Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пятигорская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

КАФЕДРА ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ 3 КУРСА

«ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ (ЦЕНТРА) ПО КОНТРОЛЮ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ»

(ВАРИАТИВНЫЙ КУРС)

Пятигорск 2011

УДК

ББК 22.172я73+52.82

Г 12

Рецензент: доц. канд. фармац. наук О.М. Маркова

Е.Н. Вергейчик, А.Б. Саморядова

Г 12 Организация и управление работы испытательной лаборатории (центра) по контролю качества лекарственных средств (вариативный курс). - Е.Н. Вергейчик, А.Б.Саморядова. - Пятигорск: ГОУ ВПО Пятигорская ГФА Росздрава, 2011. - 44с.

Зав. кафедрой фармацевтической химии

доктор фарм. наук, профессор Е. Н. Вергейчик

В методических указаниях описана структура испытательной лаборатории (центра) по контролю качества лекарственных средств, ее основные задачи, правила поверки и аттестации лабораторного оборудования.

Допущено к внутривузовскому изданию.

Председатель ЭМС В.В.Гацан

Протокол № от « » ноября 2011 г.

© Пятигорская государственная фармацевтическая академия, 2011.

1. ВВЕДЕНИЕ

При подготовке специалиста-провизора необходимо выработать у студентов определенные теоретические знания и практические умения, позволяющие решать профессиональные задачи, связанные с обеспечением населения качественными лекарственными средствами.

Для профессионального овладения практическими навыками и умениями наибольший интерес представляют задания, которые сочетаются с элементами практической работы

Самостоятельному решению студентами этих заданий способствуют вариативные курсы, разработанные на кафедре фармацевтической химии.

Настоящий вариативный курс предусматривает более детальное и целенаправленное изучение организации работы контрольно-аналитического центра.

2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ВАРИАТИВНОГО КУРСА

Целью вариативного курса является обучение студентов навыкам организации работы контрольно-аналитического центра.

При выполнении заданий вариативного курса студенты должны ознакомиться:

ь с системой контроля качества лекарственных средств

ь с понятием «надлежащих практик», с принципами GLP, GPCL.

ь со структурой испытательной лаборатории (центра) по контролю качества лекарственных средств

ь с основными задачами испытательной лаборатории (центра) по контролю качества лекарственных средств

ь общие требования к компетентности испытательной лаборатории (центра) по контролю качества лекарственных средств

ь с правилами поверки и аттестации лабораторного оборудования

3. ИНФОРМАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

Важнейшей составляющей государственной политики в сфере здравоохранения является обеспечение качества, эффективности и безопасности всех лекарственных средств, поступающих в обращение в РФ.

Гарантии подобного рода невозможны без создания системы обеспечения качества лекарственных средств, отвечающей современным международным требованиям, внедрения надлежащей практики разработки, исследований, производства, хранения и продажи лекарственных препаратов, приведения законодательства в области обращения и регистрации лекарственных средств в соответствие с международной регуляторной практикой, гармонизации отечественных стандартов качества лекарственных средств с международными стандартами (Стратегия развития фармацевтической промышленности Российской Федерации на период до 2020 г., Федеральный закон «Об обращении лекарственных средств»).

3.1 СИСТЕМА КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ

Лекарственные средства - особый вид продукции, потребляемой населением. От её качества и безопасности во многом зависит жизнь и здоровье человека. Поэтому все лекарственные средства, произведенные на территории Российской Федерации и ввезенные из-за границы, подвергаются государственному контролю.

3.1.1 Контроль качества лекарственных средств

В соответствии с действующим законодательством «контроль качества лекарственных средств при их гражданском обороте проводится уполномоченными федеральными органами исполнительной власти и органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации».

При этом практикуются следующие формы контроля:

1. Предварительный контроль при регистрации ЛС (организация проведения экспертизы качества, эффективности и безопасности ЛС, сбор и анализ информации о побочных эффектах применения ЛС).

2. Выборочный контроль проводится на основании планов выборочного контроля качества Росздравнадзора, формируемого по результатам сбора и анализа информации о качестве ЛС.

3. Повторный выборочный контроль при выявлении несоответствия лицензионным требованиям и условиям производства и внутризаводского контроля качества продукции, несоблюдения правил оптовой и розничной торговли лекарственными препаратами, правил хранения.

При государственной регистрации заявленные лекарственные средства проходят тщательную экспертизу с целью обеспечения гарантии соответствия современным требованиям безопасности, качества и эффективности. Но этим дело не ограничивается. Для того чтобы зарегистрированные препараты могли производиться, владелец регистрационного удостоверения должен получить соответствующую лицензию на промышленный выпуск данного лекарственного средства и строго соблюдать лицензионные условия. То же самое касается дистрибуции, реализации, хранения и уничтожения лекарственных средств.

В последнее время в регистрационную систему были внесены значительные изменения в направлении ее сближения с международной практикой и сокращения различий в отношении отечественных и зарубежных препаратов (Административный регламент Росздравнадзора по регистрации лекарственных средств, 2006).

В 2005 г. в целях совершенствования системы контроля качества в его структуре организовано Федеральное государственное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» (НЦЭСМП) Росздравнадзора» с 15 филиалами в субъектах РФ, осуществляющее экспертизу ЛП.

Государственный контроль начинается задолго до регистрации лекарственного препарата как такового. Другими словами, он начинается практически уже на этапе научных разработок, т.е. лабораторных, доклинических и клинических испытаний.

3.1.2 Надлежащие практики в фармации

Работники фармацевтической отрасли, задействованные на всех этапах жизненного пути препарата (рис. 1), от разработки до уничтожения, призваны соблюдать правила и другие нормативные документы, которые составляют нормативно-правовую базу. Эта база находится в состоянии модернизации и совершенствования. Более того, грядущая интеграция России в ВТО диктует необходимость гармонизации отечественной нормативно-правовой базы с международной практикой обращения лекарственных средств.

Уже сейчас в фармации активно внедряются надлежащие практики (правила), которые, исходя из сокращений, можно объединить в одну формулу GxP,

где х - различные сферы применения практики (правил).

