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2025年版《中国药典》四部(特别是附录)关于分析方法验证中的置信区间(Confidence Interval, CI),主要涉及到准确度(accuracy)、线性(linearity)、效价测定(特别是量反应关系)、以及稳定性研究等方面。在附录通则如**通则9101《分析方法验证》及3.3《量反应关系测定法(平行线法)》**中都有所体现。
你问的是置信区间怎么计算、怎么取,以下是详细解答。
一、常见场景中“置信区间”的作用和计算场景1:线性验证中的置信区间(用于线性回归)目的:验证分析方法在给定浓度范围内的线性相关性。
1. 用最小二乘法拟合线性方程:y=a+bxy = a + bx其中,y 为响应值,x 为已知浓度,a 为截距,b 为斜率。
2. 置信区间的计算(95%CI)对于斜率 bb 和 截距 aa:
CIb=b±t(n−2,0.975)⋅SEbCI_b = b \pm t_{(n-2, 0.975)} \cdot SE_bCIa=a±t(n−2,0.975)⋅SEaCI_a = a \pm t_{(n-2, 0.975)} \cdot SE_a其中:
- SEbSE_b、SEaSE_a 是标准误差,由回归分析计算;
- t(n−2,0.975)t_{(n-2, 0.975)} 为 t 分布临界值(自由度 = 样本数 − 2);
- 95% 表示置信水平。
3. 如何判断线性“通过”?药典推荐:
- R2≥0.99R^2 \geq 0.99;
- 斜率的 95%CI 不应包含 0;
- 预测区间不能超出可接受范围(如响应值偏差在 ±15% 内);
场景2:效价测定(平行线法)中的置信区间目的:用于报告效价点估计值的置信区间,说明该测定方法的统计可靠性。
药典(2025版3.3节)中提供的算法本质上是基于方差分析(ANOVA)后的斜率估计,常见表达为:
CI=效价⋅exp⁡(±t⋅V)CI = \text{效价} \cdot \exp\left( \pm t \cdot \sqrt{V} \right)其中:
- VV:效价对数的方差;
- tt:置信水平为 95% 时,对应自由度下的 t 值;
- 置信区间是“对数对称”的。
举例:
若效价为 100 IU/mL,对应 V = 0.01,自由度为 4:
CI=100⋅exp⁡(±2.776⋅0.01)=100⋅exp⁡(±0.2776)⇒CI≈(75.7,132.2)CI = 100 \cdot \exp( \pm 2.776 \cdot \sqrt{0.01} ) = 100 \cdot \exp( \pm 0.2776 )\Rightarrow CI \approx (75.7, 132.2)这是一种 log-normal 表达方式。
场景3:准确度验证中(回收率)置信区间目的是:评估样品回收率是否在预设接受范围内(如 98%-102%)
计算方法:CI=xˉ±t⋅snCI = \bar{x} \pm t \cdot \frac{s}{\sqrt{n}}其中:
- xˉ\bar{x}:平均回收率;
- ss:标准差;
- nn:样本数量;
- tt:t分布临界值。
例如:
平均回收率为 99.5%,标准差为 1%,n=6:
CI=99.5±2.571⋅16≈99.5±1.05⇒(98.45,100.55)CI = 99.5 \pm 2.571 \cdot \frac{1}{\sqrt{6}} \approx 99.5 \pm 1.05 \Rightarrow (98.45, 100.55)如果 CI 完全落在 98%-102% 内,则准确度验证通过。
二、药典中没有明确公式的情况如何处理?对于没有直接公式的情况,如批间一致性、耐用性验证等,也可以采用上面类似的置信区间计算方式,只要样本服从正态分布或可近似处理为正态分布(中心极限定理支持),都可以采用 t 分布推导置信区间。
三、总结——怎么“取”置信区间?场景置信水平方法说明
线性回归通常95%回归参数 ± t·SE判断斜率与截距显著性
准确度验证通常95%平均值 ± t·(s/√n)置信区间是否落入接受范围
效价测定(平行线法)通常95%CI = 点估值·exp(±t·√V)药典指定方式
重复性/中间精密度通常95%标准差 ± t·(s/√n)可辅助分析方法鲁棒性
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