ISO/TR 79:2015
(Main)Reference materials - Examples of reference materials for qualitative properties
Reference materials - Examples of reference materials for qualitative properties
ISO/TR 79:2015 summarizes the state of the art of the production and certification or characterization of qualitative property reference materials (RMs). The need for guidance documents for the production of RMs certified for qualitative properties was recognized by many experts. At the same time, the available information was found to be too immature to develop an internationally accepted guidance document. Additionally, the lack of an international vocabulary for terms and definitions for qualitative properties made it more difficult for the experts from various testing areas to communicate with each other. ISO/TR 79 summarizes the available expertise. It aims to contribute to the on-going discussion on nominal properties and the production of such RMs. The investigation of nominal properties is referred to differently in various specialized areas (examination, classification, identification, testing, observation, etc.). ISO/TR 79 tries to foster the future development of an internationally harmonized guidance document.
Matériaux de référence - Exemples de matériaux de référence pour les propriétés qualitatives
General Information
Buy Standard
Standards Content (Sample)
ТЕХНИЧЕСКИЙ
ISO/TR
ОТЧЁТ
79
Первое издание
2015-04-15
Стандартные образцы. Примеры
стандартных образцов качественных
свойств
Reference materials — Examples of reference materials for qualitative
properties
Ответственность за подготовку русской версии несёт GOST R
(Российская Федерация) в соответствии со статьёй 18.1 Устава ISO
Ссылочный номер
ISO/TR 79:2015(R)
©
ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 79:2015(R)
ДОКУМЕНТ ЗАЩИЩЕН АВТОРСКИМ ПРАВОМ
© ISO 2015
Все права сохраняются. Если не указано иное, никакую часть настоящей публикации нельзя копировать или использовать в
какой-либо форме или каким-либо электронным или механическим способом, включая фотокопии и микрофильмы, без
предварительного письменного согласия ISO по соответствующему адресу, указанному ниже, или комитета-члена ISO в стране
заявителя.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Опубликовано в Швейцарии
ii © ISO 2015 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/TR 79:2015(R)
Содержание Страница
Предисловие . v
Введение . vi
1 Область применения . 1
2 Стандартные образцы, сертифицированные на последовательность ДНК . 1
2.1 Общие сведения . 1
2.2 Некоторые примеры сертифицированных стандартных образцов . 1
2.3 Подходы, применяемые к сертификации . 2
2.3.1 Обработка материалов . 2
2.3.2 Оценка чистоты . 3
2.3.3 ССО геномной ДНК . 4
2.3.4 Характеризация (ведущая к сертифицированному значению) . 4
2.3.5 Дополнительная характеризация (ведущая к несертифицированному
значению) . 5
2.3.6 Исследование пригодности . 5
2.3.7 Исследование однородности . 5
2.3.8 Минимальный размер пробы . 6
2.3.9 Кратковременная и долговременная стабильность . 6
2.3.10 Вероятность идентификации . 6
2.3.11 Документальная и метрологическая прослеживаемость . 7
3 Органические стандартные образы для качественного анализа . 7
3.1 Общие сведения . 7
3.2 Проверка идентификации маркера стероидного злоупотребления . 8
3.3 Дополнительное значение знания процедуры синтеза . 10
4 Биообразцы человеческого происхождения, сертифицированные на качественные
свойства . 11
4.1 Общие сведения . 11
4.2 Отобранные человеческие биообразцы – примеры стандартных образцов . 11
4.3 Подходы, применяемые к сертификации . 12
4.3.1 Общие сведения. 12
4.3.2 Обработка материалов . 12
4.3.3 Оценка чистоты . 13
4.3.4 Характеризация . 13
4.3.5 Исследования пригодности . 17
4.3.6 Исследование однородности . 17
4.3.7 Исследование стабильности . 18
4.4 Выводы по биообразцам как стандартным образцам, сертифицированным на
качественные свойства . 18
4.4.1 Общие сведения. 18
4.4.2 Документальная и метрологическая прослеживаемость . 19
5 Стандартный образец для идентификации семени плевела . 19
5.1 Общие сведения . 19
5.2 Приготовление стандартных образцов . 19
5.3 Назначение . 20
5.4 Характеризация . 20
5.4.1 Характеризуемые качественные свойства . 20
5.4.2 Основной принцип характеризации . 20
5.4.3 Характеризация стандартного образца для идентификации семян плевела . 26
5.5 Исследования однородности и стабильности . 30
5.6 Неопределенность . 30
5.7 Выражение качественного свойства стандартного образца . 30
5.8 Прослеживаемость . 30
6 Цвет пресноводного выращенного жемчуга . 31
6.1 Общие сведения . 31
© ISO 2015 – Все права сохраняются iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TR 79:2015(R)
6.2 Исследование однородности . 31
7 Стандартные образцы Европейской фармакопеи для качественного анализа . 34
7.1 Общие сведения . 34
7.2 Примеры . 34
7.2.1 Стандартные образцы Европейской фармакопеи для подтверждения
идентичности вещества для фармакологического применения методом
инфракрасной спектрофотометрии . 34
7.2.2 Стандартные образцы Европейской фармакопеи для идентификации методом
спектрометрии ядерного магнитного резонанса . 35
7.2.3 Стандартные образцы Европейской фармакопеи для идентификации примесей
методом жидкостной хроматографии . 36
7.2.4 Разработка и производство стандартных образцов Европейской фармакопеи
для качественного использования . 37
Библиография . 38
iv © ISO 2015 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/TR 79:2015(R)
Предисловие
ISO (Международная организация по стандартизации) является всемирной федерацией национальных
учреждений по стандартизации (комитетов-членов ISO). Разработка Международных стандартов
обычно проводится техническими комитетами ISO. Каждый член ISO, имеющий интерес к
тематической области, для которой установлен технический комитет, имеет право быть
представленным в этом комитете. Сотрудничающие с ISO международные организации, как
правительственные, так и неправительственные, также принимают участие в работе ISO. ISO тесно
сотрудничает с Международной электротехнической комиссией (IEC) по всем вопросам
стандартизации в области электротехники.
