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1. 서 론

시험·검사기관에서 시험방법을 적용하기에 앞서 시험방법이 시험의 목적에 적합한지를 검증하는 과정은 중요한 과정이며, ISO/IEC 17025 [1]에서는 시험방법의 유효성 확인 과정을 중요시 하고 있다. 특히 국내·외 시험기관간의 정보공유, 공동연구 등의 연구 패러다임의 변화를 필요로 하는 시대에서는 단일 시험·검사기관의 시험방법, 연구자가 단독으로 개발한 시험기준 또는 방법에 대한 검증은 분석결과의 신뢰도를 확보하는데 중요한 툴이라 할 수 있다. 특히, 환경분야 시험·검사업무와 같이 시험·분석과정에서 생산되는 데이터들이 국민들의 생활에 밀접하게 영향을 미치는 분야에서는 그 중요성이 더 크다고 할 수 있다. 본 연구에서는 국내·외 여러 시험검사기관에서 운영하고 있는 시험검사방법의 유효성 확인 지침 또는 가이드라인을 조사하여 각각의 지침에서 제시한 유효성 확인 인자와 절차 등을 조사하였다. 국내자료는 국가기술표준원[2]의 KOLAS 지침, 식품의약품안전처[3]의 지침을 조사하였고, 국외자료는 EPA [4], NATA [5], UKAS [6], Eurachem [7], IUPAC [8]의 가이드라인을 조사하였다. 국가기술표준원(KOLAS)에서는「화학적 시험방법의 유효성 확인을 위한 지침」을 제정하여 활용도록 하고 있으며, 식품의약품안전처에서는「의약품등 밸리데이션 실시에 관한 규정」을 제정하여 의약품의 제조공정까지를 포함하여 공정, 시험방법, 세척, 제조지원 설비, 컴퓨터시스템 밸리데이션으로 구분하여 활용하도록 하고 있다. EPA는 Validation and peer review of US environmental protection agency (chemical method analysis)에서 환경분야의 이화학적 시험에서 생산되는 데이터들의 신뢰도 확보를 위한 Verification과 Validation과정을 제시하고 있다. 호주의 NATA는 시험기관에서 운영하고 있는 시험·검사 방법의 유효성 확인 과정에서 운영하고 있는 이화학적 시험방법의 검증 가이드라인을 지침으로 운영하고 있다. 이 지침에서는 시험방법의 유효성 확인과 관련된 흐름도 를 제시하여 매 과정마다 검토해야 되는 중요한 확인사항을 제시하고 있다. Eurachem에서도 성상확인시험(Identification test), 불순물에 대한 정량시험(Quantitative test for impurity), 성분에 대한 정량시험(Quantification of component)로 구분하고 있다. 영국의 UKAS는 시험·검사방법의 유효성검증은 ISO/IEC 17025를 지침을 따르도록 하고 있으며, 이 지침에서는 비표준화 시험방법을 적용할 때, 시험실에서 자체 개발한 시험방법을 적용할 때, 표준화된 시험방법을 다른 용도로 사용할 때, 시험자가 기존의 표준시험방법을 확장됨 방법 또는 수정된 방법으로 사용한 경우 등을 포함하도록 하고 있다. IUPAC에서도 시험방법의 유효성검증과 관련된 적용인자들로서 다른 시험·검사기관에서 적용하고 있는 파라미터들 보다 더 많은 인자들을 제시하고 있다. 본 연구에서는 이러한 국내·외 시험·검사기관의 국내·외 지침 또는 가이드라인에서 제시하고 있는 유효성 검증 파라미터(인자)들을 조사하여 시험검사방법의 유효성 확인지침 작성 시 참고하도록 하였다.

2. 연구 방법

국내·외 시험·검사기관에서 시험·검사방법의 유효성 검증과 관련된 지침 또는 가이드라인을 조사하였으며, 조사한 자료를 토대로 유효성 검증에서 중요한 평가되는 요소들을 비교하였다. 아울러 각각의 시험검사기관에서 운영하는 시험방법의 유효성검증 절차에 대해서도 검토하였다.

