Cosmetics — Analytical methods — Development of a global approach for validation of quantitative analytical methods

This document defines a global approach for the validation of a quantitative analytical method, based on the construction and interpretation of an accuracy profile, and specifies its characterization procedure. This procedure is particularly applicable for internal validation in a cosmetic testing laboratory, but its scope can be extended to the interpretation of data collected for an interlaboratory study designed according to the recommendations of the ISO 5725-1. It does not apply to microbiological trials. The present approach is particularly suited to handle the wide diversity of matrices in cosmetics. This document only applies to already fully-developed and finalized methods for which selectivity/specificity have already been studied and the scope of the method to be validated has already been defined, in terms of matrix types and measurand (for example analyte) concentrations.

Cosmétiques — Méthodes analytiques — Développement d’une approche globale pour la validation des méthodes analytiques quantitatives

Le présent document définit une approche globale pour la validation d'une méthode analytique quantitative, fondée sur la construction et l'interprétation d'un profil d'exactitude, et spécifie son mode opératoire de caractérisation. Ce mode opératoire est notamment applicable pour une validation en interne dans un laboratoire d'essais de cosmétiques, mais son domaine d'application peut être élargi à l'interprétation de données recueillies pour une étude interlaboratoires conçue conformément aux recommandations de l'ISO 5725-1. Il ne s'applique pas aux essais microbiologiques. La présente approche est notamment adaptée à la gestion de la large diversité des matrices utilisées dans les cosmétiques. Le présent document ne s'applique qu'aux méthodes déjà mises au point et totalement finalisées pour lesquelles la sélectivité/la spécificité ont déjà été étudiées et pour lesquelles le domaine d'application de la méthode à valider a déjà été défini, en termes de types de matrice et de concentrations de mesurande (par exemple, analyte).

General Information

Status
Published
Publication Date
26-Jan-2020
Technical Committee
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
27-Jan-2020
Completion Date
27-Jan-2020
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Technical specification
ISO/TS 22176:2020 - Cosmetics -- Analytical methods -- Development of a global approach for validation of quantitative analytical methods
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ISO/TS 22176:2020 - Cosmétiques -- Méthodes analytiques -- Développement d’une approche globale pour la validation des méthodes analytiques quantitatives
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TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 22176
First edition
2020-01
Cosmetics — Analytical methods —
Development of a global approach
for validation of quantitative
analytical methods
Cosmétiques — Méthodes analytiques — Développement d’une
approche globale pour la validation des méthodes analytiques
quantitatives
Reference number
ISO/TS 22176:2020(E)
ISO 2020
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ISO/TS 22176:2020(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2020

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

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Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO/TS 22176:2020(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms, definitions and symbols ............................................................................................................................................................ 1

3.1 Terms and definitions ....................................................................................................................................................................... 1

3.2 Symbols ......................................................................................................................................................................................................... 5

4 General principles ............................................................................................................................................................................................... 6

4.1 Reminder ...................................................................................................................................................................................................... 6

4.2 Various conditions for the estimation of precision ................................................................................................. 6

4.3 Accuracy profile ..................................................................................................................................................................................... 7

5 Procedure..................................................................................................................................................................................................................... 9

5.1 Definition of the measured quantity .................................................................................................................................... 9

5.2 Definition of objectives .................................................................................................................................................................... 9

5.2.1 Choice of the scope of validation ....................................................................................................................... 9

5.2.2 Choice of acceptance limits ..................................................................................................................................... 9

5.3 Selection of validation samples .............................................................................................................................................10

5.3.1 Choice of the type of matrix or types of matrices .............................................................................10

5.3.2 Methods for establishing reference values.............................................................................................10

5.4 Characterization plan for validation ..................................................................................................................................10

5.4.1 Organization .....................................................................................................................................................................10

5.4.2 Choice of the number of series, repetitions and concentrations for the

characterization plan for validation .............................................................................................................11

5.5 Calibration plan for the indirect methods ....................................................................................................................11

5.5.1 Organization .....................................................................................................................................................................11

5.5.2 Choice of the number of series, repetitions and concentrations for the

calibration plan ..............................................................................................................................................................12

5.6 Testing .........................................................................................................................................................................................................13

5.7 Calculation of predicted inverse concentrations for indirect methods ...............................................14

5.7.1 General...................................................................................................................................................................................14

5.7.2 Calculation of the calibration models .........................................................................................................14

5.7.3 Calculation of back-calculated concentrations by inverse prediction ............................15

5.8 Calculation of the validation criteria by concentration level .......................................................................15

5.8.1 General...................................................................................................................................................................................15

5.8.2 Trueness criteria by series ...................................................................................................................................15

5.8.3 Trueness and precision criteria by concentration ...........................................................................16

