ISO 33406:2024
(Main)Approaches for the production of reference materials with qualitative properties
Approaches for the production of reference materials with qualitative properties
This document notes the requirements of ISO 17034 and provides guidance on the implementation of ISO 17034 in the production of RMs having one or more assigned qualitative property values, for expressing uncertainties for qualitative property values, and for establishing traceability. NOTE The concepts of traceability and uncertainty address characteristics similar to those addressed by the concepts of traceability and measurement uncertainty as used in the metrology of quantitative properties. This document therefore does not describe aspects related to the production of RMs with quantitative property values. NOTE Annex A provides examples of types of RMs within the scope of this document.
Approches pour la production de matériaux de référence avec des propriétés qualitatives
Le présent document mentionne les exigences de l’ISO 17034 et fournit des recommandations concernant la mise en œuvre de l’ISO 17034 dans la production de MR possédant une ou plusieurs valeurs attribuées de propriétés qualitatives, pour l’expression des incertitudes relatives aux valeurs de propriétés qualitatives ou pour l’établissement de la traçabilité. NOTE Les concepts de traçabilité et d’incertitude couvrent des caractéristiques similaires à celles couvertes par les concepts de traçabilité et d’incertitude de mesurage tels qu’ils sont utilisés pour la métrologie des propriétés quantitatives. Par conséquent, le présent document ne décrit pas les aspects liés à la production de MR avec des valeurs de propriétés quantitatives. NOTE L’Annexe A fournit des exemples de types de MR au sein du domaine d’application du présent document.
General Information
Standards Content (Sample)
International
Standard
ISO 33406
First edition
Approaches for the production of
2024-05
reference materials with qualitative
properties
Approches pour la production de matériaux de référence avec des
propriétés qualitatives
Reference number
© ISO 2024
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Qualitative properties . 1
5 Meeting technical and production requirements . 2
5.1 Characterization .2
5.1.1 General considerations .2
5.1.2 Materials characterized based on provenance .2
5.1.3 Materials characterized for identity based on measurements .2
5.1.4 Characterization by a combination of methods .3
5.2 Application of metrological traceability to qualitative determinations .4
5.2.1 General .4
5.2.2 Metrological traceability .5
5.2.3 Reference data and reference materials for qualitative determinations.5
5.2.4 Qualitative value assigned based on provenance .5
5.3 Measurement uncertainty and confidence in qualitative values .6
5.3.1 General considerations .6
5.3.2 Measurement uncertainty .6
5.3.3 Confidence in qualitative values .7
5.4 General considerations for the selection of statistical approaches .8
5.5 Assessment of homogeneity .9
5.5.1 General considerations .9
5.5.2 Experimental designs for homogeneity assessment for qualitative values .9
5.5.3 Statistical approaches for homogeneity assessment for qualitative properties .10
5.6 Assessment of stability . 12
5.6.1 General considerations for stability assessment . 12
5.6.2 Designs for experimental stability studies for qualitative properties . 13
5.7 Commutability assessment . 15
5.7.1 General considerations . 15
5.7.2 Commutability assessment for qualitative properties .16
5.7.3 Commutability statement . .16
Annex A (informative) Guidance for DNA and protein reference materials .18
Annex B (informative) Expressing confidence in qualitative values .21
Annex C (informative) Statistical procedures .28
Annex D (informative) Examples of homogeneity and stability studies of reference materials
with qualitative properties .32
Bibliography .37
iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee
has been established has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization
(WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see http://www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 334, Reference materials.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
Introduction
In 2015, ISO/TC 334 (formerly ISO/REMCO) published ISO/TR 79, which summarized the state of the art of the
production of reference materials (RMs) with qualitative properties. The lack of an international vocabulary
for terms and definitions for qualitative properties added an extra challenge in 2015 and ISO/TR 79 did
not define or limit the use of the term "qualitative property". "Qualitative property" was therefore used as
superordinate for nominal and ordinal properties. "Categorical properties" is a synonym for "qualitative
properties". ISO/TR 79 lists examples of RMs that either have a certified value for a qualitative property or
can be considered as in-house RMs characterized for a qualitative property. The examples listed are based
on the principles elaborated in ISO 33405 and ISO Guide 80, but ISO/TR 79 did not undergo a consensus-
building process.
For RMs, nominal properties are a particular kind of qualitative property (the other kind are ordinal
properties). The identity of a polychlorinated biphenyl (PCB) and the species of a maple tree (genus Acer) are
nominal properties where the values of the properties are the particular chemical species name or biological
species name (e.g. PCB 105 and Acer saccharinum, respectively). The former has more than 200 possible
values, the latter more than 160. The only meaningful comparison between values of a nominal property is
whether they are identical or different.
Ordinal properties have values that can be ordered (i.e. ranked) from smallest to largest or from lowest to
highest, but for which neither differences nor ratios are meaningful, even when their values are represented
numerically.
EXAMPLE 1 Stage, as defined by the American Joint Committee on Cancer, is a property of solid tumour cancers
(e.g. breast, colon or lung), whose possible values are the Roman numerals I, II, III and IV. However, one is not entitled
to say either that stage IV is two times “worse” than stage II or that the difference in severity between stages III and I
is the same as the difference in severity between stages IV and II.
EXAMPLE 2 The Mohs hardness of a mineral is expressed relative to a scale ranging from 1 (for talc) to 10 (for
diamond) and can include half-integer values (e.g. 5 ½ for enstatite). However, fluorite (4) is not two times harder than
gypsum (2), nor is the difference in hardness between topaz (8) and apatite (5) the same as the difference in hardness
between quartz (7) and fluorite (4).
There are no unambiguous rules for expressing qualitative properties in various fields such as chemistry
and biology. The following examples illustrate the confusion that exists. Qualitative properties can be
described in different ways depending on the individual property or even on the way in which a specific
property is expressed. For example, "colour" can be seen as a qualitative property of which "red" is a value.
Alternatively, it has been proposed that "colour" is a general property of which "red" is an individual case.
Moreover, a pure colour can be described by the corresponding wavelengths of light, with a band from
625 nm to 740 nm for red light. Hence, the qualitative property "colour" can be assigned a quantitative (or
semi-quantitative) value such as 700 nm.
Qualitative value assignments can also differ according to the intended use. For example, "ethanol" may be
treated as the identity of a specific compound or as an instance of a family of compounds with the general
property "alcohols", which in turn can be seen as an instance of the general property "chemical species".
Seeing the progress and the increasing number of RMs characterized or certified for qualitative properties,
ISO/REMCO decided in 2018 to start drafting internationally harmonized guidance for the production of
such RMs.
This presents several issues with respect to terminology. The ISO Guide 30 definition of a certified
reference material (CRM) requires it to have an RM certificate that provides the values of the specified
properties, associated uncertainties and statements of metrological traceability. The relevance of
metrological traceability to RMs with qualitative property values can, however, be unclear. Notes of the
RM and CRM definitions in ISO Guide 30 clarify that the concept of value includes a qualitative property,
such as identity or sequence, and that uncertainties for qualitative values can be expressed as probabilities
[18]
or levels of confidence . However, a qualitative property has no numerical value and at present
ISO/IEC Guide 98-3 (GUM) provides no methodology for assigning an uncertainty to such property values.
Metrological traceability is defined in ISO/IEC Guide 99 (VIM) as a property of a measurement result
whereby the result can be related to a reference through a documented unbroken chain of calibrations.
Hence, it too is inapplicable to qualitative property values. Nevertheless, RMs with qualitative properties
v
are needed now and are being produced in increasing numbers. In order to provide meaningful guidance on
these aspects of RM production, this document:
— describes how confidence in qualitative assigned values can be expressed;
— describes the relevance of a documented unbroken chain of qualitative comparisons in assigning
qualitative values by comparison with qualitative references or reference information;
— notes that determination of many qualitative properties depends on data obtained with quantitative
measurements and that measurement uncertainty and metrological traceability are relevant to these
measurements.
