王巧云

(1.廣州計量檢測技術研究院，廣東廣州510663;

2.中國科學院廣州地球化學研究所，廣東廣州510640)

國際標準物質數(shù)據(jù)庫COMAR及有證標準物質

王巧云1，2

(1.廣州計量檢測技術研究院，廣東廣州510663;

2.中國科學院廣州地球化學研究所，廣東廣州510640)

有證標準物質(CRMs)是具有準確量值的測量標準，在分析方法研究和評價、定性和定量分析、礦產(chǎn)勘查、仲裁檢驗、質量監(jiān)督檢驗等領域發(fā)揮著重要的作用。20世紀80年代成立的國際標準物質數(shù)據(jù)庫(COMAR)是目前國際上最大的CRMs數(shù)據(jù)庫，收錄來自25個成員國274個生產(chǎn)機構提供的CRMs數(shù)量超過10200種。本文從CRMs的數(shù)量、分類、發(fā)展變化等角度全面評述了國際數(shù)據(jù)庫COMAR，闡述了歐盟組織、美國、中國、日本、澳大利亞等成員國的標準物質研究情況。英、美、法、德等國家的標準物質研究開展較早，研究水平高，處于世界領先地位;中國、日本等亞洲國家標準物質的發(fā)展雖起步晚，但發(fā)展迅速，已成為向COMAR提供CRMs最多的兩個國家，分別為1194種和1456種(截至2013年8月)。COMAR建立以來，工業(yè)、有色金屬和物理特性三大傳統(tǒng)應用領域的CRMs占COMA數(shù)據(jù)庫總CRMs的份額一直較大，比例始終保持50%以上，其中工業(yè)領域的CRMs數(shù)量最多，占19%;有機、生物與臨床類CRMs所占份額最少，僅為7%和3%。隨著社會需求的增加，生物與臨床、生活質量領域標準物質成為未來標準物質發(fā)展的熱點方向。本文指出，未來標準物質的發(fā)展將由過去的鋼鐵、有色金屬、物理特性等傳統(tǒng)領域逐漸轉向食品安全、環(huán)境保護、氣候變化、臨床醫(yī)學、制藥產(chǎn)業(yè)、生物能源等新興領域，標準物質的研究制備、定值及不確定度將面臨新的技術挑戰(zhàn)。

有證標準物質;COMAR數(shù)據(jù)庫

根據(jù)“國際標準化組織ISO指南30”［1］和“國際通用計量學基本術語”［2］的定義，標準物質是具有一種或多種足夠均勻和很好確定了的特性值，用以校準儀器設備，評價測量方法，或給材料賦值的材料或物質;有證標準物質(CRMs)是附有證書的標準物質，其一種或多種特性值用建立了溯源性的程序確定，使之可溯源到準確復現(xiàn)的用于表示該特性值的計量單位，每個標準值都附有給定置信水平的不確定度［3］。標準物質的特性量值具有均勻性、穩(wěn)定性、準確性和復現(xiàn)性的特點。因此，標準物質是具有準確量值的測量標準，是物性測試、分析檢測的“標桿”。標準物質不僅在定性和定量檢測分析、仲裁檢驗、質量監(jiān)督檢驗等領域廣泛應用，也可用作檢驗方法評價、檢測儀器評價、待測樣品測試、檢測環(huán)境評價、實驗人員與檢測實驗室能力的評價標準，在改進檢測工作質量、提高檢測精確度、保證檢測結果的有效性等方面具有重要意義［4-5］。標準物質的應用是實驗室質量管理和質量控制的需要［6］，應用范圍覆蓋地質、環(huán)境、石油、化工、醫(yī)學檢驗、冶金、煤炭、農(nóng)業(yè)、能源等各個領域。

