标准物质在化学计量和测量中的作用

随着全球经济一体化步伐加快，食品安全、生物、环保等领域的检测技术飞速发展，对于测量结果可靠性需求也不断增加。标准物质作为分析测量过程中的“化学砝码"，可实现准确一致的测量，保证量值有效传递。那究竟什么样的物质才可称为标准物质？

标准物质的定义及特点国家质检总局1987年发布的《标准物质管理办法》指出“标准物质是指用于统一量值的标准物质"。2012年实施的计量技术规范JJF 1001-2011 《通用计量术语及定义》中对标准物质则有了更清晰的定义：“标准物质又称参考物质（Reference Material，RM）：具有足够均匀和稳定的特定特性的物质，其特性被证实适用于测量中或标称特性检查中的预期用途"。其中有证标准物质（Certified Reference Material，CRM）则是指：“附有由权wei机构发布的文件，提供使用有效程序获得的具有不确定度和溯源性一个或多个特性量值的标准物质"。目前，国际上知ming的有证标准物质包括美国NIST的SRM，欧洲IRMM的BCR、ERM和IRMM等。而我国标准物质则一般分为一级标准物质GBW和二级标准物质的代号以GBW( E)，二者均属于“有证标准物质"，其编号由国家市场监督管理总局统一指ding、颁发，按国家颁布的计量法进行管理。通过研究定义可发现，标准物质一般都具有三个显著特点：具有特性量值的准确性、均匀性、稳定性；量值具有传递性；实物形式的计量标准。因此，标准物质尤其是有证标准物质，它们的用途非常广泛。国际法制计量组织（OIML）在OIML D18 中给出了有证标准物质在法制计量控制领域的基本功能，即用作标准来检定、校准和测试测量设备；证明测量程序和测量不确定度；在测量过程中校准测量设备。标准物质的作用我国的计量技术规范JJF 1507-2015 《标准物质的选择与应用》中则将标准物质的作用归纳为五点，以下将一一加以说明。1、校准现代仪器技术发展为化学分析者提供了高灵敏度、高专一性、高精密度的分析方法，这些方法基本都需通过校准物的信号与被分析物信号比较来确定被分析物的量，有证标准物质因此成为校准链上的重要一环。《计量法实施细则》中明确规定标准物质属于计量器具的一种，其也成为法定计量检定机构用来复现、保存和量值传递的计量标准器。标准物质通过不间断的校准链，以相对直接的方式实现测量结果对选定参考对象的计量溯源性，可保证检定、校准结果的准确、可靠、有效。2、建立计量溯源性实际测量中，通过使用不同等级的标准物质，按准确度由低到高，逐级进行量值的追溯，直到国际基本单位SI，这个过程实现了量值的“溯源"。而若从国际基本单位出发，用不同等级的标准物质由高至低进行量值传递，最终至实际测量现场的过程，则被称为量值的“传递"。通过标准物质的使用，最终形成化学测量完整的溯源一量传体系。3、为其他材料赋值有证标准物质常可用于材料赋值。如果赋值过程中用到的相关设备经过适当校准，并采取了充分的质量保证与质量控制措施，就有可能通过该有证标准物质建立特性值对规定测量单位的计量溯源性。在化学成分量测量领域，常使用标准物质通过混合、稀释等手段制备其他工作用标准物质或校准物，这些物质的特性值及不确定度取决于所使用标准物质，并受制备程序和环境条件的影响。此外，标准物质还可以通过经典称量滴定法或容量滴定法分析为其他材料赋值。4、测量方法/程序确认标准物质作为特性量值已知的物质，可用于研究和评价测量成分或特性的方法，判断该方法的准确度和重复性。有证标准物质可用于测量正确度确认，亦可用于其他确认目的，借此有效建立测定结果的计量溯源性。质量控制物质或其他未经定值的标准物质可用于方法确认，但由于特性值缺少计量溯源性，因此仅适合评估与精密度相关的量度。通过验证和改进测量方法的准确度，评价检测方法在特定场合的适应性，从而促进校准方法和测试技术的发展，已有很多单位将标准物质应用于标准方法的制定和实施过程中。5、测量质量控制标准物质可以为日常实验室质量控制指标如测量精密度、测量偏倚或回收率、灵敏度等提供均匀、稳定的样品，另外，利用标准物质开展的实验室间比对活动，也是一种有效的实验室外部质量控制手段。在缺乏合适基体的标准物质或考虑标准物质使用成本的情况下，可由实验室或具有同样要求的用户群自行制备质量控制标准物质。必要时，可运用有证标准物质为实验室制备的质量控制标准物质赋值或提供计量溯源性保证。标准物质的发展基于标准物质的这些重要作用，国务院2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要( 2006-2020年)》在 “加强科技基础条件平台建设"条款中明确指出，要 “研究制定高精确度和高稳定性的计量基标准和标准物质体系"。2013年国务院又印发《计量发展规划( 2013-2020) 》，规划中明确指出要“开展基础前沿标准物质研究，扩大国家标准物质覆盖面，填补国家标准物质体系的缺项和不足。加强标准物质定值、分离纯化、制备、保存等相关技术、方法研究，提高技术指标。加快标准物质研制，提高质量和数量，满足食品安全、生物、环保等领域检测技术配套和支撑需求。完善标准物质量传溯源体系，保证检测、监测数据结果的溯源性、可比性和有效性。