3. 결과 및 고찰

3.1. 국내 시험·검사기관의 시험방법유효성 지침 조사

3.1.1. 국기술표준원[2]

국가기술표준원에서는 환경분야 시험·검사 업무를 포함한 다른 분야의 시험업무 및 검사업무를 수행하는 기관에서 활용할 수 있는「화학적 시험방법의 유효성 확인을 위한 지침」을 제정하여 운영하고 있다. 이 지침에서는 시험방법을 적용하기에 앞서, 시험방법이 시험목적에 적합한지의 여부를 먼저 검증하고 고객이 이 방법을 통해 얻은 결과를 확신을 가지고 활용할 수 있도록 해야 한다는 명제를 전제로 하고 있다. 시험방법의 유효성 확인(Method Validation)은 구체적인 용도에 따른 특정한 요구사항의 만족에 대한 객관적인 증거를 제공하도록 규정하고 있다. 또한, 시험방법 유효성 확인은 KS Q ISO/IEC 17025에 대한 시험기관 인정의 기본적인 요구사항을 반영하고 있으며, 이 규격에 따라 인정을 받은 시험기관은 자체 개발하거나 표준 시험방법에서 수정한 모든 방법을 유효화하고 표준 시험방법을 검증하여 그들이 사용하는 모든 방법의 유효성을 입증해야 하도록 규정하고 있다. 유효성 검증의 실시 여부는 ①새로 개발된 자체적인 방법(In-house Method) ②시험기관에서 이미 유효성이 확인된 시험 절차 ③시험기관은 그들 자신이 보유한 시험조건 하에서 표준시험방법에 규정된 성능 특성들을 충족할 수 있는지 여부에 대한 판단이 필요할 때 실시하도록 규정하고 있다. 이러한 과정에서 활용하는 인자로서는 선택성(Selectivity), 직선성(Linearity), 감도(Sensitivity), 정확도(Accuracy), 정밀도(Precision), 진도(Trueness), 검출한계(LOD, Limit of Detection). 정량한계(LOQ, Limit of Qualification), 범위(Range), 둔감도(Ruggedness), 측정불확도(Measurement Uncertainty) 등을 제시하고 있다.

Fig. 1.

Data validation components in KOLAS.

Table 1.

Summary of validation parameters of KOLAS [2]

Table 2.

Minimum or suggested number of experiments that should be performed by KOLAS [2]

3.1.2 식품의약품안전처[3]

식품의약품안전처(이하, 식약처)에서는「약사법」, 「의약품 등의 안전에 관한 규칙」및「마약류에 관리에 관한 법률」에 따라서 의약품등 제조 및 품질관리에 적합성을 확인할 목적으로「의약품등 밸리데이션 실시에 관한 규정」을 제정하여 운영하고 있다. 이 지침에서는 의약품의 제조공정까지를 포함하여 ①공정 밸리데이션, ②시험방법 밸리데이션, ③세척 밸리데이션, ④제조지원 설비 밸리데이션, ⑤컴퓨터시스템 밸리데이션으로 구분하고 있다. 이 지침의 구성은 용어정의, 적격 성평가의 실시, 종류에 따른 밸리데이션 방법, 책임자 역할, 필요한 문서목록의 순서로 구성되어 있다. 이 규정에서는 다음과 같은 인자들을 유효성 확인 과정에서 활용하도록 정의하고 있다; 확인시험(Identification Test), 순도시험(Purity Test), 함량 또는 역가시험(Assay: Content or Potency), 특이성(Specificity), 정확도(Accuracy), 정밀도(Precision), 검출한계(Detection Limit), 정량한계(Quantitation Limit), 직선성(Linearity), 범위(Range), 완건성(Robustness). 정밀도(Precision)와 관련해서는 반복성(Repeatability), 실험실내 정밀도(Intermediate Precision), 실험실간 정밀도(Reproducibility)를 제시하고 있다. 유효성 확인의 적용범위와 인자들은 Table 3과 Table 4에 나타내었다.

Table 3.

Summary of validation parameters used by the Ministry of Food and Drug Safety [3]

Table 4.

Definitions of method validation parameters used by the Ministry of Food and Drug Safety

Fig. 2.

Method validation parameters in Ministry of Food and Drug Safety.

