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計量論壇

標題: 化學計量：精準感知世界助力質(zhì)量強國 [打印本頁]

作者: 新聞專員 時間: 2019-5-21 22:47
標題: 化學計量：精準感知世界助力質(zhì)量強國
編者按
　　測量是人類探索世界的鑰匙，而計量則是實現(xiàn)單位統(tǒng)一、保證量值準確可靠的基礎。計量伴隨著科技進步不斷發(fā)展，已經(jīng)成為檢驗科學發(fā)現(xiàn)、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展、保障貿(mào)易公平、維護社會治理的重要基石。
　　中國計量科學研究院(以下簡稱中國計量院)作為我國的國家計量院，代表著我國物理、化學、生物等領域多個學科的最高計量能力，是我國計量科學研究和量值溯源體系的源頭與核心。本期特別刊發(fā)中國計量院化學計量與分析科學研究所所長李紅梅、長度計量科學與精密機械測量技術(shù)研究所副所長高思田撰寫的文章，以期廣大讀者從中感受到計量在科技創(chuàng)新、質(zhì)量提升中的重要作用。

化學測量與化學計量
　　化學測量無處不在，與經(jīng)濟、科技和社會發(fā)展息息相關。無論是臨床醫(yī)學檢驗，還是食品藥品成分分析，再或大氣、土壤、水質(zhì)監(jiān)測等，都離不開化學測量，都需要通過化學測量分析物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、含量組成和特性。在全球測量活動中，化學測量已經(jīng)占60%以上。化學測量涉及物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、組成和性質(zhì)，測量過程復雜,影響因素眾多，測量方法、測量設備、校準標準、樣品處理與試劑、操作者、環(huán)境等都可能對測量產(chǎn)生影響，不同醫(yī)院檢驗結(jié)果不一致，導致檢驗報告不通用，就是最常見的表現(xiàn)之一。因此，保證測量結(jié)果的準確性、可比性成為化學測量的巨大挑戰(zhàn)。
　　“測不準”問題存在于各個領域，近十年來引起了全球各國廣泛重視。據(jù)統(tǒng)計，在臨床醫(yī)學領域，醫(yī)生的診斷結(jié)論80%依賴于臨床檢驗，臨床檢驗結(jié)果偏差越大，導致的重復測量和醫(yī)療資源的浪費就越大。根據(jù)美國國家計量院(NIST)的評估報告，在20世紀80年代，美國每年花在醫(yī)療方面的費用約為1萬億美元，超過GDP的13%，其中20%以上用于測量。這些測量的三分之一以上是為防止誤測和確認測量結(jié)果等進行的重復測量，由此導致的費用約為660億美元，占美國年醫(yī)療費用的6.6%。我國2014年衛(wèi)生總費用為3.5萬億元人民幣，若按上述比例估算，花在重復測量的費用約為2300億元。
　　因此，加強化學測量過程及結(jié)果的控制和評價，確保化學測量結(jié)果的準確性、溯源性和有效性就顯得至關重要，這也是化學計量的根本任務。化學計量是研究化學測量及其應用的一門學科，是為了保證化學測量結(jié)果的準確可靠有效而進行的活動。
　　化學計量主要由標準裝置、標準物質(zhì)和標準方法三個核心要素構(gòu)成。化學計量源頭的基標準裝置、基標準方法和基標準物質(zhì)三位一體，保證化學測量的溯源性，使實際測量量值能夠通過不間斷的溯源鏈，溯源至化學計量源頭，進而溯源至國際基本單位，保持全球量值一致性和準確度。其中標準物質(zhì)是量值溯源和傳遞的主要載體，處于核心關鍵位置，也被稱為“化學測量的砝碼”，主要用于校準、質(zhì)量控制、測量方法與結(jié)果評價、確定特性量值等。因此，化學計量的很多工作，是圍繞著標準物質(zhì)的研發(fā)和應用相關技術(shù)展開的。

