荆新艳，李萍，杨学林，申杰

［1.艾吉析科技(上海)有限公司，上海 200120； 2.中国兵器工业集团第五三研究所，济南 250031］

国内标准物质概况及重点领域发展现状

荆新艳1，李萍2，杨学林1，申杰1

［1.艾吉析科技(上海)有限公司，上海 200120； 2.中国兵器工业集团第五三研究所，济南 250031］

介绍标准物质的层级分类及重点领域内标准物质的研发现状。标准物质有两种分类方法：术语层级分类和计量学层级分类，国内标准物质按照等级划分为一级、二级标准物质、标准样品和行业标准样品。介绍了标准物质生产资质和标准物质证书的要求，以及重点领域医药、金属、油品、食品、环境标准物质的发展现状。

标准物质／标准样品；药品行业；金属行业；油品行业；食品行业；环境行业

分析检测水平是衡量国家科学技术水平的重要标志，标准物质则是分析技术重要的物质保障。各国际组织的导则及各国监管机构的技术要求有所不同，容易引起相关概念及术语理解及使用的混淆。不同的行业应用领域在工作实践中对相关概念有各自具体的理解，也会使技术人员对相关术语的使用范围和约束力产生一些困扰。为帮助业内人士更加清晰地了解标准物质领域中的定义、术语，及不同行业的基本差别，笔者以下进行较为深入的探讨。

1 标准物质术语及层级

在标准物质领域中经常看到如下术语：标准物质(RM)，有证标准物质(CRM)，基准标准物质(PRM)，工作标准物质(WRM)，校准物质(CAL)等。其中最为常用的标准物质及有证标准物质的定义分别为标准物质是“具有一种或多种足够均匀和良好确定的特性值，用以校准测量装置，评价测量方法或给材料赋值的材料或物质”［1］；有证标准物质是“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表示该特性值的测量单位，证书上给出的每个特性值都附有给定置信水平的不确定度”［2］。标准物质应具有以下 3 种特性［3］：

(1)均匀性。均匀性是指与物质的一种或多种特性相关的具有相同结构或组成的状态；

(2)稳定性。均匀性是指在特定的时间范围和贮存条件下，标准物质的特性量值保持在规定范围内的能力。

(3)溯源性。溯源性是指通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准值能与国家测量标准或国际测量标准联系起来的特性［4-5］。

关于以上各种标准物质的术语，分析测量领域一直存在关于标准物质层级问题的争论。对于层级，一般有两种分类，一种是术语层级，一种是计量学层级。

1.1 术语层级

在术语层级中标准物质可理解为家族名，其它术语均属于家族中的一员。标准物质家族的族谱如图1所示。

1.2 计量学层级

有证标准物质和基准标准物质具有较高的计量学层级，因为他们具有可溯源的量值，每个量值附有相关的测量不确定度。在ISO／REMCO量值溯源体系图中，基本可以将标准物质分为3个层次：基准标准物质→有证标准物质→标准物质［6］。

图1 标准物质家族族谱

2 国内标准物质的等级划分及其相互关系

国内通常将标准物质分为一级标准物质、二级标准物质、标准样品(GSB)、行业标准样品、质控样品等。标准样品的定义仅存在于中国，国际上没有此种划分［7］。

2.1 标准物质

标准物质由质检总局计量司归口管理，标准物质委员会负责GBW(一级和二级)的定级评审和考核，该委员会秘书处设在中国计量院。

2.2 标准样品

标准样品由质检总局标准局归口管理，国家标准化管理委员会负责标准样品的评审和考核，标准样品不分级别。

由于归口不同，标准物质更侧重于溯源性，标准样品更侧重于本质特性，但对于使用者来讲，标准样品和标准物质的用途基本一致。同时，不能武断地认为国家一级标准物质研制水平高于国家标准样品。此外，国内不同领域还存在对应的行业标准样品，例如冶金和有色金属行业。这些行业标准样品研制历史悠久，行业认可度高，有各自的行业标准样品委员会制定相应的立项审批及管理程序。