Это - надлежащие:

лабораторная практика (GLP)

клиническая практика (GCP)

производственная практика (GMP)

практика хранения (GSP)

практика дистрибуции (GDP)

аптечная практика (GPP)



Рис. 1. Этапы жизненного цикла ЛС

Согласно современным представлениям «на каждом этапе разработки, изготовления и распределения лекарственных средств принимаются специфические для этого этапа меры по недопущению ошибок и отклонений в работе, которые могут отрицательно повлиять на качество.

Таким образом, взаимосвязь перечисленных стандартов GxP составляет систему обеспечения качества лекарственных средств, охватывающую весь жизненный цикл препарата.

На фармацевтический рынок РФ поступают лекарственные средства, произведенные как в условиях соблюдения международных стандартов GMP, так и лекарственные средства из развивающихся стран, в которых предприятия работают по национальным стандартам. Как правило, препараты из стран СНГ выпускаются на предприятиях, не аттестованных на соответствие GMP.

В РФ из 400 производителей лекарственных средств только 30 располагают производственными площадками, соответствующими международным правилам надлежащей производственной практики (Голикова Г.А., 2010). ФЗ «Об обращении лекарственных средств» установлен срок перехода отечественных производителей на требования GMP - начало 2014 г.

3.1.3 Правила GLP

GLP (Good Laboratory Practice) - качественная лабораторная практика. Это стандарты, на основании которых осуществляется планирование, проведение доклинических исследований, составление протоколов и оформление отчетов исследований. Важнейшее место в правилах GLP отводится контролю за проведением испытаний и требованиям к вивариям и качеству животных. Соблюдение правил GLP позволяет обеспечивать достоверность результатов исследований и их воспроизводимость.

Концепция GLP зародилась в США в 1970-е годы, когда сотрудники FDA (Администрации по пищевым и лекарственным продуктам Департамента здравоохранения США), не удовлетворенные качеством выполнения и обработки результатов экспериментальных исследований, начали разработку ее основных принципов. Впервые Правила СLР были сформулированы в США в 1976 г. и вступили и силу с 1979 г.

Правила GLP включают в себя:

- требования к организации испытаний;

- требования к личному составу исследователей;

- требования к помещениям, в которых проводятся испытания и содержатся животные;

- требования к качеству животных, к условиям их содержания и кормления;

-требования к лабораторному оборудованию и к его калибровке;

- требования к испытуемому и контрольному веществу;

-требования к составлению и проведению подробной стандартной методики экспериментальных работ (SOP - standard operating procedure) и к порядку проведения испытаний (протокол);

- требования к регистрации данных и оформлению отчета;

- требования к службе контроля за качеством испытаний;

- стандартные методики экспериментальных работ.

Правила GLP, впервые разработанные в США, очень быстро получили признание в других странах мира. Практически все развитые страны в настоящее время регламентируют создание, испытания и производство препаратов своими национальными правилами и нормами, в основе которых лежат требования GLP.

3.1.4 Российские нормативные документы, регламентирующие производство лекарственных средств

В Российской Федерации создание, проведение доклинического и клинического испытания, а также производство лекарственного средства регламентируется несколькими основными нормативными документами.

1. В основе лежит Федеральный закон от 12 апреля 2010 г № 61-ФЗ «Об обращении лекарственных средств». В этом законе отражены все стороны касающиеся создания, испытаний, производства, организации продаж и т.д. лекарственных средств.

2. Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 23 августа 2010 г. № 708н "Об утверждении Правил лабораторной практики", а также с учетом рекомендаций Current protocols in pharmacology.

3. Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р-53434-2009 «Принципы надлежащей лабораторной практики»

3.1.5 Государственная фармакопея РФ

Основой нормативно-правовой базы по стандартизации лекарственных средств, обеспечивающей качество, эффективность и безопасность препаратов в соответствии с современными требованиями является Государственная фармакопея.

В Стратегии развития фармацевтической промышленности РФ на период до 2020 г. отмечается необходимость «модернизации и утверждения Фармакопеи РФ, гармонизированной с Европейской фармакопеей».

Впервые в законодательный акт (ФЗ «Об обращении лекарственных средств») включена глава, посвященная Государственной фармакопее, которая определяет регулярное раз в 5 лет переиздание фармакопеи и выпуск приложений в промежуточный период.

Фармакопея является важнейшим научно-методическим руководством для производителей при разработке внутренних спецификаций качества и для регуляторных и экспертных органов - при оценке этих спецификаций в составе регистрационных досье.

Частные фармакопейные статьи на субстанции и препараты были включены в ГФ X, изданную почти 40 лет назад. Отсутствие в ГФ XI стандартов, регламентирующих качество субстанций и готовых лекарственных форм, явилось ее существенным недостатком и обусловило необходимость выпуска ГФ XII, содержащую регламенты, фармакопейные требования к качеству ЛС, гармонизированных с европейскими директивами и ведущими зарубежными фармакопеями (Eur. Ph., Br.Ph., USP).

3.1.6 Международные и региональные сборники унифицированных требований и методов испытаний лекарственных средств

Систематически через 5-8 лет осуществляют выпуск национальных фармакопей такие крупные государства, как США (USP), Великобритания (Br.Ph). Западноевропейские государства, входящие в ЕС выпускают европейскую фармакопею - Ph.Eur.

Ряд стран СНГ также имеют свои фармакопеи - Державна фармакопея Украпни, государственная фармакопея республики Беларусь, Государственная фармакопея республики Казахстан.

В 2006 г. Ph.Eur получила статус «наблюдателя» в нашей стране, что предполагает возможность использования материалов Ph.Eur. в качестве национальных фармакопейных стандартов. Однако состояние всех составляющих элементов системы обеспечения качества в стране и отсутствие монографий на готовые лекарственные формы в Ph.Eur обусловливает необходимость разработки национальных подходов к оценке качества лекарственных средств.

В результате проведенных исследований свыше 2000 монографий USP 31 и Ph.Eur. 7.0. установлено, что методология стандартизации субстанций отличается в USP и Ph.Eur.

