校准曲线拟合验证与系统偏差排查(2019-09)

来源:全自动化学发光免疫分析仪(MDA-20)/ 文思海辉合作项目 / 注册后优化 两份数据文件属于同一排查工作流:先验证拟合模型(190920),再定位软件与 Excel 的偏差(190926 bug)。

背景:化学发光定量原理

CLIA(化学发光免疫分析)以光子数(RLU)反求浓度,标定曲线惯例是双对数(log-log)空间的低阶多项式拟合(二次 + 双对数),即对 log(浓度) 与 log(RLU) 做线性/二次回归,再反变换求浓度。本次工作即验证用户软件内嵌拟合算法与 Excel 手工计算是否一致。

文件一:拟合数据-二次+双对数(190920)

测试数据(5 点标定,量纲推测为 浓度 ng/mL : RLU):

浓度RLU
0.053,005-1.30103.4778
0.28,892-0.69903.9490
139,30804.5945
5216,3170.69905.3351
251,217,3081.39796.0854

特征:浓度跨 3 个数量程对数等距(0.05→25,每档 ×5),log-log 空间近似直线(相邻 Δlog(RLU)≈0.47~0.75),是标准的 5 点双对数拟合演示 Dataset。5 点 log-log 一阶回归目测线性极好,符合”二次+双对数”模型退化为一次的场景。

文件二:校准曲线验证数据(190926,bug 排查)

定标数据(7 点)

点浓度光子数
10364
20.051,009
30.183,057.5
40.92816,194
55.514125,075
627.514817,988
71102,404,600

注意 0 浓度点光子数 364(本底/暗计数),双对数拟合必须跳过或替换该点。

验证结论(文件原文)

  1. 定标曲线:与用户软件拟合的曲线一致。
  2. 校准曲线:与用户软件拟合的校准曲线不一致 —— 这是 bug。

偏差定位:-0.08 系统偏移

对两个质控样本反求浓度:

样本标称浓度光子数软件反求偏差
CA0.2253,2770.2066约 -8.2%
CB25.953660,29123.873约 -8.0%

校准曲线拟合式(log-log 空间):y = 0.00007x − 0.0819,校准后七点坐标的残差列全部在 -0.074 ~ -0.082 区间——高度一致的恒定负向截距偏移,不是斜率/线性问题。

Excel 侧重构方法:对软件输出的光子数直接施加线性修正 log' = log(RLU) − 0.0819(等效光子数乘 10^-0.0819 ≈ 0.828 系数),重构坐标后与软件定标曲线吻合(残差列 1009→926、16194→14869 即修正后值)。

结论与含义

  • 偏差呈恒定 log 偏移(-0.08),指向软件校准流程中某个固定修正项被重复扣除或漏加(典型原因:本底扣除方式、校准点数取值不同、或对数底/截距项处理不一致),而非拟合算法本身错误。
  • “定标一致、校准不一致”的分叉说明 bug 在校准(calibration adjust)环节而非曲线拟合引擎。
  • 数据可行动点:此类排查的正确顺序是先证拟合引擎一致(用同一数据在 Excel 复算),再二分定标/校准两环节找修正项差异。

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