基于化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理分析

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海 201114）

在化學(xué)分析實(shí)踐中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為特殊的計(jì)量器具，其在測(cè)量物質(zhì)特征特性、校定裝置儀器、分析測(cè)量方法等領(lǐng)域作用十分顯著。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析測(cè)試這個(gè)領(lǐng)域中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在某些層面講可以說(shuō)是特殊的計(jì)量測(cè)具，在生產(chǎn)實(shí)踐中有助于對(duì)產(chǎn)品的整體質(zhì)量進(jìn)行合理控制[1]。對(duì)于分析化學(xué)而言，如何能夠合理地運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理顯然具有理論與實(shí)際的雙重意義。

1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分級(jí)與特征

1.1 分級(jí)

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可分為三級(jí)，分別為基準(zhǔn)物質(zhì)、一級(jí)基準(zhǔn)物質(zhì)以及二級(jí)基準(zhǔn)物質(zhì)。其中基準(zhǔn)物質(zhì)指運(yùn)用一系列基本方法將所測(cè)量的基礎(chǔ)化學(xué)數(shù)值轉(zhuǎn)換到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的純物質(zhì)總稱(chēng)（共108 類(lèi)）；一級(jí)基準(zhǔn)物質(zhì)則代表了國(guó)內(nèi)目前最高水平，主要運(yùn)用于評(píng)價(jià)分析標(biāo)準(zhǔn)方法是否可行，并且可以判定二級(jí)基準(zhǔn)物質(zhì)是否達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)（共985 類(lèi)）；而二級(jí)基準(zhǔn)物質(zhì)亦可作為化學(xué)工作標(biāo)準(zhǔn)直接使用（共1122 類(lèi)）。通常來(lái)講，一級(jí)基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)用于校準(zhǔn)一些高準(zhǔn)確度的測(cè)量?jī)x器裝置，亦能標(biāo)定更低級(jí)別的基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，如可標(biāo)定二級(jí)基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[1]；二級(jí)基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的應(yīng)用較為前者廣泛，可以較好地滿足一般的測(cè)量檢驗(yàn)需求，亦可作為工作使用標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別較低的化驗(yàn)測(cè)量均可通過(guò)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行判定研究。

1.2 特征

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是具有較高穩(wěn)定性及均勻性的特征特性的物質(zhì)，因此其最顯著的特征主要有3 項(xiàng)，即穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性與均勻性。其中穩(wěn)定性是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在特定的化學(xué)環(huán)境條件與時(shí)間下，其物理化學(xué)特性在允許波動(dòng)范圍內(nèi)保持不變的特性，例如一級(jí)基準(zhǔn)物質(zhì)，其物質(zhì)穩(wěn)定性在一年以上；而二級(jí)基準(zhǔn)物質(zhì)，其物質(zhì)穩(wěn)定性于半年至一年之間。準(zhǔn)確性是規(guī)范證書(shū)中計(jì)量值的不確定性，其主要包括化學(xué)儀規(guī)范性、稱(chēng)量裝置規(guī)范性等產(chǎn)生的誤差，從而導(dǎo)致的不確定性；均勻性是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中所包含的各類(lèi)組分，在特定的物理化學(xué)條件下所保持的組構(gòu)一致、成分一致的狀態(tài)和能力[2]。

2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的使用

2.1 不確定度

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析過(guò)程中，由于試驗(yàn)場(chǎng)所、測(cè)量?jī)x器、實(shí)驗(yàn)裝置、人員操作的不同或規(guī)范差異，數(shù)據(jù)測(cè)量值會(huì)產(chǎn)生差異，數(shù)據(jù)散點(diǎn)圖中會(huì)有一定的分散性，并且標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不同，也會(huì)影響不確定度出現(xiàn)差異。因此，筆者認(rèn)為在化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，不確定度是必須要考慮的存在，通常而言，較低的不確定度在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中基本可以忽略不計(jì)，并且確保實(shí)驗(yàn)人員在挑選眾多標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中，要考慮到其不確定度影響程度的高低，找到不確定度最優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)方案，從而達(dá)到理想的試驗(yàn)效果。但并非所有的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度越小即越好，還應(yīng)該充分考慮其測(cè)量成本、供給狀況以及物理化學(xué)適用性等多方面因素。當(dāng)化學(xué)試驗(yàn)分析結(jié)果不確定度較大時(shí)，應(yīng)選取不確定度較高的物質(zhì)以此來(lái)降低測(cè)量分析成本[2]。