В табл. 1 в качестве примера показаны различия подходов в использовании аналитических методов для установления подлинности неорганических веществ.

Таблица 1 - Качественные реакции подтверждения подлинности натрия хлорида и калия хлорида

ФС 42-2572-95 или ГФ X ст. 362	Eur.Ph., Br.Ph.	USP	ГФ XII
Натрия хлорид
Цинк-уранилацетат (Na+) Окрашивание пламени в желтый цвет (Na+) Серебра нитрат (Cl-)	Калия антимонат (Na+) 2метоксифенилуксусная кислота (Na+) Серебра нитрат (Cl) Калия дихромат в серной кислоте и раствор дифенилкарбазида (Cl-)	Калия антимонат (Na+) Окрашивание пламени в желтый цвет (Na+) Серебра нитрат (Cl-)	Калия антимонат (Na+) Серебра нитрат (Cl-)
Калия хлорид
Винная кислота (K+) Натрия кобальтинитрит (K+) Окрашивание пламени в фиолетовый цвет (K+) Серебра нитрат (Cl-)	Винная кислота (K+) Натрия кобальтинитрит (K+) Серебра нитрат (Cl-) Калия дихромат в серной кислоте и раствор дифенилкарбазида (Cl-)	Окрашивание пламени в фиолетовый цвет (K+) Винная кислота (K+) Серебра нитрат (Cl-)	Винная кислота (K+) Натрия кобальтинитрит (K+) Серебра нитрат (Cl-)

При сравнительном анализе монографий на синтетические препараты в лекарственной форме «таблетки», описанные в Br.Ph. 2009 г., и в USP 31 установлено, что методология ведущих зарубежных фармакопей (USP, Вr.Рh.) имеет существенные различия (табл.2).

Эти различия касаются концепции формирования стандарта качества, методических подходов к проведению испытаний по конкретным показателям, использования стандартных образцов в методах анализа.

Таблица 2 - Подходы к оценке качества препаратов в лекарственной форме «таблетки» в USP и Br.Ph.

Показатели и методы	USP	Br.Ph.
Подлинность
ИК-спектрометрия	34,5	50
Хроматографические методы	57 (из них в 70 % монографий используется ВЭЖХ)	45 (из них в 50 % монографий используется ВЭЖХ)
Спектрофотометрия	10 (СО)	23 (без СО)
Растворение	84,5	30
Примеси	20 (из них в 81 % монографий используется ВЭЖХ)	76 (из них в 49 % монографий используется ВЭЖХ, остальные - ТСХ)
Количественное определение
ВЭЖХ	72	40
Спектрофотометрия	14 (СО)	37 (из них в 72 % монографий используется )
Титриметрия	10	17

3.2 ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ (ЦЕНТР) ПО КОНТРОЛЮ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ - ЧАСТЬ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ

3.2.1 Понятие об испытательной лаборатории (центре) по контролю качества лекарственных средств

Обеспечение качества лекарственных средств - первостепенная задача государства. Этого требуют федеральные законы РФ «Об обращении лекарственных средств» и «О защите прав потребителей». Для предотвращения оборота фальсифицированных и недоброкачественных лекарственных средств созданы государственные учреждения - испытательные лаборатории (центры) по контролю качества лекарственных средств.

Испытательные лаборатории должны быть аккредитованы в системе контроля качества лекарственных средств.

Испытательные лаборатории работают непосредственно под руководством департамента здравоохранения субъекта федерации и в тесном взаимодействии с Федеральным и территориальным управлением Росздравнадзора, Роспотребнадзора, Прокуратурой и правоохранительными органами.

3.2.2 Правила GPCL

Перед испытательными лабораториями могут стоять разные задачи, однако в своей деятельности они должны руководствоваться общепризнанными в мире рекомендациями GPCL (надлежащая практика для национальных лабораторий качества лекарственных средств), касающимися планирования, проведения документального оформления и правильной оценки результатов, полученных в ходе лабораторных исследований.

Соответствующие рекомендации ВОЗ - GPCL - для лабораторий по контролю качества лекарственных средств были обновлены совсем недавно, в 2010 г. - (Надлежащая практика ВОЗ для лабораторий по контролю качества лекарственных средств -- WHO good practices for pharmaceutical quality control laboratories. World Health Organization. WHO Technical Report Series, No. 957, 2010. Annex 1).

В структуре стандарта GPCL предусмотрены следующие модули:

· организационная часть, содержащая 3 раздела (политика в области качества испытательной лаборатории, цель, задача, миссия, руководство по качеству с изложением общих положений и принципов);

· модуль руководящих документов, определяющих порядок проведения испытаний, управление документацией и данными, проведения внутренних проверок и метрологическое обеспечение;

· модуль рабочих инструкций, определяющих правила заполнения журналов, протоколов испытаний, ведения архива и номенклатуру документов;

· модуль действующих инструкций, определяющих должностные обязанности персонала, участвующего в системе управления качеством испытательной лаборатории;

· модуль стандартных операционных процедур, описывающих все виды услуг.

3.2.3 Структура испытательной лаборатории (центра) по контролю качества лекарственных средств

В настоящее время испытательные лаборатории - это современные, хорошо оснащенные организации, состоящие из высококвалифицированных специалистов, работающих в системе контроля качества лекарственных средств.

Лаборатория обычно подразделяется на следующие отделы:

· химических методов анализа;

· физико-химических методов;

· микробиологических методов и активности антибиотиков;

· административная группа;

· материально-технического обеспечения;

· обеспечения качества;

· исследования биофармацевтических параметров;

3.2.4 Основные задачи испытательной лаборатории (центра) по контролю качества лекарственных средств

Основные задачи испытательной лаборатории (центра) по контролю качества лекарственных средств заключаются в следующем:

- Профилактика оборота средств в аптечных и лечебно-профилактических учреждениях некачественных лекарственных средств.

- Проведение исследований лекарственных средств в испытательной лаборатории Центра.

- Мониторинг неблагоприятных побочных реакций на применение лекарственных средств и терапевтической неэффективности препаратов.

