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| 化學計量標準物質及其相關技術的研究和應用 | |||
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化學計量內容豐富，圍繞化學計量的核心，即保證化學測量結果的準確、可靠和可比，歸納起來至少應包括以下幾個方面:
一、SI基本單位摩爾的復現和基本物理量的測量
摩爾是SI單位制中表示物質的量的基本單位，也是唯一一個直接關于化學計量的SI單位，是化學計量的基礎。物質的量(即化學成分量)測量是化學測量的最主要內容。將化學成分量溯源至SI單位，是化學計量追求的終極目標。摩爾的復現和基本物理常數的測量是國際化學計量界共同努力的方向。
二、化學計量基(標)準的建立、復現、保存和使用
化學測量從內容上說，可分為化學成分量、物理化學量、化學工程量和生物量測量幾大類。目前，在我國已經建立的化學計量基準只有6項，遠不能滿足化學測量溯源的需求。由于化學測量的復雜性，要研究和建立更多的化學計量基準，其難度是巨大的。即使是已經建立的計量基準，隨著科學技術的發展，也需要不斷地更新，才能持續滿足社會發展的需要。此外，種類數以百計的化學測量標準，作為全國、部門或區域的量值傳遞的測量標準，在量值溯源鏈中發揮了非常重要的作用。它們的建立、復現、保存、更新和使用在一定程度上，保證了化學測量結果的準確可靠。
三、標準物質及其相關技術的研究和應用
標準物質是測量標準的一個種類。其與傳統定義的物理測量標準相比，具有其特殊性，因此國際上有專門針對標準物質的定義。化學測量絕大多數是相對測量，而且影響測量不確定度的因素復雜。可以說，沒有標準物質，化學測量無法實現，更談不上準確可靠和可比。標準物質可分為純物質和基體標準物質兩大類。其中純物質及其相應的純溶液，主要用于校準分析儀器，或用作測量標準給待測量賦值；另一類是基體標準物質，主要用于考察確認測量方法、測量人員以及測量過程的質量控制，有時也用于校準儀器(X-射線熒光光譜法、近紅外光譜法)。由于化學測量涉及的物質種類繁多，成分復雜，不同基體、不同物質、甚至是同一種物質和成分的不同含量水平，對測量結果的影響也不盡相同，某一化學特定量的標準物質基本上僅適用于基體和含量與其相同或相似的特定量的測量。目前，雖然已經有上千種標準物質在各個領域使用，但是仍然有許多重要的領域需要更多適用的標準物質。尤其是制造工業、貿易、健康和環境等領域，標準物質的需求量巨大。需要不斷地研究標準物質的有關理論、測量技術、不確定度表述方法等，研制不同種類的標準物質滿足量值傳遞和溯源的要求。這些工作需要化學計量工作者和相關測量領域分析專家長期共同的努力。
四、化學測量方法的研究、確認和應用
化學測量方法從基本原理、可能達到的不確定度水平或其在化學測量溯源鏈中的作用，可分為基準方法、高準確度方法、標準方法和參考方法等，國際計量局物質量咨詢委員會(BIPM/CCQM)目前認定有5個潛在的基準方法:重量法、庫侖法、凝固點下降法、稱量滴定法和同位素稀釋質譜法。認為其通過全面系統的研究，有可能發展為具有最高計量學特性(即最高測量不確定度水平)的基準方法，它們是化學測量量值溯源到SI的根本。另外一些測量方法，雖然目前尚不能統一地作為潛在的基準方法看待，但經過系統的研究，可望達到較高準確度水平，如中子活化分析法、腔衰蕩光譜法、核磁共振法等一些應用新技術的測量方法。此外，由于對有些物質，其待測量無法準確定義，國際上常約定采用某些參考方法實現溯源，即溯源到參考方法，這在臨床醫學領域應用比較普遍。此外，在國際標準和國家標準方法的制定中，首先需要研究測量方法，包括其應用范圍、測量重復性、線性范圍、基體影響、靈敏度或檢出限、穩定性等，涉及很多化學計量問題。在大量使用國際標準方法和國家標準方法時，也需要對方法進行驗證，確保得到正確的應用。
五、化學測量結果及測量不確定度的評定方法的研究和應用
正是由于化學測量的過程復雜，影響測量不確定度的因素眾多，使得化學測量結果以及相應的不確定度評定，相比物理測量要復雜得多，對于這一點，廣大分析工作者和化學計量工作者深有體會。如何運用國際上關于測量不確定度的評定指南，評價化學測量結果的質量，建立適合化學測量不確定度評定的數學模型，尋求測量不確定度的主要來源、量化各個分量以及評定合成不確定度和擴展不確定度均需要進行研究，并不斷完善。相應地，如何將已獲得測量不確定度的信息，用于化學測量過程的質量控制，設計和改進化學測量程序，獲得符合預期用途的測量結果，則是測量不確定度應用的更深層次的內容。