標準物質是國家或國際的測量標準和量值傳遞的載體，是建立測量量值溯源體系最有效的工具。標準物質數(shù)據(jù)庫是標準物質研究、應用和技術交流的平臺。歐美國家標準物質發(fā)展較早，英法美等發(fā)達國家的標準物質研究在國際上享有盛譽，研制的標準物質的品質具有國際權威性。美國國家技術與信息研究院(NIST)的標準物質數(shù)據(jù)庫［7］，歐盟標準物質與測量學會的標準物質網(wǎng)(Institute for Reference Materials and Measurements，IRMM)［8］，英國政府化學家實驗室(Laboratory of the GovernmentChemist，LGC)標準物質網(wǎng)［9］等都是具有國際影響力的標準物質信息平臺。亞洲國家標準物質研究雖起步較晚，但中國和日本近十年來發(fā)展較快，標準物質研究也已具有相當?shù)囊?guī)模，并建立了數(shù)據(jù)庫，如中國的國家標準物質信息服務平臺［10］、日本的標準物質數(shù)據(jù)庫(Reference Materials Total Information Service of Japan，RMinfo)［11］。除了國家層面的標準物質數(shù)據(jù)庫，還存在專業(yè)性質較強的標準物質數(shù)據(jù)庫，如地學方面的GeoReM數(shù)據(jù)庫，國際原子能機構(IAEA)建立的基體標準物質數(shù)據(jù)庫等。德國馬普研究所(Max Planck Institute)建立的GeoReM是地球化學與環(huán)境分析領域的標準物質數(shù)據(jù)庫，主要包括巖石粉末、天然及合成玻璃和礦物、同位素、生物、河水及海水標準物質等［11-13］。截至2013年3月，GeoReM數(shù)據(jù)庫可為地學研究者提供標準物質超過2700種，涉及分析組分30300個［14-15］。IAEA建立的基體標準物質數(shù)據(jù)網(wǎng)(Nature Matrix Reference Materials，NMRM)是具有全球影響力的標準物質數(shù)據(jù)庫，收錄了來自22個國家超過60個研制機構的約2200種標準物質，大部分為基體標準物質，包括四大類:放射性核素、無機化合物、有機污染物和有機金屬化合物，以及穩(wěn)定同位素標準物質。IAEA是全球最大的提供放射性核素基體標準物質的機構;大部分IAEA同位素標準物質都被作為國際標準，具有最高的計量學特性［16］。上述這些標準物質數(shù)據(jù)庫的建立，旨在滿足國家層面，或一定專業(yè)領域范圍標準物質的需要。

隨著全球經(jīng)濟一體化的發(fā)展，為了降低跨國溯源風險及成本，減少國際貿易中的技術壁壘，建立全球等效一致的測量體系，逐步建立各國在測量能力上的相互信任機制是國際間經(jīng)濟、貿易和科技活動共同發(fā)展的基礎。而標準物質是其中非常重要的一環(huán)，是國際間量值溯源的關鍵。因此，標準物質研究與應用迫切需要一個整合各國資源的信息平臺。國際標準物質數(shù)據(jù)庫(COMAR)便是在此前提下應運而生。目前COMAR已經(jīng)發(fā)展成全球最大最全面的標準物質數(shù)據(jù)庫，向全球用戶免費提供標準物質信息。本文擬從標準物質的數(shù)量、分類、空間分布、發(fā)展趨勢，以及COMAR的成員國、標準物質提供機構等方面評述COMAR數(shù)據(jù)庫的建立和發(fā)展情況，旨在幫助分析測試領域的科技工作者重視并充分利用COMAR數(shù)據(jù)庫的標準物質信息資源。

1 國際標準物質數(shù)據(jù)庫COMAR的建立

為統(tǒng)一全國的量值標準，各個國家均設有專門的管理量值傳遞和溯源的機構，包括研究和發(fā)布標準物質的部門。在標準物質研究和管理領域，美國及歐盟組織的一些國家發(fā)展較早，標準物質的研究能力和水平均走在國際前列。美國NIST、美國環(huán)保署(EPA)、歐盟IRMM、英國LGC等都是國際上權威的標準物質發(fā)布機構。

為使全球科技工作者能快速、準確地了解和查詢到全球最新、最全的標準物質信息，促進標準物質在世界范圍內的廣泛應用與推廣，實現(xiàn)高質量的信息服務和國際合作與交流，20世紀80年代中期，法國國家測試所(Laboratoire National d'Essais，LNE)，德國國家材料研究所(Federal Institute for Material Research and Testing，BAM)，英國政府化學家實驗室(LGC)共同建立了國際標準物質數(shù)據(jù)庫(Code d' Indexation des Matériaux de Référence，COMAR)。該數(shù)據(jù)庫成立之初，僅有 CRMs約 3000種。COMAR的數(shù)據(jù)升級和維護由下設的編碼中心通過DOS系統(tǒng)錄入CRMs的信息，僅每年發(fā)行一次標準物質更新盤，用戶無法免費獲取CRMs信息，也無法得到及時更新的國際CRMs信息。1990年5月，LNE、LGC、BAM、NIST、中國國家標準物質研究中心(NRCCRM)、前蘇聯(lián)全蘇標準物質研究所(Ural Scientific Research Institute for Metrology，Soviet，UNIIMSO)，日本國際貿易和工業(yè)檢驗所(International Trade and Industry Inspection Institute，ITIII)這七個國家實驗室簽署諒解備忘錄，共同建立和維護COMAR數(shù)據(jù)庫［17-18］。2003年COMAR操作系統(tǒng)升級為Windows，經(jīng)過不斷的軟件更新和搜索工具的拓展，用戶可隨時通過網(wǎng)絡免費查詢最新、最齊全的國際權威CRMs信息，包括CRMs的編號、生產(chǎn)年份、包裝規(guī)格、保持狀態(tài)、量值、不確定度、生產(chǎn)商的聯(lián)系方式等詳細信息，真正實現(xiàn)了COMAR數(shù)據(jù)信息全球共享［19-21］。