- Обеспечение учреждений здравоохранения и фармацевтических организаций методической и справочной литературой, нормативной документацией и дополнительной информацией по вопросам обращения лекарственных средств.

- Участие в подготовке специалистов фармацевтического профиля преддипломного и последипломного образования.

- Оказание на безвозмездной основе консультаций жителям соответствующего региона по вопросам качества лекарственных средств по телефонам «горячей линии» и проведение аналитических лабораторных испытаний по их обращениям.

- Информирование заинтересованных организаций, учреждений и населения, в том числе с использованием средств массовой информацией, о качестве лекарственных средств.

3.2.4 Функции испытательной лаборатории (центра) по контролю качества лекарственных средств

Лаборатория осуществляет:

· контроль качества образцов лекарственных средств, которые регистрируются в России;

· контроль качества образцов лекарственных средств, предназначенных для клинических испытаний, зарегистрированных в России;

· апробацию методов контроля лекарственных средств, которые регистрируются / перерегистрируются в России, либо тех, в методики которых вносятся изменения;

· исследование антимикробной активности образцов лекарственных средств;

· исследование эквивалентности лекарственных препаратов in vitro по профилю растворения;

· арбитражный анализ лекарственных средств, находящихся в обороте на территории России.

В настоящее время многие лаборатории на территории РФ принимают участие в «Программе переквалификации» ВОЗ согласно требованиям GPCL

3.2.5 Основные положения паспорта испытательной лаборатории (центра) по контролю качества лекарственных средств

Паспорт испытательной лаборатории (согласно ГОСТа р 51000.4-2008 «Общие требования к аккредитации испытательных лабораторий (центров)» включает следующие показатели:

1. Информационные данные:

o Наименование и фактический адрес испытательной лаборатории, телефон, факс, адрес электронной почты.

o Фамилия, имя, отчество (полностью) руководителя испытательной лаборатории.

o Наименование, юридический и фактический адрес организации, в составе которой функционирует испытательная лаборатория, телефон, факс, адрес электронной почты.

o Ведомственная подчиненность. Фамилия, имя, отчество руководителя организации (полностью). Должность руководителя организации.

2. Оснащенность испытательным оборудованием (ИО)

3. Оснащенность средствами для испытаний продукции

4. Оснащенность средствами измерений (СИ) для аттестации испытательного оборудования (при проведении аттестации силами испытательной лаборатории).

5. Оснащенность стандартными образцами (СО).

6. Состояние производственных помещений.

7. Перечень нормативных документов (НД), устанавливающих требования к испытуемой продукции и методы ее испытаний.

3.2.6 Общие требования к компетентности испытательной лаборатории (центра) по контролю качества лекарственных средств

Согласно требованиям ГОСТа P ИCO/МЭК 17025-2006 правильность и надежность испытаний, проводимых испытательной лаборатории (центра) по контролю качества лекарственных средств определяют следующие факторы:

· человеческий фактор

· помещения и условия окружающей среды

· методы испытаний и калибровка и оценка пригодности метода

· оборудование

· отбор образцов

· прослеживаемость измерений

· обращение с объектами испытаний и калибровка

3.2.7 Перечень оборудования, необходимого при проведении аккредитации на техническую компетентность испытательной лаборатории (ГОСТ р 51000.4-2008)

1. Лабораторное оборудование и приборы

Системы пробоподготовки, термостатирующее оборудование, весовая техника, электрохимические анализаторы, спектрофотометрическое оборудование, хроматографическое оборудование, другие контрольно-измерительные приборы: Примерный перечень: кондуктометр, прибор для определения температуры плавления; рН-метр; аналитические электронные весы; рефрактометр; поляриметр; УФ-спектрофотометр; ИК-спектрометр; аналитический и полупрепаративный жидкостный хроматограф; другое вспомогательное оборудование и современные компьютеры, которые соединены в локальную сеть и подключены к сети Іnternet.

2. Специализированное оборудование и приборы

- прибор для определения истираемости таблеток и капсул;

- прибор для определения растворения таблеток и капсул;

- прибор для определения линейных размеров и стойкости таблеток к раздавливанию;

- прибор для определения насыпного объема;

3. Лабораторная мебель

4. Мерная посуда и средства измерений из стекла

Мерной лабораторная посуда (бюретки, пипетки, колбы мерные, мензурки, пробирки, цилиндры и др.) и средствах измерения из стекла (ареометры, термометры, вискозиметры и др).

5. Лабораторная посуда и инструментарий

Посуда из термо- и химстойкого стекла марок: ТС, ТХС, ХС, Simax, DURAN, а также кварца, корунда, фарфора. ГСО, стандарт-титры, фильтры и фильтровальная бумага, индикаторы и лабораторный инструментарий.

лекарственный средство контроль качество

3.2.8 Требования к оборудованию испытательной лаборатории

1. Лаборатория должна располагать оборудованием всех видов для правильного проведения испытаний и / калибровки, включая отбор проб, подготовку объектов испытаний или калибровки, обработку и анализ данных испытаний или калибровки.

2. Оборудование и его программное обеспечение, используемое для проведения испытаний, калибровки и отбора образцов, должны обеспечивать требуемую точность и соответствовать техническим требованиям, предъявляемым к данным испытаниям или калибровки.

3. Все средства измерений, используемые для испытаний, включая средства для вспомогательных измерений, имеющих значительное влияние на точность и достоверность результатов испытания, должны быть калиброваны перед вводом в эксплуатации.

3.2.9 Метрология -- наука об измерениях

Измерения и мероприятия по обеспечению их единства и точности объединяются единым понятием “Метрологическое обеспечение”, которое традиционно определяют как деятельность по установлению и применению научных и организационных основ, технических средств, правил и норм для достижения единства и требуемой точности различных способов определения значений физических величин.

Практическая метрология -- раздел метрологии, посвященный изучению вопросов практического применения в различных сферах деятельности теоретических исследований в рамках метрологии и положений законодательной метрологии.

Единство измерений как одно из слагаемых Метрологического обеспечения -- это такое состояние измерений, при котором результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах, в разное время, с использованием разных методов и СИ.