Процедуры, используемые для разработки и дальнейшего поддержания настоящего документа,
установлены в Директивах ISO/IEC, Часть 1. В частности, следует отметить различные критерии
утверждения различных типов документов ISO. Этот документ был разработан в соответствии с
редакционными правилами Директив ISO/IEC, Часть 2. (см. www.iso.org/directives).
Следует обратить внимание на то, что некоторые элементы настоящего документа могут быть
предметом патентных прав. ISO не несёт ответственности за обнаружение каких-либо или всех таких
патентных прав. Сведения о каких-либо патентных правах, обнаруженных во время разработки
документа, будут указаны во Введении и/или в Перечне ISO полученных патентных деклараций
(см. www.iso.org/patents).
Любое торговое название, использованное в этом документе, является информацией, представленной
для удобства потребителей, и не означает одобрение.
Для разъяснения значения специальных терминов и выражений ISO, относящихся к оценке
соответствия, а также для информации о соблюдении ISO принципов ВТО в отношении к Техническим
барьерам в торговле (ТБТ) см. следующий URL: Foreword – Supplementary information.
Комитетом, ответственным за этот документ, является ISO/REMCO, Комитет по стандартным
образцам.
© ISO 2015 – Все права сохраняются v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/TR 79:2015(R)
Введение
В 2007 г. ISO/REMCO создал Специальную группу (AHG) для исследования необходимости
руководства по созданию Стандартного образца (RM = СО), сертифицированного на качественное
свойство. AGH 01 провела анализ неиспользованных резервов, обратившись к 12 организациям и
предприятиям, использующим качественные стандартные образцы и рассмотрела 13 документов,
относящихся к качественным СО. По результатам этого анализа ISO/REMCO решил в 2008 г. создать
рабочую группу (WG = РГ) и поручить ей разработку документа ISO.
В связи с ограниченным объёмом информации, представленной РГ 13 в последующие годы,
разработка руководства, гармонизированного на международном уровне, оказалась невозможной.
Вместо этого, было принято решение начать разработку Технического отчёта ISO (TR = ТО),
обобщающего состояние работ по производству качественных СО. В настоящем ТО приведены
примеры СО, которые либо сертифицированы на качественное свойство, либо могут рассматриваться
как СО предприятий, охарактеризованные на качественное свойство. Поэтому многие из
[1]
перечисленных здесь примеров СО основаны на принципах, установленных в Руководстве ISO 35 и в
[2]
Руководстве ISO 80 . Эти примеры представляют опыт, накопленный различными организациями и
предприятиями и их интерпретацию качественных свойств, но не отражают процесс достижения
общего мнения в этой области.
В настоящем отчёте представлены шесть следующих образцов:
a) сертификация СО на их последовательности ДНК изготовителем стандартных образцов (RMP),
[3]
аккредитованным на соответствие Руководству ISO 34 (Раздел 2);
b) характеризация лабораторией органических химикатов в качестве СО для целей идентификации
в рамках предприятия (Раздел 3);
[4]
c) идентификация СО биопробы банком тканей, аккредитованным на соответствие ISO/IEC 17020
(Раздел 4);
d) разработка стандартного образца для идентификации семян плевела (Раздел 5);
e) классификация и исследование однородности между пробами пресноводного искусственно
выращенного жемчуга (Раздел 6);
f) Стандартные образцы Европейской фармакопеи для качественного анализа (Раздел 7).
Недостаточность международной стандартизации в области качественных свойств была признана
несколькими группами. В их число входит РГ 2 Объединённого комитета по руководствам в метрологии
[5]
(JCGM), официально ответственная за Международный словарь по метрологии (VIM) , занимающаяся
актуализацией и расширением VIM для включения в него также качественных свойств. Поскольку, эти
обсуждения продолжаются, терминология, используемая в различных примерах, представленных в
этом ТО, может быть разной, например, некоторые группы называют качественные свойства
номинальными свойствами. Аналогично, на международном уровне ещё не достигнуто соглашение в
тех случаях, когда термин «измерение» ограничен количественными свойствами, но может также
использоваться для качественных свойств. Для удобства чтения этого ТО, термину качественное
свойство отдаётся предпочтение, и термин измерение ограничен использованием вместе с
количественными свойствами в соответствии с рекомендациями, высказанными большинством
делегатов во время ежегодного 37-го заседания ISO/REMCO в 2014 г.