These issues are discussed in detail in 5.2.2 and 5.3.2.
General requirements, structural requirements, resource requirements and management requirements for
the production of RMs are described in ISO 17034. These requirements apply to the production of RMs with
qualitative properties. This document supplements ISO 17034 and related guidance on the production of
RMs by providing additional guidance on the value assignment and the assessment of homogeneity, stability
and commutability for RMs with qualitative properties.
vi
International Standard ISO 33406:2024(en)
Approaches for the production of reference materials with
qualitative properties
1 Scope
1.1 This document notes the requirements of ISO 17034 and provides guidance on the implementation of
ISO 17034 in the production of RMs having one or more assigned qualitative property values, for expressing
uncertainties for qualitative property values, and for establishing traceability.
NOTE The concepts of traceability and uncertainty address characteristics similar to those addressed by the
concepts of traceability and measurement uncertainty as used in the metrology of quantitative properties.
1.2 This document therefore does not describe aspects related to the production of RMs with quantitative
property values.
NOTE Annex A provides examples of types of RMs within the scope of this document.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes
requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 17034, General requirements for the competence of reference material producers
ISO 33401, Reference materials — Contents of certificates, labels and accompanying documentation
ISO Guide 30, Reference materials — Selected terms and definitions
ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 17034, ISO 33401, ISO Guide 30,
and ISO/IEC Guide 99 apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
4 Qualitative properties
Qualitative properties, also called categorical properties, can be nominal or ordinal. A nominal property
has values that divide the set of materials that have it into classes such that all the materials in the same
class have the same value of the property, and the only comparison that can be made between values of
the property is of whether they are identical or different. An ordinal property is similar, except that the
comparisons that can be made between two values of the property are of relative rank order, i.e. whether
one is lower, equal to or higher than the other. Qualitative properties can have two or more possible values.
This document focuses on nominal properties.
5 Meeting technical and production requirements
5.1 Characterization
5.1.1 General considerations
5.1.1.1 As outlined in ISO 33405 and ISO/TR 79, materials can be characterized for qualitative properties
such as colour, odour or shape. In some cases, the result of a qualitative characterization can be expressed
as a qualitative or quantitative property value. Examples are particle shapes or colour according to the
[19]
Hunter system . This transforms the problem to the characterization of a quantity, which could be an
operationally defined measurand. For colour especially, characterization of the absorbance or reflectance
spectrum may also be considered.
5.1.1.2 Many qualitative properties are not meaningfully quantifiable, for example identity of a substance,
species of an organism or gender of an animal.
5.1.1.3 Approaches to characterization for qualitative properties include:
— characterization using one or more qualitative determinations;
— characterization based on provenance (5.1.2);
— characterization using measurements of quantitative properties (5.1.3);
— characterization by a combination of methods (5.1.4).
5.1.2 Materials characterized based on provenance
5.1.2.1 An RM may be characterized based on knowledge of the origin of the material, i.e. the provenance
of the material. To support characterization based on provenance, the reference material producer (RMP)
should obtain documentary or other evidence of the origin of the material that shows an unbroken chain of
evidence from origin to final packaging. All evidence should be retained for the lifetime of the material.
NOTE The term ‘provenance’ is used here in the sense of origin or place of origin. The term can also apply to the
evidence of the origin or place of origin.
5.1.2.2 RMPs should have procedures in place to ensure that the provenance is maintained. These
procedures should include handling of the material (e.g. sampling, homogenization, packaging, storage) and
prevention of contamination by other materials.
NOTE For biological materials, provenance can include evidence of parentage or continuous culture from an
authentic specimen (including an RM).
5.1.2.3 Characterization based on provenance should be supported by additional evidence to confirm
identity of the material (see, for example 5.1.3, 5.1.4).
5.1.3 Materials characterized for identity based on measurements
5.1.3.1 General consideration for materials characterized for identity based on measurements
As outlined in ISO 33405, when characterizing the identity of a substance based on measurements, several
aspects should be considered, including the following:
— Characterization can be based on measurement results from one or several methods. For example,
chemical shifts and areas of peaks in a nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum or a combination of
colour, melting point, relative molecular mass, etc.
— Slight heterogeneity and instability of the material does not necessarily change the conclusion of identity.
The guiding principle for the assessment of homogeneity and stability is applicability of the material, i.e.
whether it still allows unequivocal identification.
— Different substances can share the same properties for the identification methods chosen. Information
on the source of the raw material and on the processing steps of the material to be characterized is
therefore vital for the certification of identity.
— As with any material, the project planning should establish a clear definition of the need for identity
information based on the intended use of the material.
EXAMPLE For DNA, the intended use could require only a statement of species identity, a complete sequence or
additional information on the degree of methylation.
NOTE Identity is sometimes determined by expert judgement (e.g. for asbestos fibres, histopathological
examination). However, this judgement is usually based on observations and comparison with characterization
criteria and, for example, RMs or reference data recognized by the relevant community of users. Expert judgement
based on observations falls within the scope of 5.1.3.1; it can be used, for example, in identification of the species of a
plant based on comparisons with voucher specimens.
5.1.3.2 Criteria for characterization of identity by measurement
5.1.3.2.1 As outlined in ISO 33405, testing for identity of a material involves comparison of a set of
measurement results on that material with predefined acceptance criteria (e.g. melting point range, degree
of similarity with a reference DNA sequence) for these measurement results.
NOTE Sequence similarity can be reported as "percent identity", i.e. the percentage of characters that match
between two sequences.
EXAMPLE An organic polymer material could be identified based on comparison with a reference infrared (IR)
spectrum using the following criteria:
−1
— all peak frequencies in the reference spectrum are matched within 3 cm ;
— relative peak intensities match the reference spectrum within 5 % relative absorbance;
— all peaks present in the reference spectrum are present in the candidate RM spectrum;
— all peaks present in the candidate RM spectrum are present in the reference spectrum.
5.1.3.2.2 Sources of criteria can include internationally recognized compendia (e.g. pharmacopoeia
[20] [21]
sources and other collections of reference data ). Such information can change outside the control of
the RMP. RMPs should therefore clearly state the criteria used for the assignment of identity, either as a set
of values or as a dated reference on the RM document to applied criteria.
5.1.3.2.3 When defining criteria, RMPs should compare various literature data, establish the range of
reported values and establish and document criteria for each measurand reflecting the ranges and reliability
of the information used. Preference should be given to reference data which have undergone peer review.
5.1.3.2.4 An assignment of identity (of a substance, biological species, etc.) should be certified only when
such assignment is made beyond sufficiently high confidence for the intended use (see 2.11 in Reference [22]).
5.1.3.2.5 Comparison of results with predefined acceptance criteria also applies to other qualitative
properties characterized using measurement.
5.1.4 Characterization by a combination of methods
5.1.4.1 As outlined in ISO 33405, this approach is especially suitable for defined chemical substances of a
small to medium molecular mass. A number of methods should be chosen that probe different properties of
the candidate RM. Frequently used methods include, for example, determination of melting point, relative
molecular mass, ultraviolet (UV), IR, NMR and mass spectra. Sensory methods may also be applied. Together
with information on the raw material and its processing steps and the sampling and transport to the RMP,
the collection of methods should be sufficient to establish the identity of the material. If detailed published
criteria (e.g. pharmacopoeial criteria for identification) exist, the choice of methods can be restricted to
those listed.
NOTE The nature and number of methods required to establish identity varies with the number of potentially
similar products (e.g. there are more organic than inorganic substances) and the information on the origin and
processing steps.
EXAMPLE 1 When using a standard strain of a bacteria from a recognized culture preservation centre, macroscopic
features (characteristics on typical media), microscopic features (e.g. characteristics of gram stain, identification of
coccus or bacillus), phenotypic features (characteristics in biochemical reactions) and other features where applicable
(e.g. plasma coagulase assay, antioxidant enzyme test, serology test) can be necessary in the documentation.
