姚靜

摘 要： 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是用于研究“統(tǒng)一”的形式、價(jià)值和方法的常見(jiàn)物質(zhì)。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)也是化學(xué)分析過(guò)程中最重要的物質(zhì)之一。化學(xué)分析中最常用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是不確定度的評(píng)估。本文主要介紹了標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在化學(xué)分析不確定度評(píng)估中的應(yīng)用。其中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)最重要的特征是具有標(biāo)準(zhǔn)化功能，因此可用于評(píng)估通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)分析的不確定性。

關(guān)鍵詞： 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì);化學(xué)分析;不確定度

【中圖分類號(hào)】O651 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.40.245

在傳統(tǒng)化學(xué)分析和穩(wěn)定測(cè)量中，分析和穩(wěn)定測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性主要來(lái)自化學(xué)分析和穩(wěn)定測(cè)量整個(gè)化學(xué)過(guò)程的各個(gè)方面。標(biāo)準(zhǔn)材料物質(zhì)測(cè)量是指在材料或其他物質(zhì)表中具有一個(gè)或多個(gè)特征足夠均勻且可以定義明確的物質(zhì)特征的數(shù)值以作為校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)主要用于儀器校準(zhǔn)，檢查方法的比較，實(shí)驗(yàn)室之間的比較，實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)部質(zhì)量控制等。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)具有準(zhǔn)確的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，并且是測(cè)量期間的參考標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行化學(xué)分析的過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不僅是化學(xué)分析值可追溯性的基礎(chǔ)，而且也是評(píng)估分析著的專業(yè)水平的基石，同樣也是分析和測(cè)量工作質(zhì)量管理的重要組成部分。

1 影響標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在化學(xué)分析中不確定度貢獻(xiàn)的因素

1.1 分析方法的差異與待分析、測(cè)量樣品的匹配程度

在檢驗(yàn)過(guò)程中，利用多種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)檢驗(yàn)、校準(zhǔn)設(shè)施和化學(xué)分析方法進(jìn)行精確校準(zhǔn)，借助標(biāo)準(zhǔn)定制法對(duì)檢驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了檢驗(yàn)，生產(chǎn)商提供的不確定性和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)存在誤差，與待分析和測(cè)量樣品的匹配差異會(huì)直接影響不同標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)分析和測(cè)量不確定性的作用。

1.2 保存條件的影響

當(dāng)未經(jīng)測(cè)試過(guò)的樣品在進(jìn)行分析前后需要連續(xù)儲(chǔ)存較長(zhǎng)一段時(shí)間，則存儲(chǔ)時(shí)間條件好壞可能直接影響分析結(jié)果。存儲(chǔ)的時(shí)間以及其他存儲(chǔ)環(huán)境條件，因此也被認(rèn)為是不確定度來(lái)源。

金屬元素標(biāo)準(zhǔn)原子物質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他非金屬原子標(biāo)準(zhǔn)元素物質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性。非金屬元素中例如銅和硫等金屬元素含量隨時(shí)間推移、受原料保管期和儲(chǔ)存環(huán)境條件的不同影響，其化學(xué)特性與含量的比值通常呈緩慢方向下降的變化趨勢(shì)。

1.3 前處理及實(shí)驗(yàn)過(guò)程的影響因素

在精確計(jì)算所獲得溶液濃度的多個(gè)理論平均值時(shí)，應(yīng)充分考慮由稱量來(lái)測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)溶劑樣品的溶液質(zhì)量、測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶劑的溶液容積、基體等多個(gè)相關(guān)濃度參數(shù)所引起的系統(tǒng)誤差，以及由于溫度、壓力、相對(duì)濕度等多種因素所引起的隨機(jī)誤差。在不同的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)需要化學(xué)分析和測(cè)量的情況下，取樣以及原料的生產(chǎn)過(guò)程中，所用介質(zhì)（其中包含溶劑）種類和濃度，萃取、稀釋以及環(huán)境污染、分解等諸多因素取樣，都直接對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定性測(cè)量產(chǎn)生影響。

2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度的選擇和使用

2.1 在樣品選擇和確定使用各類標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)物質(zhì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮到預(yù)期分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)際要求的不確定性度水平，所選用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣品的不確定性度平均水平一般相對(duì)于預(yù)期分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)際要求的不確定性度平均水平來(lái)說(shuō)應(yīng)當(dāng)是可以忽略不計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)所用物質(zhì)的制定使用者首先必須從根據(jù)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局官方網(wǎng)站近期公布的“標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)目錄”中，正確地選擇并與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)水平的實(shí)際使用值相適應(yīng)，以及與預(yù)期測(cè)量值相適應(yīng)。

