陸莉峻 方 誠 王 剛 鄭 琦

國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司（上海 200002）

中國加入WTO 之后，在國外檢驗檢測企業(yè)的沖擊之下，國內(nèi)檢測行業(yè)面臨著巨大挑戰(zhàn)，需要不斷提升檢測能力和質(zhì)量管理體系水平。自從2000年原中國實驗室國家認(rèn)可委員會（CNAL）簽署國際實驗室認(rèn)可合作組織（ILAC）多邊互認(rèn)協(xié)議之后，國內(nèi)檢測機(jī)構(gòu)及實驗室不斷申請通過實驗室能力認(rèn)可，提升實驗室檢測能力，完善質(zhì)量管理體系。同時，國家也不斷地對認(rèn)可文件進(jìn)行完善。2006年，成立中國國家合格評定委員會（CNAS）代替CNAL 繼續(xù)保持我國認(rèn)可機(jī)構(gòu)在ILAC 中實驗室認(rèn)可多邊互認(rèn)協(xié)議方中的地位。

根據(jù)CNAS 官方數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截止到2020年9 月30 日，已獲CNAS 認(rèn)可的檢驗檢測實驗室11 089家，涉及檢測、校準(zhǔn)、醫(yī)學(xué)、生物安全、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)生產(chǎn)者、能力驗證提供者、實驗動物機(jī)構(gòu)、科研等領(lǐng)域。但是，通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品（RM）生產(chǎn)者能力認(rèn)可的只有21家。由此可見，RM 生產(chǎn)者能力認(rèn)可的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)在國內(nèi)行業(yè)的需求。

1 RM 生產(chǎn)者能力認(rèn)可的基礎(chǔ)

RM 生產(chǎn)者的基礎(chǔ)是實驗室必須具備一定的檢驗檢測能力，其評價準(zhǔn)則是CNAS-CL01:2018《檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》[1]，對實驗室檢測涉及的“人、機(jī)、料、法、環(huán)”5 個方面進(jìn)行規(guī)定[2]，條款細(xì)化到檢測工作的各個方面，包括工作流程、崗位職責(zé)、技術(shù)要求等。根據(jù)該準(zhǔn)則建立的實驗室管理體系，具有文件化、具體化、規(guī)范化、模式化等特點，配合內(nèi)審、管理評審、外審等監(jiān)管措施，可將檢測工作中的風(fēng)險因素降至最低。通過CNAS-CL01 能力認(rèn)可的實驗室，其檢測技術(shù)能力和檢測相關(guān)的質(zhì)量管理體系，已經(jīng)可以基本滿足RM 生產(chǎn)者實驗室管理的基礎(chǔ)要求[3]。在CNAS-CL04:2017《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者能力認(rèn)可準(zhǔn)則》[4]中，實驗室檢測部分的條款大部分以CNAS-CL01 為準(zhǔn)，除此之外，還規(guī)定了原材料、包裝、均勻性和穩(wěn)定性、定值、數(shù)據(jù)分析等幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的要求。

2 RM 生產(chǎn)者實驗室管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

2.1 原材料

由于RM 的原材料直接影響其特性值，所以要求對原材料制定相應(yīng)的管理程序，以保證后期特性值的準(zhǔn)確和穩(wěn)定。首先，對原材料的供應(yīng)商選擇進(jìn)行管理。對原材料供應(yīng)商的質(zhì)量水平和生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)研，確定其管理體系和技術(shù)水平是否符合RM 生產(chǎn)需要，并且能夠保證長期穩(wěn)定地提供一定數(shù)量的原料。對合格的供應(yīng)商進(jìn)行匯總，制定合格供應(yīng)商名錄以及供應(yīng)商考評機(jī)制，定期對合格供應(yīng)商進(jìn)行評價[5]。

