近年来,随着我国科技实力增强和检测水平提高,对标准物质的要求也迅速增长。在任何一个从事检验/测试、检定/校准的实验室中标准物质都是不可少的,而且往往是标准规范文本中所规定的。由于标准物质的研制投入非常巨大,研发周期长,而且大多数标准物质的使用都是消耗性的,不可能生产出满足化学测量所需要的全部类型的标准物质。因此,实验室应当重视标准物质的使用与控制,以使有限的标准物质资源充分发挥其作用。
一、标准物质的概念
(一)标准物质。具有一种或多种足够均匀和很好地确定了的特性,用以校准测量装置、评价测量方法或给材料赋值的一种材料或物质。
(二)有证标准物质。附有证书的标准物质,其一种或多种特性值用建立了溯源性的程序确定,使之可溯源到准确复现的用于表示该特性值的计量单位,而且每个标准值都附有给定置信水平的不确定度.
二、实验室中标准物质的控制
在检验/测试中,标准物质的正确使用往往会直接影响到测试结果的正确性与准确性,进而影响到测试结果的判定与评价,因此,各类实验室应关注标准物质的控制。
(一)选择与采购。正确选择标准物质是至关重要的第一步,正确的选择不仅可以减少实验室的运行成本,也可提高检测结果的有效性和可靠性。1.要明确目的,弄清楚标准物质的用途,是评价方法、校准仪器还是做质量控制。评价方法最好选择性质相似的基体有证标准物质,校准仪器通常使用溶液有证标准物质,质量质控则可以选用质控标准物质,包括实验室自己研究的特性已知的控制样品。同时要充分了解待测物的特性及浓度范围,例如同时测试多个易挥发有机化合物,最好选择浓度与待测物接近的混合标准物质,以减少使用过程中稀释、混合次数,这样既可以降低检测结果的不确定度,又可以提高结果的可靠性(由于挥发强,稀释、混合次数越多,标准物质的可靠性越低)。2.根据实验室条件选择最重要的一点是天平的称量范围和最小分度。有时用户购买纯品标准物质后发现单个包装量太小,使用实验室现有天平无法进行准确的称量。另外,对于像多环芳烃(PAHs)等毒性特别大的样品,没有安全防护措施最好不要自己配溶液,而是直接购买浓度合适的溶液标准物质使用。3.了解标准物质的特性量值、不确定度及保存要求等。例如,本实验室是否具备证书要求的保存条件;包装和最小取样量,本实验室现有仪器设备条件是否满足称量、稀释等要求。总之,要结合目的和实验室条件,有针对性、全面了解预购标准物质的信息。4.对采购到的标准物质应及时对其外观包装检查有尤异常并核查其证书、有效期及有效性等进行验收。如有必要可作验证试验,以证实其有效性。
(二)储存与保管。经过验收的标准物质应按其特性进行入库保管,建立标准物质总账,并实行领用登记制度。标准物质总账内容包括:名称、组成、供应商、批号、购入日期、有效日期、证书号、验收情况或结论、存放地点等信息;对出库数量进行登记发放并有签字为证。注意不应将分装后的标准物质再倒人原标准物质中,防止污染失效。存放应注意其特性要求,对温度、光照、容器密封、干扰等储存条件进行监控、防止失效。在标准物质保存中,部分使用者存在一个错误的认识,认为温度越低越好,所有标准物质都放到冰箱冷藏甚至冷冻,然而事实并非如此,这样做确实能够保证组分不分解,但低温使得化合物的溶解度降低,因而导致常温下就难溶解的化合物在低温下长时间放置时析出晶体,而且一旦析出晶体很难再溶解,例如十氯联苯、乙体六六六和十溴二苯醚。因此,标准物质应严格按照证书要求保存,只有这样才能保证量值的变化不会超出不确定度范围。
(三)制备。对于一些实物标样应按规定使用与保护,防止损坏与失效。化学分析中常常要制备成标准溶液,相当多情况下购置到的标准物质不能直接使用,需要将固体样品制备成溶液或浓的溶液稀释到合适的水平。制备和稀释过程中,需要注意以下几点:1.仔细阅读证书,详细了解使用方法、注意事项、安全要求、不确定度等。如果不确定度已经与目标不确定度比较接近,那么称量和稀释时必须选择更准确的方法,尽量减少称量和稀释过程引入的不确定度。2.设计方案。如果是用固体纯晶制备溶液,合理选择溶剂、天平和存储容器非常重要。首先要保证样品能够完全溶解,其次要考虑配制溶液的用途。如果制备储备液和作为校准溶液用,最好选择挥发性小的溶剂,比如异辛烷,便于保存和使用。天平的选择要根据测量要求的不确定度和样品量而定,如果结果不确定度要求很小,样品量也比较少,应选择精密度高、感量低的天平。对于有机化合物来说,通常使用玻璃瓶作为储存溶液的容器,但有些化合物用玻璃瓶存储时,极易发生降解,这时必须使用其他材料的瓶子。浓的储备液制备后,接下来的工作就是稀释,稀释过程中要考虑的因素是由此引入的不确定度。通常重量法稀释准确可靠,引入的不确定度小,缺点是费时;容量法稀释准确度稍差,引入的不确定度大,优点是操作简单、省时。因此.要根据测量结果不确定度的要求决定用什么方式稀释。
(四)上机测试。上机测试看似简单,但也有一些需要注意的问题。测量中通常每个实际样品可能只重复测量3次,而标准物质可能要使用多次,特别是使用自动进样器、连续进行测量时,如果只使用一个样品瓶盛放标准物质,当该瓶连续被进样多次后可能导致易挥发的组分或溶剂挥发掉,而且连续进样多次也会通过进样针带来污染,影响测量结果。对于这种情况,最好将标准物质分到多个样品瓶。例如,一个序列要进9次标准物质,可以将标准物质分别3个样品瓶中,这样每个样品瓶只进样3次,降低丁溶剂挥发和进样针污染对测量结果影响的风险。对于那些见光易分解和(或)需要低温保存的样品,必须避光并通冷却水,以保证测量过程中,样品和标准物质的量值不致发生显著的变化。
(五)期间核查。在1S0/IECl7025:2005的5.6.3.3中对标准物质提出了期间核查要求。这—问题对于普通实验室实施有一定的困难,因为对“标准”的核查往往要高一级标准进行核查。为了验证是否失效,也可以采用同级标准进行比对实验来核查,因为核查毕竟不是校准。