В связи с отсутствием общего руководства в области производства СО качественных свойств, подходы
и понимание терминов, определения которым даны для количественных свойств (например,
однородность и прослеживаемость) по-разному интерпретируются и применяются для качественных
свойств различными организациями и предприятиями, представившими свои примеры в эту подборку
примеров. Также по-разному интерпретируется граница между количественными и качественными
свойствами. Порядковые свойства воспринимаются некоторыми группами как ограниченные
количественными свойствами, в то время как другие группы предлагают разграничить количественный
и качественный порядок.
vi © ISO 2015 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TR 79:2015(R)
Поскольку ключевой целью настоящего ТО является развитие проходящего по этому вопросу
обсуждения, эти расхождения были намеренно сохранены.
В ходе подготовки ISO/TR 79, РГ 13 ISO/REMCO определила ряд вопросов для обсуждения, на
которые пока невозможно дать согласованные ответы, но которые считаются решающими, если будут
проводиться дальнейшие работы по переводу этого ТО в Руководство.
— Обсуждалось выражение доверия к идентификации, и в большинстве случаев не проводилась
оценка неопределённости, хотя эксперты соглашаются, что вероятность неправильной
идентификации также формирует часть результата. Идентификация объекта не имеет
неопределённости; однако оценка идентификации объекта связана с возможностью
неправильной классификации. Способы оценки неопределённости результатов качественного
[6]
анализа предлагались преимущественно в области последовательности ДНК . В то же время в
некоторых областях требуется оценка неопределённости, равной нулю, например, при
[7]
классификации группы крови.
— Прямая/обратная последовательность ДНК рассматривается многими экспертами как
ортогональный метод, свободный от параметров, влияющих на результат. В то же время
задаётся вопрос, о том, что делает последовательность ДНК специфичной.
— Неоднородность материалов, используемых в качестве СО для идентификации качественного
свойства, необязательно неблагоприятно влияет на его назначение. Необходимы методы
определения степени, до которой, например, может быть принята неоднородность.
— Рабочая группа в AOAC International разработала гармонизированное на международном уровне
[7]
руководство по валидации качественных двоичных химических методов В Руководстве по
валидации качественных двоичных химических методов рассмотрен вопрос с позиции метода.
Вопрос о необходимости сертификации СО, используемого при проведении испытания/без
испытания, на количественное или качественное свойство в этой рабочей группе до настоящего
времени не обсуждался.
© ISO 2015 – Все права сохраняются vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЁТ ISO/TR 79:2015(R)
Стандартные образцы. Примеры стандартных образцов
качественных свойств
1 Область применения
Настоящий Технический отчет обобщает современное состояние производства и сертификации или
характеризации стандартных образцов (СО) качественных свойств.
Потребность в руководстве по производству СО, сертифицированных на качественные свойства, была
признана многими экспертами. В то же время, имеющаяся информация была признана недостаточной
для создания руководства, принятого на международном уровне. Кроме того, отсутствие
международного словаря в части терминов и определений для качественных свойств затрудняло
взаимодействие специалистов из различных областей испытания друг с другом.
ISO/TR 79 обобщает накопленный опыт. Его цель состоит в том, чтобы способствовать проходящему в
настоящее время обсуждению номинальных свойств и производству подобных СО. Исследование
номинальных свойств варьируются в различных специализированных областях (исследование,
классификация, идентификация, испытание, наблюдение, и т.д.). ISO/TR 79 — это попытка
способствовать будущей разработке международного согласованного руководства.
2 Стандартные образцы, сертифицированные на последовательность ДНК
2.1 Общие сведения
Нижеследующее — это компиляция подходов к сертификации, применительно к трем стандартным
образцам, которые были сертифицированы на последовательность ДНК, Объединенным
исследовательским центром Европейской комиссии, Институтом стандартных образцов (IRMM, Гиль,
Бельгия).
2.2 Некоторые примеры сертифицированных стандартных образцов
[9]
СRM ERM-AD427 состоит из плазмидной ДНК, сертифицированной на содержание некоторых
фрагментов ДНК. Он применяется для определения количества Генетически модифицированных
организмов (ГМО) и калибровки в целях реализации определенного количественного метода
Полимеразной цепной реакции (ПЦР). Сертифицированный стандартный образец (ССО) содержит
плазмиду, несущую два определенных фрагмента 2’- дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
Калибрант плазмиды сертифицирован путем определения последовательности ДНК на содержание
двух специфичных ДНК-мишеней на плазмиду. Числовое соотношение между двумя мишенями равно
1, что позволяет использование СО в качестве калибранта для относительных измерений ПЦР в
режиме реального времени. Идентичность последовательности ДНК подтверждается цикличным
секвенированием красящего терминатора с вероятностью ничтожно малой погрешности для
идентификации последовательности.
[10]
состоит из геномной ДНК, полученной от микроорганизма и сертифицированной на
CRM IRMM-448
идентичность его ДНК (с исследуемой областью ПЦР путем определения последовательности ДНК).
