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		化学计量标准物质及其相关技术的研究和应用

　　化学计量内容丰富，围绕化学计量的核心，即保证化学测量结果的准确、可靠和可比，归纳起来至少应包括以下几个方面:

　　一、SI基本单位摩尔的复现和基本物理量的测量

　　摩尔是SI单位制中表示物质的量的基本单位，也是唯一一个直接关于化学计量的SI单位，是化学计量的基础。物质的量(即化学成分量)测量是化学测量的最主要内容。将化学成分量溯源至SI单位，是化学计量追求的终极目标。摩尔的复现和基本物理常数的测量是国际化学计量界共同努力的方向。

　　二、化学计量基(标)准的建立、复现、保存和使用

　　化学测量从内容上说，可分为化学成分量、物理化学量、化学工程量和生物量测量几大类。目前，在我国已经建立的化学计量基准只有6项，远不能满足化学测量溯源的需求。由于化学测量的复杂性，要研究和建立更多的化学计量基准，其难度是巨大的。即使是已经建立的计量基准，随着科学技术的发展，也需要不断地更新，才能持续满足社会发展的需要。此外，种类数以百计的化学测量标准，作为全国、部门或区域的量值传递的测量标准，在量值溯源链中发挥了非常重要的作用。它们的建立、复现、保存、更新和使用在一定程度上，保证了化学测量结果的准确可靠。

　　三、标准物质及其相关技术的研究和应用

　　标准物质是测量标准的一个种类。其与传统定义的物理测量标准相比，具有其特殊性，因此国际上有专门针对标准物质的定义。化学测量绝大多数是相对测量，而且影响测量不确定度的因素复杂。可以说，没有标准物质，化学测量无法实现，更谈不上准确可靠和可比。标准物质可分为纯物质和基体标准物质两大类。其中纯物质及其相应的纯溶液，主要用于校准分析仪器，或用作测量标准给待测量赋值；另一类是基体标准物质，主要用于考察确认测量方法、测量人员以及测量过程的质量控制，有时也用于校准仪器(X-射线荧光光谱法、近红外光谱法)。由于化学测量涉及的物质种类繁多，成分复杂，不同基体、不同物质、甚至是同一种物质和成分的不同含量水平，对测量结果的影响也不尽相同，某一化学特定量的标准物质基本上仅适用于基体和含量与其相同或相似的特定量的测量。目前，虽然已经有上千种标准物质在各个领域使用，但是仍然有许多重要的领域需要更多适用的标准物质。尤其是制造工业、贸易、健康和环境等领域，标准物质的需求量巨大。需要不断地研究标准物质的有关理论、测量技术、不确定度表述方法等，研制不同种类的标准物质满足量值传递和溯源的要求。这些工作需要化学计量工作者和相关测量领域分析专家长期共同的努力。

　　四、化学测量方法的研究、确认和应用

　　化学测量方法从基本原理、可能达到的不确定度水平或其在化学测量溯源链中的作用，可分为基准方法、高准确度方法、标准方法和参考方法等，国际计量局物质量咨询委员会(BIPM/CCQM)目前认定有5个潜在的基准方法:重量法、库仑法、凝固点下降法、称量滴定法和同位素稀释质谱法。认为其通过全面系统的研究，有可能发展为具有最高计量学特性(即最高测量不确定度水平)的基准方法，它们是化学测量量值溯源到SI的根本。另外一些测量方法，虽然目前尚不能统一地作为潜在的基准方法看待，但经过系统的研究，可望达到较高准确度水平，如中子活化分析法、腔衰荡光谱法、核磁共振法等一些应用新技术的测量方法。此外，由于对有些物质，其待测量无法准确定义，国际上常约定采用某些参考方法实现溯源，即溯源到参考方法，这在临床医学领域应用比较普遍。此外，在国际标准和国家标准方法的制定中，首先需要研究测量方法，包括其应用范围、测量重复性、线性范围、基体影响、灵敏度或检出限、稳定性等，涉及很多化学计量问题。在大量使用国际标准方法和国家标准方法时，也需要对方法进行验证，确保得到正确的应用。

　　五、化学测量结果及测量不确定度的评定方法的研究和应用

　　正是由于化学测量的过程复杂，影响测量不确定度的因素众多，使得化学测量结果以及相应的不确定度评定，相比物理测量要复杂得多，对于这一点，广大分析工作者和化学计量工作者深有体会。如何运用国际上关于测量不确定度的评定指南，评价化学测量结果的质量，建立适合化学测量不确定度评定的数学模型，寻求测量不确定度的主要来源、量化各个分量以及评定合成不确定度和扩展不确定度均需要进行研究，并不断完善。相应地，如何将已获得测量不确定度的信息，用于化学测量过程的质量控制，设计和改进化学测量程序，获得符合预期用途的测量结果，则是测量不确定度应用的更深层次的内容。