3.2.10 Законодательные акты РФ об обеспечении единства измерений

Нормативные правовые акты Российской Федерации, принятые в целях обеспечения единства измерений:

1. Федеральный закон РФ 2008 года No.102-ФЗ “ Об обеспечении единства измерений”

2. Постановление Правительства Российской Федерации от 31.10.2009 г. №879 «Об утверждении Положения о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации».

3. Постановление Правительства Российской Федерации от 02.11.2009 г. №884 «Об утверждении Положения о Государственной службе стандартных образцов и свойств веществ и материалов».

4. Постановление Правительства Российской Федерации от 20.04.2010 г. «О перечне средств измерений, поверка которых осуществляется только аккредитованными в установленном порядке в области обеспечения единства измерений государственными региональными центрами метрологии».

5. Постановление Правительства Российской Федерации от 23.09.2010 г. №734 «Об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений».

3.3 ВИДЫ ВЕСОВ И ИХ ПОВЕРКА

В лаборатории обычно используются следующие виды весов: лабораторные (прецизионные), аналитические, технохимические, а также в определенных случаях - компараторы массы.

3.3.1 Весы лабораторные, прецизионные

Это широкий ряд моделей, подходящих для решения любых задач: от простого взвешивания до определения массы дорогостоящих материалов, сложного формулирования, счета штук мелких деталей, определение веса образца в тяжелом контейнере.

Предназначены для статистического измерения массы в лабораториях с точностью до 0,001 г.

Также весы могут осуществлять следующие операции: подсчет, разбраковка по массе, память тары, взвешивание под весами, взвешивание животных, суммирование.

3.3.2 Аналитические электронные весы

Профессиональные модели весов для проведения особо сложных исследований с точностью до 0,1 мг. Весовая система - электромагнитная самокалибровка. Выполняют до 20 единиц измерения, полный набор прикладных программ (включая формулирование, гидростатическое взвешивание, дифференциальное взвешивание, коррекция выталкивающей силы воздуха, калибровка пипеток), графический дисплей с "оконным" интерфейсом пользователя, интерфейс RS-232 для подключения к ПК или принтеру с возможностью протоколированием в стандарте GLP.

3.3.3 Технохимические весы

Главная деталь технохимических весов (рис. 4) - это равноплечий рычаг (коромысло), в котором укреплены три призмы: средняя - опорная, две концевые - грузоподъемные; к ним подвешены чашки на сережках с укрепленными в них подушками. Средняя опорная призма опирается на плоскую подушку, укрепленную на колонке весов. К ней прикреплен отвес, с помощью которого весы устанавливают горизонтально. Специальное приспособление для остановки колебаний и отделения призм от подушек (что предохраняет их от порчи, так как весы должны находиться в покое, когда не производится взвешивание или когда на чашки весов кладут взвешиваемые предметы и разновески) называется арретиром, а положение весов, при котором призмы не лежат на подушках - арретированным. Предельная нагрузка технохимических весов обычно 200 - 500 г. Точность взвешивания 0,01 г.

Высокая точность технохимических весов достигнута выработанным веками совершенством их конструкции, продуманностью и тщательным выполнением каждой детали. Сказанное обусловливает необходимость исключительно бережного обращения с весами, строжайшего выполнения правил взвешивания. Квалифицированного химика сразу можно отличить от неопытного работника, понаблюдав за тем, как он взвешивает.

3.3.4 Компараторы массы (масскомпараторы)

Компараторы массы предназначены для определения массы с высокой точностью методом сличения. Компараторы массы применятся для поверки и калибровки гирь, для определения массы деталей, требующих высокой точности изготовления, массы дорогостоящих материалов.

Компараторы массы используются в лабораториях государственных метрологических служб, а также в промышленности для весового контроля высокой точности, как, например, при изготовлении деталей авиационных двигателей внутреннего сгорания или при изготовлении гирь высокой точности.

3.3.5 Калибровка весов

Калибровка весов - это совокупность операций, выполняемых с целью приведения метрологических характеристик весов к заданным параметрам.

По типу калибровки весы делятся на:

· весы с внешней калибровкой (калибровка весов осуществляется оператором с использованием гирь соответствующего класса точности. Для большинства весов гиря в комплект поставки не входит и заказывается, в случае необходимости, отдельно;

· весы с автоматической калибровкой встроенной гирей (необходимость калибровки весов определяется оператором, процедура калибровки выполняется встроенным в весы механизмом);

· весы с самокалибровкой встроенной гирей (весы определяют необходимость проведения калибровки и проводят ее самостоятельно, без участия оператора).

В отличие от поверки, которую осуществляют органы государственной метрологической службы (ГМС), калибровка может проводиться любой метрологической службой (или физическим лицом) при наличии надлежащих условий для квалифицированного выполнения этой работы.

Калибровка - добровольная операция и ее может выполнить также и метрологическая служба самого предприятия. Это еще одно отличие от поверки, которая, как уже указано выше, обязательна и подвергается контролю со стороны органов ГМС.

Однако добровольный характер калибровки не освобождает метрологическую службу предприятия от необходимости соблюдать определенные требования. Главная из них - прослеживаемость, т.е. обязательная «привязка» рабочего средства измерений к национальному государственному эталону. Таким образом, функцию калибровки следует рассматривать как составную часть национальной системы обеспечения единства измерений. А если учесть, что принципы национальной системы обеспечения единства измерений гармонизированы с международными правилами и нормами, то калибровка включается в мировую систему обеспечения единства измерений.

3.3.6 Средства калибровки

Средства калибровки - калибровочные гири и наборы гирь соответствующего номинала и класса точности.

Гиря - это мера массы, воспроизводящая с определенной точностью единицу массы.

Согласно ГОСТ 7328-2001 в зависимости от нормируемых значений метрологических характеристик калибровочные гири и наборы гирь подразделяются на семь классов точности:

Е1, Е2, F1, F2 , M1, M2, M3 .