5.8.4 Calculation of the tolerance intervals .........................................................................................................17

5.9 Construction of the accuracy profile .................................................................................................................................18

5.10 Interpretation of the accuracy profile for validation ..........................................................................................19

5.10.1 General...................................................................................................................................................................................19

5.10.2 Decision rules ..................................................................................................................................................................20

5.10.3 Definition of the scope of validity ..................................................................................................................21

5.10.4 Choice of a calibration procedure for the routine ............................................................................21

5.10.5 Influence and significance of the β proportion ...................................................................................21

5.10.6 Identification of outliers .........................................................................................................................................22

6 Management of the outcomes during routine use ..........................................................................................................22

Annex A (normative) Calculation of repeatability, intermediate precision and

reproducibility standard deviations.............................................................................................................................................23

Annex B (normative) Contents of the validation file .........................................................................................................................25

Annex C (informative) Setting-up an assay for determining the accuracy profile in the case

of NDELA in cosmetic samples ............................................................................................................................................................27

© ISO 2020 – All rights reserved iii
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ISO/TS 22176:2020(E)

Annex D (informative) Influence of the value of β on the tolerance interval (R = 3 and s = 1) .........37

Annex E (informative) Contribution to the uncertainty calculation .................................................................................38

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................39

iv © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/TS 22176:2020(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 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

www .iso .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 217, Cosmetics.

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.
© ISO 2020 – All rights reserved v
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ISO/TS 22176:2020(E)
Introduction

The purpose of this document is to propose a characterization protocol for the validation of a quantitative

analysis method in the cosmetic field and thus responds to the requirements of ISO/IEC 17025, i.e.

using the performance goals as a basis. The theoretical principles of this approach can be found in

[2]
Reference [1]. This document is based on the French Standard NF V 03-110 .

Analytical methods for analyses of cosmetics need to be validated. Validation has been long considered

as a process consisting in individually verifying several different criteria, i.e. selectivity, repeatability,

[1]

linearity, trueness, etc. The global approach, as proposed since 2003 , is based on the total error

concept and the term ‘’global” means that only a single criterion should be checked to validate a method:

the agreement between a future experimental result and the true value. This approach has already been

[1],[9] [2]

applied in the domains of pharmacy , agricultural chemistry , and is in agreement with quality

assurance guidelines such as GLP or ISO/IEC 17025. This validation process applies generally to already

developed methods and includes evaluations of the following criteria: specificity/selectivity, precision,

trueness, linearity range, LOD/LOQ, stability, ruggedness.

The large number of cosmetic products and the variety of matrices present a challenge for an analytical

laboratory requiring that standardized methods to be adapted for each type of samples. Additional

difficulties are linked to the very low concentrations to be measured, generally of the order of the mg/

kg (ppm) or µg/kg (ppb). In such context, criteria such as accuracy and uncertainty of measurement of

the analytical results are of utmost importance.

When the concentration of a substance is determined by an analytical laboratory, it is important to

evaluate the gap between the measured value and the known true value. This difference indicates

the trueness of the analysis. If cosmetic samples are analysed several times in different conditions

(laboratory, instrument, operator), the individual results will present a dispersal around the average

value which represents the precision of the measurement. As for the individual measurement, it

represents an error with the average value and an inaccuracy with regard to the reference value (i.e.

the true value).
Figure 1 — Illustration of the concepts of accuracy, precision and trueness

When a laboratory measures the concentration of a given substance in a cosmetic product sample, the

value which is obtained is thus characterized by a given accuracy which includes at the same time the

notion of trueness and precision (see Figure 1). It can also be considered as total error. The insurance

that the accuracy of a result is below acceptable limits, is thus one of the ways to make sure of the

validity of a measurement.

The accuracy profile (plot of accuracy versus concentration), such as it is developed in numerous

[3] to [9]

domains , is thus the way to know the accuracy on a result obtained with a given method applied

to a type of sample in the environment of a given laboratory.
vi © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO/TS 22176:2020(E)

To reach this accuracy profile, it is necessary to undergo a specific assay allowing to demonstrate the

validity of the analytical method, as well as the accuracy of the measurement for a given substance. In

[10]

this approach, it is necessary to determine a tolerance interval which contains a given proportion

(β) of future measured values inside (in average). If this tolerance interval is located inside a limit

of acceptability defined a priori, taking into consideration several parameters such as the type and

concentration of analyte, type of matrix, of analysis and conditions of the experiments, in this case, the

method will be considered as valid, and if it goes outside this limit of acceptability, the method will be

considered as non-valid (see Figure 2).
Key
mean value
true value
Figure 2 — Illustration of the validation principle
© ISO 2020 – All rights reserved vii
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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 22176:2020(E)
Cosmetics — Analytical methods — Development of a global
approach for validation of quantitative analytical methods
1 Scope

This document defines a global approach for the validation of a quantitative analytical method, based on

the construction and interpretation of an accuracy profile, and specifies its characterization procedure.