2.3 非有证标准样品

在日常测量中，一般校准用标准物质和标准样品应尽量选取有证标准物质／标准样品，而实验室质控样品可以为非有证标准物质／标准样品。因此产生了质量控制样品(Quality Control Materials，简称QCM)这一概念。它是为满足实验室日常质量控制（评估测量程序精密度等）需要，结合实验室间比对、能力验证工作基础，提供的具有一种或多种足够均匀和稳定特性、并附有特性参数指示值和技术文件的样品。非有证标准样品包括行业仪器校正样、企业内控样、能力验证剩余样品等。QCM的主要功能是用于定期(如每天、每周或每月)检查、评估实验室试验测量程序的精密度，根本目的是识别数据波动。在确认一个测量程序是否处于统计学可控状态时，采用该测量程序QCM，将结果的变化范围或结果的标准偏差与预先建立起来的标准相比较，来最终判定实验室的试验过程是否可接受和可控。QCM符合标准样品的基本要求，但不能用于建立测量结果的计量溯源性。QCM具有品种丰富、与实际检测样品接近、指示值经过实验室间比对和能力验证精确确定等特点，可有效满足实验室质量控制工作需要。

3 国内标准物质生产者资质及生产许可证书

3.1 标准物质生产者

国内有13家标准物质及标准样品生产者(RMP)通过生产者资质认可［8］，尚有若干家生产者无资质认可，但其产品可申请国家标准物质和标准样品或者行业标准样品，用于实际测量领域。存在这种现象有其复杂的历史原因。ISO／REMCO成立不久。1980年我国正式参加国际标准样品技术交流活动。1996年原国家技术监督局批准成立中国ISO／REMCO委员会，自此开始标准物质和标准样品研制两条并行道路。最初的标准物质和标准样品生产多属于国有企事业单位，标准物质生产者需通过“中华人民共和国计量器具许可证”(CMC)申请，才能进行国家标准物质申报；对于标准样品，则须有各行业委员会颁发的生产资质认证才能进行合法生产，进行标准样品的审批。2001年我国加入WTO后，致力于国家标准与国际接轨［9］，于2006年我国国家认证认可监督委员会成立了国家实验室合格评定委员会(CNAS)，开始国内实验室校准检测认可和RMP生产资质认可。2017年7月份，中国计量院在贵阳的标准物质培训会上称国内将取消标准物质生产者认证（即CMC和各行业委员会颁发标准样品生产者资质认可），据悉国务院将在今年出具明文公示。CNAS的RMP向所有志愿生产标准品的企业敞开大门，公平公正的环境更利于国内标准物质和标准样品健康发展。

3.2 证书解读

对于国内标准物质或标准样品，使用者可通过编号进行识别［10］。(1)有证标准物质会冠以GBW或GBW(E)，分别代表国家一级标准物质和国家二级标准物质。同时有证标准物质标签和证书［11］上均有“CMC”标志；(2)国家有证标准样品冠以GSB开头，国家标准样品不分级别；(3)行业标准样品以YSBC，YSBS开头。以上证书均符合GB／T 15000系列中对于标准样品证书内容的规定，即符合ISO Guide 31的要求。证书中需标明研制单位、最小取样量、储存条件、使用注意事项、均匀性、稳定性、目标成分含量和不确定度，以便使用者规范使用。

4 标准物质及标准样品的用途

作为具有准确量值的计量标准，标准物质及标准样品是化学计量的重要组成部分和量值传递与溯源的重要手段，广泛应用于国民经济和社会发展的各个方面。

4.1 保存和传递特性量值并建立测量溯源性［12］

标准物质是特性量值准确、均匀性和稳定性良好的计量标准，具有在时间上保持特性量值、在空间上传递量值的功能。通过使用标准物质可以使实际测量结果获得量值溯源性。

4.2 保证测量结果的一致性与可比性［13］

通过校准测量仪器，评价测量过程，由标准物质将测量结果溯源到国际单位(SI)制，保证测量结果的一致性、可比性，从而达到量值统一。

4.3 研究与评价测量方法

作为特性量值已知的物质，标准物质可用于研究和评价测量对应成分或特性的方法，从而判断该方法的准确度和重复性，并通过验证和改进测量方法的准确度，评价检测方法在特定场合的适应性，促进校准方法和测试技术的发展。

4.4 保证产品质量监督检验的顺利进行

在生产过程中，从原料的检验、工艺流程的控制、产品质量的评价、新产品的试制到三废的处理和利用等都需要各种相应的标准物质保证其测量结果的可靠性，使生产过程处于良好的质量控制状态，有效地提高检验的质量。