IRMM-448 используется в качестве позитивного контроля в определенном качественном методе ПЦР
для тестирования продуктов питания. ССО (CRM) состоит из очищенной сублимированной геномной
ДНК (гДНК) Кампилобактера еюни (NCTC11351). Идентичность gДНК была подтверждена анализом
последовательности ДНК гена ceuE, в поддержку гармонизации и валидации методов ПЦР путем их
использования в качестве таксономического контроля в реакциях ПЦР. Приведено ориентировочное
значение массы сублимированной геномной gДНК.
© ISO 2015 – Все права сохраняются 1
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/TR 79:2015(R)
[11]
CRM IRMM/IFCC-490 состоит из плазмиды ДНК, сертифицированной на последовательность его
ДНК (целая последовательность). IRMM/IFCC-490 предназначен для использования в качестве
позитивного контроля в количественном методе ПЦР в области генетического тестирования. ССО
состоит из очищенной плазмиды ДНК (пДНК) pUC18, содержащей специфический фрагмент
последовательности человеческого гена Фактора II (протромбин). ССО применяется для поддержки
валидации и гармонизации методов, основанных на ПЦР, для выявления мутации в человеческом гене
протромбин. В любом случае ПЦР-амплификация следует либо за рестриктивным ферментом
пищеварения, либо за протоколами гибридизации, анализом одноцепочечного конформационного
полиморфизма, анализом кривой плавления, анализом или определением последовательности
денатурирующего градиентного геля.
2.3 Подходы, применяемые к сертификации
2.3.1 Обработка материалов
[3]
2.3.1.1 Обработка может осуществляться в соответствии с требованиями Руководства ISO 34 .
Доскональное знание и понимание отдельных этапов обработки имеют исключительно важное
значение для создания качественных СО, так как знания об использованном исходном материале —
это единственный способ обеспечить идентичность. Также важны средства контроля процесса
обработки.
Примером может служить использование полученной геномной ДНК для приготовления СО. Геномную
ДНК от необходимого штамма микроорганизма можно получить от центров собрания культур вместе с
сертификатом анализа, подтверждающим идентичность материала. Выдача сертификата на геномную
ДНК отдельного штамма микроорганизма обычно основывается на биохимической, морфологической и
микробиологической информации. Аналогичным образом данный подход контролируемого
происхождения может применяться для фрагментов ДНК, выбранных для клонирования.
2.3.1.2 Проверка желаемой последовательности фрагментов ДНК включает следующие техники:
a) очищение фрагмента ДНК перед лигированием продукта амплификации, например, с набором
очищения фрагмента ПЦР.
b) контроль правильной длины ампликонов ДНК методом электрофореза в агарозном геле путем
сравнения с лэддером молекулярной массы ДНК.
c) исследование температуры плавления продуктов кПЦР, полученных с помощью праймеров и
зондов для дальнейшего подтверждения идентичности последовательности ДНК.
d) оценка идентичности последовательности ДНК путем анализа последовательности ДНК
фрагмента, вставленного в вектор.
2.3.1.3 Условия клонирования должны быть выбраны таким образом, чтобы клонирование других
фрагментов, отличных от желаемого, было запрещено. Необходимо учитывать следующее:
a) синтетические векторы, используемые для клонирования, должны быть многокопийными
векторами от той же самой группы несовместимости. Таким образом, трансформируемые
бактериальные клоны могут только переносить одну отдельную плазмиду, а не смесь различных
плазмид.
b) при повторном выращивании необходимо удостовериться, что культивируется только одна
колония.
2.3.1.4 Результат клонирования можно проверить следующими методами:
a) рестрикционный анализ эндонуклеаза для контроля правильного клонирования и проверки
ориентации вставки ДНК.
b) испытание полученной плазмиды с использованием качественной ПЦР на присутствие вставки.
2 © ISO 2015 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/TR 79:2015(R)
c) оценка идентичности последовательности ДНК путем анализа последовательности ДНК других
целых последовательностей ДНК или интересующего фрагмента ДНК.
2.3.1.5 В случае, если в плазмиду вставляются различные фрагменты ДНК в желаемом
соотношении, необходимо использовать следующие методы для проверки соотношения:
а) цифровые эксперименты ПЦР могут подтверждать ожидаемое соотношение между двумя
последовательностями мишеней.
b) можно применять метод ПЦР в режиме реального времени, помечающий один фрагмент и
использующий второй фрагмент в качестве нормализатора при условии, что эффективности
амплификации эквивалентны.
2.3.1.6 Идентичность последовательности ДНК нуждается в подтверждении. Данное подтверждение
может касаться как целой последовательности ДНК (например, как в случае с плазмидой), так и одной
или нескольких частей ДНК (например, область ПЦР-мишени в геномной ДНК от микроорганизмов,
используемых для идентификации штамма или различных фрагментов ДНК, вставленных в плазмиду в
нужном соотношении).
Часть подтверждения идентичности проводится в процессе обработки (2.3.1 Обработка материалов).
В зависимости от этапов обработки, необходимо рассматривать возможность повторного применения
метода подтверждения (например, определение последовательности ДНК на различных критических
этапах обработки и, по возможности, в заключительной подготовке).