經(jīng)過二十多年的建設和發(fā)展，COMAR的成員國已由原來的3個發(fā)展到如今的25個，分別為中國、比利時、捷克、德國、日本、韓國、墨西哥、荷蘭、英國、美國、加拿大、瑞典、澳大利亞、奧地利、法國、波蘭、斯洛伐克、南非、俄羅斯、印度、巴西、保加利亞、蒙古、哥倫比亞和白俄羅斯。目前COMAR共收錄了全球274家研制單位的CRMs超過10200種［21］。

2 COMAR數(shù)據(jù)庫中有證標準物質的分類及其特點

2.1 有證標準物質的分類及特點

國際標準物質數(shù)據(jù)庫COMAR中有證標準物質(CRMs)按應用領域被劃分為8大類，分別是鋼鐵、有色金屬、工業(yè)材料、有機、無機、物理特性、生活質量及生物與臨床。截至2013年8月，各應用領域包含的CRMs數(shù)量及其占COMAR數(shù)據(jù)庫總量的比例分別如圖1和圖2所示。

圖1 COMAR數(shù)據(jù)庫八大應用領域中的CRMs數(shù)量Fig.1 CRMs amounts of 8 main application fields in COMAR database

圖2 COMAR數(shù)據(jù)庫中CRMs的分布Fig.2 The distribution of CRMs in COMAR database

表1 COMAR數(shù)據(jù)庫中CRMs的分類和數(shù)量(截至2013年8月)Table 1 Classification and quantity of CRMs in COMAR database by August 2013

COMAR數(shù)據(jù)庫的八大應用領域中，每個領域均包含若干小類。由每個應用領域包含的CRMs數(shù)量可知(見表1)，臨床化學類的CRMs在生物與臨床領域中占主導;在鋼鐵、工業(yè)和物理特性傳統(tǒng)領域中，低、高合金鋼，鋼鐵廠常用的冶金標準物質，儀器計量和檢測用材料標準物質，以及物理特性、放射性和同位素標準物質占主導;常見的鋁、鎂、銅、鋅、鉛、錫等是主要的有色金屬標準物質;單氣體、混合氣體及分析檢測用的標準物質在無機和有機標準物質領域占的比重較大;而在生活質量領域，標準物質的研究側重環(huán)境安全和食品監(jiān)測方面。

續(xù)表1

2.2 各應用領域中CRMs的特點及發(fā)展趨勢

COMAR數(shù)據(jù)庫建立以來，不同應用領域內標準物質的情況存在較大差異。在標準物質的發(fā)展歷史中，金屬、無機和工業(yè)材料等是較早開展標準物質研究的領域。這些傳統(tǒng)領域經(jīng)過較長時間的發(fā)展和積累，標準物質的數(shù)量較多，種類相對齊全。而無機、生物與臨床、生活質量等應用領域，在COMAR建立之初標準物質較少。隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，食品、醫(yī)藥、環(huán)境等新興領域對標準物質的需求越來越多，這些應用領域的標準物質的研究越來越被重視，標準物質數(shù)量一直保持穩(wěn)定增長。1988—2013年COMAR數(shù)據(jù)庫八大應用領域標準物質的情況見圖3。

