올바른 표준물질 품질 등급을 선택하는 방법

품질 등급, 분석성적서, 측정소급성, 그리고 이러한 내용들이 의미하는 것

표준물질은 누가 사용합니까?

표준물질은 분석 시험 워크플로우의 중요한 구성요소입니다. 표준물질의 사용을 통해 측정시스템의 교정, 시험법 밸리데이션, 품질 관리 프로그램을 설정하고 시험의 정확성을 보장합니다. 인증표준물질(CRMs) 및 기타 표준물질의 품질 등급부터 분석성적서(certificates of analysis), 측정소급성(metrological traceability), 기타 개념에 이르기까지, 표준물질의 세계는 방대하고 때때로 혼란스럽습니다. 

이 차트들은 측정소급성, 분석성적서, 표준물질의 계층구조, 형태 및 용도, 목적에 따른 올바른 표준물질 선택법 등 표준물질에 대한 중요한 정보들을 제공합니다. 실험 애플리케이션의 목적에 부합하는 올바른 표준물질의 선택은 중요합니다. 그 이유는 올바른 표준물질의 선택은 측정 결과의 정확도와 신뢰성을 결정지을 수 있는 중요한 요소이기 때문입니다.

그림 1. 측정소급성(Metrological Traceability)

표준물질의 측정소급성 및 SI 단위

측정소급성은 표준물질의 세계에서 중요한 개념입니다. 측정소급성의 기본 용어는 SI 측정 단위입니다. 국제단위계(SI)는 7개의 측정 단위를 다른 모든 SI 단위를 도출할 수 있는 기본 세트로 정의합니다. 표준물질의 소급성을 위한 2가지 가장 일반적인 SI 측정 단위는 킬로그램(kilogram)과 몰(mole)입니다.

측정소급성은 측정결과의 특성으로써, 서로 다른 장비를 사용하여 서로 다른 사람들이 서로 다른 시간에 서로 다른 장소에서 수행한 측정을 의미 있게 비교할 수 있다는 것을 의미합니다. 측정 결과는 문서화되고 측정불확도에 기여하는 끊어지지 않는 교정의 사슬들을 통해 측정결과가 기준으로 연관되어 있어야 하며, SI 측정 단위로의 소급성이 있어야 합니다.

ISO 17034 및 표준품, 표준물질, 인증표준물질의 품질 등급

그림 2. 표준물질의 계층구조 - 차이점은 무엇입니까?

국가측정표준품(National Metrology Standard)(예: NIST, JRC, NMI 호주)
일차표준품(Compendial Standard)(예: USP, EP, BP, JP, IP)

• 공인기관에 의해 발행됨
• 최고 수준의 정확성(accuracy)과 소급성(traceability)을 제공하는 것으로 간주됨

인증표준물질(CRM) (ISO 17034, 17025)

• 최고 수준의 정확성(accuracy), 불확도(uncertainty), SI 측정 단위로의 소급성(traceability)을 제공하는 것으로 간주됨
• 공인된 표준물질 생산자에 의해 제조됨

표준물질(RM) (ISO 17034)

• CRM보다 생산 및 공급을 위해 요구되는 ISO국제기준이 덜 까다로움
• 공인된 표준물질 생산자에 의해 제조됨
  
  

분석표준품(ISO 9001)

• 분석성적서가 제공됨
• 제공되는 인증 수준이 다양할 수 있음
  
  

시약 등급 / 연구용 화학물질

• 분석성적서와 함께 제공할 수 있음
• 표준물질로 사용하도록 규명되지 않음

표준물질 계층구조에는 국가측정표준품(National Metrology Standard) 및 기타 일차표준품(Primary Standard)에서 인증표준물질(CRM), 표준물질(RM), 분석표준품(Analytical Standard), 연구 등급 또는 연구용 화학물질에 이르기까지 5가지 주요 품질 등급이 포함됩니다. 인증 수준 및 소급성에 대한 요건은 각각의 더 높은 표준품의 수준에 따라 증가합니다. 중앙 정부가 최상위 수준에 대해 표준화(standardization)를 제공하는 경우, 특정 ISO 지침이 CRM과 RM에 대한 표준화를 제공합니다. 이러한 ISO 요건에는 ISO 17034 (표준물질생산기관의 적격성에 대한 일반 요구사항), ISO/IEC 17025 (시험/교정기관의 적격성에 대한 일반 요구사항), ISO 가이드 31이 포함됩니다.

표준물질 생산자는 CRM 또는 RM을 제조하기 위해 이러한 ISO 요건을 충족해야 합니다. 이러한 두 가지 품질 등급의 경우, 분석성적서를 제공해야 하며, 내부에 포함된 정보는 앞서 언급한 ISO 지침에 의해 정의됩니다. 마지막 두 단계에 대한 품질 사양(quality specification)은 CRM 및 RM에 특정된 중앙 정부 또는 ISO 인증이 아닌 각 개별 생산자에 의해 정의됩니다.