Чтобы убедится, что данные последовательности ДНК имеют низкую вероятность неправильного
прочтения, необходимо применять прямое и обратное определение последовательности (определение
последовательности по Сангеру). Вероятность неправильного прочтения может быть оценена в
соответствии с Ссылочным документом [6].
2.3.1.7 В любом случае, в отношении поиска гомологии найденной последовательности ДНК
необходимо принимать во внимание следующее:
а) если опубликованные данные последовательности ДНК оцениваются как достоверные,
необходимо применять метод поиска гомологии найденной последовательности ДНК (как для
целой последовательности ДНК, так и соответствующего фрагмента ДНК).
b) сравнение найденной последовательности ДНК, например, с данными, представленными
центром коллекции культур.
2.3.2 Оценка чистоты
2.3.2.1 Первый этап
На первом этапе исследования чистоты ДНК составляется список загрязнений ДНК. Оценивается их
влияние на дальнейшее использование ССО и разрабатываются методы проверки влияния
загрязнений ДНК:
2.3.2.2 ССО, основанные на плазмиде
2.3.2.2.1 Оставшиеся следы геномной ДНК от бактериальной клетки хозяина или следы молекул РНК:
необходимо проверить, будут ли подобные следы влиять на идентичность плазмиды или ее
пригодность для измерений ПЦР в режиме реального времени, например, если задается высокая
гомология. Если идентичность последовательности геномной ДНК бактерий и интересующих
фрагментов ДНК низкая, разумно предположить, что они не будут оказывать влияния. Однако, в связи
с тем, что оставшиеся следы могут вызывать смещение в количественном анализе ДНК, основанном
на УФ-поглощении раствора плазмиды, пользователь должен знать, что это может привести к
ошибочной оценке абсолютного числа копий плазмиды.
© ISO 2015 – Все права сохраняются 3
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/TR 79:2015(R)
2.3.2.2.2 Наличие других плазмид, отличных от плазмид, содержащих исследуемый (ые)
фрагмент(ы) ДНК:
а) для предотвращения присутствия других плазмид, вместо той, которая содержит
исследуемый(ые) фрагмент(ы) ДНК, синтетические векторы, применяемые для клонирования
должны быть многокопийными векторами от одной и той же группы несовместимости. В
результате, трансформируемые бактериальные клоны смогут нести только одну отдельную
плазмиду. Из этого можно сделать вывод, что каждая отдельная бактерия, выделенная из одной
колонии, содержит только один тип плазмиды.
b) присутствие других плазмид в избыточном количестве можно выявить при помощи энзимного
ограничения при условии полного расщепления. Однако, следует иметь в виду, что очень трудно
доказать, что все плазмиды были на самом деле полностью расщеплены, так как следы
нерасщепленных плазмид будут не видны после электрофореза в геле и окрашивания
бромистым этидием.
с) в качестве дополнительного доказательства чистоты, последовательность плазмидной ДНК
может быть определена полностью для того, что бы убедиться, что желаемая
последовательность правильно клонирована. Для подтверждения чистоты, результаты не
должны обнаруживать присутствие смешанных популяций плазмид. Необходимо с особой
тщательностью выбирать технику определения последовательности в зависимости от
поставленных вопросов. Сегодня можно применять анализ определения Последовательности
нового поколения (NGS), при условии, что настройки заданы таким образом, что мешающие
примеси выявляются.
d) Для дальнейшего исследования чистоты можно использовать метод ПЦР по конечной точке
перед электрофорезом в агарозном геле. Качественная ПЦР должна быть отмечена в
последовательность(и) ДНК, которая(ые) рассматриваются как проблема для дальнейшего
использования ССО и/или в последовательности ДНК, которая предполагается как загрязнитель.
Однако, возможности данного метода по определению чистоты материала ограничены и часто
только чистота в 90% может быть доказана. Аналогично можно использовать цифровой метод
ПЦР в конечной точке для проверки загрязнения.
2.3.3 ССО геномной ДНК
Чистота gДНК одноклеточных культур:
а) для того, чтобы убедиться в требуемой чистоте gДНК, необходимо, насколько это возможно,
проверить и документировать происхождение материала. Геномная ДНК от желаемого штамма
микроорганизма должна быть получена от центров коллекции культур с сертификатом анализа,
подтверждающим идентичность материала. Выдача сертификата на геномную ДНК конкретных
штаммов микроо
...