EXAMPLE 2 A seed of a plant obtained from an institute with only morphological features will possibly not support
the taxon of this plant; it can require further evidence or documentation.
5.1.4.2 All test and measurement procedures used must be properly validated and the results must fulfil
the requirements for traceability. Where available, appropriate control materials should be examined
alongside the RM during characterization.
5.1.4.3 The results of each of the tests and measurements made should be compared with the criteria for
the proposed substance. Published procedures for comparisons should be followed, where available. Where
no such prescribed procedures exist, measurement results should not differ from any of the specified values
when taking the combined uncertainty of measurement and specified value into account. If the results agree
with the published criteria, identity is established with a negligible uncertainty.
NOTE A judgement on whether the accumulated measurement and provenance information is sufficient to
establish identity is somewhat subjective. Peer review can help to increase confidence in the assignment.
5.1.4.4 Where applicable, a suitable assessment or statement of purity of the RM should be made.
NOTE When a combination of qualitative and quantitative determinations is used for characterization, it can be
useful to use similarity measures to support characterization. ISO/TR 79 gives an example for similarity measures.
5.2 Application of metrological traceability to qualitative determinations
5.2.1 General
Metrological traceability is defined in ISO/IEC Guide 99 as a “property of a measurement result whereby the
result can be related to a reference through a documented unbroken chain of calibrations, each contributing
to the measurement uncertainty.” This approach for achieving comparable results is applicable to quantitative
measurements, including where quantitative measurement results are used to determine qualitative
characteristics of materials. It cannot be applied directly to qualitative property values in accordance with
the terminology in ISO/IEC Guide 99 since these are not measured values based on calibration. Nevertheless,
the need for consistent measurement data remains and the guidance in 5.2.2 to 5.2.4 describes several
ways in which this can be achieved. First, many assignments of qualitative property values depend on
measurement of one or more quantitative values for which metrological traceability can be stated in the usual
way. Second, traceability of qualitative property values may be established by comparison with a reference.
For qualitative properties, the reference to which traceability is claimed will not be a unit of the International
System of Units (SI) but some reference recognized by the relevant scientific community, including users
of the RM. This can be an artefact such as a CRM or can take the form of authoritative data such as, for
example, published photographs and associated descriptions. Finally, qualitative properties can be assigned
through the provenance of the material. For example, if an RM is claimed to be characteristic of a specific
plant, its provenance should be sufficient to confirm its origin. Documentation of the provenance in this way
is sometimes referred to as trackability but it fulfils the same aims for qualitative values as metrological
traceability for quantitative values. These three approaches are described in more detail in 5.2.2.
5.2.2 Metrological traceability
5.2.2.1 Metrological traceability applies to the determination of quantitative properties, including
conditions for tests yielding a qualitative result. Many qualitative value assignments include the
measurement of one or more quantitative characteristics, such as melting point or pH. Others can include
the application of test procedures which include quantitative conditions, such as times, temperatures and
concentrations. The need for statements of metrological traceability for these parameters is discussed in
5.2.2.2 and 5.2.2.3.
5.2.2.2 Where a qualitative value assignment depends upon measurements or tests that include
quantitative conditions, the measurements and/or tests should meet the metrological traceability
requirements of ISO/IEC 17025.
EXAMPLE 1 In a structure assignment using spectroscopic methods, the wavelength or frequency scale describing
the location of signals is checked or calibrated.
EXAMPLE 2 In a qualitative analytical test which requires application of a reagent at a stated concentration, the
reagent is prepared using appropriately calibrated equipment to provide a reliable concentration.
5.2.2.3 Where a qualitative value assignment depends upon measurements or tests that include
quantitative conditions, a statement of metrological traceability relating to the relevant measurements and/
or tests should be included on the RM certificate.
NOTE ISO/TR 16476 and Reference [23] provide further information on the expression of metrological
traceability.
5.2.3 Reference data and reference materials for qualitative determinations
5.2.3.1 Value assignment for qualitative properties can depend on comparison with reference data or with
another RM already value-assigned for the qualitative property concerned. An appropriate RM for value
assignment can be, for example, a sample whose identity has been reliably established or an independently
characterised example of the class of interest.
EXAMPLE A herbal material is identified based on microscopic comparison with a reference sample held by a
national repository or archive.
5.2.3.2 Where value assignment of a qualitative property depends critically upon comparison with
particular reference data or a particular RM, the reference should be stated in the RM documentation
accompanying the RM being produced.
NOTE Value assignment depends critically on a particular comparison when the particular comparison is
essential to the assignment of the qualitative value.
5.2.4 Qualitative value assigned based on provenance
5.2.4.1 Value assignment based on provenance – knowledge of the origin of the RM – is described in 5.1.2.
In the case of value assignment based on provenance:
— the RMP should maintain full documentation of the provenance of the material, including the source
of the material, changes in ownership and procedures to avoid contamination or replacement of the
material with any other;
— the basis of the assignment, including the source of the material, should be made available in the RM
document.
5.2.4.2 Where assignment is based upon provenance supported by confirmatory measurements or tests,
the provisions of 5.2.2 and 5.2.3 apply for the confirmatory measurements or tests.
5.3 Measurement uncertainty and confidence in qualitative values
5.3.1 General considerations
5.3.1.1 Every assignment of value to a property is surrounded by uncertainty. The techniques for
uncertainty evaluation described in ISO/IEC Guide 98-3 are not applicable to evaluate uncertainties
associated with value assignments to qualitative properties. Nevertheless, it is important to provide users of
these RMs with guidance on the reliability of the assigned value. Many assignments of qualitative (nominal)
properties depend on measurement of one or more quantitative values for which usual measurement
uncertainty estimates are available. There is also a wide range of other information that can allow the user
to assess confidence in the assigned value. It is important to document all such information.
5.3.1.2 While measurement uncertainty is well defined (see ISO/IEC Guide 98-3) and applies
unambiguously to the values of quantities, the meaning of “uncertainty” as it applies to values on ordinal
scales or to nominal values is not well established. There is also little or no harmonised guidance on
conveying the degree of uncertainty, or the degree of confidence, that the user can have in the assigned
value of a qualitative property. Pending a harmonised framework, the principles adopted in this document
are as follows:
— The term "confidence" refers to the degree of belief one has in the value assigned to a qualitative
property. Such confidence may be expressed qualitatively, using an ordinal scale (e.g. "most confident",
"very confident", "moderately confident") or quantitatively (e.g. as a likelihood ratio or as a probability
distribution on the set of possible values of the qualitative property).
— Users of RMs with qualitative values should have sufficient confidence in the values provided for the
intended use of the material. In particular, where assigned qualitative values are certified the RMP
should clearly state the justification for their confidence in the value.
— All assignments of value to qualitative properties should be qualified with a statement of confidence, even
if this statement is itself qualitative and expresses a subjective expert opinion. Quantitative statements
of confidence in assigned qualitative values are not required but are permitted where they do not give a
misleading impression of reliability of the value.
NOTE Annex B gives further information on expression of confidence for qualitative values.
5.3.2 Measurement uncertainty
5.3.2.1 Measurement uncertainty as described in ISO/IEC Guide 98-3 impacts qualitative measurements
in two ways:
— Control of uncertainties in test conditions, such as times, temperatures or lengths, is important for reliable
qualitative value assignment when it involves measurements of quantities or control of (quantitative)
test conditions.
— Measurement uncertainty related to intermediate measurements can contribute to the estimation of
false response rates; for example, where classification depends on measurement results exceeding a
threshold.