This procedure is particularly applicable for internal validation in a cosmetic testing laboratory, but

its scope can be extended to the interpretation of data collected for an interlaboratory study designed

according to the recommendations of the ISO 5725-1. It does not apply to microbiological trials. The

present approach is particularly suited to handle the wide diversity of matrices in cosmetics. This

document only applies to already fully-developed and finalized methods for which selectivity/

specificity have already been studied and the scope of the method to be validated has already been

defined, in terms of matrix types and measurand (for example analyte) concentrations.

2 Normative references

The following document is referred to in the text in such a way that some or all of its 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/IEC Guide 99:2007, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and

associated terms (VIM)
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO/IEC Guide 99 and the

following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1.1
measurement

process of experimentally obtaining one or more quantity values that can reasonably be attributed to a

quantity

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.1, modified — Notes to entry have been excluded.]

3.1.2
measurand
quantity intended to be measured

Note 1 to entry: The term “analyte”, employed in chemistry, is a synonym of measurand, and is used more

generally.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.3, modified — Original notes to entry have been excluded and a new

note to entry has been added.]
© ISO 2020 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/TS 22176:2020(E)
3.1.3
measurement trueness
trueness

closeness of agreement between the average of values obtained by replicate measurements of the same

or similar objects under specified conditions and a reference quantity value

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.14, modified — Notes to entry have been excluded.]

3.1.4
measurement precision
precision

closeness of agreement between indications or measured quantity values obtained by replicate

measurements on the same or similar objects under specified conditions

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.15, modified — Notes to entry have been excluded.]

3.1.5
repeatability condition

condition of measurement, out of a set of conditions that includes the same measurement procedure,

same operator, same measuring system, same operating conditions and same location, and replicate

measurements on the same or similar objects over a short period of time

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.20, modified — Notes to entry have been excluded.]

3.1.6
measurement repeatability
repeatability

measurement precision under a set of repeatability conditions (3.1.5) of measurement

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.21]
3.1.7
intermediate precision condition

condition of measurement, out of a set of conditions that includes the same measurement procedure,

same location, and replicate measurements on the same or similar objects over an extended period of

time, but may include other conditions involving changes

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.22, modified — Notes to entry have been excluded.]

3.1.8
intermediate measurement precision
intermediate precision

measurement precision under a set of intermediate precision conditions (3.1.7) of measurement

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.23, modified — Notes to entry have been excluded.]

3.1.9
reproducibility condition of measurement
reproducibility condition

condition of measurement, out of a set of conditions that includes different locations, operators,

measuring systems, and replicate measurements on the same or similar objects

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.24, modified — Note to entry has been excluded.]

3.1.10
measurement reproducibility
reproducibility
measurement precision under reproducibility conditions of measurement (3.1.9)

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.25, modified — Note to entry has been excluded.]

2 © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/TS 22176:2020(E)
3.1.11
measurement accuracy
accuracy

closeness of agreement between a measured quantity value and a true quantity value of a measurand

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.13, modified — Notes to entry have been excluded.]

3.1.12
verification

provision of objective evidence that a given item fulfils specified requirements, taking into account any

measurement uncertainty

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.44, modified — Notes to entry have been excluded.]

3.1.13
validation
verification, where the specified requirements are adequate for an intended use

Note 1 to entry: The term “characterization” applies to the method, whereas the term “verification” applies to the

outcomes. Validation of the method therefore consists of checking if the results are adequate for an intended use.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.45, modified — Example has been excluded and a Note to entry has

been added.]
3.1.14
selectivity

property of a measuring system, used with a specified measurement procedure, whereby it provides

measured quantity values for one or more measurands such that the values of each measurand are

independent of other measurands or other quantities in the measuring system

Note 1 to entry: The IUPAC considers specificity as the final stage of selectivity.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.13, modified — Examples and original notes to entry have been

excluded. A new note to entry has been added.]
3.1.15
reference value

quantity value whose associated measurement uncertainty is generally considered small enough so

that the value may be used as a basis for comparison with quantity values of the same kind

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 5.18, modified — Notes to entry have been excluded.]