2.2 樣品所選用的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物質(zhì)的主要基體結(jié)構(gòu)組成與被檢檢測(cè)樣品的主要基體結(jié)構(gòu)組成一致或盡可能多地接近。所以要測(cè)量成分的化學(xué)含量也必該應(yīng)盡可能相同或更為接近。同時(shí)我們還要特別注意標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的具體性狀和基本形態(tài)。所選的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)穩(wěn)定性和數(shù)量要求應(yīng)能夠滿足整個(gè)實(shí)驗(yàn)研究的實(shí)際需要。在實(shí)際操作過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與被檢待測(cè)樣品測(cè)量應(yīng)使用同一臺(tái)測(cè)量?jī)x器、同一種測(cè)量方法，并在同樣的物理環(huán)境中同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，以利于保證測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確一致性，避免系統(tǒng)誤差。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的長(zhǎng)期保存管理應(yīng)在國(guó)家規(guī)定的儲(chǔ)存時(shí)間條件下進(jìn)行，并在有效期內(nèi)使用。

2.3 應(yīng)對(duì)供應(yīng)狀況、成本以及預(yù)期所使用的化學(xué)適用性選擇所需的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行充分地研究。在決定使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)之前，需要大大提高對(duì)該物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的了解程度，以保證測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度以及可靠性。如果分析結(jié)果具有更大的不確定性時(shí)，優(yōu)先使用不確定性更大的物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)，以更佳地降低分析費(fèi)用。

3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)于分析、測(cè)量結(jié)果不確定度的貢獻(xiàn)

3.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度的直接引用

在進(jìn)行化學(xué)分析以及測(cè)量過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)具有的準(zhǔn)確量值的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)不僅是測(cè)量過(guò)程中的參考標(biāo)準(zhǔn)，也是測(cè)量結(jié)果不確定度的重要依據(jù)。有證標(biāo)準(zhǔn)的物質(zhì)的不確定性和自由性在證書中已有明確說(shuō)明，可以直接進(jìn)行參考和引用。而標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值特征上存在著諸多的不確定性，并且其合成特征上可以來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)樣品不均勻、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和實(shí)驗(yàn)室不確定性等。

3.2 化學(xué)分析方法的校準(zhǔn)引入的不確定度

日常質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中，所使用的數(shù)據(jù)分析方法的適用性通常也都是通過(guò)這種方法進(jìn)行確認(rèn)，并對(duì)研究結(jié)果加以分析評(píng)價(jià)的。這種測(cè)量研究對(duì)于它的整體測(cè)量性能和個(gè)別影響因子分別可以產(chǎn)生重要數(shù)據(jù)，在正常測(cè)量過(guò)程中有效地使用這些重要數(shù)據(jù)，可以精確地評(píng)估由這些數(shù)據(jù)產(chǎn)生的整體測(cè)量結(jié)果，并對(duì)由此產(chǎn)生的不確定性作出精確的評(píng)估。在開(kāi)始化學(xué)分析測(cè)量之前，需要優(yōu)先選擇具有認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)樣品對(duì)相應(yīng)化學(xué)分析方法的綜合校準(zhǔn)，通過(guò)測(cè)量有認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)樣品，對(duì)新的化學(xué)分析方法作出評(píng)估，將標(biāo)準(zhǔn)試樣品測(cè)量的溯源和樣本測(cè)量的不確定性分別授予該化學(xué)分析法，以便于確?；瘜W(xué)分析方法獲得的測(cè)量結(jié)果具有安全科學(xué)的溯源性和滿足相應(yīng)的測(cè)量不確定度要求。

結(jié)語(yǔ)：總而言之，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在化學(xué)分析不確定度評(píng)估過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用在社會(huì)上發(fā)揮了重要作用。使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可以更好地解決化學(xué)分析不確定性評(píng)估中的眾多問(wèn)題。與此同時(shí)，它也彌補(bǔ)了新的化學(xué)分析技術(shù)。因此，可以說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在化學(xué)分析不確定度評(píng)估過(guò)程中的使用對(duì)化學(xué)科學(xué)而言十分關(guān)鍵，并且本文還介紹了許多標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在化學(xué)分析不確定度評(píng)估中的應(yīng)用。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在化學(xué)分析不確定性評(píng)估中的應(yīng)用，有兩個(gè)功能，即核磁共振和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析。

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