MA工具——用于白色分析化学的多色评估平台：对方法的环境友好性、实用性、性能和创新性进行综合评价

《Microchemical Journal》：MA tool—Multi-color assessment platform for white analytical chemistry: unified evaluation of method greenness, practicality, performance, and innovation

本研究开发了多色评估工具（MA Tool），整合绿色（GEMAM）、可行性（BAGI）、性能（RAPI）和创新（VIGI）四个评估框架，通过51题结构化问卷实现实时评分与三维可视化分析，首次引入分析质量由设计（AQbD）原则，提升方法可持续性评估的全面性和科学性，并验证了其在五个实际案例中的应用有效性。

　　本文介绍了一种名为“多色评估（Multi-Color Assessment, MA）工具”的新型数字平台，该平台旨在对分析方法进行多维度的综合评估，以满足现代分析化学中日益增长的可持续性需求。随着全球环境问题的加剧以及联合国可持续发展目标（UN-SDGs）的推进，传统的分析方法评估体系已无法全面反映方法的综合质量。因此，研究团队开发了这一创新工具，将四个已有的评估框架整合到一个统一的系统中，从而为分析方法的评估提供了更全面、更科学的视角。

MA工具的核心在于其对绿色性（Greenness）、适用性（Applicability）、性能（Performance）和创新性（Innovation）四个关键维度的综合考量。这四个维度分别对应于绿色分析化学（Green Analytical Chemistry, GAC）的环境影响评估、方法在实际操作中的可行性、分析方法的精确度与稳定性，以及技术上的创新程度。通过将这些独立但相互关联的评估框架整合到一个平台上，MA工具能够提供更系统、更全面的分析方法评价，使得方法开发者和监管机构可以更有效地进行方法选择与优化。

绿色分析化学（GAC）自20世纪末以来已成为分析化学领域的重要研究方向。GAC强调减少分析过程中的环境和健康影响，例如通过使用更环保的溶剂、减少废物排放以及提高资源利用效率。尽管已有多种工具用于评估分析方法的绿色性，如Analytical Eco-Scale、Green Analytical Procedure Index（GAPI）和AGREE，但这些工具往往存在一定的局限性。例如，它们通常采用半定量或简化的评分系统，难以准确反映方法在环境方面的综合表现。此外，这些工具在评估方法的其他关键属性时，如适用性、性能和创新性，往往缺乏全面性。

为了解决上述问题，研究团队引入了GEMAM（Green Evaluation Metric for Analytical Methods），这是一种基于科学标准、包含21个问题的系统化评估工具。GEMAM不仅考虑了方法的环境影响，还通过清晰的评分标准提高了评估的可重复性和可靠性。然而，GEMAM仅关注绿色性，未能涵盖分析方法在实际应用中的其他重要方面，如仪器的可获得性、成本效益、时间消耗和用户友好度等。为此，研究团队开发了BAGI（Blueness Assessment Graphical Index），该工具通过颜色编码的视觉设计，直观地展示了分析方法的适用性。BAGI的评估内容包括资源可用性、经济性、操作时间及用户友好性，为分析方法的实际应用提供了重要参考。尽管BAGI在适用性评估方面表现出色，但其未能涉及分析方法的性能和创新性。

针对分析方法的性能评估，研究团队引入了RAPI（Redness Analytical Performance Index），该工具专注于传统的性能指标，如准确性、精密度、选择性、检测限（LOD）和稳健性。RAPI的设计使得分析方法的性能评估更加系统化，且能够与监管要求相契合。然而，RAPI的评估主要聚焦于分析技术本身，忽略了方法在实际应用中可能面临的资源获取、环境风险等现实因素。

创新性评估则由VIGI（Violet Innovation Grade Index）负责，该工具评估分析方法的新颖性、微型化、绿色性增强的改进措施以及对现代趋势如自动化和绿色溶剂的适应性。VIGI特别适用于新兴分析技术的评估，能够识别出那些推动可持续分析发展的方法。然而，VIGI在评估方法的其他方面时，如环境影响或实际操作可行性，存在一定的局限。

为了克服这些独立评估工具的不足，研究团队提出了White Analytical Chemistry（WAC）的理念，即一种融合绿色性、适用性和性能的综合性分析方法评估体系。WAC强调在确保分析方法科学性的同时，也要兼顾其可持续性和实际应用价值。然而，现有的评估工具往往只关注单一维度，无法提供全面的评估结果，这限制了它们在方法选择和优化中的实际应用。