5.3.2.2 Where a qualitative value assignment depends upon measurements or upon tests that include
quantitative conditions, the RMP should ensure that the measurement uncertainties are sufficiently small
that they have no significant impact on the confidence in the assigned qualitative value. This should include
one or more of the following:
— Control of conditions affecting the test result to within well-established and documented tolerances.
— Demonstration that the uncertainty is sufficiently small to have no significant influence on the outcome
of the test.
NOTE Because low false response rates are hard to determine, it is rarely practical to do more than show that
substantial change in a condition – for example, larger than three times the uncertainty – has limited or no detectable
effect on false response rate.
5.3.2.3 Where assignment of a qualitative value depends upon comparison of a measured value with one
or more limits, the RMP may use the measurement uncertainty, together with suitable assumptions about
the distribution of results, to estimate the probability of false classification.
5.3.2.4 RMPs are not required to report measurement uncertainty information for intermediate
measurement results on a RM document that relates solely to assignment of qualitative values.
5.3.2.5 The quantitative expression of uncertainty may be a probability distribution for the property
of interest or it may be a summary characterization of how dispersed this distribution is. Alternatively,
the uncertainty may be expressed using measures of confidence derived from false response rates (false
positive, false negative) such as sensitivity and specificity (see Table B.2). Examples are given in B.4.
5.3.3 Confidence in qualitative values
5.3.3.1 RMPs should provide sufficient information with the RM to allow the user to assess whether the
confidence claimed for the assigned value meets their needs.
5.3.3.2 RMPs are not required to provide quantitative statements of confidence in assigned qualitative
values in the RM document for the material but may do so in order to provide sufficient information with the
RM to assist the end user to judge whether the RM is suitable for the end user’s needs.
NOTE A quantitative statement of confidence in an assigned qualitative value can be a probability or level of
confidence.
5.3.3.3 Information that assists the user to assess the claimed confidence in the assigned value may
include:
a) the basis for the assigned value (e.g. provenance, testing, expert opinion);
b) a description of the origin of the material;
c) a description of procedures for minimising contamination or inadvertent interchange of materials;
d) information on the nature and performance of qualitative test methods used in value assignment;
e) information on reference data used to support value assignment;
f) a qualitative or verbal indication of confidence;
g) a quantitative indication of confidence in the assigned value.
NOTE 1 Subclause B.2 gives further information on performance figures for qualitative tests.
NOTE 2 Subclause B.4 gives further information on quantitative indications of confidence in an assigned
qualitative value.
5.3.3.4 Where test performance information is provided (see 5.3.3.3, d), the performance information should
be presented in a manner that does not give a misleading impression of confidence in the assigned value.
EXAMPLE An identification using nucleic acid sequencing provides a theoretical chance match probability
-50
below 10 . In practice, the probability could be considerably higher. This can be useful information for a knowledgeable
practitioner. However, the chance of errors during packaging or certificate preparation cannot readily be reduced to
-
such low levels. It is then unsafe for the user to infer that the probability of incorrect value assignment is as low as 10
. Inexperienced users of the material can then require cautionary advice on the relevance or interpretation of the
test performance data, for example, using a qualitative indication of the strength of evidence using an ordinal scale
(see Annex B.1).
5.3.3.5 A qualitative indication of confidence (see 5.3.3.3, f) may be, for example, a brief explanatory
indication on a rating scale or an abbreviated statement indicating a basis for assignment. Where a value
on a rating scale is included as an indication of confidence on a certificate, the complete scale should be
available to the user of the material. The qualitative evaluation should be based on explicit criteria that are
specifically appropriate and unambiguous for application in the relevant context and which should be stated
in the corresponding certificate.
EXAMPLE A CRM comprises leaves of Ginkgo biloba. The uncertainty associated with the identification of the
biological species was expressed as a verbal statement on a rating scale (see B.1). A qualitative value based on a
qualitative test result is accompanied by a statement of the form:
“The test result provides very strong support for the assigned value, using the scale weak, moderate, strong, very
strong.”
NOTE Sometimes such scales are derived from numerical values of, for example, a likelihood ratio or a
probability (B.4).
5.3.3.6 A quantitative expression of uncertainty may be a probability distribution over the set of possible
values for the property of interest or it may be a summary characterization of how dispersed this distribution
is on the set of those possible values. Alternatively, the uncertainty may be expressed using classification
error rates (false positive, false negative), sensitivity and specificity (see Table B.2) or receiver operating
characteristics.
EXAMPLE Some DNA sequencing techniques characterize the confidence in the identification of the nucleobase
occupying a particular locus in terms of integer quality scores, one for each of the four possible identities – A, C, G or
T – that the nucleobase has.
NOTE Subclause B.4 gives further information on the assessment of quantitative indications of confidence in an
assigned qualitative value.
5.4 General considerations for the selection of statistical approaches
5.4.1 In contrast to the well-established range of statistical approaches for value assignment, homogeneity
testing, stability testing and commutability assessment for quantities, few statistical approaches have been
widely applied to the characterisation of qualitative properties. 5.4 to 5.6 accordingly provide general
guidance on statistical approaches that have been found useful, or proposed, for particular tasks. The list is
not exhaustive and other approaches may be applied for particular circumstances.
5.4.2 In selecting statistical approaches, the following considerations are particularly important in
applications for RMs with qualitative properties:
— Qualitativ
...
Norme
internationale
ISO 33406
Première édition
Approches pour la production de
2024-05
matériaux de référence avec des
propriétés qualitatives
Approaches for the production of reference materials with
qualitative properties
Numéro de référence
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Propriétés qualitatives . 1
5 Satisfaction des exigences techniques et des exigences de production . 2
5.1 Caractérisation .2
5.1.1 Considérations générales .2
5.1.2 Matériaux caractérisés sur la base de la provenance .2
5.1.3 Matériaux dont l’identité est caractérisée sur la base de mesurages .3
5.1.4 Caractérisation par une combinaison de méthodes .4
5.2 Application de la traçabilité métrologique aux déterminations qualitatives .5
5.2.1 Généralités .5
5.2.2 Traçabilité métrologique .5
5.2.3 Données de référence et matériaux de référence pour les déterminations
qualitatives .5
5.2.4 Valeur qualitative attribuée sur la base de la provenance .6
5.3 Incertitude de mesurage et confiance dans les valeurs qualitatives .6
5.3.1 Considérations générales .6
5.3.2 Incertitude de mesurage .7
5.3.3 Confiance dans les valeurs qualitatives.7
5.4 Considérations générales pour la sélection des approches statistiques .9
5.5 Évaluation de l’homogénéité .9
5.5.1 Considérations générales .9
5.5.2 Plans expérimentaux pour l’évaluation de l’homogénéité des valeurs qualitatives .10
5.5.3 Approches statistiques pour l’évaluation de l’homogénéité des propriétés
qualitatives .11
5.6 Évaluation de la stabilité . 13
5.6.1 Considérations générales pour l’évaluation de la stabilité . 13
5.6.2 Plans d’études expérimentales de stabilité pour les propriétés qualitatives .14
5.7 Évaluation de la commutabilité .17
5.7.1 Considérations générales .17
5.7.2 Évaluation de la commutabilité pour les propriétés qualitatives .18
5.7.3 Déclaration de commutabilité .18
Annexe A (informative) Recommandations pour les matériaux de référence d’ADN et de
protéines . 19
Annexe B (informative) Expression de la confiance dans les valeurs qualitatives .22
Annexe C (informative) Modes opératoires statistiques .30
Annexe D (informative) Exemples d’études d’homogénéité et de stabilité de matériaux de
référence avec des propriétés qualitatives .34
Bibliographie .39
iii
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de tout
droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n’avait pas reçu
notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois, il y a lieu
d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations plus récentes
sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l’adresse www.iso.org/patents.