其次，制定原材料驗收標(biāo)準(zhǔn)。驗收標(biāo)準(zhǔn)需要綜合考慮標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的性質(zhì)、純度、可能存在的雜質(zhì)以及特性值的應(yīng)用范圍。驗收標(biāo)準(zhǔn)中，純度通常是最主要的驗收指標(biāo)。純度限度范圍往往依賴于預(yù)期或者官方用途：化學(xué)對照品含量測定用原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般要求不低于99.5%；限度檢查用原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般要求不低于98%；非定量用原料，依具體品種情況確定。在少數(shù)情況下，可能出現(xiàn)原材料質(zhì)量達(dá)不到預(yù)期要求，同時又沒有其他合格供應(yīng)商的情況，這時就需要對原料進(jìn)行一定的處理，比如，使用兩種或以上質(zhì)量穩(wěn)定的原料進(jìn)行合成，采用物理、化學(xué)方法進(jìn)行提純或者去除目標(biāo)雜質(zhì)，在生物領(lǐng)域中還會用到培育等技術(shù)。在國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制中，如果出現(xiàn)樣品質(zhì)量不符要求而生產(chǎn)單位無精制能力，則由設(shè)在瑞典的國際化學(xué)品對照中心承擔(dān)精制[6]。

對于已經(jīng)驗收完畢的合格原材料，必須有相應(yīng)的監(jiān)控措施，確保其在保存期間的質(zhì)量不發(fā)生較大變化。對于保存時間較長的原材料，在配置RM 前需要再次進(jìn)行檢測，確保其純度和特性指標(biāo)符合要求。原材料在入庫之前需要進(jìn)行登記，貼上唯一性標(biāo)識，確保每一批原材料信息的可追溯性。原材料在交接過程中必須有相應(yīng)的交接記錄，交接記錄中不僅要有原材料的溯源信息，還應(yīng)包括交接的環(huán)境條件，以便后期研究外部環(huán)境條件是否會對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)后期特性值帶來不良影響。

2.2 包裝

RM 包裝是一個重要環(huán)節(jié)，包裝后的成品需要保證其穩(wěn)定性及特性值不被影響。在包裝環(huán)節(jié)，包裝容器的選擇、包裝過程中的操作、成品標(biāo)簽等需要通過制定相應(yīng)的規(guī)范文件來控制[7]。不同的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對于包裝的要求也不同：固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)主要使用西林瓶、螺口瓶和安瓿瓶，傳統(tǒng)包裝方法一般采用天平稱量，在十萬級凈化環(huán)境條件下分裝，對于易吸潮、易氧化的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，分裝時填充氮氣或其他惰性氣體。目前，在固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分裝中已經(jīng)開始使用自動化儀器——小型螺桿式無菌粉末分裝機(jī)[8]。液體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)主要使用螺口瓶和安瓿瓶，一般工作試劑（標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液、雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液等）由于量比較大，所以使用螺口瓶；而一些純品物質(zhì)（對照品標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、高純度液體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)）由于生產(chǎn)成本比較高，所以包裝量都比較小，一般會用安瓿瓶，在包裝過程中充入惰性氣體后熔封。目前，液體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的包裝也有自動化儀器——液體蠕動泵（連續(xù)分裝）和聯(lián)動熔封機(jī)[9]。氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)需要存儲在耐高壓的氣瓶中，包裝容器的材質(zhì)通常為金屬（一般為鋁合金或鐵瓶）[10]。由于化學(xué)性質(zhì)的原因，某些氣體會吸附在氣瓶內(nèi)壁上。在罐裝時，如果是高含量的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，氣瓶內(nèi)壁的吸附對于含量的影響幾乎可以忽略，但是低含量的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，罐裝時需要進(jìn)行預(yù)飽和處理。生物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的分裝必須在低濕度條件下進(jìn)行，包裝容器通常采用高壓聚乙烯瓶，必要時還會外套高強(qiáng)度復(fù)合塑料膜真空包裝，防止光照和空氣的滲入。包裝工藝也相對復(fù)雜，需要先進(jìn)行冷凍干燥處理，一些特殊的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)還需要在真空下處理[11]。所有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)簽必須保證信息完整、內(nèi)容清晰，標(biāo)簽材質(zhì)耐低溫、耐高溫、耐腐蝕性有機(jī)溶劑，防水性好，不易變形脫落。標(biāo)簽打印應(yīng)按需定量，記錄發(fā)放數(shù)量及領(lǐng)取時間，以便日后追溯；及時銷毀作廢的標(biāo)簽及剩余標(biāo)簽，避免混亂而導(dǎo)致貼錯標(biāo)簽。