国内外标准物质主要分为钢铁、有色金属、建材、核材料、高分子材料、化工产品、地质矿产、环境化学分析、临床化学和药品成分、食品成分、煤炭石油成分、工程技术特性测量、物理特性和物理化学性能测量13大类［14-16］。国内标准样品主要分三大类，包括冶金黑色、有色和环境。对于标准物质或标准样品，不同的行业有不同的理解和要求。

5 重点领域标准物质现状

5.1 医药领域

在医药行业中，药品标准物质是控制药品质量的物质基础，通常由国家或地区药品管理机构指定的实验室研制。ISO Guide 34中的5.17条款指出，药品标准物质应遵从药典检验标准的法规要求。国家食品药品监督总局(CFDA)要求，药品标准物质可使用国内外药品管理当局或药典委员会发放的标准物质或国内外标准品公司提供的标准物质，但应提供该批标准物质的检测报告（用作含量测定时，应有确定的含量数据），并应能保证其量值溯源性。若使用方法与说明书中规定的使用方法不同（如定性标准物质用作定量用、效价测定用标准物质用作理化测定法定量、UV法或容量法标准物质用作色谱法定量等），应采用适当方法重新标定，并提供标定方法和数据，包括其来源、理化常数、纯度、含量及其测定方法和数据。下面就药品标准物质的术语及不同机构对药品标准物质的管理情况分别进行介绍。

5.1.1 药品标准物质的定义及分类

医药标准物质是指用于含量测定、鉴别、纯度试验的标准物质［17］。它既可以是新药原料也可以是已知杂质，应有一定的相对其用途的质量要求。用于新原料药含量测定的参比对照品，其杂质应严格地鉴定和控制，其纯度应用定量方法测定［16］。

在医药领域中基本将标准物质分为一级标准物质和二级标准物质［18］。

一级标准物质，是经广泛分析测试表明其具有可信的高纯度的物质。它的来源相对广泛，可以有以下几种：(1)来源于法定的机构，或者标准物质生产者；(2)独立合成；(3)来自于高纯度的现有生产物料；(4)用进一步精制现有生产物料的方法来制备。同时规定，原料药生产时应当酌情获得合适的基标准物质。每一个标准物质的来源要备案。每一个标准物质应按照供应商的建议储存和使用，储存和使用都应当有记录。从一个官方认可的货源得到的标准物质，通常无需测试就可使用，只要其储存条件与供应商的建议一致。从官方认可的货源处无法得到标准物质时，应该制备一个“内部基本标准物质”。应当做合适的测试来全面制订该基本参考标准品的鉴别和纯度。该测试的相关证明文件应当保留。

二级标准物质，是与一级标准物质比较显示其具有规定的质量和纯度，并用作日常实验室分析的标准物质。其无需完整的结构确证的检测，利用一些检测方法（如IR或MS）与一级标准物质进行比较就可以得到确认。二级标准物质的含量可以利用一级标准物质进行标定。二级参考标准物质应当用合适的方法来制备、鉴别、测试、批准和储存［18］。每一批二级标准物质在第一次使用前，应当与一级标准物质进行比较，以确定其适用性。每一批二级标准物质都应当根据书面方案，定期进行重新确认［19］。

5.1.2 不同药品标准物质机构的基本情况

(1)中国药典(CP)。中国药典委员会负责国内药物（包括中成药、化学药、生物制品）标准的制定，中国食品药品检定研究院(NIFDC)负责药品标准物质的供应。在《中国药典》2015年版中，新增了国家药品标准物质通则及制备指导原则，从而填补了我国在药品标准物质领域统一标准的空白，并达到了与国际药典及ICH(人用药物注册技术要求国际协调会议)接轨。中检院已通过ISO 17025实验室、WHO化学药品实验室等相关认证，并通过与国内外实验室的协作研究与标定、能力比对、定期开展期间核查等方式，来确保标准物质的量值准确和质量可靠。目前能够提供药品标准物质300多种，包括中成药、化学药及生物制品［20］。

(2)美国药典(USP)。美国药典委员会标准物质以《美国药典处方集》中的各论为基础，各论中的标准和程序由美国FDA强制实施，在进行法定检验和测试时使用。USP不提供标准物质的分析证书，但法定用途的所有信息会在标签上说明。USP实验室已通过ISO 17025实验室认可，联合研究需要选用获得认可的实验室，数据审核由标准物质科学家进行分析和评估［21］。目前能够提供药品标准物质3 000多种。

