | 典型表现 | 解决方案 |
|---|---|---|---|
| 光源噪声 | 灯老化电流波动 | A 值前后漂移 0.005 | 定期更换灯、稳压 |
| 温度梯度 | 折光率微变 | 同一槽重复性≥1 % | 浴槽温控±0.1 ℃ |
| 光程误差 | 比色池加工差异 | 不同槽差异>0.01AU | 同批、同品牌石英槽 |
| 比色皿污染 | 指纹、洗液残留 | 单次噪声高 | 70 % 乙醇+无尘纸 |
| 稀释误差 | 移液器偏差 | RSD 2–3 % | 每月核准移液器 |
| 气泡 | 光散射 | 单次 A 激增下降 | 轻敲或抽真空脱泡 |
6 数据统计与判读
6.1 RSD 与 t 比较
若方法文件限值为 1.5 %，计算得 RSD = 0.92 % → 合格。
若超限，需探根因：先看空白、再看设备、三查操作。
6.2 控制图示例
ini复制编辑CL = 0.500UCL = 0.505LCL = 0.495
连续 8 点均在 CL ± 1 s 内 → 稳态；
出现 1 点跨 UCL 或 2 点连在 2–3 s 区 → 立即排查校正。
6.3 方差分析 (ANOVA)
在交叉设计中，运用单因子或双因子 ANOVA 解析“操作者”“比色池”“时间”是否对总方差有显著影响 (P<0.05P<0.05P<0.05 即显著)。
7 重复性不良的调试流程（七步排错）
比色池清洁度——看光路；
灯源光强计——查闪烁；
空白扫描——测基线；
移液器精准度——称水法；
温度记录——查看实验室空调曲线；
缓冲液 pH——确认稳定；
重新制样——排除样品不均匀。
排错完成后，再做一次“6 × 1”重复性试验验证。
8 UV-Vis 与比色法重复性差异
| 重复性源 | UV-Vis（直读） | Bradford / BCA |
|---|---|---|
| 基线噪声 | 主导 | 次要 |
| 移液误差 | 中等 | 中等 |
| 反应时间差 | 无 | 主导 |
| 温度影响 | 中等 | 高 |
结论：UV-Vis 重复性更受硬件与比色池状态主宰；比色法更多由化学反应动力学与孵育时间带来波动。
9 智能化提升策略
自动光程校准：微光程设备内建接触式传感器，每次检测实时测液柱高度，消除装液差。
边缘算法噪声剥离：卷积滤波+Savitzky–Golay 自动去高频噪音。
数字双胞胎：仪器云端镜像同时记录温度、电流、湿度，对重复性差趋势给出预警。
深度学习复判：模型学习 10 万条历史重复性数据，判断新批次是否存在非随机误差。
10 结语
判断原则：用 RSD + Diff + 控制图 三角判据，辅以 HorRat 或 ANOVA，可迅速得出是否“重复性良好”的客观结论。
核心抓手：光源稳定、比色池一致、移液精准、温度恒定。
持续改进：随着 MEMS-UV、物联网与 AI 算法植入，重复性的监控将从“事后统计”转向“实时预警”，极大提升实验室效率与数据可信度。
