Co je faktor nejistoty?

Význam tématu

Odhad nejistoty měření je klíčový pro validní interpretaci analytických výsledků a pro správné rozhodování v oblastech kvality, regulace či vědeckého výzkumu. Tradiční symetrické intervaly nemusí vždy poskytnout realistické vyjádření nejistoty, zejména při velkém rozptylu nebo kladném zkreslení dat.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem textu je představit pojem faktoru nejistoty a ukázat jeho výpočet i praktické použití pro tvorbu asymetrických intervalů spolehlivosti tam, kde rozšířený interval ±U selhává. Studie demonstruje postup na příkladu stanovení olova v půdě a zmiňuje další aplikace, např. v testech GMO.

Použitá metodika a instrumentace

Pro stanovení faktoru nejistoty byl využit následující postup

• Odběr 100 vzorků kontaminované půdy, z nichž u 10 vzorků byly provedeny duplikáty analyzované dvakrát (celkem 40 měření)
• Kyselý rozklad vzorků
• Měření koncentrace Pb metodou ICP-AES v akreditované laboratoři
• Odhad MU pomocí směrodatné odchylky replikovaných výsledků, bias ověřeno CRM
• Logaritmická transformace dat, ověření rozdělení a výpočet faktoru nejistoty pomocí exp(2·sL,meas) (např. v softwaru RANOVA3 využívajícím ANOVA)

Hlavní výsledky a diskuse

Z histogramu lineárních dat je zřejmá kladná šikmost, po logaritmické transformaci se rozdělení blíží normálnímu. Pro stanovení Pb v půdě byla vypočítána hodnota FU=2,62. To pro typické měření 300 mg kg-1 znamená asymetrický interval spolehlivosti od 115 do 784 mg kg-1. Šířka intervalu vychází zejména z heterogenity vzorkovacího procesu. Podobné chování bylo demonstrováno i v metodách GMO testování, kde analýza lognormálních dat může být vhodnější než symetrické intervaly.

Přínosy a praktické využití metody

Faktor nejistoty nabízí realistické vyjádření intervalů spolehlivosti v případech vysoké nejistoty nebo kladné šikmosti dat. Zvyšuje přesnost komunikace výsledků pro QA/QC, regulační účely či mezi laboratorními testy způsobilosti.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší aplikace faktoru nejistoty v různých odvětvích analýzy, od environmentální chemie po potravinářské testy a GMO screening. Důležitá je harmonizace postupů, integrace výpočtů do laboratorních informačních systémů a zlepšení formátu prezentace nejistoty koncovým uživatelům.

Závěr

Faktor nejistoty představuje efektivní alternativu k tradičnímu symetrickému intervalu, umožňuje realistické zohlednění asymetrických a širokých rozdělení. Doporučuje se jeho využití vždy tam, kde je rozdělení výsledků výrazně odchýlené od normálního.

Reference

1. Ramsey M. H., Ellison S. L. R., Rostron P. (eds.): Measurement uncertainty arising from sampling: a guide to methods and approaches. 2nd ed., Eurachem 2019. Český překlad: Milde D. (ed.): Kvalimetrie 25: Nejistota vzorkování. Eurachem-ČR 2020.
2. RANOVA3 software, Analytical Methods Committee, Royal Society of Chemistry.
3. AMC (2004): GMO Proficiency testing: Interpreting z-scores derived from log-transformed data. Technical Brief No 18.