在傳統(tǒng)領域標準物質方面，工業(yè)(19%)、有色金屬(16%)和物理特性(15%)三大傳統(tǒng)應用領域的CRMs數(shù)量較多，占COMAR數(shù)據(jù)庫的比重較大，總數(shù)占到COMAR中CRMs總量的50%(見圖1和圖2);其中工業(yè)領域的CRMs數(shù)量最多，比例達到19%。從1988—2013年COMAR數(shù)據(jù)庫八大應用領域標準物質的發(fā)展趨勢可以看出，鋼鐵、有色金屬和物理特性類CRMs數(shù)量在1993年以前一直領先于其他領域，比重均在17%以上，有色金屬行業(yè)比重最高時甚至超過30%。但1993年之后，隨著其他領域CRMs的快速發(fā)展，三大傳統(tǒng)領域的CRMs比重稍有下降，目前均保持在15%以上(見圖3)。

圖3 1988—2013年COMAR數(shù)據(jù)庫八大應用領域標準物質的發(fā)展趨勢Fig.3 The development of CRMs in 8 application fields in COMAR database during 1988-2013

相對而言，生物與臨床類CRMs占COMAR中CRMs總量的份額最少，僅3%;無機領域的比重稍高，為7%。過去二十年CRMs數(shù)量始終處于緩慢上升趨勢的應用領域有工業(yè)、生活質量、無機及生物與臨床(見圖3)。一些應用領域的CRMs雖然目前仍少，如生物與臨床類 CRMs只有400多種，占COMAR中CRMs總量的比重從最初的不足1%小幅上升至目前的3%;生活質量領域的CRMs不到2000種，但這些領域正在成為全球標準物質研究的熱點，可望獲得較快發(fā)展。這是由于目前社會環(huán)境污染、食品安全問題日益突出，而相關領域標準物質的發(fā)展嚴重滯后;此外，與人類健康直接相關的營養(yǎng)保健品、轉基因產(chǎn)品，臨床醫(yī)藥等方面標準物質的覆蓋率相當?shù)?，存在大量標準物質的空白，難以滿足社會需要。

2.3 COMAR成員國提供CRMs的情況

COMAR的國際影響力不斷加大。由COMAR數(shù)據(jù)庫中不同國家的CRMs和研制機構數(shù)量(見表2和圖4)可知，截至2013年8月，日本是COMAR數(shù)據(jù)庫中提供CRMs最多的國家，共計1456種;其次為中國、法國和德國，分別為1194種、1023種和924種。相對而言，12個成員國向COMAR提供的標準物質較少，均少于100種，它們分別是墨西哥、荷蘭、瑞典、奧地利、斯洛伐克、南非、印度、蒙古、哥倫比亞、保加利亞，白俄羅斯以及巴西。

各個國家都有自主研究、發(fā)布和管理標準物質的相關機構。每一個COMAR成員國都設有專門負責更新維護本國CRMs信息的國家編碼中心。各成員國的標準物質研制機構通過編碼中心向COMAR提交標準物質信息。截至2013年8月，COMAR的CRMs提供機構達到274家。近十年來中國的標準物質發(fā)展非常迅速，全國共擁有約300家CRMs研制機構，其中為COMAR提供標準物質的有92家，是COMAR數(shù)據(jù)庫中CRMs提供機構最多的國家，中國計量科學研究院國家標準物質研究中心、中國測試技術研究院、國家環(huán)?？偩謽藴蕵悠费芯克⒅袊刭|科學院地球化學地球物理勘查研究所、國家地質實驗測試中心等都是中國較為權威的標準物質研制機構;其次是日本(36家)、俄羅斯(24家)、法國(22家)、德國(19家)、波蘭(16家)和英國(13家)，其余國家的 CRMs提供機構均少于10家(圖4)。

3 COMAR數(shù)據(jù)庫中主要成員國標準物質的研制情況

標準物質領域在近二十年里經(jīng)歷了較快發(fā)展，但總體而言，最早簽訂備忘錄建立COMAR的7個成員國在標準物質研究實力方面仍占有絕對優(yōu)勢(見表2)，其提供的CRMs數(shù)量之和超過COMAR中CRMs總量的65%。英、美、法、德等國的標準物質研究水平處于世界領先地位，中國、日本等亞洲國家標準物質的發(fā)展也非?？?。