3.2. 국외 시험·검사기관의 시험방법유효성 지침 조사

3.2.1 EPA [4]

미국 EPA는 Validation and peer review of US environmental protection agency(chemical method analysis)에서 환경시료의 이화학적 시험과정에서 생산되는 데이터들의 신뢰도 확보를 위한 Verification과 Validation과정을 정하고 있다. 특히 EPA지침에서는 Verification과 Validation과정을 분리하지 않고 연동시켜 검증하도록 제안하고 있다. Verification은 크게 5단계로 분류하여 계획수립(Project Planning)→현장업무(Fields Activities)→LIMS(시험실정보화시스템)→현장기록물의 검토(Fields Documentation Review)→데이터 검증(Data Verification Records and Verified data) 순으로 진행하도록 하고 있다. 이과정과 연계된 Validation과정은 현장과 시험실의 데이터 검증(Data validation of Field and analytical laboratory data)→데이터 유효성 확인 리포트 작성(Data validation report and validated data)→데이터 품질 검증(Data Quality Assessment)으로 진행하도록 하고 있다. 이와 더불어 특정한 데이터들 또는 외부에서 요구하는 데이터들의 품질관리를 위해서 집중데이터검증(Focused data validation)과정을 거치도록 하고 있다. 이 과정에서 사용하고 있는 파라미터들은 목적(purpose), 범위와 응용(Scope and Applicability), 선택성(Selectivity), 장비의 검정(Instrument calibration), 진도(Trueness), 정밀도(Precision), 정량한계 및 범위(Quantitation limits and ranges), 검출한계(Detection Limit), 둔감도(Ruggedness), 시험실상호간 평가(Inter Laboratory Study)로 구성되어 있다.

Fig. 3.

Data verification and data validation components in the project life cycle(EPA).

Table 5.

Definitions of method validation parameters and extent of validation works by the EPA

3.2.2. NATA [5]

호주의 NATA는 시험기관에서 운영하고 있는 시험·검사 방법의 유효성 확인 과정에서 운영하고 있는 이화학적 시험방법의 검증 가이드라인을 지침으로 운영하고 있다. 이 지침에서는 시험방법의 유효성 확인과 관련된 플로우 챠트를 제시하여 매 과정마다 검토해야 되는 중요한 확인사항을 제시하고 있다. NATA에서 제시하고 있는 시험방법의 유효성 검증이 필요한 경우는 ① 새로운 후보 시험방법의 검토 ② 기존의 유효성 확인 단체에서 검증한 방법의 유효성 확인 ③ 데이터의 품질 검토 등 이러한 과정들을 필요로 할 때로 제안하고 있으며, NATA지침의 중요한 절차중의 하나는 매트릭스 검증과정을 별도로 추가하고 있다는 점이다. NATA에서 시험·검사방법의 유효성 검증과정은 크게 투 트랙(two track) 방식으로 적용하고 있으며. 정량시험방법의 유효성 검증과 정성시험방법의 유효성 검증으로 구분하여 각각 필요한 인자들을 제시하고 있다. 정량시험방법의 유효성 검증 인자로는 검출한계(Limit of Detection), 감도(Sensitivity), 선택성(Selectivity), 검량선의 직선성(Linearity of Calibration), 측정범위(Measuring Interval), 매질효과(Matrix effect), 진도(Trueness, bias), 정밀도(Precision), 정확도(Accuracy), 둔감도(Ruggedness), 측정불확도(Measuring Uncertainty)등을 제시하고 있다. 정성시험방법의 유효성 검증 인자로서는 감도(Sensitivity), 선택성(Selectivity), 검량선의 직선성(Linearity of Calibration), 매질효과(Matrix effect), 진도(Trueness, bias), 정밀도(Precision), 정확도(Accuracy), 둔감도(Ruggedness) 등을 제시하고 있다.

Fig. 4.

Data verification and data validation processes (NATA).

3.2.3. UKAS [6]

영국의 UKAS는 시험·검사방법의 유효성검증은 ISO/IEC 17025의 지침을 따르고 있다. 이 지침에서는 ① 비표준화 시험방법을 적용할 때, ② 시험실에서 자체 개발한 시험방법을 적용할 때 ③ 표준화된 시험방법을 다른 용도로 사용할 때 ④ 시험자가 기존의 표준시험방법을 다른 용도(확장 또는 수정)로 사용한 경우에 유효성확인 과정을 거치도록 하고 있다. 시험방범의 유효성 확인은 의도한 응용분야나 적용분야에 필요로 하는 목적을 충족하도록 확정된 범위로 하도록 하고 있다. 유효성확인 과정을 수행하는 시험실에서는 유효성 확인 과정의 결과물들, 유효성확인 과정, 의도된 목적대로 수행되었는지 여부 등에 대한 내용들을 기록하도록 하고 있다. 유효성 확인과정에서 적용하는 파라미터들은 측정 불확도, 검출한계, 방법의 선택성, 직선성, 반복성 또는 재현성, 강건성, 감도 등을 제시하고 있으며 적용하는 인자들은 고객들의 요구사항에 부합하도록 하고 있다.