(3)欧洲药典(EP)。欧洲药典委员会EDQM为欧洲药品标准物质的供应方，欧洲药品标准物质的建立通常采用多种方法进行标定，同时鼓励其它欧洲官方或非官方药品质量控制实验室、制药企业等对候选标准物质进行联合标定。EP标准物质［22］与USP标准物质一样，均不提供分析证书，但必须依照专门的检测方法使用，否则药典委员会拒绝承担责任。目前能够提供药品标准物质2 000多种，包括系统适用性溶液及峰鉴别物质。

(4)英国政府化学家实验室(LGC)。LGC是欧洲标准物质(ERM)三个主要研制（生产）机构之一，主要从事杂质、一级标准品和工作标准品的生产，随货提供符合CFDA，FDA，WHO（世界卫生组织）和ICH等监管机构所接受的分析证书。2006年，LGC的德国工厂通过了ISO／IEC 17025和ISO Guide 34的认证，其所有的药品标准物质完全按照ISO Guide 34要求生产。与其它国家药典标准物质不同，LGC能够提供的5 000多种标准物质中，有3 000多种为杂质标准物质，这在很大程度上弥补了各国药典未能提供许多药品的杂质标准物质的不足。

5.2 金属领域

金属标准物质(标准样品)是国内发展最早也是目前为止最完善的标准，种类包含黑色、有色金属及合金，其主要用于量值传递，方法评价和产品质量监督。金属标准物质大都与金属产品的牌号匹配，用于产品化学元素成分和物理性能的检测。

5.2.1 金属标准品的分类和特色

金属行业的国际标准品分为CRM，RM，SUS 3种，在国内金属标准物质分为国家级标准样品、行业标准样品、国家一级标准物质和国家二级标准物质。

金属标准物质独具特色，研制时CRM大都采取6～8家实验室协作定值的模式，以增强定值的准确性。金属标准品有效期一般都在10年左右。

5.2.2 金属标准品生产机构和销售机构概况

金属标准物质种类繁多，数量以万计数，国际上大约有十几个知名品牌，包括 ARMI，BAS，MBH，BS，NCS，ALCOA，ALCAN，ALSUI，VAW，CKD，SUS等。一家生产机构往往无法满足客户的全部需求，生产商相互代销成为这个行业的最大特色。

在国际上生产代销比较成功的机构包括：

(1)BS（BRAMMER），美国金属标准品生产商，同世界各地金属标准品生产商联系紧密，率先开发了金属标准品网络数据查询功能，开创了金属标准品数据及时呈现的先河。

(2)NCS（钢研纳克检测技术有限公司），国内最大的金属标准品生产商之一，在国际代销的道路上走得最成功的金属标准品公司。

(3)LGC，LGC是欧洲标准物质（ERM）三个主要研制（生产）机构之一。2000年收购了德国有50年金属标准物质代销历史的Breitlander公司，2012年收购了金属标准物质生产商ARM，和BS，NCS有着多年的合作，提供的金属标准物质包含大大小小30多个品牌。

5.3 油品领域

国内油品行业标准物质发展相对缓慢，工业油品标准物质主要涉及润滑油、柴油、汽油、生物柴油，用于量值传递、方法评价和产品质量监督。国内油品行业的文字标准秘书处设在中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，同时他们也生产部分汽柴油标准物质。油品标准物质在国际上影响最大的两个品牌是VHG和CONOSTAN。

5.4 食品、环境领域

国内食品行业标准物质发展迅速，鉴于国内食品安全问题频发、国民和政府对食品安全的高度关注，2015年10月1日《中华人民共和国食品安全法》正式实施，其中第十章附则第一百五十条明确了对食品的定义［23］：食品安全指食品无毒、无害，符合应当有的营养要求，对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。在政府监管中，食品标准物质能评价并验证食品安全及整个安全管理的机制，建立和评价国内风险评估数据，在国际贸易中提供检测报告中数据的支撑并进行量值传递。