L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de brevet.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de
l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir http://www.iso.org/iso/foreword.html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 334, Matériaux de référence.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
Introduction
En 2015, l’ISO/TC 334 (auparavant ISO/REMCO) a publié l’ISO/TR 79, qui résumait l’état de l’art de la production
de matériaux de référence (MR) avec des propriétés qualitatives. L’absence de vocabulaire international
pour les termes et définitions applicables aux propriétés qualitatives ajoutait une difficulté supplémentaire
en 2015 et l’ISO/TR 79 ne définissait ni ne limitait l’utilisation du terme de propriété qualitative. «Propriété
qualitative» était donc utilisé en tant que terme générique pour les propriétés nominales et ordinales. Le
terme «propriétés catégoriques» est synonyme de «propriétés qualitatives». L’ISO/TR 79 énumère des
exemples de MR qui soit possèdent une valeur certifiée pour une propriété qualitative, soit peuvent être
considérés comme des MR internes caractérisées pour une propriété qualitative. Les exemples énumérés
reposent sur les principes élaborés dans l'ISO 33405 et le Guide ISO 80, mais l’ISO/TR 79 n’était pas soumis à
un processus de recherche de consensus.
Pour les MR, les propriétés nominales constituent un type particulier de propriété qualitative (l’autre type
étant les propriétés ordinales). L’identité d’un polychlorobiphényle (PCB) et l’espèce d’un érable (genre Acer)
constituent des propriétés nominales, les valeurs des propriétés étant le nom de l’espèce chimique ou le
nom de l’espèce biologique (par exemple, PCB 105 et Acer saccharinum, respectivement). La première a plus
de 200 valeurs possibles, la dernière plus de 160. La seule comparaison significative entre les valeurs d’une
propriété nominale est de savoir si elles sont identiques ou différentes.
Les propriétés ordinales possèdent des valeurs pouvant être ordonnées (c’est-à-dire classées) de la plus
petite à la plus grande, ou de la plus faible à la plus élevée, mais pour lesquelles ni des différences ni des
rapports n’ont de sens, même si leurs valeurs sont représentées numériquement.
EXEMPLE 1 Le stade, tel qu’il est défini par l’American Joint Committee on Cancer, est une propriété des tumeurs
solides (par exemple, le cancer du sein, du côlon ou du poumon), dont les valeurs possibles sont les chiffres romains I, II,
III et IV. Toutefois, il n’est pas admissible de dire que le stade IV est deux fois «pire» que le stade II ou que la différence
de gravité entre les stades III et I est la même que la différence de gravité entre les stades IV et II.
EXEMPLE 2 La dureté de Mohs d’un minéral est exprimée sur une échelle qui va de 1 (pour le talc) à 10 (pour le
diamant), en incluant les nombres mi-entiers (par exemple, 5 ½ pour l’enstatite). Toutefois, le fluor (4) n’est pas deux
fois plus dur que le gypse (2), et la différence de dureté entre la topaze (8) et l’apatite (5) n’est pas la même que la
différence de dureté entre le quartz (7) et le fluor (4).
Il n’existe pas de règles non ambiguës pour l’expression des propriétés qualitatives dans les divers domaines
tels que la chimie et la biologie. Les exemples suivants illustrent la confusion qui existe. Les propriétés
qualitatives peuvent être décrites de différentes manières en fonction de la propriété individuelle ou même
de la manière dont une propriété spécifique est exprimée. Par exemple, «couleur» peut être vu comme une
propriété qualitative dont «rouge» est une valeur. Mais il a aussi été proposé que «couleur» soit une propriété
générale, dont «rouge» est un cas individuel. En outre, une couleur pure peut être décrite par les longueurs
d’onde correspondantes de la lumière, avec une bande allant de 625 nm à 740 nm pour la lumière rouge. Par
conséquent, il est possible d’attribuer à la propriété qualitative «couleur», une valeur quantitative (ou semi-
quantitative) telle que 700 nm.
Les attributions de valeurs qualitatives peuvent également différer selon l’usage prévu. Par exemple,
«éthanol» peut être traité comme l’identité d’un composé spécifique ou comme un exemple d’une famille
de composés dotés de la propriété générale «alcool», qui quant à elle peut être vue comme un exemple de la
propriété générale «espèce chimique».
Étant donné la progression et le nombre croissant de MR dont les propriétés qualitatives sont caractérisées
ou certifiées, l’ISO/REMCO a décidé en 2018 de commencer à élaborer des recommandations harmonisées à
l’échelle internationale pour la production de tels MR.
Cela présente plusieurs enjeux quant à la terminologie. La définition d’un matériau de référence certifié (MRC)
selon le Guide ISO 30 exige qu’il possède un certificat de MR fournissant les valeurs des propriétés spécifiées,
les incertitudes associées et des déclarations de traçabilité métrologique. La pertinence de la traçabilité
métrologique pour les MR avec des valeurs de propriété qualitative peut toutefois être incertaine. Des
Notes aux définitions du MR et du MRC dans le Guide ISO 30 clarifient le fait que le concept de valeur inclut
une propriété qualitative telle que l’identité ou la séquence, et que les incertitudes concernant les valeurs
[18]
qualitatives peuvent être exprimées sous la forme de probabilités ou de niveaux de confiance. Toutefois,
une propriété qualitative ne possède pas de valeur numérique et, à l’heure actuelle, le Guide ISO/IEC 98-3
v
(GUM) ne fournit pas de méthodologie pour attribuer une incertitude à des valeurs de telles propriétés.
La traçabilité métrologique est définie dans le Guide ISO/IEC 99 (VIM) comme une propriété d’un résultat
de mesurage selon laquelle ce résultat peut être relié à une référence par l’intermédiaire d’une chaîne
ininterrompue et documentée d’étalonnages. Par conséquent, cette définition est également inapplicable à
des valeurs de propriétés qualitatives. Néanmoins, des MR avec des propriétés qualitatives sont maintenant
nécessaires et produits en nombre croissant. Afin de fournir des recommandations pertinentes pour ces
aspects de la production de MR, ce document:
— décrit comment la confiance dans les valeurs attribuées qualitatives peut être exprimée;
— décrit la pertinence d’une chaîne ininterrompue et documentée de comparaisons qualitatives dans
l’attribution de valeurs qualitatives, par comparaison avec des références qualitatives ou des informations
de référence;
— indique que la détermination de nombreuses propriétés qualitatives dépend des données obtenues avec
des mesurages quantitatifs et que l’incertitude de mesure et la traçabilité métrologique sont pertinentes
pour ces mesurages.
Ces aspects sont discutés en détail en 5.2.2 et en 5.3.2.
Les exigences générales, les exigences structurelles, les exigences en matière de ressources et les exigences
en matière de gestion pour la production des MR sont décrites dans l’ISO 17034. Ces exigences s’appliquent
à la production de MR possédant des propriétés qualitatives. Le présent document complète l’ISO 17034
et les recommandations associées relatives à la production des MR en fournissant des recommandations
supplémentaires sur l’attribution de valeur et l’évaluation de l’homogénéité, de la stabilité et de la
commutabilité des MR avec des propriétés qualitatives.
vi
Norme internationale ISO 33406:2024(fr)
Approches pour la production de matériaux de référence avec
des propriétés qualitatives
1 Domaine d’application
1.1 Le présent document mentionne les exigences de l’ISO 17034 et fournit des recommandations
concernant la mise en œuvre de l’ISO 17034 dans la production de MR possédant une ou plusieurs valeurs
attribuées de propriétés qualitatives, pour l’expression des incertitudes relatives aux valeurs de propriétés
qualitatives ou pour l’établissement de la traçabilité.
NOTE Les concepts de traçabilité et d’incertitude couvrent des caractéristiques similaires à celles couvertes
par les concepts de traçabilité et d’incertitude de mesurage tels qu’ils sont utilisés pour la métrologie des propriétés
quantitatives.
1.2 Par conséquent, le présent document ne décrit pas les aspects liés à la production de MR avec des
valeurs de propriétés quantitatives.
