Aby wykonać walidację metody badawczej, należy określić jej zamierzone zastosowanie, ustalić wymagania i kryteria akceptacji, zaplanować eksperyment, przeprowadzić badania oraz ocenić uzyskane wyniki. W przypadku metod ilościowych trzeba również ocenić niepewność pomiaru. Całość należy udokumentować, wskazując, do jakich badań i w jakich warunkach metoda jest przydatna.
Brzmi dość prosto. Dlaczego więc walidacja metod badawczych wywołuje tyle pytań? Prawdopodobnie dlatego, że pomiędzy „przeprowadzić badania” a „ocenić wyniki” mieści się sporo decyzji, których nie podejmie za nas ani norma, ani gotowy arkusz obliczeniowy.
Poniższy tekst dotyczy przede wszystkim ilościowych metod stosowanych w laboratoriach chemicznych. Przejdziemy przez kolejne etapy, zwracając uwagę na ich praktyczny sens. Bo celem walidacji jest uzyskanie dowodów, że metoda nadaje się do zadania, które zamierzamy jej powierzyć.
Od czego zacząć walidację metody badawczej
Zacznijmy od wyniku. Klient potrzebuje go do podjęcia jakiejś decyzji: oceny surowca, sprawdzenia skuteczności procesu, ustalenia przyczyny problemu. Laboratorium musi więc wiedzieć, jaką informację ma dostarczyć i jakie właściwości powinien mieć wynik, aby można było z niego skorzystać.
Wyobraźmy sobie, że wdrażamy oznaczanie wybranego metalu w wodzie. Samo określenie „metal w wodzie” pozostawia sporo niewiadomych. W jakiej wodzie? W jakich stężeniach? Czy badamy określoną frakcję? Jak przygotowujemy próbkę?
Bez tych ustaleń można sprawnie wykonać obliczenia, a mimo to nie odpowiedzieć na pytanie, czy metoda nadaje się do planowanych badań.
Walidacja zawsze odnosi się do określonego zastosowania. To podstawowa zasada podejścia opisanego w przewodniku Eurachem dotyczącym przydatności metod analitycznych.
Walidacja czy weryfikacja
Przed przygotowaniem planu warto ustalić, z jaką metodą mamy do czynienia.
Jeżeli wdrażamy metodę znormalizowaną i zamierzamy stosować ją zgodnie z jej zakresem, co do zasady wykonujemy weryfikację, czyli potwierdzamy, że nasze laboratorium potrafi osiągnąć wymagane właściwości metody.
Walidacja dotyczy natomiast m.in. metod opracowanych przez laboratorium, metod nieznormalizowanych oraz metod znormalizowanych stosowanych poza przewidzianym zakresem lub zmodyfikowanych. Zakres potrzebnych badań powinien odpowiadać zastosowaniu i znaczeniu wprowadzonych zmian.
W praktyce oznacza to, że zakup normy nie kończy wdrażania metody. Z drugiej strony nie ma uzasadnienia dla automatycznego powtarzania wszystkich badań wykonanych przez jej twórców. Trzeba określić, jakie dowody są potrzebne w naszym laboratorium.
Jak wykonać walidację krok po kroku
1 Określ zastosowanie i zakres metody
Zapisz, co będzie oznaczane, w jakich próbkach i w jakim zakresie. Uwzględnij przygotowanie próbki oraz sposób przedstawiania wyniku.
Załóżmy, że laboratorium planuje badać zarówno wody powierzchniowe, jak i ścieki. Czy wyniki uzyskane dla jednej z tych matryc wystarczą do objęcia wnioskiem drugiej? Tego nie można rozstrzygnąć samą zmianą nagłówka w raporcie. Trzeba ocenić różnice istotne dla przebiegu badania i zebrać odpowiednie dane.
Warto też od razu określić granice procesu: czy walidacja obejmuje wyłącznie badanie dostarczonej próbki, czy również jej pobieranie. Jeżeli pobieranie stanowi część walidowanej procedury, nie można pominąć go w ocenie.