环境行业国际法规的修订在陆续进行：2016年7月，电子电器产品有害物质限制使用管理办法正式实施；斯德哥尔摩公约新增POPs（持久性有机污染物）；RoHS指令（《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》）更新到2.0版本。国内的重视程度也空前高涨：2013年9月，国务院发布了“大气十条”（《大气污染防治行动计划》）；2015年4月，国务院发布了“水十条”（《水污染防治行动计划》）；2016年5月，国务院发布了“土十条”（《土壤污染防治行动计划》）；2015年1月，史上最严的一版《中华人民共和国环境保护法》正式实施［24］。随着一系列法规和专项的启动实施，环境行业对应标准物质扮演了环境安全监管中提供数据支撑和量值传递的重要作用。

5.4.1 食品及环境标准物质的定义和分类

在食品、环境行业国际应用的标准物质分为CRM和RM两种，从使用环节开始，因食品、环境的化学成分复杂，会引起较大的基质效应和干扰，因而分成纯品标准物质和基质（基体）标准物质。自2014年至今，我国食品监管体系由国家食品药品监督管理总局统一进行监管，国家卫计委及农业部通过制定食品安全国家标准，为监管提供执法依据。目前食品方面的标准大致分为以下几种：食品添加剂、污染物、致病菌、真菌毒素、农药残留、兽药残留等。目前食品行业应用到的标准物质也可以按照以上几种进行分类。而我国环境行业的监管执行和标准制定均由环保部独立完成，环境行业的标准物质应用分类即按照化合物性质进行分类，总体分为有机标准物质和无机标准物质，其中有机标准物质又可以细分为挥发性有机物（VOC）、多环芳烃（PAH）、多氯联苯(PCB)等。

5.4.2 国际市场主要官方食品环境行业标准物质供应机构

(1)NIST (National Institute of Standards and Technology)。美国国家标准与技术研究院，直属美国商务部，从事物理、生物和工程方面的基础研究，以及测量技术和测试方法方面的研究，提供标准、标准参考数据及有关服务，在国际上享有很高的声誉。

(2)LGC。如前所述，LGC是欧洲标准物质三个主要研制（生产）机构之一；在食品行业中，LGC也提供LGC品牌的基质标准物质（基体标准物质）。LGC集团旗下的其他商业品牌包括Dr. Ehrenstorfer（简称DRE）、o2si及VHG，DRE和o2si能够满足了市场对有机纯品及溶液标准物质的需求，VHG能够提供无机检测方面的标准物质。

(3)JRC (Joint Research Centre)联合研究中心。其科学家受雇于欧盟委员会的科学和知识服务中心，能够独立开展研究，对欧盟政策提供科学建议和支持。其在食品方面提供的商业品牌有BCR和IRMM，其也是欧洲标准物质三个主要研制（生产）机构之一。

(4)NRC (National Research Council Canada)。加拿大国家研究委员会（NRC），是加拿大首屈一指的研究机构，其承担支持工业创新、促进知识和技术发展、履行政府任务的职责。其特色是能提供海洋生物毒素类标准物质。

6 结语

虽然国外标准物质的发展历史悠久，但随着社会经济的发展和科技的进步，我国已经对标准物质的定义、研发、生产、储存也已经有了较深入的认知。标准物质越来越成为不可或缺的产品，它将带动国内标准物质数据库及标准物质平台的发展，增加分析化学检测的准确性，在各个行业中发挥至关重要的作用。

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［23］中华人民共和国食品安全法［S］. 2015.

［24］中华人民共和国环境保护法［S］. 2015.

General Situation of Reference Materials and Development Status in Key Areas of China

Jing Xinyan1, Li Ping2, Yang Xuelin1, Shen Jie1
[1. LGC Science Technology(Shanghai) Ltd., Shanghai 200120;2. Shandong Institute of Non-Metallic Materials, Jinan 250031, China]

It was introduced about the general situation of reference materials and development status in key areas of China. Reference material had two classification methods including hierarchy classification by terms and by metrology. The relationship between RM terms, national reference materials classes, the qualification the producer, the COA of reference materials) and the developed situation of reference materials in the key areas as pharma, metal, oil, food and environment,were introduced.

reference material／standard sample; pharmaceutical industries; metal industries; oil industries; food industries; environment industries

O652.3 文献标识码：A 文章编号：1008-6145(2017)06-0120-05

10.3969／j.issn.1008-6145.2017.06.029

联系人：荆新艳；E-mail： yannir.jing@lgcgroup.com

2017-09-13