NOTE L’Annexe A fournit des exemples de types de MR au sein du domaine d’application du présent document.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 17034, Exigences générales pour la compétence des producteurs de matériaux de référence
ISO 33401, Matériaux de référence — Contenu des certificats, des étiquettes et de la documentation
d’accompagnement
Guide ISO 30, Matériaux de référence — Termes et définitions choisis
Guide ISO/IEC 99, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et termes
associés (VIM)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 17034, ISO 33401,
Guide ISO 30 et le Guide ISO/IEC 99 s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
4 Propriétés qualitatives
Les propriétés qualitatives, également appelées propriétés catégoriques, peuvent être nominales ou
ordinales. Dans le cas d’une propriété nominale, les valeurs sont utilisées pour diviser l’ensemble des
matériaux en classes, de telle sorte que tous les matériaux appartenant à la même classe possèdent la même
valeur pour la propriété, et la seule comparaison pouvant être faite entre les valeurs de la propriété consiste
à savoir si elles sont identiques ou différentes. Une propriété ordinale est similaire, sauf que les comparaisons
pouvant être faites entre deux valeurs de la propriété portent sur l’ordre de classement relatif, c’est-à-dire
une valeur est-elle inférieure, supérieure ou égale à l’autre. Les propriétés qualitatives peuvent avoir au
moins deux valeurs possibles. Le présent document est axé sur les propriétés nominales.
5 Satisfaction des exigences techniques et des exigences de production
5.1 Caractérisation
5.1.1 Considérations générales
5.1.1.1 Comme indiqué dans l'ISO 33405 et l’ISO/TR 79, les matériaux peuvent être caractérisés en
termes de propriétés qualitatives telles que la couleur, l’odeur ou la forme. Dans certains cas, le résultat
d’une caractérisation qualitative peut être exprimé sous la forme d’une valeur de propriété qualitative ou
[19]
quantitative. Les formes de particules ou la couleur selon le système de Hunter en sont des exemples. Cela
transforme le problème en caractérisation d’une grandeur, qui pourrait être un mesurande défini de manière
opérationnelle. En ce qui concerne la couleur notamment, une caractérisation du spectre d’absorbance ou de
réflectance peut également être envisagée.
5.1.1.2 De nombreuses propriétés qualitatives ne sont pas quantifiables d’une manière ayant un sens: par
exemple, l’identité d’une substance, l’espèce d’un organisme, le sexe d’un animal.
5.1.1.3 Les approches de la caractérisation des propriétés qualitatives incluent:
— caractérisation à l’aide d’une ou plusieurs déterminations qualitatives;
— caractérisation basée sur la provenance (5.1.2);
— caractérisation à l’aide de mesurages de propriétés quantitatives (5.1.3);
— caractérisation par une combinaison de méthodes (5.1.4).
5.1.2 Matériaux caractérisés sur la base de la provenance
5.1.2.1 Un MR peut être caractérisé sur la base de la connaissance de l’origine du matériau, c’est-à-dire
de la provenance du matériau. Afin d’étayer la caractérisation basée sur la provenance, il convient que le
producteur du matériau de référence (PMR) obtienne des preuves documentaires ou autres de l’origine
du matériau, montrant une chaîne ininterrompue de preuves de l’origine à l’emballage final. Il convient de
conserver toutes les preuves pendant toute la durée de vie du matériau.
NOTE Le terme «provenance» est utilisé ici dans le sens d’origine ou de lieu d’origine. Le terme peut également
s’appliquer à la preuve de l’origine ou du lieu d’origine.
5.1.2.2 Il convient que les PMR aient des modes opératoires en place, afin de garantir le maintien de la
provenance. Il convient que ces modes opératoires incluent la manipulation du matériau (par exemple,
échantillonnage, homogénéisation, conditionnement, conservation) et la prévention de la contamination par
d’autres matériaux.
NOTE Pour les matériaux biologiques, la provenance peut inclure la preuve de la filiation ou d’une culture continue
à partir d’un spécimen authentique (y compris un MR).
5.1.2.3 Il convient que la caractérisation basée sur la provenance soit étayée par des preuves
supplémentaires pour confirmer l’identité du matériau (voir, par exemple 5.1.3, 5.1.4).
5.1.3 Matériaux dont l’identité est caractérisée sur la base de mesurages
5.1.3.1 Considérations générales pour les matériaux caractérisés pour une identité sur la base de
mesurages
Comme indiqué dans l'ISO 33405, lors de la caractérisation de l’identité d’une substance sur la base de
mesurages, il convient de tenir compte de plusieurs aspects, notamment de ce qui suit:
— la caractérisation peut s’appuyer sur des résultats de mesurage obtenus par une ou plusieurs méthodes.
Par exemple, les déplacements chimiques et les aires des pics dans un spectre de résonance magnétique
nucléaire (RMN), ou une combinaison de couleur, de point de fusion, de masse moléculaire relative, etc.;
— une légère hétérogénéité et instabilité du matériau ne modifie pas nécessairement la conclusion sur
l’identité. Le principe directeur pour l’évaluation de l’homogénéité et de la stabilité est l’applicabilité du
matériau, c’est-à-dire s’il permet toujours une identification sans équivoque;
— différentes substances peuvent partager les mêmes propriétés pour les méthodes d’identification
choisies. Les informations relatives à la source de la matière première et aux étapes de traitement du
matériau à caractériser sont donc essentielles à la certification d’identité;
— comme pour tout matériau, il convient que la planification du projet définisse clairement le besoin
d’informations sur l’identité en fonction de l’usage prévu du matériau.
EXEMPLE Pour l’ADN, l’utilisation prévue peut exiger uniquement une indication de l’identité de l’espèce, une
séquence complète ou des informations supplémentaires sur le degré de méthylation.
NOTE L’identité est parfois déterminée par un jugement d’expert (par exemple, pour les fibres d’amiante, l’examen
histopathologique). Cependant, ce jugement est généralement fondé sur des observations et une comparaison avec
des critères de caractérisation et, par exemple, des MR ou des données de référence reconnus par la communauté
d’utilisateurs concernée. Le jugement d’expert fondé sur les observations entre dans le domaine d’application du
5.1.3.1: il peut être utilisé, par exemple, pour l’identification de l’espèce d’une plante sur la base de comparaisons avec
des spécimens de référence.
5.1.3.2 Critères de caractérisation de l’identité par mesurage
5.1.3.2.1 Comme indiqué dans l'ISO 33405, les essais pour obtenir l’identité d’un matériau impliquent
la comparaison d’un ensemble de résultats de mesurages sur ce matériau avec des critères d’acceptation
prédéfinis (par exemple, plage de points de fusion, degré de similarité avec une séquence d’ADN de référence)
pour ces résultats de mesurage.
NOTE La similarité de séquence peut être consignée comme un «pourcentage d’identité», c’est-à-dire le
pourcentage de caractères qui correspondent entre deux séquences.
EXEMPLE Un matériau polymérique organique pourrait être identifié sur la base de la comparaison avec un
spectre infrarouge (IR) de référence en utilisant les critères suivants:
−1
— les fréquences de tous les pics correspondent à celles du spectre de référence à 3 cm près;
— les intensités relatives des pics correspondent au spectre de référence dans une plage d’absorbance relative de 5 %;
— tous les pics présents dans le spectre sont présents dans le spectre du MR candidat;
— tous les pics présents dans le spectre du MR candidat sont présents dans le spectre de référence.
5.1.3.2.2 Les sources de critères peuvent inclure des compendiums reconnus à l’échelle internationale
[20] [21]
(par exemple, les sources de la pharmacopée et d’autres recueils de données de référence ). Ces
informations peuvent changer hors du contrôle du PMR. Il convient donc que les PMR indiquent clairement
les critères utilisés pour l’attribution de l’identité, soit sous la forme d’un ensemble de valeurs, soit sous la
forme d’une référence datée dans le document de MR sur les critères appliqués.