3.1 COMAR數(shù)據(jù)庫側面反映成員國標準物質的研究情況

各成員國提供給COMAR數(shù)據(jù)庫的CRMs均具有高質量保證，同時，國際技術組織嚴格按照ISO導則對各國提供的數(shù)據(jù)進行全球范圍內的同級評議和國際比對分析，因此COMAR中的標準物質信息具有國際權威性。由此可知，成員國在COMAR數(shù)據(jù)庫中的CRMs的數(shù)量實際上遠低于其實際擁有的CRMs數(shù)量。因此，COAMR數(shù)據(jù)庫中各國的CRMs情況不能完全代表一個國家CRMs發(fā)展的實際情況，更不能代表該國的CRMs研究水平和能力。從COMAR提供的信息來看，日本向COMAR數(shù)據(jù)庫提供的CRMs尤其以有機(329種)、無機(434種)和鋼鐵(294種)三個應用領域的CRMs居多。中國和法國分別在工業(yè)(602種)和有色金屬(451種)領域提供的CRMs較多(見表2)。在生活質量、生物與臨床領域，比利時提供的CRMs最多，分別為430種和145種。哥倫比亞僅有9種生活質量領域的CRMs，而白俄羅斯是COMAR成員國中提供CRMs少的國家，僅3種(見表2)。

表2 COMAR數(shù)據(jù)庫中25個成員國的標準物質情況(截至2013年8月)Table 2 The amount of CRMs from 25 member countries in COMAR database by August 2013

圖4 COMAR數(shù)據(jù)庫25個成員國的CRMs數(shù)量及CRMs提供機構的數(shù)量(截至2013年8月)Fig.4 Quantity of CRMs and CRM producers in 25 members of COMAR database by August 2013

由1995—2013年COMAR數(shù)據(jù)庫中各國提供的CRMs占COMAR總量的比重變化(見圖5)可知，2000年以前，英、美、法等國在COMAR數(shù)據(jù)庫中的CRMs數(shù)量一直領先于其他國家。進入21世紀，隨著其他國家標準物質的發(fā)展，這些國家的CRMs占COMAR中CRMs總量的比重不斷下降，近幾年這種現(xiàn)象尤為明顯［46-49］。COMAR中，美國和斯洛伐克的CRMs比重也大體呈現(xiàn)逐年下降趨勢。而中國、日本、南非、和荷蘭等國的CRMs比重顯著增長，尤其是中國［10］和日本的標準物質在2000年以后發(fā)展非常迅速，數(shù)量和比重均呈現(xiàn)明顯上升趨勢(見圖5)。

圖5 1995—2013年主要成員國CRMs占COMAR數(shù)據(jù)庫比重的變化Fig.5 Variation of the percentage of CRMs in some member countries in COMAR database from 1995-2013

3.2 歐盟材料標準物質處于國際領先

德國、法國等歐盟國家在材料研究方面一直處于世界領先地位，相關領域的CRMs較多，質量高，產(chǎn)品具有國際權威性。如德國國家材料研究所(Physikalisch-Technische Bundesanstalt，PTB)發(fā)布的超過400種CRMs中，大部分都是鋼材、有色金屬、聚合物材料、特殊材料、光學材料等領域的物理特性及成分分析用標準物質［50］。IRMM是比利時唯一為COMAR提供CRMs的研究機構，也是歐盟首個CRMs研制機構，截至2013年8月，為COMAR提供的CRMs達到801種。歐盟標準物質主要指以歐盟委員會聯(lián)合研究中心及IRMM、德國BAM、英國LGC等為主研制的CRMs，以BCR、ERM或IRMM開頭進行編號，總量約790種(截至2013年8月)，分六大類，包括純度CRMs、食品和農(nóng)業(yè)、環(huán)境、健康領域成分分析用基體CRMs、工業(yè)和工程領域成分分析CRMs、物理特性 CRMs［21，31，35，38，51］。目前共有BCR標準物質370種，ERM標準物質213種，IRMM標準物質207種［8］。

英國LGC旗下的標準品公司(LGC Standards)不僅是歐洲最全面的標準物質平臺，更為世界各地的實驗機構購買標準物質提供了便捷的通道，是全球最大的標準物質供應商，可提供包括各種純試劑、基體標準物質和標準物質在內的超過10萬種標準品，其中通過網(wǎng)站可以購買的標準物質超過26000種，包括臨床醫(yī)學、食品、環(huán)境、刑偵、醫(yī)藥、工業(yè)、天然產(chǎn)物等領域［9］。包括LGC在內的13家英國標準物質研究機構為COMAR數(shù)據(jù)庫提供的CRMs共有873種。