TECHNICAL ISO/TR
REPORT 79
First edition
2015-04-15
Reference materials - Examples of
reference materials for qualitative
properties
Matériaux de référence - Exemples de matériaux de référence pour les
propriétés qualitatives
Reference number
ISO/TR 79:2015(E)
©
ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 79:2015(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2015
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/TR 79:2015(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Reference materials certified for their DNA sequence . 1
2.1 General . 1
2.2 Selected examples of certified reference materials . 1
2.3 Certification approaches applied . 2
2.3.1 Processing of the materials . 2
2.3.2 Purity assessment . 3
2.3.3 Genomic DNA CRMs . 4
2.3.4 Characterization (leading to certified values) . 4
2.3.5 Additional characterization (leading to non-certified values) . 4
2.3.6 Suitability study . 4
2.3.7 Homogeneity study . 5
2.3.8 Minimum sample intake . 5
2.3.9 Short-term and long-term stability. 5
2.3.10 Identification probability . 6
2.3.11 Documentary and metrological traceability . 6
3 Organic reference materials for qualitative analysis . 6
3.1 General . 6
3.2 Verification of the identification of a marker for steroid abuse . 7
3.3 The added value of knowing the synthetic procedure. 9
4 Biospecimens of human origin, certified for qualitative properties .10
4.1 General .10
4.2 Selected human biospecimen examples of reference materials .10
4.3 Certification approaches applied .11
4.3.1 General.11
4.3.2 Processing of the materials .11
4.3.3 Purity assessment .11
4.3.4 Characterization .12
4.3.5 Suitability study .15
4.3.6 Homogeneity study .16
4.3.7 Stability study .16
4.4 Conclusion on biospecimens as reference material certified for qualitative properties .16
4.4.1 General.16
4.4.2 Documentary and metrological traceability .17
5 Reference material for darnel seed identity .17
5.1 General .17
5.2 Preparation of the reference materials .17
5.3 Intended use .18
5.4 Characterization .18
5.4.1 Qualitative property to be characterized .18
5.4.2 Principal of characterization .18
5.4.3 Characterization of the reference material for darnel seed identity .24
5.5 Homogeneity and stability study .28
5.6 Uncertainty .28
5.7 Expressing the qualitative property of the reference material .28
5.8 Traceability .28
6 Colour of freshwater cultured pearls .29
6.1 General .29
6.2 Homogeneity testing .29
7 European Pharmacopoeia reference standards for qualitative analysis.32
© ISO 2015 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TR 79:2015(E)
7.1 General .32
7.2 Examples .32
7.2.1 European Pharmacopoeia reference standards for confirmation of identity of a
substance for pharmaceutical use by infrared spectrophotometry .32
7.2.2 European Pharmacopoeia reference standards used for identification by nuclear
magnetic resonance spectrometry. .34
7.2.3 European Pharmacopoeia reference standards used for identification of
impurities by liquid chromatography .34
7.2.4 Establishment and production of European Pharmacopoeia reference standards
for qualitative use .35
Bibliography .36
iv © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/TR 79:2015(E)
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 documents 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).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any
patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on
the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/REMCO, Committee on reference materials.
© ISO 2015 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/TR 79:2015(E)
Introduction
In 2007, ISO/REMCO created an ad hoc group (AHG) to investigate the need for guidance on the
production of Reference Material (RM) certified for a qualitative property. AHG 01 carried out a gap
analysis, contacting 12 organizations and bodies using qualitative RMs and reviewed 13 documents
referring to qualitative RMs. Based on this gap analysis, ISO/REMCO decided in 2008 to create a working
group (WG) and to entrust it with the drafting of an ISO document.
Due to the limited information submitted in the following years to WG13, the drafting of internationally
harmonized guidance turned out to be impossible. Instead, it was decided to focus on an ISO Technical
Report (TR), which summarizes the state of the art of the production of qualitative RMs. This TR lists
examples of RMs which are either certified for a qualitative property or which can be considered as
in-house RMs characterized for a qualitative property. Therefore, many of the RM examples listed here
[1] [2]
are based on the principles elaborated in ISO Guide 35 and ISO Guide 80. The examples represent
the experience gathered by various organizations and bodies and their interpretation of qualitative
properties, but did not undergo a consensus building process.
In this TR, the following six RM examples are presented:
[3]
a) the certification of RMs for their DNA sequences by an ISO Guide 34 accredited reference material
producer (RMP) (Clause 2);
b) the in-house characterization of organic chemicals as RMs for identification purposes by a
laboratory (Clause 3);
[4]
c) the identification of a RM biospecimen by an ISO/IEC 17020 accredited tissue bank (Clause 4);
d) the development of a reference material for darnel seed identity (Clause 5);
e) the classification and between-sample homogeneity testing of a freshwater cultured pearl (Clause 6);
f) European Pharmacopoeia reference standards for qualitative analysis (Clause 7).
The lack of international standardization in the area of qualitative properties has been recognized by
several groups. This includes WG 2 of the Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM), officially
[5]
responsible for the International Vocabulary of Metrology (VIM), which investigates updating
and expanding the VIM to cover also qualitative properties. As these discussions are on-going, the
terminology used in the various examples presented in this TR may differ, e.g. some groups refer to
qualitative properties as nominal properties. Likewise, no agreement has yet been made on international
level if the term measurement is limited to quantitative properties or may as well be used for qualitative
properties. To foster the readability of this TR, the term qualitative property has been given preference
and the term measurement has been restricted to its use in conjunction with quantitative properties,
following the recommendations expressed by the majority of ISO/REMCO delegates during their 37th
annual meeting in 2014.
Due to the lack of common guidance on the production of RMs for qualitative properties, the
approaches and understanding of terms properly defined for quantitative properties (e.g. homogeneity
and traceability) are differently interpreted and applied for qualitative properties by the various
organizations and bodies which contributed to this collection of examples. Likewise, the border between
qualitative and quantitative properties is differently interpreted. Ordinal properties are perceived by
some groups to be restricted to quantitative properties, while others suggest distinguishing between
quantitative and qualitative order.