5.1.3.2.3 Lors de la définition des critères, il convient que les PMR comparent diverses données de la
littérature, établissent la plage des valeurs consignées et établissent et documentent des critères pour
chaque mesurande en tenant compte des plages et de la fiabilité des informations utilisées. Il convient de
privilégier les données de référence qui ont fait l’objet d’une revue par des pairs.
5.1.3.2.4 Il convient que l’attribution d’une identité (d’une substance, d’une espèce biologique, etc.) ne
soit certifiée que lorsque cette attribution est effectuée au-delà d’une confiance suffisamment élevée pour
l’usage prévu (voir 2.11 dans la Référence [22]).
5.1.3.2.5 La comparaison des résultats avec des critères d’acceptation prédéfinis s’applique également à
d’autres propriétés qualitatives caractérisées en utilisant le mesurage.
5.1.4 Caractérisation par une combinaison de méthodes
5.1.4.1 Comme indiqué dans l'ISO 33405, cette approche est particulièrement adaptée à des substances
chimiques définies, de masse moléculaire faible à moyenne. Il convient de choisir un certain nombre
de méthodes pour sonder différentes propriétés du MR candidat. Les méthodes fréquemment utilisées
comprennent, par exemple, la détermination du point de fusion, de la masse moléculaire relative, des
spectres ultraviolets (UV), IR, RMN et de masse. Des méthodes sensorielles peuvent également être
appliquées. Conjointement avec des informations sur la matière première et ses étapes de traitement, ainsi
que sur l’échantillonnage et le transport vers le PMR, il convient que l’ensemble des méthodes soit suffisant
pour établir l’identité du matériau. S’il existe des critères d’identification publiés détaillés (par exemple, les
critères d’identification de la pharmacopée), le choix des méthodes peut être limité à ceux listés.
NOTE La nature et le nombre des méthodes exigées pour établir l’identité varient en fonction du nombre de
produits potentiellement similaires (par exemple, plus de substances organiques qu’inorganiques) et des informations
sur l’origine et les étapes de traitement.
EXEMPLE 1 En cas d’utilisation d’une souche standard d’une bactérie provenant d’un centre de conservation
de cultures reconnu, des caractéristiques macroscopiques (caractéristiques sur des milieux typiques),
des caractéristiques microscopiques (par exemple, caractéristiques de la coloration de Gram, identification des
cocci ou bacilles), des caractéristiques phénotypiques (caractéristiques dans les réactions biochimiques) et d’autres
caractéristiques, le cas échéant (par exemple, essai de coagulase sur plasma, essai d’enzyme antioxydante, essai de
sérologie), peuvent être nécessaires dans la documentation.
EXEMPLE 2 Une graine d’une plante obtenue d’un institut présentant uniquement des caractéristiques
morphologiques n’étayera peut-être pas le taxon de cette plante, elle peut exiger des preuves ou une documentation
supplémentaires.
5.1.4.2 Tous les modes opératoires d’essai et de mesurage utilisés doivent être correctement validés et les
résultats doivent satisfaire aux exigences de traçabilité. Lorsqu’ils sont disponibles, il convient d’examiner
les matériaux de contrôle appropriés parallèlement au MR pendant la caractérisation.
5.1.4.3 Il convient de comparer les résultats de chacun des essais et mesurages effectués avec les critères
pour la substance proposée. Il convient de suivre les modes opératoires publiés pour les comparaisons,
lorsqu’ils sont disponibles. En l’absence de tels modes opératoires prescrits, il convient que les résultats
de mesurage ne diffèrent pas de l’une des valeurs spécifiées en tenant compte de l’incertitude de mesure
combinée et de la valeur spécifiée. Si les résultats concordent avec les critères publiés, l’identité est établie
avec une incertitude négligeable.
NOTE Un jugement indiquant si les informations de mesurage et de provenance cumulées sont suffisantes pour
établir l’identité est quelque peu subjectif. Une revue par des pairs peut aider à accroître la confiance dans l’attribution.
5.1.4.4 Le cas échéant, il convient d’effectuer une évaluation adéquate ou une déclaration de pureté du MR.
NOTE Lorsqu’une combinaison de déterminations qualitatives et quantitatives est utilisée pour la caractérisation,
il peut être utile d’utiliser des mesures de similarité pour étayer la caractérisation. L’ISO/TR 79 donne un exemple de
mesures de similarité.
5.2 Application de la traçabilité métrologique aux déterminations qualitatives
5.2.1 Généralités
La traçabilité métrologique est définie dans le Guide ISO/IEC 99 comme la «propriété d’un résultat de mesure
selon laquelle ce résultat peut être relié à une référence par l’intermédiaire d’une chaîne ininterrompue et
documentée d’étalonnages dont chacun contribue à l’incertitude de mesure». Cette approche permettant
d’obtenir des résultats comparables est applicable aux mesurages quantitatifs, y compris lorsque les
résultats de mesurage quantitatif sont utilisés pour déterminer les caractéristiques qualitatives des
matériaux. Elle ne peut pas être appliquée directement aux valeurs de propriétés qualitatives conformément
à la terminologie de le Guide ISO/IEC 99, car il ne s’agit pas de valeurs mesurées basées sur l’étalonnage.
Néanmoins, la nécessité de disposer de données de mesurage cohérentes demeure et les recommandations
de 5.2.2 à 5.2.4 décrivent plusieurs manières d’y parvenir. Premièrement, de nombreuses attributions
de valeurs de propriétés qualitatives dépendent du mesurage d’une ou plusieurs valeurs quantitatives
pour lesquelles la traçabilité métrologique peut être indiquée de la manière habituelle. Deuxièmement, la
traçabilité des valeurs de propriétés qualitatives peut être établie par comparaison avec une référence. Pour
les propriétés qualitatives, la référence à laquelle la traçabilité est revendiquée ne sera pas une unité du
Système international d’unités (SI), mais une référence reconnue par la communauté scientifique concernée,
y compris les utilisateurs du MR. Il peut s’agir d’un artéfact tel qu’un MRC ou elle peut prendre la forme de
données faisant autorité telles que, par exemple, des photographies publiées et les descriptions associées.
Enfin, les propriétés qualitatives peuvent être attribuées par la provenance du matériau. Par exemple, si
un MR est déclaré comme étant caractéristique d’une plante spécifique, il convient que sa provenance soit
suffisante pour confirmer son origine. La documentation de la provenance de cette manière est parfois
appelée traçage, mais elle remplit les mêmes objectifs pour les valeurs qualitatives que la traçabilité
métrologique pour les valeurs quantitatives. Ces trois approches seront détaillées en 5.2.2.
5.2.2 Traçabilité métrologique
5.2.2.1 La traçabilité métrologique s’applique à la détermination des propriétés quantitatives, y compris
les conditions d’essai donnant un résultat qualitatif. De nombreuses attributions de valeurs qualitatives
incluent le mesurage d’une ou plusieurs caractéristiques quantitatives, telles que le point de fusion ou le pH.
D’autres peuvent inclure l’application de modes opératoires d’essai qui incluent des conditions quantitatives,
telles que les temps, températures et concentrations. La nécessité d’établir la traçabilité métrologique pour
ces paramètres est discutée en 5.2.2.2 et 5.2.2.3.
5.2.2.2 Lorsqu’une attribution de valeur qualitative dépend de mesurages ou d’essais incluant des
conditions quantitatives, il convient que les mesurages et/ou essais satisfassent aux exigences de traçabilité
métrologique de l’ISO/IEC 17025.
EXEMPLE 1 Dans une attribution de structure à l’aide de méthodes spectroscopiques, la longueur d’onde ou l’échelle
de fréquence décrivant l’emplacement des signaux est vérifiée ou étalonnée.