2.2 有效期

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的分析過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是否發(fā)揮作用即有效期有著嚴(yán)格規(guī)定，此有效期以選定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所含成分的物化性質(zhì)、組構(gòu)特征的穩(wěn)定程度決定，如果在化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有效期未過(guò)，則結(jié)果有效，反之結(jié)果則無(wú)效。在《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理辦法》中，一級(jí)化學(xué)基準(zhǔn)物質(zhì)成分的物化性質(zhì)、組構(gòu)特征在特定環(huán)境下至少保存穩(wěn)定1 年以上，而且運(yùn)用此標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)使用。但是某些標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性會(huì)長(zhǎng)達(dá)幾十年之久（如金屬元素金），亦有部分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)易揮發(fā)，并受到外界環(huán)境的影響，使其有效期顯著降低（如金屬元素汞）。因此在化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析中，試驗(yàn)人員應(yīng)充分了解標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的物化性質(zhì)及組構(gòu)特征，對(duì)其有效期進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，使用時(shí)嚴(yán)格遵守操作流程，確保標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)最大限度的合理使用[3]。在實(shí)際試驗(yàn)測(cè)量過(guò)程中，試驗(yàn)工作人員一定要加強(qiáng)對(duì)各級(jí)別基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的監(jiān)測(cè)工作，降低有效期對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果的較大影響。

2.3 溯源性

作為將我國(guó)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系起來(lái)的特征特性，溯源性指經(jīng)過(guò)相關(guān)的不確定度進(jìn)行持續(xù)比較的鏈條，從而使其化學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果能與規(guī)定的參考標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系起來(lái)。我國(guó)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可委員會(huì)（JAI）明確指出在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用各級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，必須要追溯到有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)量單位機(jī)構(gòu)所運(yùn)用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)達(dá)標(biāo)資料，才能保證行政單位批準(zhǔn)。而對(duì)于某些未能提供證書(shū)溯源到我國(guó)基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其結(jié)果顯然會(huì)影響到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果[4]。例如某些較大型的儀器設(shè)備隨設(shè)備攜帶的運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化之樣品是沒(méi)辦法證明其溯源性的?；诠P者從事化學(xué)實(shí)驗(yàn)多年積累的經(jīng)驗(yàn)上看，并非全部應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均需要證明其溯源性，例如使用回收率等方法測(cè)量分析方法的不準(zhǔn)確度時(shí)則不需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有非常嚴(yán)格的要求。還有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)、組構(gòu)特征與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣本不同，例如液體與氣體、膠狀與粉狀、粒狀與塊狀等，盡管各級(jí)別基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的溯源性可以達(dá)到相關(guān)要求，但是分析測(cè)量后的數(shù)據(jù)結(jié)果溯源性會(huì)受到顯著影響。

3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的管理

3.1 購(gòu)買(mǎi)管理

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的購(gòu)買(mǎi)管理，一定要遵循相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理購(gòu)置，根據(jù)《測(cè)試與校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ耐ㄓ靡蟆废嚓P(guān)規(guī)定，當(dāng)購(gòu)買(mǎi)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)，應(yīng)該首先選擇我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量相關(guān)部門(mén)認(rèn)證并且批準(zhǔn)生產(chǎn)的各級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[5]。如果我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)量需求時(shí)，亦可購(gòu)置相應(yīng)的進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，并進(jìn)行嚴(yán)格的可行性評(píng)估。填寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)購(gòu)買(mǎi)申請(qǐng)表時(shí)，應(yīng)該詳細(xì)注明其數(shù)量、技術(shù)指標(biāo)、級(jí)別及品種等，報(bào)相關(guān)部門(mén)審批，審批通過(guò)后才能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的購(gòu)買(mǎi)工作。購(gòu)置標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)嚴(yán)格按照以下幾點(diǎn)規(guī)則：（1）選取我國(guó)測(cè)量值傳遞系統(tǒng)內(nèi)的各級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；（2）應(yīng)對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)估審查，收集廠商的詳細(xì)資料，進(jìn)行合理評(píng)估，確定合格供應(yīng)廠商；（3）應(yīng)提前了解所購(gòu)買(mǎi)各級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度，而且要充分滿足實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)要求。

3.2 驗(yàn)收與驗(yàn)證

當(dāng)實(shí)驗(yàn)室購(gòu)置相應(yīng)各級(jí)別基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)后，工作人員必須對(duì)其顯著影響測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)收，例如查明證書(shū)的有效性、不確定度、廠商資質(zhì)等方面是否合乎要求；檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的包裝、外表是否有破損或異常。運(yùn)用相關(guān)方法對(duì)購(gòu)置的各級(jí)別基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確性驗(yàn)證，例如進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)比類(lèi)工作等。在實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)量過(guò)程中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)所得出的測(cè)試結(jié)果精確程度十分重要，為了提高試驗(yàn)質(zhì)量，必須對(duì)試驗(yàn)所得出的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的驗(yàn)證工作。