3.1.16
scope

all of the types of matrix (3.1.22) to which the method applies, taking into account the

range of concentrations involved in validation
3.1.17
scope of validation

all of the types of matrix (3.1.22) to which the method and range of concentrations involved in

validation applies
3.1.18
scope of validity

all of the types of matrix (3.1.22) to which the method and range of concentrations involved in validation

applies, and for which future outcomes obtained via the method will be considered valid

3.1.19
quantitative method

method of analysis which determines the quantity or weight fraction of an analyte so that it may be

expressed as a numeric value in the appropriate units
© ISO 2020 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/TS 22176:2020(E)
3.1.20
reference method

method of analysis recognized by experts or used as a reference by agreement between parties, which

gives, or is supposed to give the accepted reference value of the measurand
3.1.21
alternative method

method of analysis used by the laboratory instead of one or several reference methods (3.1.20)

3.1.22
matrix
set of properties of the sample and its components other than the analyte

Note 1 to entry: The matrix effect reflects the possible influence that these properties or components can have

on the instrumental response. For practical reasons, since the matrix effect can vary in the different stages

of analysis (e.g. before or after mineralisation), a type of matrix is defined as a group of materials or products

recognized by the analyst as having consistent behaviour with regard to the method of analysis used.

3.1.23
series
set of measurements carried out under a set of repeatability conditions

Note 1 to entry: For example, a series includes measurements carried out on the same day and/or by the same

operator.
3.1.24
accuracy profile

combination, in a graphic form, of one or several β-expectation tolerance intervals (3.1.25) calculated at

different concentrations, and of one or several acceptance intervals (3.1.26)
3.1.25
β-expectation tolerance interval
tolerance interval

interval which contains, on average, a defined proportion, β %, of future measurements, obtained

according to a given procedure and for a given concentration

Note 1 to entry: The limits of the interval are calculated based on trials conducted for the purpose of validation.

Note 2 to entry: A value of 80 % for β % means that, on average, one out of five results will be outside the limits of

the interval at the limit of quantitation (3.1.29). See 5.10.
3.1.26
acceptance interval

specification of the performance required for the method, expressed as an acceptable deviation around

the reference value

Note 1 to entry: The limits of the interval are set by the client or by statutory requirements, sometimes

according to the concentration. They are expressed as ±λ as absolute values and in the units of the measurand, or

(1 ± λ) × 100 as relative values.
3.1.27
linearity

establishment of a linear relationship between the deduced (or quantified) quantities

in the samples and their reference values

Note 1 to entry: Linearity of the method is different from linearity of the response function of the measuring

apparatus, which only characterizes the instrumental response during calibration and is not essential for

accurate quantitation.
4 © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/TS 22176:2020(E)
3.1.28
validation sample
control sample

material to which the reference value may be assigned, either because it is a reference material (certified

or uncertified), or because the molecule to be assayed has been subjected to standard addition

3.1.29
limit of quantitation

the lowest and/or highest concentration of analyte that may be quantified under the experimental

conditions of the method. It corresponds to the lowest and/or highest concentration of the scope of

validity (3.1.18)

Note 1 to entry: Note 1to entry: According to the SFSTP (French society for pharmaceutical sciences and

technology), the limit of quantitation is the smallest quantity of analyte in a sample that may be assayed under

the experimental conditions described with a defined level of accuracy.
3.1.30
limit of detection

measured quantity value, obtained by a given measurement procedure, for which the probability of

falsely claiming the absence of a component in a material is b, given a probability, α, of falsely claiming

its presence

Note 1 to entry: The notation b used in this definition incurs a risk of type II error.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.18, modified — Original notes to entry have been omitted and a

new note to entry has been added.]
3.2 Symbols

A series of i measurements (i varying from 1 to I), includes k concentrations (k varying from 1 to K),

for which j repetitions have been performed (j varying from 1 to J). The subscripts are written in the

following order: i,j,k. The random variables are written in upper case letters and their values in lower

case letters. Description of abbreviations used in formulae is given in Table 1.
Table 1 — Meaning of the different abbreviations used in formulae
Symbol Description

Reference value assigned to a calibration standard for series i (1 ≤ i ≤ I), repetition j (1 ≤ j ≤ J) and

concentration k (1 ≤ k ≤ K)
ijk

Reference value assigned to a validation sample for series i, repetition j and concentration k.

Measurement of the instrumental or experimental response observed for a calibration standard or

ijk
validation sample for series i, repetition j and concentration k.

Deduced value for a validation sample for series i, repetition j and concentration k, obtained either

ijk
by inverse prediction using a calibration model or by direct measurement.

Bias expressing the trueness error for a validation sample between the deduced value and its

ijk
reference value b = z − x
ijk ijk ijk
© ISO 2020 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/TS 22176:2020(E)
4 G
...

SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 22176
Première édition
2020-01
Cosmétiques — Méthodes analytiques
— Développement d’une approche
globale pour la validation des
méthodes analytiques quantitatives
Cosmetics — Analytical methods — Development of a global
approach for validation of quantitative analytical methods
Numéro de référence
ISO/TS 22176:2020(F)
ISO 2020
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TS 22176:2020(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2020

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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

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Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/TS 22176:2020(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes, définitions et symboles .......................................................................................................................................................... 1

3.1 Termes et définitions ......................................................................................................................................................................... 1

3.2 Symboles ...................................................................................................................................................................................................... 5

4 Principes généraux ............................................................................................................................................................................................ 6

4.1 Rappel ............................................................................................................................................................................................................. 6

4.2 Conditions diverses pour l’estimation de la fidélité ............................................................................................... 6

4.3 Profil d’exactitude ................................................................................................................................................................................ 7

5 Mode opératoire.................................................................................................................................................................................................... 9

5.1 Définition de la grandeur mesurée ........................................................................................................................................ 9

5.2 Définition des objectifs .................................................................................................................................................................... 9

5.2.1 Choix du domaine de validation ......................................................................................................................... 9

5.2.2 Choix des limites d’acceptation ........................................................................................................................... 9

5.3 Sélection des échantillons de validation ........................................................................................................................10

5.3.1 Choix du type de matrice ou des types de matrices .......................................................................10

5.3.2 Méthodes d’établissement des valeurs de référence .....................................................................10

5.4 Plan de caractérisation de la validation .........................................................................................................................10

5.4.1 Organisation .....................................................................................................................................................................10

5.4.2 Choix du nombre de séries, de répétitions et de concentrations pour le

plan de caractérisation de la validation ....................................................................................................11

5.5 Plan d’étalonnage pour les méthodes indirectes....................................................................................................12

5.5.1 Organisation .....................................................................................................................................................................12

5.5.2 Choix du nombre de séries, de répétitions et de concentrations pour le

plan d’étalonnage .........................................................................................................................................................12

5.6 Essais ............................................................................................................................................................................................................13

5.7 Calcul de concentrations inverses prédites pour les méthodes indirectes ......................................14

5.7.1 Généralités .........................................................................................................................................................................14

5.7.2 Calcul des modèles d’étalonnage ....................................................................................................................14

5.7.3 Rétro-calcul des concentrations retrouvées par prédiction inverse ................................16

5.8 Calcul des critères de validation par niveau de concentration ...................................................................16

5.8.1 Généralités .........................................................................................................................................................................16

5.8.2 Critères de justesse par série .............................................................................................................................16

5.8.3 Critères de justesse et de fidélité par concentration .....................................................................17

5.8.4 Calcul des intervalles de tolérance ................................................................................................................18

5.9 Construction du profil d’exactitude ...................................................................................................................................19

5.10 Interprétation du profil d’exactitude pour la validation ..................................................................................21

5.10.1 Généralités .........................................................................................................................................................................21

5.10.2 Règles de décision ........................................................................................................................................................21

5.10.3 Définition du domaine de validité .................. ................................................................................................23

5.10.4 Choix d’un mode opératoire d’étalonnage pour les analyses courantes ......................23

5.10.5 Influence et importance du pourcentage β ............................................................................................23

5.10.6 Identification des valeurs aberrantes .........................................................................................................24

6 Maîtrise des résultats en routine .....................................................................................................................................................24

Annexe A (normative) Calcul des écarts-types de répétabilité, de fidélité intermédiaire et

de reproductibilité ..........................................................................................................................................................................................25

Annexe B (normative) Contenu du fichier de validation ..............................................................................................................28

Annexe C (informative) Paramétrage d’un dosage visant à déterminer le profil d’exactitude

dans le cas de la NDELA dans des échantillons cosmétiques ..............................................................................30

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ISO/TS 22176:2020(F)

Annexe D (informative) Influence de la valeur de β sur l’intervalle de tolérance (R = 3 et s = 1) .40

Annexe E (informative) Contribution au calcul de l’incertitude ...........................................................................................41

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................42

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ISO/TS 22176:2020(F)
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’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).

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 le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 217, Cosmétiques.

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.
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ISO/TS 22176:2020(F)
Introduction

Le présent document vise à proposer un protocole de caractérisation pour la validation d’une méthode

analytique quantitative dans le domaine de la cosmétique et à satisfaire ainsi aux exigences de

l’ISO/IEC 17025, c’est-à-dire en se fondant sur les objectifs de performance. Les principes théoriques

de cette approche peuvent être consultés dans la Référence [1]. Le présent document est fondé sur la

[2]
Norme Française NF V 03-110 .