EXEMPLE 2 Lors d’un essai analytique qualitatif qui exige l’application d’un réactif à une concentration donnée, le
réactif est préparé à l’aide d’un équipement correctement étalonné pour fournir une concentration fiable.
5.2.2.3 Lorsqu’une attribution de valeur qualitative dépend de mesurages ou d’essais incluant des
conditions quantitatives, il convient d’inclure dans le certificat de MR une déclaration de traçabilité
métrologique relative aux mesurages et/ou essais pertinents.
NOTE L’ISO/TR 16476 et la Référence [23] fournissent de plus amples informations sur l’expression de la
traçabilité métrologique.
5.2.3 Données de référence et matériaux de référence pour les déterminations qualitatives
5.2.3.1 L’attribution de valeurs pour les propriétés qualitatives peut dépendre d’une comparaison avec
des données de référence ou avec un autre MR pour lequel une valeur est déjà attribuée pour la propriété
qualitative concernée. Un MR approprié pour l’attribution de valeurs peut être, par exemple, un échantillon
dont l’identité a été établie de manière fiable ou un exemple de la classe d’intérêt caractérisé de manière
indépendante.
EXEMPLE Un matériau à base de plantes est identifié à partir d’une comparaison microscopique avec un
échantillon de référence conservé par une biobanque ou une archive nationale.
5.2.3.2 Lorsque l’attribution de valeur d’une propriété qualitative dépend de manière critique de la
comparaison avec des données de référence particulières ou un MR particulier, il convient d’indiquer la
référence dans la documentation accompagnant le MR en cours de production.
NOTE L’attribution de valeur dépend de manière critique d’une comparaison particulière lorsque la comparaison
particulière est essentielle à l’attribution de la valeur qualitative.
5.2.4 Valeur qualitative attribuée sur la base de la provenance
5.2.4.1 L’attribution de valeur basée sur la provenance (connaissance de l’origine du MR) est décrite
en 5.1.2. Dans le cas d’une attribution de valeur basée sur la provenance:
— il convient que le PMR tienne à jour une documentation complète de la provenance du matériau, incluant
la source du matériau, les changements de propriété et les modes opératoires permettant d’éviter la
contamination ou le remplacement du matériau par tout autre matériau;
— il convient que la base de l’attribution, incluant la source du matériau, soit disponible dans la
documentation du MR.
5.2.4.2 Lorsque l’attribution est basée sur la provenance étayée par des mesurages ou des essais de
confirmation, les dispositions de 5.2.2 et 5.2.3 s’appliquent aux mesurages ou essais de confirmation.
5.3 Incertitude de mesurage et confiance dans les valeurs qualitatives
5.3.1 Considérations générales
5.3.1.1 Chaque attribution de valeur à une propriété est entourée d’une incertitude. Les techniques
d’évaluation de l’incertitude décrites dans le Guide ISO/IEC 98-3 ne sont pas applicables à l’évaluation des
incertitudes associées aux attributions de valeurs aux propriétés qualitatives. Néanmoins, il est important
de fournir aux utilisateurs de ces MR des recommandations relatives à la fiabilité de la valeur attribuée.
De nombreuses attributions de propriétés qualitatives (nominales) dépendent du mesurage d’une ou de
plusieurs valeurs quantitatives pour lesquelles des estimations de l’incertitude habituelle de mesurage sont
disponibles. Il existe également un large éventail d’autres informations qui peuvent permettre à l’utilisateur
d’évaluer la confiance dans la valeur attribuée. Il est important de documenter toutes ces informations.
5.3.1.2 Bien que l’incertitude de mesurage soit bien définie (voir le Guide ISO/IEC 98-3) et qu’elle s’applique
sans ambiguïté aux valeurs des grandeurs, la signification de l’«incertitude» telle qu’elle s’applique aux
valeurs sur les échelles ordinales ou aux valeurs nominales n’est pas bien établie. Il existe également peu
ou pas de recommandations harmonisées pour la communication du degré d’incertitude, ou du degré de
confiance, que l’utilisateur peut avoir dans la valeur attribuée d’une propriété qualitative. En attendant un
cadre harmonisé, les principes adoptés dans le présent document sont les suivants:
— le terme «confiance» fait référence au degré de conviction vis-à-vis de la valeur attribuée à une propriété
qualitative. Une telle confiance peut être exprimée qualitativement, à l’aide d’une échelle ordinale (par
exemple «confiance maximale», «confiance élevée», «confiance modérée», etc.) ou quantitativement (par
exemple, en tant que rapport de vraisemblance ou distribution de probabilité sur l’ensemble des valeurs
possibles de la propriété qualitative);
— il convient que les utilisateurs de MR ayant des valeurs qualitatives aient une confiance suffisante dans
les valeurs fournies pour l’usage prévu du matériau. En particulier, lorsque des valeurs qualitatives
attribuées sont certifiées, il convient que le PMR indique clairement la justification de sa confiance dans
la valeur;
— il convient que toutes les attributions de valeur aux propriétés qualitatives soient qualifiées avec une
déclaration de confiance, même si cette déclaration est elle-même qualitative et exprime une opinion
subjective d’expert. Les déclarations quantitatives de confiance dans les valeurs qualitatives attribuées
ne sont pas exigées, mais sont autorisées lorsqu’elles ne donnent pas une impression trompeuse de la
fiabilité de la valeur.
NOTE L’Annexe B donne de plus amples informations sur l’expression de la confiance pour les valeurs qualitatives.
5.3.2 Incertitude de mesurage
5.3.2.1 L’incertitude de mesurage telle que décrite dans le Guide ISO/IEC 98-3 a un impact sur les
mesurages qualitatifs de deux manières:
— la maîtrise des incertitudes dans les conditions d’essai, telles que les temps, températures ou longueurs,
est importante pour l’attribution d’une valeur qualitative fiable lorsqu’elle implique des mesurages de
grandeurs ou la maîtrise des conditions d’essai (quantitatives);
— l’incertitude de mesurage liée aux mesurages intermédiaires peut contribuer à l’estimation des taux de
fausses réponses; par exemple, lorsque la classification dépend de résultats de mesurage dépassant un seuil.
5.3.2.2 Lorsqu’une attribution de valeur qualitative dépend de mesurages ou d’essais incluant des
conditions quantitatives, il convient que le PMR s’assure que les incertitudes de mesurage sont suffisamment
faibles pour qu’elles n’aient pas d’impact significatif sur la confiance dans la valeur qualitative attribuée. Il
convient que cela inclue un ou plusieurs des éléments suivants:
— la maîtrise des conditions affectant le résultat d’essai dans des tolérances bien établies et documentées;
— la démonstration du fait que l’incertitude est suffisamment faible pour n’avoir aucune influence
significative sur l’issue de l’essai.
NOTE Étant donné que de faibles taux de fausses réponses sont difficiles à déterminer, il est rarement pratique de
faire plus que de montrer qu’un changement substantiel d’une condition (par exemple, plus de trois fois l’incertitude) a
un effet limité ou non détectable sur le taux de fausses réponses.
5.3.2.3 Lorsque l’attribution d’une valeur qualitative dépend de la comparaison d’une valeur mesurée avec
une ou plusieurs limites, le PMR peut utiliser l’incertitude de mesurage, ainsi que des hypothèses adéquates
sur la distribution des résultats, pour estimer la probabilité de fausse classification.
5.3.2.4 Les PMR ne sont pas tenus de consigner les informations relatives à l’incertitude de mesurage pour
les résultats de mesurage intermédiaires sur un document relatif au MR qui ne concerne que l’attribution de
valeurs qualitatives.
5.3.2.5 L’expression quantitative de l’incertitude peut être une distribution de probabilité pour la
propriété d’intérêt, ou elle peut être une caractérisation résumée de la dispersion de cette distribution.
L’incertitude peut également être exprimée à l’aide de mesures de confia
...
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