Em matéria de tradução, encontram-se várias soluções corretas, como acontece com as apresentadas na pergunta.

A segunda solução, que é mais económica, é possível e legítima, porque os prefixos de significado locativo inter- e intra- (considera-se que são prefixos – cf. M.ª Graça Rio-Torto et al.,Gramática Derivacional do Português, 2013, pp., 370/371), tomando substantivos como base de derivação, formam palavras de uso adjetival como intramuros e intercidades. Sendo assim, é correto dizer e escrever «análise intra-amostra e análise interamostras», e o mesmo se diga acerca de «intramodelo e intermodelos».

Assinale-se que os derivados prefixados com intra- aceitam o singular e o plural da base de prefixação: intra-amostra, intra-modelo/intra-amostras, intra-modelos. O mesmo não é possível com inter-, que, intuitivamente, parece apenas compatível com o plural, dado que pressupõe uma relação especial entre duas ou mais entidades: interamostras (?"interamostra") e intermodelos (?"intermodelo").