標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在化學(xué)計(jì)量和測量中的作用

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化步伐加快，食品安全、生物、環(huán)保等領(lǐng)域的檢測技術(shù)飛速發(fā)展，對于測量結(jié)果可靠性需求也不斷增加。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為分析測量過程中的“化學(xué)砝碼”，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確一致的測量，保證量值有效傳遞。那究竟什么樣的物質(zhì)才可稱為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)？ 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定義及特點(diǎn)

國家質(zhì)檢總局1987年發(fā)布的《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理辦法》指出“標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是指用于統(tǒng)一量值的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)”。

2012年實(shí)施的計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF 1001-2011 《通用計(jì)量術(shù)語及定義》中對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)則有了更清晰的定義：

“標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)又稱參考物質(zhì)（Reference Material，RM）：具有足夠均勻和穩(wěn)定的特定特性的物質(zhì)，其特性被證實(shí)適用于測量中或標(biāo)稱特性檢查中的預(yù)期用途”。

其中有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（Certified Reference Material，CRM）則是指：“附有由權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布的文件，提供使用有效程序獲得的具有不確定度和溯源性一個(gè)或多個(gè)特性量值的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)”。

目前，國際上知名的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)包括美國NIST的SRM，歐洲IRMM的BCR、ERM和IRMM等。而我國標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)則一般分為一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW和二級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的代號以GBW( E)，二者均屬于“有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)”，其編號由國家市場監(jiān)督管理總局統(tǒng)一指定、頒發(fā)，按國家頒布的計(jì)量法進(jìn)行管理。

通過研究定義可發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)一般都具有三個(gè)顯著特點(diǎn)：

具有特性量值的準(zhǔn)確性、均勻性、穩(wěn)定性；

量值具有傳遞性；

實(shí)物形式的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。

因此，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)尤其是有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，它們的用途非常廣泛。

國際法制計(jì)量組織（OIML）在OIML D18 中給出了有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在法制計(jì)量控制領(lǐng)域的基本功能，即

用作標(biāo)準(zhǔn)來檢定、校準(zhǔn)和測試測量設(shè)備；

證明測量程序和/ 或測量不確定度；

在測量過程中校準(zhǔn)測量設(shè)備。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的作用

我國的計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF 1507-2015 《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的選擇與應(yīng)用》中則將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的作用歸納為五點(diǎn)，以下將一一加以說明。

1、校準(zhǔn)

現(xiàn)代儀器技術(shù)發(fā)展為化學(xué)分析者提供了高靈敏度、高專一性、高精密度的分析方法，這些方法基本都需通過校準(zhǔn)物的信號與被分析物信號比較來確定被分析物的量，有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)因此成為校準(zhǔn)鏈上的重要一環(huán)?！队?jì)量法實(shí)施細(xì)則》中明確規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)屬于計(jì)量器具的一種，其也成為法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)用來復(fù)現(xiàn)、保存和量值傳遞的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)通過不間斷的校準(zhǔn)鏈，以相對直接的方式實(shí)現(xiàn)測量結(jié)果對選定參考對象的計(jì)量溯源性，可保證檢定、校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠、有效。

2、建立計(jì)量溯源性

實(shí)際測量中，通過使用不同等級的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，按準(zhǔn)確度由低到高，逐級進(jìn)行量值的追溯，直到國際基本單位SI，這個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了量值的“溯源”。而若從國際基本單位出發(fā)，用不同等級的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)由高至低進(jìn)行量值傳遞，最終至實(shí)際測量現(xiàn)場的過程，則被稱為量值的“傳遞”。通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的使用，最終形成化學(xué)測量完整的溯源一量傳體系。

3、為其他材料賦值

有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)?？捎糜诓牧腺x值。如果賦值過程中用到的相關(guān)設(shè)備經(jīng)過適當(dāng)校準(zhǔn)，并采取了充分的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制措施，就有可能通過該有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)建立特性值對規(guī)定測量單位的計(jì)量溯源性。在化學(xué)成分量測量領(lǐng)域，常使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)通過混合、稀釋等手段制備其他工作用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或校準(zhǔn)物，這些物質(zhì)的特性值及不確定度取決于所使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，并受制備程序和環(huán)境條件的影響。此外，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)還可以通過經(jīng)典稱量滴定法或容量滴定法分析為其他材料賦值。

4、測量方法/程序確認(rèn)

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為特性量值已知的物質(zhì)，可用于研究和評價(jià)測量成分或特性的方法，判斷該方法的準(zhǔn)確度和重復(fù)性。有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可用于測量正確度確認(rèn)，亦可用于其他確認(rèn)目的，借此有效建立測定結(jié)果的計(jì)量溯源性。質(zhì)量控制物質(zhì)或其他未經(jīng)定值的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可用于方法確認(rèn)，但由于特性值缺少計(jì)量溯源性，因此僅適合評估與精密度相關(guān)的量度。通過驗(yàn)證和改進(jìn)測量方法的準(zhǔn)確度，評價(jià)檢測方法在特定場合的適應(yīng)性，從而促進(jìn)校準(zhǔn)方法和測試技術(shù)的發(fā)展，已有很多單位將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)方法的制定和實(shí)施過程中。

5、測量質(zhì)量控制

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可以為日常實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制指標(biāo)如測量精密度、測量偏倚或回收率、靈敏度等提供均勻、穩(wěn)定的樣品，另外，利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)開展的實(shí)驗(yàn)室間比對活動，也是一種有效的實(shí)驗(yàn)室外部質(zhì)量控制手段。在缺乏合適基體的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或考慮標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)使用成本的情況下，可由實(shí)驗(yàn)室或具有同樣要求的用戶群自行制備質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。必要時(shí)，可運(yùn)用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為實(shí)驗(yàn)室制備的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)賦值或提供計(jì)量溯源性保證。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的發(fā)展

基于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的這些重要作用，國務(wù)院2006年發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要( 2006-2020年)》在 “加強(qiáng)科技基礎(chǔ)條件平臺建設(shè)”條款中明確指出，要 “研究制定高精確度和高穩(wěn)定性的計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)體系”。2013年國務(wù)院又印發(fā)《計(jì)量發(fā)展規(guī)劃( 2013-2020) 》，規(guī)劃中明確指出要“開展基礎(chǔ)前沿標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究，擴(kuò)大國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)覆蓋面，填補(bǔ)國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)體系的缺項(xiàng)和不足。加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值、分離純化、制備、保存等相關(guān)技術(shù)、方法研究，提高技術(shù)指標(biāo)。

加快標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制，提高質(zhì)量和數(shù)量，滿足食品安全、生物、環(huán)保等領(lǐng)域檢測技術(shù)配套和支撐需求。完善標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量傳溯源體系，保證檢測、監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果的溯源性、可比性和有效性。