Разделяют также на гири и наборы эталонные, общего назначения и калибровочные гири (с сертификатом о калибровке). Разделение обусловлено параметрами указанными в выше названном ГОСТе, такие как шероховатость поверхности, магнитная проницаемость и т.п. характеристики.

3.3.7 Поверка средств измерений

Поверка средств измерений - совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы (органами ГМС) или другими уполномоченными на то органами и организациями с целью определения и подтверждения соответствия средств измерений установленным техническим требованиям.

В соответствии с Законом РФ «Об обеспечении единства измерений» средства измерений, подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору, подвергаются поверке при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту и эксплуатации. Допускается продажа только поверенных средств измерений.

Результат поверки - подтверждение пригодности средств измерений к применению или признание средства измерений непригодным к применению. Если средство измерений по результатам поверки признано пригодным к применению, то на него и (или) техническую документацию наносится оттиск поверительного клейма и (или) выдается «Свидетельство о поверке». Если по результатам поверки средство измерений признано непригодным к применению, оттиск поверительного клейма и (или) «Свидетельство о поверке» аннулируются и выписывается «Извещение о непригодности» или делается соответствующая запись в технической документации.

3.3.8 Виды поверок

В России применяются следующие виды поверок средств измерений: первичная, периодическая, внеочередная, инспекционная и экспертная.

Первичной поверке средства измерений утвержденных типов, которые произведены или отремонтированы в России, ввезены по импорту за исключением ситуации действия соответствующего соглашения (договора) о взаимном признании результатов поверки.

Периодической поверке подлежат находящиеся в эксплуатации (или хранящиеся) средства измерений. Перечень таких средств измерений с учетом областей действия государственного метрологического надзора составляют владельцы этих средств. Поверочные интервалы устанавливаются на основе действующих законодательных положений.

Внеочередную поверку проводят при эксплуатации (хранении) средств измерений в случае:

· повреждения знака поверительного клейма, а также утраты свидетельства о поверке;

· ввода в эксплуатацию средств измерений после длительного хранения (более одного межповерочного интервала);

· проведения повторной настройки, известного или предполагаемого ударного воздействия на средство измерений или неудовлетворительной работы прибора.

· продажи (отправки) потребителю средств измерений, не реализованных по истечении срока, равного половине межповерочных интервалов на них;

· применения средств измерений в качестве комплектующих по истечении срока, равного половине межповерочных интервалов на них.

Инспекционную поверку проводят для выявления пригодности к применению средств измерений при осуществлении государственного метрологического надзора.

Экспертную поверку проводят при возникновении спорных вопросов по метрологическим характеристикам, исправности средств измерений и пригодности их к применению.

3.3.9 Методика поверки

Методика поверки средств измерений - основной документ на поверку средств измерений, представляющий собой алгоритм проведения поверки, документированный в соответствии с установленными правилами.

Сейчас это трудно представить, но методика поверки как официальный, общепризнанный документ, устанавливающий единые подходы к поверке средств измерений одного типа, отсутствовали до середины ХХ века. Не имея методики поверки, поверители в каждом случае проводили поверку, руководствуясь собственными знаниями, личным опытом, наработками. Надо ли говорить, что в отсутствие единой методики поверки один поверитель мог с чистой совестью клеймить прибор, в то время когда другой мог признать его негодным. Начатая в 40-50 годах стандартизация методик стала революционным шагом к обеспечению единства измерений.

Межповерочный интервал для аналитических и лабораторных весов составляет1 год.

Методика поверки лабораторных и аналитических весов состоит из следующих этапов:

1. Внешний осмотр

2. Опробование

3. Определение метрологических характеристик:

Для аналитических весов:

- определение погрешности весов при симметричном и нецентральном положении груза на чашке

- определение погрешности весов после выборки тары (при центрально-симметричном нагружении и разгружении весов при двух значениях массы тары для пяти значений нагрузок)

Для лабораторных весов:

- Определение непостоянства показаний ненагруженных весов

- Проверка независимости показаний весов от положения груза на грузоприемном устройстве

- Определение погрешности нагруженных весов и размах показаний при наибольшем пределе взвешивания (НВП)

- Определение влияния компенсации массы тары на погрешность ненагруженных весов

4. Оформление результатов поверки

3.3.10 Точность взвешивания

Точность взвешивания (как и любого другого измерения)- это степень приближения результатов измерения к некоторому действительному значению физической величины. Чем меньше погрешность, тем выше точность. Даже самые точные весы не могут показать действительного значения измеряемой величины. Обязательно существует погрешность взвешивания, причинами которой могут быть различные факторы. Погрешности могут быть: систематические (неправильное реагирование датчика из-за нарушения технологии изготовления), случайные (сбои в функционировании механических и электрических элементах весов), грубые (допускаются самим исполнителем - неопытность, резкое изменение условий взвешивания - вибрация, сквозняк).

3.4 ПОВЕРКА И КАЛИБРОВКА МЕРНОЙ ПОСУДЫ

3.4.1 Краткая характеристика химической посуды

Посуда, применяемая в химическом эксперименте, должна удовлетворять ряду требований. Основными из них являются устойчивость к химическому воздействию и термостойкость. Большую её часть изготавливают из специального стекла. Такое стекло отличается большой химической стойкостью, оно очень слабо или вообще не разрушается под действием кислот, щелочей, растворов и расплавов солей а также других агрессивных веществ. Многие сорта химического стекла выдерживают сильное нагревание - до температуры красного каления.

При необходимости сильного нагревания применяют посуду из кварцевого стекла. Кварцевое стекло выдерживает более сильное нагревание чем обычное химическое, кроме этого кварц обладает очень небольшим коэффициентом теплового расширения, поэтому посуда из кварцевого стекла выдерживает резкое охлаждение и при этом не растрескивается. Кварцевая посуда практически не выделяет в раствор своих составных частей, поэтому её используют при работе с особо чистыми веществами.

Химическую посуду, не предназначенную для нагревания, изготавливают также из обычного нетермостойкого стекла.

