Метрологические характеристики визуальных экспресс-тестов

Визуальные экспресс-тесты широко используются в различных отраслях промышленности и народного хозяйства, обеспечивая возможность проведения простого и недорогого качественного или полуколичественного анализа. Общий принцип работы экспресс-тестов основан на использовании цветных реакций хромогенных реагентов, импрегнированных на различные сорбенты. Условия и форма проведения анализа обеспечивают получение визуально наблюдаемого аналитического сигнала, пропорционального количеству определяемого вещества. Для оценки концентрации аналита в пробе используют цветовую шкалу сравнения – компьютерную имитацию набора эталонных образцов. Трудности создания объективных метрологических характеристик визуальных тест-методов связаны с существенным вкладом субъективного фактора – цветовосприятия человеческого глаза.

По уровню погрешности визуальные методы анализа принято относить к полуколичественным, однако в некоторых публикациях можно встретить более низкие оценки относительной погрешности тест-методов. Метрологические характеристики методики визуального определения напрямую связаны с используемой цветовой шкалой. Содержание аналита в контрольном образце оценивают, учитывая правило: если окраска контрольного образца является промежуточной относительно реперных точек шкалы, то ему приписывают концентрацию, равную середине диапазона, т.е., если неизвестная концентрация компонента в пробе с попадает между n и n+1 членами ряда, то с = (c_n + c_n+1) / 2. В этом случае относительную погрешность определения, названную максимальной, оценивают как: s_r = Δc / c = (c_n+1 – c_n) / (c_n+1 + c_n).

Если окраска контрольного образца совпадет с окраской реперной точки шкалы, для вычисления дисперсии, стандартного отклонения и доверительного интервала результата определения нельзя использовать формулы, привычные для инструментального анализа. В этом случае следует применять методы статистики интервальных данных, в которых элементами выборки являются не числа, а интервалы. При увеличении объема выборки (числа параллельных определений) длина интервалов на цветовой шкале не меняется, т.е. параметр N будет сказываться только на точности оценки среднего значения. Диапазон разброса результатов определения будет ограничиваться либо реперными точками шкалы, либо средними значениями соседних интервалов на шкале.

Таким образом, погрешность при визуальных оценках, несмотря на наличие субъективных факторов, не превышает погрешности инструментального определения с помощью минифотометра. Колориметрический метод анализа дает возможность создать равноконтрастную колориметрическую шкалу, которую хорошо различает глаз человека.