3.3 美國標準物質最具國際權威

美國NIST成立于1901年，隸屬美國商務部，負責國家層面上的計量基礎研究，是國際上最權威的標準物質研究機構之一。美國為COMAR數(shù)據(jù)庫提供CRMs的研究機構共兩家，分別是美國NIST標準物質部及美國地質調查局(United States Geological Survey，USGS)，為COAMR提供CRMs共計532種。

NIST是世界上開展標準物質研究最早的機構，1906年發(fā)布了美國第一批冶金標準物質(4種鐵，1種鋼)［52］。目前，NIST已經(jīng)為全球提供高質量的CRMs超過1300種(見表3)［7］，主要分三大類:工程材料、物理特性及化學組成。近來的標準物質發(fā)展重點有所調整，研究方向逐漸轉向食品［44，53］、臨床與健康標志物［23］、蛋白與金屬組學［24］、環(huán)境［25，37］、納米技術等領域［54-55］。除NIST之外，美國尚有其他多家國際知名的研究機構并向全球提供高質量的標準物質，包括美國USGS研究巖礦標準物質，美國EPA研究環(huán)境質量控制樣品，美國原子能委員會(United States Atomic Energy Commission，USAEC)研究發(fā)布核材料和放射性標準物質。

3.4 中國標準物質發(fā)展迅速，后來者居上

中國的標準物質發(fā)展始于20世紀50年代。自1951年我國發(fā)布了“彈簧鋼”標準物質以來，標準物質研究拉開序幕。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會需求的增加，我國越來越重視標準物質的研究。尤其是自“十一五”以來，國家對標準物質研究給予了高度重視和大力支持?！秶抑虚L期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》中明確指出要研究制定高精度和高穩(wěn)定性的計量標準和標準物質體系。政策的支持推動了中國標準物質的快速發(fā)展，標準物質的研究水平和管理能力也得到了很大提高。2001年，我國的CRMs總量不足3000種［56］，2010年增加至約6000種［57］，該數(shù)字截至2013年8月已經(jīng)超過7600種，其中一級CRMs達到1769種。2013年3月國務院頒布了《計量發(fā)展規(guī)劃(2013—2020)》，發(fā)展目標是到2020年國家CRMs數(shù)量增加一倍?？梢?，未來中國標準物質的發(fā)展仍將保持快速增長。

表3 截至2013年8月美國NIST研制的標準物質Table 3 Standard reference materials in NIST of the United States by August 2013

中國的CRMs被劃分為13大類，分別是鋼鐵、有色金屬、建筑材料、核材料與放射性、高分子材料、化工產(chǎn)品、地質、環(huán)境、臨床化學與醫(yī)藥、食品、煤炭與石油、工程、物理特性。其中，環(huán)境(2301種)和化工(1741種)領域的CRMs數(shù)量具有明顯優(yōu)勢，而建材(44種)、高分子材料(1種)領域CRMs的數(shù)量相對較少;一級CRMs數(shù)量位列前三的應用領域分別為地質礦產(chǎn)成分、鋼鐵成分和環(huán)境化學分析，占國家一級CRMs總數(shù)的50%以上(見圖6，數(shù)據(jù)截至2013年8月)。中國提供給COMAR數(shù)據(jù)庫的CRMs數(shù)量共計1194種，均為國家一級CRMs。

中國計量科學研究院是我國唯一的國家級標準物質專業(yè)研究機構，隸屬國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局，是我國最高計量學研究和法制計量中心，也是COMAR數(shù)據(jù)庫的中國編碼中心。中國計量科學研究院在標準物質研究領域的研究實力較強，近幾年的發(fā)展尤其快速，幾乎保持了每年研制上百種標準物質的增長速度，其中興奮劑、農(nóng)藥、獸藥、新材料等標準物質的研究填補了我國在食品、環(huán)境、臨床、能源等領域的多項標準物質空白［26-28，32，39-40］;并搭建了國家標準物質資源共享平臺［10］，它是國內目前最權威的標準物質網(wǎng)絡服務平臺。除中國計量科學研究院外，中國知名的標準物質研究機構還包括中國測試技術研究院、國家環(huán)境保護總局標準樣品研究所、鋼鐵研究總院、中國食品藥品檢定研究院、中國地質科學院地球化學地球物理勘查研究所、國家地質實驗測試中心、煤炭科學研究總院煤炭檢測研究所等。