표준물질의 각 등급에서 어떤 내용이 측정됩니까?

물질의 순도(purity) 및 확인시험(identity)은 일반적으로 5가지 품질 등급 각각에 대한 분석성적서에 포함됩니다. 함량(content) 및 안정성(stability)은 일차표준품 또는 ISO에 정의된 CRM 및 RM의 분석성적서에 포함됩니다.

분석표준품 및 연구용 화학물질은 생산자에 따라 이러한 두 가지 항목의 포함 여부가 달라지기 때문에 분석성적서에 이 두가지 항목은 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있습니다. 일부 경우에, 분석표준품은 ISO 가이드 80을 준수하는 품질관리 물질일 수 있습니다.

균질성(homogeneity)은 일차표준품, CRM, RM에 대해 요구되지만, 이 항목은 더 낮은 품질 등급에서는 요구되지 않습니다. 불확실도(uncertainty) 및 소급성(traceability) 정보는 오직 일차표준품 및 CRM 등급에서만 제공됩니다. 제약업계에서는 이차 표준품이 CRM 또는 RM일 수 있습니다. 여기에서는 ISO에 정의된 CRM에 대한 SI 측정 단위로의 소급성과 일차표준품(Primary Compendial Standard)에 대한 소급성 등 두 가지 다른 유형의 소급성이 있으며, 이는 의약품 이차표준품(pharmaceutical secondary standard)에 대해 특정하게 요구되는 사항입니다.

표 1. 표준물질의 계층구조 –차이점은 무엇입니까?

항목	NMI 표준품	일차표준품(Compendial Standard)	인증표준물질(Certified Reference Material)	표준물질(Reference Material)	분석표준품(Analytical Standard)	연구용 화학물질(Research Chemical)
순도(Purity)	✓	✓	✓	✓	✓	✓
Identity	✓	✓	✓	✓	✓	✓
함량(Content)	✓	✓	✓	✓
안정성(Stability)	✓	✓	✓	✓	✓
균질성(Homogeneity)	✓	✓	✓	✓
불확실도(Uncertainity)	✓		✓
소급성(Traceability)	✓		✓	✓
유형	일차측정표준품(Primary Measurement Standard) 또는 일차표준품(제약)		일차표준품 또는 이차표준품 (제약)	이차표준품 (제약)

표준물질의 분석성적서 이해하기

인증표준물질(CRM) 또는 표준물질 등급은 분석성적서(CoA)와 함께 제공됩니다. CoA 내에는 정확성, 일관성, 균질성, 순도, 안정성 등 이해해야 하는 중요한 품질시험 항목이 몇 가지 있습니다. 또한, 인증되는 항목에 대한 이해가 중요합니다. 즉, 농도, 역가 또는 함량이든 인증되는 항목의 속성이 중요합니다.

생산자의 품질 시스템에 대한 CoA, 표준물질의 인증 프로세스, CRM의 소급성에 관한 근거 정보를 반드시 검토해야 합니다. CoA는 표준물질의 인증이 시험 방법 또는 애플리케이션 내에서 시험 목적에 부합하도록 보장하는 실험실 정보를 제공할 수 있으므로 중요합니다.

정확성
일차 출처 또는 인증된 이차 출처 비교 – 곡선/검량 표준품. 여러 개의 독립적인 제제 비교.

일관성
이전 로트와 비교하여 로트 간 검증되는 일관성.

안정성
실시간 안정성 연구를 통해 확립된 유효기간.

균질성
앰플/바이알 배치 전반에 걸친 균질성.

순도
미정제 물질과 일치함. 오염 또는 분해 없음.

표준물질 형태 – Neat, 용액(solution) 또는 기질(matrix) 물질이 필요합니까?

표준물질은 물질의 제공 가능 여부 및 시험법 요건에 따라 시험 실험실에서 다양한 형태로 사용될 수 있습니다. 표준물질의 세 가지 형태는 neat 또는 분말 형태, 용액 또는 기질입니다. Supelco^® 표준물질 제품군은 시험을 진행하는 실험실의 요구 사항 및 애플리케이션 분야에 따라 CRM, RM 또는 분석표준품 등급으로 제공됩니다.

표 2. 다양한 형태 – 시험 실험실에서 표준물질을 사용하는 방법

	Neat 분석물	용액	기질
형태	바이알/동결건조	앰플/바이알/병	앰플/바이알/병
용도	일간/주간 칭량을 통한 표준원액 & 표준액 제조	기성품, 바로 사용할 수 있는 인증된 용액, 또는 희석하여 사용하는 용액	기성품과 선택한 기질의 표준수준의 인증된 용액
장점	광범위하게 사용 가능 다양한 적용 분야에 유연하게 사용 가능 큰 단위 크기 사용 가능	편의성 - 시간 절약 농도 인증 및 추적 가능 안정성 - 증발, 증산작용, O2에 대해 보호	편의성 - 시간 절약 선택 기질로 추가 희석할 필요 없음 농도 및 안정성이 인증되고 추적 가능함
단점	다루기 어려울 수 있음: 흡습성, 점성, 불안정함 시간 소모 잠재적으로 주별 결과의 변동성이 더 클 수 있음	적절한 농도와 양에서 분석물질의 올바른 혼합 필요 방법에 대한 희석제 적합성	기질 및 희석제에서의 장기 분석물질 안정성 특수 취급 고려사항 및 생물학적 기질 보관