Les méthodes analytiques destinées à l’analyse de cosmétiques nécessitent d’être validées. La validation

a été pendant longtemps envisagée comme un processus consistant à vérifier individuellement plusieurs

critères différents, à savoir la sélectivité, la répétabilité, la linéarité, la justesse, etc. L’approche globale,

[1]

proposée en 2003 , est fondée sur le concept d’erreur totale et le terme «global» signifie qu’il convient

de ne vérifier qu’un seul critère pour valider une méthode: l’accord entre un futur résultat expérimental

[1],[9]

et la valeur vraie. Cette approche a déjà été appliquée dans les domaines de la pharmacie , de

[2]

l’agrochimie , et est conforme aux lignes directrices d’assurance de la qualité telles que les bonnes

pratiques de laboratoire ou l’ISO/IEC 17025. Ce processus de validation s’applique généralement aux

méthodes déjà mises au point et intègre les évaluations des critères suivants: spécificité/sélectivité,

fidélité, justesse, domaine de linéarité, limite de détection/limite de quantification (LD/LQ), stabilité,

robustesse.

Le grand nombre de produits cosmétiques et la diversité des matrices représentent un défi pour un

laboratoire d’analyses car cela exige d’adapter les méthodes normalisées à chaque type d’échantillons.

Des difficultés supplémentaires sont liées aux très faibles concentrations à quantifier, en général de

l’ordre du mg/kg (ppm, partie par million) ou du µg/kg (ppb, partie par milliard). Dans ce contexte, des

critères tels que l’exactitude et l’incertitude de mesure des résultats analytiques sont de la plus haute

importance.

Lorsque la concentration d’une substance est déterminée par un laboratoire d’analyses, il est important

d’évaluer l’écart entre la valeur mesurée et la valeur vraie connue. Cette différence représente la justesse

de l’analyse. Si des échantillons cosmétiques sont analysés plusieurs fois sous des conditions différentes

(laboratoire, appareillage, opérateur), les résultats individuels présenteront une dispersion autour de

la valeur moyenne, laquelle représente la fidélité de la mesure. Tout comme pour la mesure individuelle,

elle représente une erreur par rapport à la valeur moyenne et une inexactitude par rapport à la valeur

de référence (c’est-à-dire la valeur vraie).
Figure 1 — Représentation des concepts d’exactitude, de fidélité et de justesse

Lorsqu’un laboratoire mesure la concentration d’une substance donnée dans un échantillon de produit

cosmétique, la valeur qui est obtenue est donc caractérisée par une exactitude donnée laquelle englobe

en même temps la notion de justesse et de fidélité (voir Figure 1). Elle peut également être envisagée

comme l’erreur totale. La garantie que l’exactitude d’un résultat est en dessous des limites d’acceptation

est donc l’une des manières de démontrer la validité d’une mesure.
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ISO/TS 22176:2020(F)

Le profil d’exactitude (tracé de l’exactitude en fonction de la concentration), tel qu’il a été développé

[3] à [9]

dans de nombreux domaines , est donc la façon de connaître l’exactitude d’un résultat obtenu avec

une méthode donnée appliquée à un type d’échantillon dans l’environnement d’un laboratoire donné.

Pour atteindre ce profil d’exactitude, il est nécessaire de réaliser un dosage spécifique permettant de

démontrer la validité de la méthode analytique, ainsi que l’exactitude de la mesure pour une substance

[10]

donnée. Dans le cadre de cette approche, il est nécessaire de déterminer un intervalle de tolérance

dans lequel s’inscrit une proportion donnée (β) de futures valeurs mesurées (en moyenne). Si cet

intervalle de tolérance est situé à l’intérieur d’une limite d’acceptation définie a priori, en prenant en

compte plusieurs paramètres tels que le type et la concentration d’analyte, le type de matrice, le type

d’analyse et les conditions des expériences, dans ce cas, la méthode sera jugée valide, et s’il ne respecte

pas cette limite d’acceptation, la méthode sera jugée non valide (voir Figure 2).

Légende
valeur moyenne
valeur vraie
Figure 2 — Représentation du principe de validation
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SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 22176:2020(F)
Cosmétiques — Méthodes analytiques — Développement
d’une approche globale pour la validation des méthodes
analytiques quantitatives
1 Domaine d’application

Le présent document définit une approche globale pour la validation d’une méthode analytique

quantitative, fondée sur la construction et l’interprétation d’un profil d’exactitude, et spécifie son mode

opératoire de caractérisation.

Ce mode opératoire est notamment applicable pour une validation en interne dans un laboratoire d’essais

de cosmétiques, mais son domaine d’application peut être élargi à l’interprétation de données recueillies

pour une étude interlaboratoires conçue conformément aux recommandations de l’ISO 5725-1. Il ne

s’applique pas aux essais microbiologiques. La présente approche est notamment adaptée à la gestion

de la large diversité des matrices utilisées dans les cosmétiques. Le présent document ne s’applique

qu’aux méthodes déjà mises au point et totalement finalisées pour lesquelles la sélectivité/la spécificité

ont déjà été étudiées et pour lesquelles le domaine d’application de la méthode à valider a déjà été défini,

en termes de types de matrice et de concentrations de mesurande (par exemple, analyte).