2.3 均勻性和穩(wěn)定性評估

RM 的均勻性評估是為了檢驗RM 在最終包裝之后，其特性值是否均在規(guī)定的不確定度范圍內(nèi)，以此來保證RM 的特性值是均勻的。不論制備過程中是否經(jīng)過均勻性初檢，凡成批制備并分裝成小包單元的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)必須進(jìn)行均勻性檢驗。對于分級分裝的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，凡由大包裝分裝成小包裝單元時，都需要進(jìn)行均勻性檢驗[12]。在做RM 均勻性實驗時，對于最小取樣量的確定至關(guān)重要。根據(jù)特性值的檢測方法以及購買RM 用戶的使用需求，綜合確定最小取樣量。對于通過均勻性評定的RM，取樣量越小，說明RM 的特性值越均勻。取樣的單元數(shù)取決于批的大小，隨機(jī)抽取的最小瓶數(shù)在10～30 之間，而且一般不低于10 瓶。均勻性檢驗的數(shù)據(jù)還應(yīng)量化，需要滿足一定的重復(fù)性要求，以減小對標(biāo)準(zhǔn)值不確定度的貢獻(xiàn)。如果RM 有多個特性值，則需要對每一個特性值分別進(jìn)行均勻性評估。

RM 的穩(wěn)定性評估主要分為兩方面：RM 在規(guī)定的貯存條件下目標(biāo)特性的穩(wěn)定性，RM 在規(guī)定的運輸條件下目標(biāo)特性的穩(wěn)定性。通過改變對RM 可能產(chǎn)生影響的環(huán)境貯存條件，如光照、溫度、濕度等[13]，研究RM 會不會發(fā)生物理、化學(xué)、生物反應(yīng)，同時通過分析RM 的特性值找出變化規(guī)律[14]。貯存條件的確定，需要通過長期的穩(wěn)定性實驗來評估。一般來說，長期穩(wěn)定性實驗的影響條件主要是貯存溫度，所以，在設(shè)置溫度點時，每個溫度點下至少10～12 瓶，時間跨度可以持續(xù)1～2年，時間點一般為5～6 個。市場上RM 的有效期一般為1年。運輸條件則需要考慮在運輸過程中溫度的變化對于RM 的影響，所以這一溫度變化范圍要比貯存的溫度變化范圍大。在運輸條件的穩(wěn)定性實驗中，時間跨度一般為1～2個月，時間點的設(shè)置也是5～6 個，每個溫度點下需要6～10 瓶。在確定運輸條件后，需要擬定包裝說明，編制客戶運輸作業(yè)指導(dǎo)書，以降低風(fēng)險因素。研究運輸條件影響時還可以使用加速穩(wěn)定性實驗，即通過研究RM 在極端溫度下其目標(biāo)特性值的變化情況來推測運輸條件的臨界值。

2.4 定值

RM 的定值首先需要確定其特性，是定量還是定性；如果是定量特性，那對特性的定值需要證明溯源性，即標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的量值能通過連續(xù)的比較鏈以給定的不確定度與國家或國際基準(zhǔn)聯(lián)系起來。對于實驗結(jié)果的溯源性，在CNAS-CL01 中已有相關(guān)要求，主要是要求所有涉及檢測結(jié)果計算的測量儀器都需要由具有資質(zhì)的檢測校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)，并且需要提供校準(zhǔn)結(jié)果及其不確定度。定值不確定度評定需要考慮定值過程中的影響、單元間的實際差異，以及定值隨時間和運輸貯存過程變化的影響。

2.5 數(shù)據(jù)分析

RM 的數(shù)據(jù)分析，主要分為5 個階段。

第一階段：篩查岐離值。在每一次評估數(shù)據(jù)測定完畢后，需要去除岐離值，采用Grubbs 法或Dixon法[15]。

第二階段：對數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗。正態(tài)分布檢驗中最直觀的是圖檢驗，如頻率直方圖、QQ 圖等；但是圖檢驗之后，一般還需要結(jié)合規(guī)范性檢驗方法，常見的有偏鋒檢驗法、夏皮羅·威爾克（Shapiro·Wilk）法（W 檢驗法）、達(dá)戈斯提諾（D’Agostoon）法（D檢驗法）、愛潑斯·普利（Epps·Pulley）法等[16]。W 檢驗法適用于數(shù)據(jù)量在100 以內(nèi)的情況[17]，D 檢驗法適用于數(shù)據(jù)量為50～1 000[18]的情況，愛潑斯·普利法則適用于數(shù)據(jù)量大于8 的情況[19]。