В химической практике используется также посуда из фарфора. Фарфоровые изделия отличаются большей химической и термической стойкостью, чем стеклянные. Фарфор обладает большей твёрдостью и поэтому из него изготавливают ступки и пестики для измельчения кристаллических веществ. Из фарфора изготавливают в основном стаканы, тигли, лодочки для прокаливания, чашки и ступки.

Для специальных целей применяют также металлическую посуду. Металлические стаканы и тигли используются в основном для прокаливания или проведения реакций с очень агрессивными веществами, поэтому их изготавливают из химически инертных металлов - золота, платины, серебра, никеля и т.д.

По своему назначению химическую посуду разделяют на три категории.

1. Посуда общелабораторного назначения предназначена для самого широкого применения и имеется практически в любых лабораториях. Сюда относятся пробирки, различные колбы, химические стаканы, воронки, пипетки, капельницы, химические банки и бутылки для хранения реактивов.

2. К посуде специального назначения относятся изделия, предназначенные для специальных целей: холодильники, дефлегматоры, эксикаторы, склянки Вульфа, газометры, аппараты Киппа и т.д..

3. Мерная посуда.

3.4.2 Мерная посуда

Мерная посуда предназначается для измерения объёмов жидкостей или газов. К мерной посуде относятся мерные колбы, мерные стаканы, бюретки, пипетки, мерные цилиндры. Мерная посуда отградуирована обычно в миллилитрах.

Мерная посуда требует бережного и аккуратного обращения. В мерной посуде нельзя нагревать растворы, поскольку при тепловом расширении стекла могут произойти остаточные деформации и объём колбы может измениться. Также нежелательно длительное время хранить в мерной посуде приготовленные растворы.

Бюретки. Бюретки применяют для отмеривания объемов жидкости и калиброваны на выливание. Бюретки могут быть макро- и микро-, со стеклянным краном, с резиновой трубкой и оттянутой стеклянной трубочкой. Для закрытия бюретки в последнем случае используют или пружинный зажим или стеклянный шарик. Нулевое деление находится в верхней части бюретки. Вместимость макробюреток: 10, 25, 50, 100 мл.

Мерные колбы. Мерные колбы предназначены для приготовления стандартных (с точной концентрацией) растворов и для разбавлении исследуемых растворов до определенною объема. Это плоскодонные колбы с длинным узким горлом, на котором нанесена круговая метка. Калибруются они на содержание в них определенного объема жидкости (на вливание). Вместимость: 25, 50, 100, 200, 250, 500, 1000, 2000 мл. Колбы могут быть с притертой пробкой н без нее.

Нагревать мерные колбы нельзя, т.к. может произойти деформация стекла, что влечет за собой изменение их вместимости. Вместимость колбы указанная на ней заводом-изготовителем называется номинальной, а исследователь устанавливает истинную вместимость.

Пипетки. Пипетки применяют для точного отмеривания определенного объема раствора и перенесения его из одного сосуда в другой. Они бывают 2-х типов: градуированные и простые. Вместимость простых пипеток: 5, 10, 15, 20, 25, 50, 100 мл.

Измерение объёмов жидкостей производится по следующим правилам:

1. Измерение производится при температуре 200С.

2. Пипетки и мерные колбы нельзя брать за расширенные части, так как от тепла рук происходит расширение стекла и объём посуды может сильно измениться.

3. Поверхность жидкости имеет форму мениска, поэтому заполнение колбы, пипетки или бюретки производят таким образом, чтобы жидкость касалась деления нижним краем мениска. Мерную посуду при этом держат на уровне глаз.

4. При измерении объёмов непрозрачных или интенсивно окрашенных жидкостей, отсчёт производят по верхнему краю мениска.

5. Пипетки и бюретки калиброваны на выливание, то есть их номинальный объём равен объёму свободно вытекающей жидкости. Колбы калиброваны на вливание, то есть номинальный объём колбы равен объёму жидкости, налитой в колбу.

Результаты анализа зависят в первую очередь от правильности показаний используемых приборов. Поэтому, прежде чем проводить измерения, необходимо убедиться в правильности их калибровки.

На заводах-изготовителях на мерной посуде проставляют вместимость, приведенную к 20 °С, которая называется номинальной. Но каждый исследователь ее обязан проверить.

Для проверки вместимости мерной посуды - пипеток, бюреток, колб определяют массу воды, которую она вмещает или которая из нее выливается.

Ниже (табл. 3) приведены пределы погрешностей, допустимые для стеклянной посуды первого класса (ГОСТ 1770-74 «Посуда мерная лабораторная стеклянная»).

Таблица 3 - Допустимые отклонения вместимости мерной посуды, мл

Пипетки
Номиналный объем, мл	До 2	5	10	20	25	50
Откл, мл	±0,005	±0,01	±0,02	±0,04	±0,04	±0,05
Бюретки
Номиналный объем, мл	5	10	25	50	100
Откл, мл	±0,01	±0,02	±0,05	±0,05	±0,20
Мерные колбы
Номиналный объем, мл	10	25	50	100	200	250
Откл, мл	±0,02	±0,03	±0,05	±0,10	±0,10	±0,15

При проверки вместимости мерной посуды вводят ряд поправок. Прежде всего следует учитывать температуру, которая влияет на объем, занимаемый данной массой воды, и на объем самой посуды. Помимо этого, объем, который занимает взвешиваемая вода, гораздо больше объема гирь, т.е. они по закону Архимеда теряют в своей массе меньше, чем вода. Поэтому необходима поправка на взвешивание в воздухе (табл. 4).

Таблица 4 - Плотность воды, приведенная к 20 °С.

t,°C	с при 20°С	t, °С	с при 20°С	t,°C	с при 20°С
15	0,99800	19	0,99741	23	0,99661
16	0,99780	20	0,99721	24	0,99641
17	0,99770	21	0,99700	25	0,99631
18	0,99751	22	0,99681

В таблице 4 указана плотность воды, приведенная к 20 °С, если ее масса измерена при определенной температуре. Этой таблицей следует пользоваться при расчетах вместимости мерной посуды, для чего необходимо массу воды при данной температуре разделить на плотность, которая соответствует этой температуре, но приведена к 20 °С.