2 Ustal kryteria akceptacji przed wykonaniem badań
Kryteria mówią, jakie wyniki eksperymentu uznamy za wystarczające. Powinny wynikać z potrzeb zastosowania, wymagań dotyczących metody i mających zastosowanie wytycznych.
Nie zaczynajmy więc od pytania: „jaki odzysk nam wyszedł?”. Najpierw ustalmy, jaki odzysk będzie akceptowalny w danym zadaniu i na jakiej podstawie.
Podobnie jest z precyzją, granicą oznaczalności czy niepewnością. Nie istnieje jeden zestaw wartości odpowiedni dla wszystkich metod. Przeniesienie kryteriów z poprzedniej walidacji może być wygodne, ale wymaga uzasadnienia.
Ustalanie kryteriów dopiero po obejrzeniu wyników stwarza ryzyko dopasowania wymagań do tego, co udało się uzyskać. Wtedy trudno mówić o obiektywnej ocenie.
3 Przygotuj plan walidacji
Plan powinien określać badane właściwości metody, materiały i poziomy stężeń, liczbę powtórzeń, warunki eksperymentu oraz sposób opracowania danych. Powinno być jasne, kto wykonuje badania i jak zostanie rozstrzygnięte spełnienie kryteriów.
Takie podejście opisuje przewodnik Eurachem dotyczący planowania i raportowania walidacji.
Pamiętajmy przy tym, że liczba pomiarów sama w sobie nie przesądza o wartości eksperymentu. Dziesięć odczytów tego samego roztworu nie dostarcza tych samych informacji co dziesięć niezależnych przygotowań próbki. W obu przypadkach otrzymamy dziesięć liczb, ale będą one opisywać inną część procesu.
4 Zbadaj właściwości istotne dla danej metody
Zakres walidacji należy dobrać do zadania analitycznego. W zależności od metody rozpatruje się m.in. selektywność, zakres roboczy, poprawność, precyzję, granicę wykrywalności, granicę oznaczalności i odporność na niewielkie zmiany warunków. Nie każda metoda wymaga identycznego zestawu badań.
Warto przełożyć nazwy parametrów na pytania, na które mają odpowiedzieć:
| Obszar oceny | Praktyczne pytanie |
| Selektywność | Czy inne składniki próbki zakłócają oznaczenie? |
| Precyzja | Jak bardzo różnią się wyniki uzyskiwane w określonych warunkach? |
| Poprawność | Czy obserwujemy systematyczne odchylenie względem odpowiedniej wartości odniesienia? |
| Zakres roboczy | Dla jakich poziomów metoda spełnia przyjęte wymagania? |
| Granica oznaczalności | Jak niski poziom możemy oznaczyć z akceptowalnymi właściwościami wyniku? |
Zwróćmy uwagę na ocenę kalibracji. Wysoka wartość współczynnika determinacji R² nie jest samodzielnym dowodem, że przyjęty model dobrze opisuje dane w całym zakresie. Warto przyjrzeć się również resztom i zachowaniu modelu na poszczególnych poziomach.
5 Oceń niepewność pomiaru
Dane z walidacji mogą być wykorzystane do szacowania niepewności. Nie trzeba traktować tych działań jako dwóch niezależnych projektów. Przewodnik Eurachem/CITAC wskazuje możliwość korzystania z danych walidacyjnych i informacji zgromadzonych podczas zapewnienia jakości.
Warunkiem jest rozumienie wykorzystanych danych. Jeżeli badaliśmy zmienność w bardzo ograniczonych warunkach, nie przypisujmy uzyskanemu oszacowaniu szerszego znaczenia bez dodatkowego uzasadnienia.
W tym miejscu pojawia się ważne pytanie: czy potrafimy wyjaśnić, skąd pochodzi niepewność podawana przy wyniku? Odpowiedź „z arkusza” jest prawdziwa tylko w sensie technicznym. Merytorycznie potrzebujemy informacji o uwzględnionych źródłach, danych i przyjętym sposobie obliczeń.