六、研究化學測量儀器及其檢定或校準的方法
化學測量多數是通過分析測量儀器完成的，隨著科學技術的飛速發展，新的分析技術層出不窮，新型的、快速的、多參數的、在線的分析儀器不斷涌現，在產品檢測、環境監測、食品安全、醫療保健等行業廣泛應用。如何評價這些分析儀器的計量性能，如何實現監督管理，是確保其提供的測量結果準確可靠的前提。這也是對化學計量工作的一大挑戰。需要針對不同的分析儀器研究其特性，制定相應的檢定或校準方法，以及判定合格與否的技術指標等。現實中，分析儀器檢定和校準方法的研究，往往落后于分析新技術自身的發展，因此，化學計量工作者需要不斷努力，緊緊跟隨新技術的發展步伐。
七、研究化學計量單位和單位制，實現單位制的統一
實現單位制的統一是公平貿易的最基本的要求。化學計量在國際、國內貿易方面發揮著重大作用，實現國際米制公約框架下的單位制統一，促進采用國家法定計量單位，是化學計量的必需工作之一。隨著生物技術的發展和應用，生物測量工作也日漸重要，相應地也對生物計量提出了更高的要求。生物量，尤其是生物活性的國際單位是什么？如何定義？這是20世紀后半葉困擾國際計量界的問題。隨著國際純粹與應用化學聯合會與國際臨床化學聯合會(IUPAC/IFUB)推薦以“katal”表示酶的催化活性(符號z)的單位(符號kat)，并于1999年l0月被國際最高計量權威機構——國際計量大會(CGPM)批準，“kat”成為新增的具有專門名稱、符號的國際單位制(SI)的導出單位，這個問題才得以解決。但如何應用該單位實現量值溯源，還有很多工作要做
八、探究量值傳遞與量值溯源途徑和方法
量值傳遞和量值溯源是實現測量結果可比性的手段，這不僅涉及技術問題，還與計量管理有關，包括法制計量管理工作。化學計量的特點決定了其不能像物理計量那樣，采取使用長期不變的、反復使用的計量基(標)準，逐級檢定或校準標準計量器具的方法進行量值傳遞，大多數化學測量量值傳遞需要通過標準物質來實現。如何建立量值傳遞和溯源體系，將國際或國家最高計量標準，采用何種技術手段進行傳遞和溯源，采用什么最有效的傳遞或溯源途徑等需要在新形勢下不斷地完善。
九、核心測量能力和關鍵國際比對
核心測量能力是近幾年CCQM提出的一個有關化學計量的新概念，旨在以最少的國際比對覆蓋最多的測量能力。但即使在CCQM內部，也沒有形成一個一致的定義，不同的工作組之間的理解也不相同，因此還需要進一步地研究、發展和完善。校準和測量能力(CMC)是指各個國家計量院或指定機構所具有的、通常情況下能有效地提供給客戶的校準和測量能力，是各國簽署國際互認協議的技術基礎。關鍵國際比對則為各國申報的校準和測量能力提供證明。因此，關鍵比對項目的遴選和組織、參考值的確定、測量能力接受原則等是國際化學計量組織工作的重要內容。而對于各國的化學計量工作，如何通過參加必要的關鍵比對獲得相關領域的測量能力，如何申報測量能力以及確定其相應的不確定度，使本國的測量能力得到國際承認，是各國計量院的一項重要工作。
十、化學計量技術和知識的傳播和培訓
化學計量學是一門實用性很強的科學。從其自然科學的屬性上，原則上可認為是分析化學的一個分支，主要研究量值準確可靠的理論與實踐的各個方面。因此，應加強化學計量學與分析化學的融合，國外有些大學開設有專門的課程，或組織短期培訓，從事化學計量知識的傳播和培訓，而在我國這方面的工作還很薄弱，沒有得到重視，可以說教育與實際應用是脫節的。很多走出校門從事化學分析的人員，不具備基本的化學計量知識，也不具備分析測量結果可溯源的概念，沒有如何獲得準確可靠的測量結果的完整思路和方法，以至于出現很多不應有的因檢測結果不準確造成的事件。因此，應加強如何獲得準確可靠和可比的化學測量結果方面的培訓和教育，如測量結果的溯源性、可靠性和可比性技術，化學測量質量控制技術，化學測量不確定度評定及其應用、測量方法的確認，標準物質或校準溶液的使用和生產以及良好操作規范等。
十一、化學計量的法制工作
化學計量的法制工作包括:
(1)制定化學計量儀器的檢定規程，并開展儀器計量檢定。
(2)制定標準物質的技術規范，進行技術鑒定與統一管理。
(3)化學計量器具新產品定型鑒定和進口計量器具的計量性能評價。
(4)對出具公正數據的分析檢驗機構進行實驗室認可。
(5)對量值爭議的化學測量進行仲裁。
以上各個方面不是孤立的，而是密切相關的，只有協調發展才能實現化學測量結果的準確性、等效性、可比性和溯源性，化學計量才能逐步向人們預期的方向發展。
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