　　六、研究化学测量仪器及其检定或校准的方法

　　化学测量多数是通过分析测量仪器完成的，随着科学技术的飞速发展，新的分析技术层出不穷，新型的、快速的、多参数的、在线的分析仪器不断涌现，在产品检测、环境监测、食品安全、医疗保健等行业广泛应用。如何评价这些分析仪器的计量性能，如何实现监督管理，是确保其提供的测量结果准确可靠的前提。这也是对化学计量工作的一大挑战。需要针对不同的分析仪器研究其特性，制定相应的检定或校准方法，以及判定合格与否的技术指标等。现实中，分析仪器检定和校准方法的研究，往往落后于分析新技术自身的发展，因此，化学计量工作者需要不断努力，紧紧跟随新技术的发展步伐。

　　七、研究化学计量单位和单位制，实现单位制的统一

　　实现单位制的统一是公平贸易的最基本的要求。化学计量在国际、国内贸易方面发挥着重大作用，实现国际米制公约框架下的单位制统一，促进采用国家法定计量单位，是化学计量的必需工作之一。随着生物技术的发展和应用，生物测量工作也日渐重要，相应地也对生物计量提出了更高的要求。生物量，尤其是生物活性的国际单位是什么？如何定义？这是20世纪后半叶困扰国际计量界的问题。随着国际纯粹与应用化学联合会与国际临床化学联合会(IUPAC/IFUB)推荐以“katal”表示酶的催化活性(符号z)的单位(符号kat)，并于1999年l0月被国际最高计量权威机构——国际计量大会(CGPM)批准，“kat”成为新增的具有专门名称、符号的国际单位制(SI)的导出单位，这个问题才得以解决。但如何应用该单位实现量值溯源，还有很多工作要做

　　八、探究量值传递与量值溯源途径和方法

　　量值传递和量值溯源是实现测量结果可比性的手段，这不仅涉及技术问题，还与计量管理有关，包括法制计量管理工作。化学计量的特点决定了其不能像物理计量那样，采取使用长期不变的、反复使用的计量基(标)准，逐级检定或校准标准计量器具的方法进行量值传递，大多数化学测量量值传递需要通过标准物质来实现。如何建立量值传递和溯源体系，将国际或国家最高计量标准，采用何种技术手段进行传递和溯源，采用什么最有效的传递或溯源途径等需要在新形势下不断地完善。

　　九、核心测量能力和关键国际比对

　　核心测量能力是近几年CCQM提出的一个有关化学计量的新概念，旨在以最少的国际比对覆盖最多的测量能力。但即使在CCQM内部，也没有形成一个一致的定义，不同的工作组之间的理解也不相同，因此还需要进一步地研究、发展和完善。校准和测量能力(CMC)是指各个国家计量院或指定机构所具有的、通常情况下能有效地提供给客户的校准和测量能力，是各国签署国际互认协议的技术基础。关键国际比对则为各国申报的校准和测量能力提供证明。因此，关键比对项目的遴选和组织、参考值的确定、测量能力接受原则等是国际化学计量组织工作的重要内容。而对于各国的化学计量工作，如何通过参加必要的关键比对获得相关领域的测量能力，如何申报测量能力以及确定其相应的不确定度，使本国的测量能力得到国际承认，是各国计量院的一项重要工作。

　　十、化学计量技术和知识的传播和培训

　　化学计量学是一门实用性很强的科学。从其自然科学的属性上，原则上可认为是分析化学的一个分支，主要研究量值准确可靠的理论与实践的各个方面。因此，应加强化学计量学与分析化学的融合，国外有些大学开设有专门的课程，或组织短期培训，从事化学计量知识的传播和培训，而在我国这方面的工作还很薄弱，没有得到重视，可以说教育与实际应用是脱节的。很多走出校门从事化学分析的人员，不具备基本的化学计量知识，也不具备分析测量结果可溯源的概念，没有如何获得准确可靠的测量结果的完整思路和方法，以至于出现很多不应有的因检测结果不准确造成的事件。因此，应加强如何获得准确可靠和可比的化学测量结果方面的培训和教育，如测量结果的溯源性、可靠性和可比性技术，化学测量质量控制技术，化学测量不确定度评定及其应用、测量方法的确认，标准物质或校准溶液的使用和生产以及良好操作规范等。

　　十一、化学计量的法制工作

　　化学计量的法制工作包括:

　　(1)制定化学计量仪器的检定规程，并开展仪器计量检定。

　　(2)制定标准物质的技术规范，进行技术鉴定与统一管理。

　　(3)化学计量器具新产品定型鉴定和进口计量器具的计量性能评价。

　　(4)对出具公正数据的分析检验机构进行实验室认可。

　　(5)对量值争议的化学测量进行仲裁。

　　以上各个方面不是孤立的，而是密切相关的，只有协调发展才能实现化学测量结果的准确性、等效性、可比性和溯源性，化学计量才能逐步向人们预期的方向发展。

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