6 Porównaj wyniki z kryteriami i wyciągnij wnioski
Obliczenie parametru jest etapem pracy. Dopiero porównanie z wymaganiem pozwala ocenić, czy otrzymany wynik jest wystarczający.
Jeżeli kryterium nie zostało spełnione, trzeba ustalić przyczynę i zdecydować o dalszym postępowaniu. Możliwe, że konieczna będzie zmiana przygotowania próbki, zawężenie zakresu albo wykonanie dodatkowych badań.
Nie ma nic niewłaściwego w stwierdzeniu, że metoda sprawdza się w węższym zakresie, niż początkowo planowano. Problem pojawia się wtedy, gdy dokumentacja opisuje zakres szerszy niż zebrane dowody.
7 Opracuj raport z walidacji
Raport powinien pozwalać odtworzyć, co sprawdzono, jak to zrobiono i dlaczego uznano metodę za przydatną. Powinien obejmować zakres, wymagania, przebieg badań, wyniki, ocenę oraz wniosek wskazujący zastosowanie i ograniczenia metody.
Wniosek „metoda zwalidowana” mówi niewiele. Znacznie więcej daje określenie, dla jakich próbek i zakresu potwierdzono spełnienie wymagań. Plan oraz raport powinny tworzyć spójną całość.
Osoba zatwierdzająca dokumentację powinna móc prześledzić drogę od założeń do decyzji. Podpis oznacza bowiem akceptację wniosku o przydatności metody, a nie jedynie potwierdzenie obecności wszystkich załączników.
Czy walidację można wykonać w Excelu
Excel może służyć do opracowania danych z walidacji, ale sam arkusz nie wykonuje walidacji metody. Potrzebne są właściwie zaplanowane badania, wiarygodne dane i ich interpretacja.
Gotowy plik może bardzo ułatwić pracę. Może również sprawnie powielać błąd, jeśli nie sprawdzimy formuł, zakresów komórek lub założeń zastosowanej metody obliczeniowej.
Dlatego warto rozumieć, co obliczamy. Osoba korzystająca z arkusza powinna wiedzieć, jakie dane należy wprowadzić i co oznacza otrzymany rezultat. Szczególnie wtedy, gdy wynik wygląda zaskakująco dobrze.
Ile pomiarów potrzeba do walidacji
Nie ma jednej liczby pomiarów wystarczającej do walidacji każdej metody. Liczba powtórzeń, poziomów i materiałów zależy od ocenianej właściwości, zakresu zastosowania oraz potrzebnej wiarygodności oceny.
Pytanie „czy wystarczy dziesięć oznaczeń?” trzeba więc uzupełnić: dziesięć oznaczeń czego, wykonanych w jakich warunkach i w jakim celu? Dopiero wtedy można przygotować sensowny plan.
Jak nauczyć się walidacji na konkretnych danych
Opis kolejnych etapów porządkuje postępowanie. Najwięcej pytań pojawia się jednak podczas pracy: przy wyborze danych, budowaniu formuł i interpretacji wyników.
Właśnie temu służą warsztaty z walidacji i szacowania niepewności, które organizujemy 24–25 listopada 2026 r. w Kielcach, w Hotelu Binkowski, w ramach cyklu „Laboratoria w praktyce”.
Podczas zajęć uczestnicy będą samodzielnie tworzyć formuły w Excelu, obliczać parametry na przykładowych danych, oceniać ich znaczenie analityczne oraz szacować niepewność. Program obejmuje również przygotowanie przykładowego raportu i omówienie przypadków z laboratorium. Zajęcia prowadzą dr inż. Agnieszka Wiśniewska i mgr Justyna Król.
Zapraszamy zarówno osoby wykonujące obliczenia, jak i tych, którzy później oceniają i zatwierdzają dokumentację. Dobrze, gdy obie strony rozumieją, co stoi za końcowym wnioskiem.
Sprawdź szczegółowy program i zgłoś udział w warsztatach