4 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ НА ЗАНЯТИЯХ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1.

ПОВЕРКА И КАЛИБРОВКА МЕРНОЙ ПОСУДЫ

Цель работы: По окончании данного занятия студенты должны знать и уметь проводить проверку вместимости мерной посуды.

Задание 1. Определение объёма 1 и Ѕ капли бюретки

Оборудование и посуда:

1. Штатив металлический (Бунзена) с лапками

2. Бюретка вместимостью 25 мл.

3. Зажим пружинный (Мора)

4. Воронка

5. Стакан для воды.

Практическая часть

1. Чистую бюретку, надев предварительно на резиновую трубочку пружинный зажим, закрепите в лапках штатива строго вертикально и наполнить водой очищенной выше нулевой отметки на ~ 5 см, а затем спустить воду до самого кончика, выпуская из него воздух.

2. Для удаления пузырьков воздуха нижнюю стеклянную оттянутую трубочку отогните кверху и выпустите некоторую часть воды, открывая пружинный зажим. Если уровень воды стал ниже нулевой отметки, воду в бюретку долейте вновь выше нулевой отметки на 2-3 см. Капли воды, попавшие на внешнюю часть бюретки, следует удалить фильтровальной бумагой.

3. После этого приступите к установлению нулевого уровня воды. Глядя на нулевую отметку на уровне глаза, выпустите воду из бюретки до тех пор, пока край ее нижнего мениска не коснется отметки 0,00 мл. Если не соблюдать это правило, то неизбежна ошибка от параллакса.

4. После этого выждать не менее 30 с (чтобы дать воде стечь со стенок бюретки), проверите уровень и затем только выпустите из бюретки 100 капель (вода должна капать равномерно со скоростью 2-3 капли в секунду). После отсчета 100 капель воды выждать 30 с и снять показания бюретки по нижнему мениску. Измерение повторите не менее 3-х раз, суммируя объемы, расхождение между которыми не превышает 0,05 мл и вычислите средний объем 100 капель, а затем 1 и 1/2 капли.

5. Результаты внесите в таблицу 2 (рабочий журнал).

! Разрешается работать с бюретками, имеющими объем капли 0,02-0,05 мл.

Задание 2. Проверка вместимости пипетки

Оборудование и посуда.

1. Аналитические весы и разновес.

2. Пипетка вместимостью 10 или 5 мл.

3. Стакан или коническая колба с водой.

4. Бюкс с крышкой или сухой стаканчик.

5. Обрезки фильтровальной бумаги.

Практическая часть

1. Простую пипетку с расширением в середине и круговой меткой тщательно вымыть, многократно ополаскивая водопроводной водой, а затем очищенной, вначале с внешней стороны, а затем внутреннюю часть. Для этого пипетку погрузить в стакан с водой и с помощью груши заполнить пипетку на 1/3 объёма и горизонтально вращая смочить водой все внутренние стенки пипетки. После этого воду вылить и так повторить 3 раза.

2. Затем пипетку взять большим и средним пальцами правой руки, вытереть внешнюю часть кусочками фильтровальной бумаги и, погружая нижний конец в стакан с водой, втянуть воду выше метки на 2-3 см. После этого быстро зажать верхнее отверстие пипетки указательным пальцем (он не должен быть ни очень влажным, ни очень сухим) и, подняв пипетку из воды, удалить капли с внешней стороны кусочком фильтровальной бумаги.

3. Стакан (в левой руке) и пипетку (в правой руке) приподнять настолько, чтобы глаз исследователя находился на уровне метки. Пипетка при этом должна находится в вертикальном положении, и быть прижата к внутренней стенке стакана.

4. После этого слегка приоткрыть отверстие, понижая уровень воды до тех пор, пока нижний край мениска достигнет метки. Вновь плотно закрыть отверстие и перенести пипетку в заранее взвешенный сухой стаканчик, держа пипетку вертикально. Теперь от верхнего отверстия пипетки отнять палец и дать воде свободно вытечь, не касаясь ни дна, ни стенок стакана. Когда вся вода вытечет, прикасаются кончиком пипетки к обнаженному участку дна стакана или к его стенке и выжидать 15-20 с, пока вытекут остатки воды.

5. Затем вынуть пипетку, не обращая внимания на небольшое количество воды, оставшейся в носике, т.к. это количество учитывается при калибровке пипеток на заводах. Чтобы объем вытекающей из пипетки воды, а в дальнейшем растворов веществ был постоянным (а это необходимое условие в количественном анализе), нужно выливать жидкость из пипетки всегда в одинаковых условиях (!). Выдувание или «выжимание» оставшейся в пипетке капли недопустимо.

6. Взвесить стакан с водой, по разности найти массу воды, а затем рассчитывают ее объем, т.е. вместимость пипетки с точностью до 2-х знаков после запятой, например, 10,02 мл или 4,97 мл.

7. Результаты внесите в таблицу 2 (рабочий журнал).

! Взвешивание проводят на одних и тех же весах (!).

Задание 3. Проверка вместимости мерной колбы

Оборудование и посуда.

1. Аналитические весы и разновес.

2. Мерная колба вместимостью 25, 50, 100 мл (сухая).

3. Стаканчик с дистиллированной модой и капельными пипетками.

4. Обрезки фильтровальной бумаги.

5. Полоски фильтровальной бумаги или жгутики.

Практическая часть

1. Тщательно вымытую и высушенную колбу взвесить на аналитических весах.

2. После этого наполнить ее водой очищенной вначале ниже метки на 1-0,5 см, а затем довести объем до метки (по нижнему краю мениска), прибавляя воду капельной пипеткой. При этом колбу держат в левой руке за горлышко колбы выше метки. Метка на колбе должна находиться на уровне глаза (при этом она превращается в одну горизонтальную линию). Капли воды выше метки на внутренних стенках горлышка снять полосками фильтровальной бумаги или жгутиками. Капли воды на внешней стороне - полотенцем.

3. Взвесить колбу с водой, по разности определить массу воды, а затем ее объем, т.е. вместимость колбы.