盡管近年來，我國標準物質獲得了快速發(fā)展，但仍然存在品種不全、門類欠缺、結構不合理的問題［58-60］。國家對資源需求的增加、礦產(chǎn)勘查力度的增強，及生態(tài)農(nóng)業(yè)環(huán)境地球化學的重視，推動了地質類標準物質快速發(fā)展［33，61］，地質的一級CRMs數(shù)量已達到434種，地學與環(huán)境是目前我國國家一級CRMs數(shù)量最多的兩個應用領域;而生物與臨床、食品、有機污染物、新材料、新能源等領域的標準物質相對缺乏，尚不能滿足社會需要，未來標準物質發(fā)展需要在這些領域投入更多的關注。

圖6 中國研制的標準物質(截至2013年8月)Fig.6 The CRMs in China by August 2013

3.5 日本標準物質發(fā)展側重生活質量領域

日本的標準物質發(fā)展起步也較早，是首次簽訂COMAR諒解備忘錄的國家之一［62］。進入21世紀，日本側重食品和農(nóng)產(chǎn)品等生活質量領域的安全監(jiān)督檢驗，2006年發(fā)布并實施食品中農(nóng)業(yè)化學品(農(nóng)藥、獸藥及飼料添加劑等)殘留“肯定列表制度”，這是日本較為全面的新殘留限量標準，也是全球最為嚴格的食品檢測檢驗制度。相應地，日本也側重發(fā)展食品監(jiān)督檢驗領域的標準物質［34，41，43，45］。日本的國家計量院從屬于日本產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所(Advanced Industrial Science and Technology，AIST)，負責日本國內的測量標準。截至2013年8月，日本國內發(fā)布標準物質總量已超過8000種，其中近一半為生活質量領域，超過3400種(見表4)［11］，如前所述，同時日本也是COMAR中提供CRMs最多的國家(共計1456種)。目前，日本的標準物質發(fā)展主要關注環(huán)境、臨床、生物、食品中有害物質殘留等領域［54］。

3.6 澳大利亞標準物質以生化領域為主

澳大利亞國家測試研究院是該國的最高計量機構，標準物質研究主要側重農(nóng)藥、獸藥、生物毒素分析用基體或純品標準物質［29-30，36，42，63］，截至2013年8月，CRMs數(shù)量達到 470種［64］。澳大利亞為COMAR提供CRMs的研究機構有兩家，共326種，其中325種來自澳大利亞國家測試研究院。

除此之外，韓國、波蘭和俄羅斯提供給COMAR的CRMs也較多，分別為623種、796種和674種。

表4 日本的標準物質情況(截至2013年8月)Table 4 The reference materials in Japan by August 2013

4 標準物質的整體發(fā)展趨勢

隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，應用需求不斷增加，標準物質的應用領域不斷拓展，新型的標準物質不斷出現(xiàn)。標準物質的發(fā)展由最初的鋼鐵、地質、物理特性等傳統(tǒng)領域，逐漸向生物(基因測試、微生物標準物質)，臨床(法醫(yī)鑒定、醫(yī)學診斷標準物質)，新材料(表面分析、納米尺寸標準物質)，大眾健康(食品、環(huán)境標準物質)等新興領域發(fā)展。在2010年北京標準物質國際研討會上，國際計量委員會秘書長Robert Kaarls指出，目前食品安全、環(huán)境保護、氣候變化、臨床醫(yī)學、制藥產(chǎn)業(yè)、生物能源等已經(jīng)成為計量和標準物質研究的熱點領域［57］。這些領域的標準物質應用需求較多，品種卻相對缺乏。以反興奮劑為例，隨著國際上對反興奮劑工作的重視，國際反興奮劑組織劃定的違禁藥物范圍不斷擴大，從最初的6種發(fā)展到現(xiàn)在超過100種。同時，對違禁藥物檢測的要求也在不斷提高。2000年，澳大利亞為保障悉尼奧運會的成功舉辦緊急研制了10種用于違禁藥物檢測的標準物質，成為當時國際上少數(shù)幾個擁有較為完善的興奮劑檢測標準物質體系的國家。同樣地，中國在2008年北京奧運會前夕，加緊研制了違禁藥物中美雄酮、克倫特羅、潑尼松等檢測急需的標準物質34種，其中26種填補了興奮劑標準物質領域的國際空白，完善了我國化學測量急需的溯源體系，提高了我國違禁藥物的檢測能力和水平。然而，這些領域的標準物質仍然存在較大的缺口，尚難以滿足社會需要。