시험 목적에 맞는 올바른 표준물질 선택법

올바른 표준물질의 선택은 실험실에서 측정기기의 적합성 평가 및 교정의 경우 소급성을 확립하고 유지하기 위한 필수 요소입니다. 선택된 표준물질은 실험실에서 이러한 목표를 달성하는 데 유용해야 합니다. 일상적인 시스템 적합성을 확인하는 애플리케이션 분야에서, 실용적이고 쉽게 사용할 수 있지만 매일 사용하기에 신뢰할 수 있고 비용 효과적인 내용을 검증하는 것이 중요할 수 있습니다. 시험법 밸리데이션에서 실험실의 시험법이 정확하고 정밀함을 보여주기 위해 매우 정확하고 정밀한 물질을 사용하는 것이 중요합니다. 물질 확인 및 스크리닝 목적의 경우, 표준물질의 중요한 속성에는 입증된 진품성(authenticity) 및 확인시험(identity)이 있습니다. 정량, 분석 또는 안정성 평가를 위해서는 안정적이고 정확한 표준물질이 필요합니다.

표 3. 표준물질의 용도 - 시험 유형

시험 유형	표준물질의 용도	예시	표준물질의 요건
측정기기 적합성 평가/ 교정	시스템 성능 확립 측정 정확성	연간 적합성 평가 정기 균형 검량	추적 가능
정기 검량/ 시스템 적합성	일별/주별 시스템/방법별 일상적인 성과 확립	사용 전 균형 검량 LC-UV/MS, GC-FID에 대한 시스템 성능 확인...	사용하기에 적합한 품질 필요
시험법 밸리데이션	정확성 정밀성 특이성 및 간섭 LOD/LOQ 및 선형성	제약 QC; 환경 시험 분석물, 간섭, 불순물의 표준품	정확성 추적 가능
확인시험(identity)	Unknown과 표준물질과의 비교	제약, 식품 등의 입고 원료. 스크리닝 검사	진품성
함량 또는 정량	분석물질 정량	농약/독소 한계 제약 QC – API 함량	인증된 함량 추적 가능
안정성 평가	제품 안정성 모니터링	제약 QC	안정적이고 균일함
내부 품질관리	시험법 정확성	분석물질의 일상적인 정량 - 제약/살충제/진단	인증된 함량 추적 가능

어떤 품질 등급이 여러분의 목적에 가장 부합합니까?

표준물질의 선택에 있어서 목적에 부합하는 결정은 규제 요건, 가용성, 시험 적용 유형에서 정확성 수준 및 시료 기질에 이르기까지 여러 요인에 따라 달라질 수 있습니다.

표 4. 목적에 부합하는 표준품 선택을 위한 가이드라인

시험 유형	NMI 표준품	일차표준품(Compendial Standard)	인증표준물질(Certified Reference Material)	표준물질(Reference Material)	분석표준품(Analytical Standard)	시약 화학물질(Reagent Chemical)	속성
측정기기 적합성 평가/ 교정	✓	✓	✓				소급성 및 정확성
정기적인 교정/ 시스템 적합성 평가	✓	✓	✓	✓			적합성이 평가된 표준품 (일차 또는 이차)
시험법 밸리데이션	✓	✓	✓	✓			정확성, 정밀성, 경향성
확인시험(identity)	✓	✓	✓	✓	✓	✓	진품성
함량 또는 정량	✓	✓	✓	✓			적합성이 평가된 표준품
안정성 평가	✓	✓	✓	✓	선택적, 필요시		적합성이 평가된 표준품
내부 품질관리	✓	✓	✓	✓	선택적, 필요시		적합성이 평가된 표준품
규제/ 인증	✓	✓	✓	✓			적합성이 평가된 표준품

표준물질의 불확실도 및 용도 추정(EURM): 유럽연합 집행위원회 합동연구센터(JRC) 교육 과정

유럽연합 집행위원회 산하 합동연구센터에서는 최근 표준물질의 선택과 올바른 사용에 관한 무료 교육 툴을 공개했습니다. 8개 모듈의 주요 학습 목표는 다음과 같습니다.

• 불확실도 및 측정소급성의 기본 개념을 이해합니다.
• 측정 불확실도 추정 시 표준물질을 사용하는 방법 및 측정 결과의 측정소급성을 확립하는 방법을 알아봅니다.
• 최적의 표준물질을 선택하는 방법을 알아봅니다.
• ISO/IEC 17025 요건을 이해합니다.
• 표준물질의 가장 좋은 사용법에 관한 실용적인 팁을 확인하십시오.

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