3.3 核查

實(shí)驗(yàn)室工作人員必須要對(duì)各級(jí)別基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行定期核查，以便主動(dòng)探明標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的物理化學(xué)特征、組構(gòu)特征的變化情況，及時(shí)的明確記錄其狀態(tài)，從而最大程度的規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

無(wú)規(guī)矩不成方圓，面對(duì)實(shí)驗(yàn)室中眾多的各級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，制定切實(shí)可行的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)核查計(jì)劃十分必要，其核查內(nèi)容應(yīng)包括核查人員、核查時(shí)間及周期、核查種類(lèi)、核查參數(shù)等分析標(biāo)準(zhǔn)。但由于每個(gè)化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室人員數(shù)量素質(zhì)以及各級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)數(shù)量質(zhì)量的差異，核查計(jì)劃應(yīng)充分在風(fēng)險(xiǎn)及成本以及人力資源等方面綜合考慮并制定計(jì)劃。

對(duì)于核查方法而言，其應(yīng)以經(jīng)濟(jì)適用、簡(jiǎn)單實(shí)用為主要原則。如新舊標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)各類(lèi)型參數(shù)值之對(duì)比工作、同一階段中不同標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)比工作、運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理收集使用數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布分析工作、參加測(cè)試水平滿意度分析工作等方法。

嚴(yán)格遵守核查使用存放標(biāo)準(zhǔn)，如果在實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)過(guò)程中出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，那就需要追根溯源到上一次核查數(shù)據(jù)，盡可能地規(guī)避試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，例如應(yīng)用于曲線繪制的一系列標(biāo)準(zhǔn)化樣品，用來(lái)進(jìn)一步修訂設(shè)備儀器隨時(shí)間變化而引起的曲線出現(xiàn)偏差的系列樣品。

3.4 標(biāo)識(shí)與記錄

標(biāo)識(shí)與記錄可遵循以下幾點(diǎn)：（1）在經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)及核查后合格的各級(jí)別基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)需進(jìn)行妥善存放使用，給予清晰標(biāo)志；（2）未通過(guò)檢驗(yàn)及核查的各級(jí)別基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，工作人員必須追溯使用該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所得到的試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，反復(fù)斟酌其結(jié)果可靠性；（3）對(duì)于廢棄將作出銷(xiāo)毀的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，應(yīng)該按照相關(guān)銷(xiāo)毀材料管理程序合規(guī)處理到位；（4）對(duì)于級(jí)別降低的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，必須實(shí)行分區(qū)分類(lèi)放置保管，并予以詳細(xì)降級(jí)記錄，清晰標(biāo)識(shí)；（5）在核查期間的檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)異構(gòu)體，或發(fā)生分解，應(yīng)考慮停止使用，并馬上通知有關(guān)部門(mén)停止對(duì)其進(jìn)一步使用，派出有關(guān)試驗(yàn)工作人員進(jìn)行降級(jí)使用、銷(xiāo)毀等結(jié)論[5]。

3.5 監(jiān)督

對(duì)各級(jí)別基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的有效監(jiān)督是非常必要的工作，亦是確保實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)的重要保障。部分實(shí)驗(yàn)室工作人員僅對(duì)涉及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的監(jiān)督做到存儲(chǔ)條件、檢查數(shù)量、有效期限等工作，卻忽略了對(duì)實(shí)驗(yàn)操作人員的培訓(xùn)教育工作，這點(diǎn)應(yīng)予以充分重視。

4 結(jié)論

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)量過(guò)程中，各級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是化學(xué)試驗(yàn)開(kāi)展所必需的基準(zhǔn)物質(zhì)，而標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的管理不當(dāng)會(huì)極大地影響試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果。因此，在各級(jí)別基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的使用方面應(yīng)密切關(guān)注其穩(wěn)定性、均勻性、有效期等特征特性，而在管理方面，全環(huán)節(jié)的嚴(yán)格把控至關(guān)重要，如采購(gòu)、保存、核查、標(biāo)識(shí)記錄等流程嚴(yán)格監(jiān)督完善，以確保標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的最優(yōu)質(zhì)量，從而保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果的可靠穩(wěn)定性。