另一方面，為滿足多種應用需求，標準物質也逐漸由單一特性量值向多種特性量值，由單一種類向混合種類，由無機特性量值向有機、生物特性量值，由常量、微量水平向痕量、超痕量水平，甚至向同位素基準物質和生物、環(huán)境復雜基體標準物質發(fā)展。標準物質的研究對象涉及更多不穩(wěn)定的有機、生物，或更復雜的混合介質，標準物質的研究制備、定值和不確定度評定技術也在不斷發(fā)展并面臨新的挑戰(zhàn)。因此，標準物質的國際合作日益廣泛，不同的技術機構在聯(lián)合研制標準物質，實現(xiàn)資源共享的同時，優(yōu)勢互補，互相促進，共同發(fā)展，不僅可以提高標準物質的質量，也對未來全球標準物質的發(fā)展、國際等效一致的量傳溯源體系的推進意義重大。

5 結語

COMAR是一個十分有用的國際標準物質信息和技術交流平臺，經(jīng)過逾20年的發(fā)展，COMAR數(shù)據(jù)庫的成員國、CRMs數(shù)量及CRMs的全球提供機構的數(shù)量增長非常快速，目前擁有來自25個成員國共274個生產(chǎn)機構的CRMs超過10200種，擁有全球約17500個注冊用戶，每月平均登錄用戶超過500個［21］。目前COMAR庫的用戶多為各個國家的高級計量部門、質量監(jiān)督檢驗部門以及標準物質的提供機構。隨著標準物質領域國際合作的增強，國家校準測量能力全球互認趨勢的發(fā)展，COMAR數(shù)據(jù)庫的應用覆蓋范圍和領域在未來將更為廣泛。食品安全、環(huán)境保護、氣候變化、臨床醫(yī)學、制藥產(chǎn)業(yè)、生物能源是標準物質研究的熱點領域和新的發(fā)展方向，但越來越多的標準物質的研究對象涉及不穩(wěn)定的有機、生物，或更復雜的混合介質，這也為標準物質物質的研究制備及定值與不確定度帶來了新的挑戰(zhàn)。

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The International Database for Certified Reference Materials(COMAR)

WANG Qiao-yun1，2
(1.Guangzhou Institute of Measurement and Testing Technology，Guangzhou 510663，China; 2.Guangzhou Institute of Geochemistry，Chinese Academy of Sciences，Guangzhou 510640，China)

Certified reference materials(CRMs)are standard materials with certified quantity values，playing important roles in development and assessment of analytical methods，qualitative and quantitative analysis，mineral exploration，arbitration inspection，quality supervision and inspection.The Code d'Indexation des Matériaux de Référence(COMAR)，founded in the 1980s，is now the largest international database for CRMs.It contains over 10200 CRMs provided by 274 institutions from 25 member countries so as to integrate superior resources.The CRMs'quantity，classification and development variation，as well as the current research situation of CRMs in member countries such as the European Union，America，China，Japan and Australia are presented in detail.Countries like the United Kingdom，the United States，F(xiàn)rance，and Germany developed the CRMs research early，and kept ranking international top with high research level.Asian countries like China and Japan started CRMs research late，but developed fast，and now become the top two CRMs providers in COMAR with the respective amount of CRMs up to 1194 and 1456 by August 2013.Since the establishment of COMAR，CRMs in three traditional application fields including industries，non-ferrous，and physical properties have been a large proportion of the total quantity of CRMs in COMAR，which is up to 50%.Among them，the field of industries had the largest quantity of CRMs，accounting for 19%.While the fields of organics-biology and clinic had the least share of CRMs，accounting for only 7%and 3%，respectively.Along with increasing social demand，the fields of biology and medicine，together with quality of life have become the hotspots of current CRMs'development.This article also highlights that，instead of the traditional fields of ferrous，non-ferrous and physical properties，the development focus of CRMs research will turn to the fields of food safety，environmental protection，climate change，clinical medicine，pharmaceutical industry，and bio-energy in the future.Accordingly，the preparation，characterization，and uncertainty assessment of CRMs will face new technical challenges.

certified reference materials(CRMs);COMAR database

TQ421.31

A

0254-5357(2014)02-0155-13

2013-10-12;接受日期:2013-11-03

中國科學院廣州地球化學研究所有機地球化學國家重點實驗室基金(OGL-201109);廣州市質量技術監(jiān)督局科技項目(2010QK211，2010QK216)

王巧云，博士，高級工程師，研究方向為檢測技術與標準物質研究。E-mail:qiaoyun9702@163.com。