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/IEC Guide 99:2007, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et

termes associés (VIM)
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO/IEC Guide 99 et les suivants,

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 http:// www .electropedia .org/ .
3.1.1
mesurage

processus consistant à obtenir expérimentalement une ou plusieurs valeurs que l’on peut

raisonnablement attribuer à une grandeur

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.1, modifiée — Les notes à l’article ont été exclues.]

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ISO/TS 22176:2020(F)
3.1.2
mesurande
grandeur que l’on veut mesurer

Note 1 à l'article: Le terme «analyte», employé en chimie, est un synonyme de mesurande, et est plus couramment

utilisé.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.3, modifiée — Les notes à l’article d’origine ont été exclues et une

nouvelle note à l’article a été ajoutée.]
3.1.3
justesse de mesure
justesse

étroitesse de l’accord entre la moyenne de valeurs obtenues par des mesurages répétés du même objet

ou d’objets similaires dans des conditions spécifiées et une valeur de référence

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.14, modifiée — Les notes à l’article ont été exclues.]

3.1.4
fidélité de mesure
fidélité

étroitesse de l’accord entre les indications ou les valeurs mesurées obtenues par des mesurages répétés

du même objet ou d’objets similaires dans des conditions spécifiées

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.15, modifiée — Les notes à l’article ont été exclues.]

3.1.5
condition de répétabilité

condition de mesurage dans un ensemble de conditions qui comprennent la même procédure de mesure,

le même opérateur, le même système de mesure, les mêmes conditions de fonctionnement et le même

lieu, ainsi que des mesurages répétés sur le même objet ou des objets similaires pendant une courte

période de temps

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.20, modifiée — Les notes à l’article ont été exclues.]

3.1.6
répétabilité de mesure
répétabilité
fidélité de mesure selon un ensemble de conditions de répétabilité (3.1.5)
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.21]
3.1.7
condition de fidélité intermédiaire

condition de mesurage dans un ensemble de conditions qui comprennent la même procédure de mesure,

le même lieu et des mesurages répétés sur le même objet ou des objets similaires pendant une période

de temps étendue, mais peuvent comprendre d’autres conditions que l’on fait varier

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.22, modifiée — Les notes à l’article ont été exclues.]

3.1.8
fidélité intermédiaire de mesure
fidélité intermédiaire

fidélité de mesure selon un ensemble de conditions de fidélité intermédiaire (3.1.7)

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.23, modifiée — Les notes à l’article ont été exclues.]

2 © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO/TS 22176:2020(F)
3.1.9
condition de reproductibilité

condition de mesurage dans un ensemble de conditions qui comprennent des lieux, des opérateurs et

des systèmes de mesure différents, ainsi que des mesurages répétés sur le même objet ou des objets

similaires

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.24, modifiée — La note à l’article a été exclue.]

3.1.10
reproductibilité de mesure
reproductibilité
fidélité de mesure selon un ensemble de conditions de reproductibilité (3.1.9)

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.25, modifiée — La note à l’article a été exclue.]

3.1.11
exactitude de mesure
exactitude

étroitesse de l’accord entre une valeur mesurée et une valeur vraie d’un mesurande

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.13, modifiée — Les notes à l’article ont été exclues.]

3.1.12
vérification

fourniture de preuves tangibles qu’une entité donnée satisfait à des exigences spécifiées, en prenant en

compte l’exactitude de mesure

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.44, modifiée — Les notes à l’article ont été exclues.]

3.1.13
validation
vérification, où les exigences spécifiées sont adéquates pour un usage déterminé

Note 1 à l'article: Le terme «caractérisation» s’applique à la méthode, tandis que le terme «vérification» s’applique

aux résultats. La validation de la méthode consiste donc à vérifier si les résultats sont adéquats pour un usage

déterminé.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.45, modifiée — L’exemple a été exclu et une note à l’article a été

ajoutée.]
3.1.14
sélectivité

propriété d’un système de mesure, utilisant une procédure de mesure spécifiée, selon laquelle le

système fournit des valeurs mesurées pour un ou plusieurs mesurandes, telles que les valeurs de

chaque mesurande sont indépendantes des autres mesurandes ou d’autres grandeurs dans le système

de mesure

Note 1 à l'article: L’IUPAC envisage la spécificité comme l’étape finale de sélectivité.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.13, modifiée — Les exemples et notes à l’article d’origine ont été

exclus. Une nouvelle note à l’article a été ajoutée.]
3.1.15
valeur de référence

valeur d’une grandeur dont l’incertitude de mesure associée est généralement jugée comme

suffisamment faible pour que la valeur puisse servir de base de comparaison pour les valeurs de

grandeurs de même nature

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 5.18, modifiée — Les notes à l’article ont été exclues.]