As the predominant aim of this TR is to contribute to the on-going discussion, these differences were on
purpose maintained.
vi © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TR 79:2015(E)
During the writing of ISO/TR 79, ISO/REMCO WG 13 identified a number of discussion items, which
could not yet be answered with consensus, but which are considered to be crucial in case further efforts
will be made to transform this TR into a Guide.
— The expression of confidence related to identification is discussed and in the majority of the cases,
no uncertainty is estimated, although experts agree that the probability for a wrong identification
forms also part of the result. The identity of an object does not have an uncertainty; however,
the assessment of the identity of an object is related to the possibility for misclassification. Ways
to estimate the uncertainty of qualitative analysis are especially suggested in the area of DNA
[6]
sequencing. At the same time, several areas require an assessment uncertainty equaling zero,
[7]
like e.g. the classification of blood group values.
— Forward/backward DNA sequencing is considered by many experts as an orthogonal method or
method free of parameters influencing the result. At the same time, the question is asked what
makes DNA sequencing specific.
— Heterogeneity of materials used as RM for qualitative property identification does not necessarily ruin
the intended use. Ways are needed to check to which extend for instance inhomogeneity can be accepted.
— A working group at AOAC International developed internationally harmonized guidelines for the
[8]
validation of qualitative binary chemistry methods. The Guidelines for Validation of Qualitative
Binary Chemistry Methods approach the question from the view point of the method. The question
whether the RM used in presence/absence testing needs to be certified for a quantitative or
qualitative property has not been discussed in this working group so far.
© ISO 2015 – All rights reserved vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
TECHNICAL REPORT ISO/TR 79:2015(E)
Reference materials - Examples of reference materials for
qualitative properties
1 Scope
This Technical Report summarizes the state of the art of the production and certification or
characterization of qualitative property reference materials (RMs).
The need for guidance documents for the production of RMs certified for qualitative properties was
recognized by many experts. At the same time, the available information was found to be too immature
to develop an internationally accepted guidance document. Additionally, the lack of an international
vocabulary for terms and definitions for qualitative properties made it more difficult for the experts
from various testing areas to communicate with each other.
ISO/TR 79 summarizes the available expertise. It aims to contribute to the on-going discussion
on nominal properties and the production of such RMs. The investigation of nominal properties is
referred to differently in various specialized areas (examination, classification, identification, testing,
observation, etc.). ISO/TR 79 tries to foster the future development of an internationally harmonized
guidance document.
2 Reference materials certified for their DNA sequence
2.1 General
The following is a compilation of the certification approaches applied for three reference materials
which were certified for their DNA sequence by the Joint Research Centre of the European Commission,
Institute for Reference Materials and Reference Materials (IRMM, Geel, BE).
2.2 Selected examples of certified reference materials
[9]
CRM ERM-AD427 is composed of plasmid DNA certified to contain certain DNA fragments. It is used for
the quantification of Genetically Modified Organisms (GMOs) and the calibration of a defined quantitative
Polymerase Chain Reaction (PCR) method. The Certified Reference Material (CRM) contains a plasmid
carrying two defined 2’-deoxyribonucleic acid (DNA) fragments. The plasmid calibrant is certified by
DNA sequencing for containing two specific DNA targets per plasmid. The number ratio between the
two targets is equal to 1, allowing the use as calibrant for relative real-time PCR measurements. The
DNA sequence identity has been confirmed by dye terminator cycle sequencing with a negligible error
probability for the sequence identification.
[10]
CRM IRMM-448 is composed of genomic DNA extracted from a microorganism and certified for
its DNA identity (with the PCR region of interest verified by DNA sequencing). IRMM-448 is used as
positive control in a defined qualitative PCR method for food testing. The CRM consists of a purified and
freeze-dried genomic DNA (gDNA) of Campylobacter jejuni (NCTC11351). The identity of the gDNA was
confirmed by DNA sequence analysis of the ceuE gene, supporting the harmonization and validation of
PCR methods by their use as taxonomic controls in PCR reactions. An indicative value for the mass of
freeze-dried gDNA is given.
[11]
CRM IRMM/IFCC-490 is composed of plasmid DNA certified for its DNA sequence (whole sequence).
IRMM/IFCC-490 is intended to be used as positive control in quantitative PCR in the area of genetic
testing. The CRM consists of purified plasmid DNA (pDNA) pUC18 containing a specific fragment of
the human Factor II (prothrombin) gene sequence. It is intended to support the validation and the
harmonization of PCR-based methods used for the detection of the mutation in the human prothrombin
gene. In all cases, PCR amplification is followed either by restriction enzyme digestion, hybridization
© ISO 2015 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/TR 79:2015(E)
protocols, single-strand conformation polymorphism analysis, melting curve analysis, denaturating
gradient gel analysis or sequencing.