3.2.4 Eurachem [7]

Eurachem에서는 시험방법의 유효성 검증을 필요로 하는 과정은 다음과 같이 정하고 있다 ; ① 특수한 문제의 발생으로 새로운 시험방법을 개발할 때 ② 개선을 필요로 하거나 또는 새로운 문제의 발생이 예측되는 경우 ③ 시간의 경과에 따라서 기존의 시험방법에 대한 신뢰도 평가가 필요할 때 ④ 기존의 시험방법을 서로 다른 시험실, 다른 분석자, 다른 장비 등을 사용할 때 ⑤ 새로운 시험방법과 기존에 사용하는 시험방법에 대한 동등성의 입증이 필요로 할 때로 정의하고 있다. Eurachem에서 적용하고 있는 유효성 검증은 성상확인시험(Identification test), 불순물에 대한 정량시험(Quantitative test for impurity), 목적성분에 대한 정량시험(Quantification of component)로 분류하고 있다. 이 과정에서 적용하는 파라미터들은 선택성(Selectivity), 검출한계(Limit of detection), 정량한계(Limit of quantification), 범위(Working range, linearity), 진도 (Trueness, Bias), 정밀도(Precision) 등이다.

Fig. 5.

Method validation processes of UKAS.

Fig. 6.

The method validation processes of Eurachem.

Table 6.

Definitions of method validation parameters and extent of validation works by NATA

Table 7.

UKAS policy on the participation in proficiency testing

Table 8.

Extent of validation work for four types of analytical applications by Eurachem

3.2.5. IUPAC [8]

IUPAC은 시험방법의 유효성검증과 관련된 적용인자들로서 시험·검사기관에서 적용하고 있는 파라미터들보다 더 많은 유효성 검증인자들을 적용하고 있다. 적용하고 있는 인자들로서는 적용성, 선택성, 검량선의 직선성, 진도, 정밀도, 회수율, 범위, 검출한계, 정량한계, 감도, 둔감도, 목적의 부합성(Fitness for purpose), 매트릭스 변동성(Matrix Variation), 측정불확도 등을 제시하고 있다. 검량선의 직선성(Calibration and Linearity)을 확인하는 추가적인 인자로는 검량성기울기 및 잔차(Linearity and Intercept), 매트릭스 평가(Test for general matrix effect), 검량선 작성절차(Final calibration procedures)를 제시하고 있으며, 진도에 대한 추가적인 확인방법으로는 CRM(certified reference material), RM(reference material), Reference Method를 추가적으로 제시하고 있다.

Fig. 7.

Method validation processes of IUPAC.

Table 9.

Definitions of parameters and extent of validation works by Eurachem

4. 결 론

국내·외 시험검사기관에서 적용하고 있는 시험방법의 유효성검증 과정은 지침 또는 가이드라인에서 제시하고 있다. 유효성 검증과정에서 적용하고 있는 파라미터들은 특이성, 선택성, 직선성, 감도, 정확도, 정밀도, 진도, 검출한계, 정량한계, 범위, 완건성, 둔감도, 측정불확도 등을 공통적으로 조사되었다. 시험·검사기관에서 실시하는 시험방법의 유효성 확인은 신규 시험방법의 확인, 비표준화 시험방법과 표준화된 방법 간의 비교, 확장이 필요한 시험방법에 대한 확인, 다른 시험기관 또는 다른 분석자간의 적용한 시험방법의 검증, 시험방법간의 유사성 증명이 필요한 경우, 기존에 검증된 시험방법의 재검증이 필요한 경우에 적용하는 것으로 나타났다. 본 연구결과에서 조사된 유효성 검증과정의 파라미터들은 향후 환경분야 시험·검사방법 등에 대한 유효성확인 지침 마련 시 충분히 활용이 가능할 것으로 판단되었다.

Table 10.

Definitions of parameters and extent of validation works by IUPAC

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