MA工具的出现填补了这一空白。它不仅整合了GEMAM、BAGI、RAPI和VIGI四个评估框架，还引入了Analytical Quality by Design（AQbD）原则，以进一步提升评估的科学性和实用性。AQbD是一种以质量为核心的方法开发策略，强调在方法设计阶段就考虑其稳健性、生命周期管理和基于风险的优化。通过将AQbD的评分标准融入VIGI中，MA工具能够更全面地评估分析方法的创新性，并促进科学、结构化的方法开发策略的实施。

MA工具的评估流程基于一个结构化的51个问题协议，涵盖了绿色性、适用性、性能和创新性四个维度。用户可以通过完成领域特定的问卷，对每个维度进行评分，系统则会根据评分结果生成各个维度的单独分数，并计算出一个综合的“白度分数”（Whiteness Score），该分数以一个风格化的白色字母“A”形式呈现，象征着方法在可持续性和质量上的综合表现。这种综合评分体系不仅提高了评估的准确性，还增强了评估结果的可比性和可解释性。

在实际应用中，MA工具通过一种创新的3D风格化文字可视化系统，以分段的字母“M”形式展示评估结果。每个颜色段代表一个评估维度，如绿色段代表绿色性，蓝色段代表适用性，红色段代表性能，紫色段代表创新性。这种可视化设计使得用户能够直观地理解方法在各个维度上的表现，并据此做出更科学的决策。此外，MA工具还具备实时评分、动态交互、自动报告生成等功能，极大地提升了其在实际操作中的便利性和实用性。

为了验证MA工具的有效性，研究团队对五种具有不同验证特征的已发表分析方法进行了系统评估。评估结果显示，这些方法在不同维度上的得分范围从10%到85%不等，表明MA工具能够准确识别方法的优势和不足。通过这种多维度的评估，MA工具不仅帮助方法开发者更全面地优化方法，也为监管机构提供了科学、标准化的决策依据。

MA工具的开发采用了现代的网络技术，包括HTML5、CSS3和JavaScript（ES6+），确保了其在不同平台上的兼容性和高效运行。此外，该工具无需安装即可使用，用户只需通过浏览器访问其网站即可进行评估。这种设计极大地降低了使用门槛，使得更多研究人员和实践者能够轻松获取并使用这一工具。

MA工具的引入标志着分析化学评估体系的一次重要变革。它不仅提供了多维度的综合评估，还通过引入AQbD原则，使得评估更加科学和系统化。这种整合不仅提高了分析方法评估的全面性和准确性，还为推动可持续分析化学的发展提供了强有力的支持。MA工具的出现，使得分析化学的研究者和实践者能够在确保方法科学性的前提下，更加关注其环境影响和实际应用价值，从而实现更加全面和可持续的分析方法开发。

此外，MA工具的开发也反映了分析化学领域对数字化和智能化工具的需求。随着科学技术的进步，越来越多的评估工具开始向自动化和可视化方向发展。MA工具的出现，不仅满足了这一趋势，还通过其独特的设计，为其他领域的评估系统提供了借鉴。例如，其多维度评分体系可以应用于其他科学领域，如环境科学、材料科学和生物医学研究，以支持更加全面和可持续的科学研究。

MA工具的开发还体现了跨学科合作的重要性。在分析化学领域，可持续性评估需要综合考虑化学、环境科学、工程学等多个学科的知识。研究团队通过整合不同领域的评估框架，成功构建了一个跨学科的评估系统，为分析方法的可持续性评估提供了新的思路和方法。这种跨学科的合作模式，有助于推动分析化学与其他学科的深度融合，为解决复杂科学问题提供更加全面的视角。

MA工具的成功应用，也为未来的分析方法评估提供了新的方向。随着可持续发展目标的不断推进，分析化学领域的研究者需要更加全面、系统的评估工具来支持他们的工作。MA工具的出现，为这一需求提供了一个切实可行的解决方案，使得分析方法的评估不仅限于传统性能指标，还能够涵盖环境影响、实际应用价值和创新性等多个方面。这种综合评估体系的建立，有助于推动分析化学向更加绿色、高效和可持续的方向发展。

综上所述，MA工具的开发和应用，为分析化学领域提供了一种全新的多维度评估方式。它不仅整合了现有的评估框架，还通过引入AQbD原则，提升了评估的科学性和实用性。此外，其直观的可视化设计和自动化功能，使得评估过程更加高效和便捷。MA工具的出现，标志着分析化学评估体系的一次重要升级，为推动可持续分析化学的发展提供了强有力的支持。未来，随着更多研究和实践的积累，MA工具有望成为分析化学领域不可或缺的评估工具，为方法开发者和监管机构提供更加全面和科学的决策依据。