© ISO 2020 – Tous droits réservés 3
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ISO/TS 22176:2020(F)
3.1.16
domaine d’application

ensemble des types de matrice (3.1.22) auxquels la méthode s’applique, en prenant en

compte la gamme de concentrations étudiée dans le cadre d’une validation
3.1.17
domaine de validation

ensemble des types de matrice (3.1.22) auxquels la méthode et la gamme de concentrations étudiées

dans le cadre d’une validation s’appliquent
3.1.18
domaine de validité

ensemble des types de matrice (3.1.22) auxquels la méthode et la gamme de concentrations étudiée

dans le cadre d’une validation s’appliquent, et pour lesquels de futurs résultats obtenus par la méthode

seront jugés valides
3.1.19
méthode quantitative

méthode d’analyse qui détermine la quantité ou la fraction massique d’un analyte en délivrant une

valeur numérique exprimée selon les unités adéquates
3.1.20
méthode de référence

méthode d’analyse reconnue par des experts ou utilisée comme référence par accord entre les parties,

qui donne, ou est présumée donner, la valeur de référence acceptée du mesurande
3.1.21
méthode alternative

méthode d’analyse utilisée par le laboratoire à la place d’une ou de plusieurs méthodes de référence

(3.1.20)
3.1.22
matrice

ensemble de propriétés de l’échantillon et de ses constituants autres que l’analyte

Note 1 à l'article: L’effet matrice reflète l’éventuelle influence que ces propriétés ou constituants peuvent avoir

sur la réponse instrumentale. Étant donné que l’effet matrice peut fluctuer selon les différentes étapes d’analyse

(par exemple, avant ou après digestion), un type de matrice est défini pour des raisons pratiques comme un

groupe de matériaux ou produits connus de l’analyste comme présentant un comportement constant par rapport

à la méthode d’analyse utilisée.
3.1.23
série
ensemble de mesurages effectués selon un ensemble de conditions de répétabilité

Note 1 à l'article: Des mesurages effectués le même jour et/ou par le même opérateur sont un exemple de série.

3.1.24
profil d’exactitude

combinaison, présentée sous forme graphique, d’un ou de plusieurs intervalles de tolérance au niveau β

(3.1.25) calculés à différentes concentrations, et d’un ou de plusieurs intervalles d’acceptation (3.1.26)

3.1.25
intervalle de tolérance au niveau β
intervalle de tolérance

intervalle dans lequel s’inscrit, en moyenne, un pourcentage défini, β %, de futures mesures, obtenues

conformément à un mode opératoire donné et pour une concentration donnée

Note 1 à l'article: Les limites de l’intervalle sont calculées sur la base d’essais menés aux fins d’une validation.

Note 2 à l'article: Un pourcentage β % de 80 % signifie qu’en moyenne, un résultat sur cinq ne s’inscrira pas dans

les limites de l’intervalle à la limite de quantification (3.1.29). Voir 5.10.
4 © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO/TS 22176:2020(F)
3.1.26
intervalle d’acceptation

spécification de la performance exigée pour la méthode, exprimée sous la forme d’un écart acceptable

autour de la valeur de référence

Note 1 à l'article: Les limites de l’intervalle sont fixées par le client ou par des exigences réglementaires, parfois

en fonction de la concentration. Elles sont exprimées en valeur absolue dans l’unité du mesurande sous la forme

±λ ou sont exprimées en valeur relative sous la forme (1 ± λ) × 100.
3.1.27
linéarité

établissement d’une relation linéaire entre les quantités déduites (ou quantifiées) des

échantillons et leurs valeurs de référence

Note 1 à l'article: La linéarité de la méthode est différente de la linéarité de la fonction de réponse de l’appareillage

de mesure, cette dernière ne caractérise que la réponse instrumentale pendant l’étalonnage et n’est pas

essentielle pour une quantification exacte.
3.1.28
échantillon de validation
échantillon témoin

matériau auquel la valeur de référence peut être attribuée, soit parce qu’il s’agit d’un matériau de

référence (certifié ou non certifié), soit parce que la molécule à quantifier a fait l’objet d’un ajout dosé

3.1.29
limite de quantification

plus faible et/ou plus forte concentrations d’analyte qui peuvent être quantifiées dans les conditions

expérimentales de la méthode, correspondant à la plus faible et/ou à la plus forte concentrations du

domaine de validité (3.1.18)

Note 1 à l'article: Conformément à la SFSTP (Société Française des Sciences et Techniques Pharmaceutiques), la

limite de quantification est la plus faible quantité d’analyte qui peut être quantifiée dans un échantillon dans les

conditions expérimentales décrites avec un niveau d’exactitude défini.
3.1.30
limite de détection
valeur mesurée, obtenue par une
...

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