2.3 Certification approaches applied
2.3.1 Processing of the materials
[3]
2.3.1.1 Processing can be carried out fulfilling the requirements laid down in ISO Guide 34. Detailed
knowledge and understanding of the individual processing steps are for the production of qualitative RMs
of outmost importance as the knowledge about the raw material used is one way to ensure the desired
identity. Likewise, meaningful processing controls are important.
An example is the use of extracted genomic DNA for the RM preparation. Genomic DNA from the desired
microorganism strain can be obtained from culture collection centres together with a certificate of
analysis confirming the identity of the material. The issuing of the certificate for genomic DNA of a
particular microorganism strain is typically based on biochemical-, morphological- and microbiological
information. Likewise, this approach of controlled origin can be applied for DNA fragments which will
be selected for cloning.
2.3.1.2 Verification of the desired DNA sequence of fragments includes techniques such as:
a) purification of DNA fragment prior to ligation of the amplification product with e.g. PCR fragment
purification kit;
b) control of the correct length of the DNA amplicons by agarose gel electrophoresis by comparison to
a DNA molecular mass ladder;
c) melting temperature investigation of the qPCR products obtained with defined primers and probes
to further confirm the identity of the DNA sequence;
d) assessment of the DNA sequence identity by DNA sequence analysis of the fragment inserted
into the vector.
2.3.1.3 For cloning, the conditions should be selected in such a way that the cloning of other fragments
than the desired one is prohibited. The following should be considered.
a) The synthetic vectors used for cloning should be a high copy vector from the same incompatibility
group. As a result, the transformed bacterial clones can only bear one single plasmid and not a
mixture of different plasmids.
b) By repeated plating, it should be ensured that only a single colony is cultivated.
2.3.1.4 The outcome of cloning can be checked by:
a) endonuclease restriction analysis to control correct cloning and to check the orientation of the DNA
insert;
b) testing of the resulting plasmid by qualitative PCR for the presence of the insert;
c) assessment of the DNA sequence identity by DNA sequence analysis of either the whole DNA sequence
or the DNA fragment of interest.
2.3.1.5 In the case of different DNA fragments inserted into a plasmid in a desired ratio, methods should
be employed to verify this ratio.
a) Digital PCR experiments can confirm the expected ratio between two target sequences.
b) Real-time PCR method targeting one of the fragments and using the second fragment as normalizer
can be applied provided that amplification efficiencies are equivalent.
2 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/TR 79:2015(E)
2.3.1.6 The DNA sequence identity needs to be confirmed. This confirmation can either concern the
whole DNA sequence (e.g. in case of a plasmid) or one or more parts of the DNA (e.g. the PCR target
region in genomic DNA from microorganisms used for identification of strains or different DNA fragments
inserted into a plasmid in a desired ratio).
Part of the identity confirmation is carried out during the processing (2.3.1 Processing of the materials).
Depending on the processing steps, repeated application of confirmation method should be considered
(e.g. DNA sequencing at various crucial processing steps and if possible in the final preparation).
To ensure that DNA sequencing data have a low probability of incorrect reads, forward and backwards
sequencing (Sanger-based sequencing) should be applied. The probability for incorrect reads can be
estimated according to Reference [6].
2.3.1.7 In any case, the following should be taken into account with respect to homology searches of the
found DNA sequence:
a) if published sequence data were judged to be trustworthy, a homology search of the found DNA
sequence (either whole DNA sequence or DNA fragment of relevance) should be applied;
b) a comparison of the found DNA sequence with e.g. data provided by a culture collection centre
should be made.
2.3.2 Purity assessment
2.3.2.1 First step
As a first step in the DNA purity investigation, a list of potential DNA contaminants is made. Their impact
on the later use of the CRM is evaluated and ways to check for impacting DNA contaminants are elaborated.
2.3.2.2 Plasmid-based CRMs
2.3.2.2.1 Remaining traces of genomic DNA from host bacterial cell or traces of RNA molecules:
It should be checked if such traces would affect the identity of the plasmid and its suitability for real-
time PCR measurements, for instance if a high homology is given. If the sequence identity of the genomic
DNA of the bacteria and the DNA fragments of interest is low, it is reasonable to conclude that they would
not have an impact. However, as remaining traces may induce a bias in the UV absorbance-based DNA
quantification of the plasmid solution, the user should be made aware that this could lead to erroneous
estimation of the absolute number of plasmid copies.
2.3.2.2.2 Presence of other plasmids than the one containing the DNA fragment(s) of interest:
a) In order to prevent that other plasmids than the one containing the DNA fragment(s) of interest
are present, the synthetic vectors used for cloning should be high copy vectors from the same
incompatibility group. As a result, the transformed bacterial clones can only bear one single plasmid.
It can therefore be concluded that each single bacterium extracted from one colony contains only
one type of plasmid.
b) Presence of other plasmids in higher abundance can be tested by enzymatic restriction, with
conditions allowing a full digestion. However, one has to bear in mind that it is very difficult to prove
that all plasmids were indeed fully digested, as traces of undigested plasmids will not be visible
after gel electrophoresis and ethidium bromide staining.
c) As additional proof of purity, the plasmid DNA can be sequenced completely to verify that the desired
sequence was correctly cloned. To confirm the purity, the results should not reveal the presence of a
mixed population of plasmids. The sequencing technique should be carefu
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.