第三階段：均勻性評估。均勻性評估需要分別評估單元間均勻性和單元內(nèi)均勻性。常用的檢驗方式有ANOVA 方式和替代方式[20]。ANOVA 方式就是方差分析方式，又稱“變異系數(shù)分析”或者F 檢驗法，用于兩個及兩個以上樣本均數(shù)差別的顯著性檢驗。計算時通過方差分析得出F 檢驗值，將其與所選擇的置信概率下的臨界值進(jìn)行比較，最終得到均勻性評估結(jié)論。替代方式雖然可以減少測量次數(shù)，但是其統(tǒng)計可靠性相對較低，所以現(xiàn)在很少被使用。

第四階段：穩(wěn)定性評估數(shù)據(jù)處理。一般情況下會選擇單一保存條件下的多時間點測量數(shù)據(jù)，使用直線擬合法（即線性模型）記錄擬合曲線斜率與截距，使用t 檢驗法，判斷斜率與零是否有顯著性差異。目前有一些新的實例，在穩(wěn)定性評估過程中，通過極差質(zhì)控圖和均值質(zhì)控圖，結(jié)合線性回歸的結(jié)果，能直觀地發(fā)現(xiàn)異常值，對異常值的檢測更加靈敏[21]。

第五階段：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值。為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的方式有多種，一是單一實驗室采用單一基準(zhǔn)方法定值，二是單一實驗室采用兩種或多種不同原理的獨立參考方法定值，三是多家實驗室使用一種或多種已證明準(zhǔn)確性的方法合作定值，四是利用特定方法定值，五是利用一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行比較定值。其中,基準(zhǔn)方法具有國家最高計量學(xué)品質(zhì)，能夠確保測量的有效性，在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值中具有重要地位。1998年，化學(xué)計量物質(zhì)的量咨詢委員會（CCQM）第四次會議在法國巴黎召開,此次會議對基準(zhǔn)方法進(jìn)行了如下定義:基準(zhǔn)方法是具有最高計量品質(zhì)的方法，其操作可以被完全地描述和理解，其不確定度可以用國際單位表述[22]。目前，單一實驗室采用單一基準(zhǔn)方法或者聯(lián)合多家實驗室用單一基準(zhǔn)方法進(jìn)行定值的方式較為普遍。

3 結(jié)語

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的整個研制過程可以概括為原材料制備、成品包裝、分析檢測、均勻性和穩(wěn)定性評估、定值。其中：分析檢測依據(jù)CNAS-CL01 的要求進(jìn)行；其他各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)均需達(dá)到CNAS-CL04 的要求，原料純度越高越好；產(chǎn)品包裝需要根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的物理化學(xué)特性，保證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不會因與包裝容器發(fā)生反應(yīng)而失效；均勻性和穩(wěn)定性評估都是以數(shù)理統(tǒng)計的方法，證明標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在規(guī)定的使用條件下，其特性值能保持均勻、穩(wěn)定，不受外界客觀條件的影響；定值則是根據(jù)制定的實驗方案及定值方式，將所得結(jié)果進(jìn)行合并，給標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行定值。通過分析，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制過程就直觀很多，只要一個個環(huán)節(jié)去攻克，同時制定相應(yīng)的文件進(jìn)行嚴(yán)格管理，就能很好地實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)生產(chǎn)過程細(xì)致且規(guī)范的管理，也就能達(dá)到CNAS-CL04 的要求，將實驗室的管理及技術(shù)能力提升一個層次。

中國與國際合作交流日益加強(qiáng)，對國內(nèi)實驗室的要求也不斷提高。對于實驗室的發(fā)展來說，CNAS-CL01 是基礎(chǔ)，CNAS-CL04 是目標(biāo)，通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制生產(chǎn)，賦予產(chǎn)品技術(shù)高附加值，才能真正做到技術(shù)發(fā)展。近年來，各行各業(yè)對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)品種和數(shù)量的需求不斷增加，這對國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制生產(chǎn)是一個重大機(jī)遇。一旦真正掌握一種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制生產(chǎn)，開發(fā)其他同類型的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)就會相對輕松，至少在生產(chǎn)管理方面沒有太多問題，這也是企業(yè)發(fā)展核心競爭力、打造高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑之一。