化學計量發(fā)展及應用
　　世界第一個標準物質(zhì)因20世紀初工業(yè)文明對質(zhì)量的需求而誕生于美國，推動了美國鋼鐵產(chǎn)業(yè)標準化。隨著化學測量結(jié)果的溯源性與有效性被逐漸引起關注，1971年“摩爾”正式成為第七個國際基本(SI)單位，標志著化學計量正式啟航。1993年國際物質(zhì)量咨詢委員會的成立，化學計量國際化大家庭正式組建，第一個國際化學計量比對隨即展開。時至今日，科技、經(jīng)濟、社會都對化學計量提出了更為廣泛而迫切的需求，化學計量成為國際上最活躍的計量研究領域。我國隨著化學計量與標準物質(zhì)被列入《國家中長期發(fā)展規(guī)劃(2006至2020年)》和《計量發(fā)展規(guī)劃(2013-2020年)》，化學計量進入了飛速發(fā)展時期，國家標準物質(zhì)作為國家科技資源的重要組成部分之一，從2003年起，納入了國家科技基礎條件平臺建設中。
　　經(jīng)過努力，目前中國計量院化學計量綜合實力已邁入國際第一梯隊。在基本單位復現(xiàn)和原子量測量等基礎研究中，10個元素原子量測量結(jié)果被國際純粹與應用化學聯(lián)合會(IUPAC)采納并列入國際元素周期表，達到國際領先水平。中國計量院在國際計量委員會(CIPM)/物質(zhì)量咨詢委員會(CCQM)框架下的國家校準與測量標準(以標準物質(zhì)為主體)能力互認(CMC)數(shù)量名列全球第一。其中，在高純物質(zhì)、食品安全計量等領域?qū)崿F(xiàn)了領跑，在大眾健康、環(huán)境等領域，正努力實現(xiàn)并跑。中國計量院化學計量實驗室在食品藥品、臨床檢驗、法庭科學、環(huán)境保護等領域的化學計量及其應用技術(shù)研究方面取得了可喜成績，共研制6項計量基準、58項計量標準和1600余種標準物質(zhì)。
　　在食品安全方面，化學計量有效保障了民生安全和社會發(fā)展需要。基于系列純度國家基準物質(zhì)技術(shù)開發(fā)，研制了農(nóng)藥、獸藥及違禁藥物純度基標準物質(zhì)200余項，應用于全球近4500家用戶。
　　高準確度測量方法開發(fā)、國際互認與面向食品安全檢測實驗室開展的標準物質(zhì)、測量質(zhì)量控制和評價服務等同步進行，實現(xiàn)了對原國家食藥總局、質(zhì)檢總局、衛(wèi)計委、農(nóng)業(yè)部等部門工作的有效支撐和保障。中國計量院化學計量試驗室先后為“三聚氰胺”事件處置，2008年奧運會、田聯(lián)世錦賽運動員食品安全保障等提供技術(shù)支撐和保障服務。以“三聚氰胺”事件為例，在較短時間內(nèi)研發(fā)了“快速、準確、經(jīng)濟、便捷”的檢測方法和標準物質(zhì)，滿足了國家急需，并被亞太區(qū)域計量組織評為支撐國民經(jīng)濟發(fā)展的十大典型事例之一。在2015年北京田徑世錦賽中，中國計量院化學計量試驗室與北京市食品安全監(jiān)控和風險評估中心聯(lián)合開展質(zhì)控技術(shù)研究以及檢驗實驗室能力評價，提升了專供運動員食品的興奮劑檢測質(zhì)量，為避免因食用肉類食品造成的尿檢陽性問題，提供有力技術(shù)支撐(要求瘦肉精含量比國家標準限量值低兩個數(shù)量級)。
　　在環(huán)境監(jiān)測領域，化學計量為確保環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確可靠提供了必要的技術(shù)保障。中國計量院化學計量實驗室與生態(tài)環(huán)境部中國環(huán)境監(jiān)測總站、環(huán)保標樣所、原國土資源部國家地質(zhì)實驗測試中心、工信部等部門有關單位，聯(lián)合開展標準物質(zhì)和化學計量技術(shù)研究，為排放水、電子電氣產(chǎn)品中重金屬檢測等國家標準的實施提供了全面支撐。有效保障了我國水質(zhì)監(jiān)測和國土資源調(diào)查數(shù)據(jù)的可靠性，支持全國范圍水質(zhì)監(jiān)測及260萬平方公里國土酸雨測報，并使得投入20億元的《多目標地球化學調(diào)查評價計劃》中相關檢測數(shù)據(jù)的優(yōu)良率由46%提高85%。
　　在臨床診斷領域，化學計量呵護著人類的健康和生活質(zhì)量。以膽固醇和腫瘤標志物兩個臨床檢驗項目測量為例，若分別減少偏差3%和10%，相應的漏診率將減小9%~20%和10%~50%。再如，血清中C肽測量準確性問題一直困擾著糖尿病的準確診斷和治療。為了滿足世界衛(wèi)生組織等國際相關機構(gòu)對C肽診斷標志物準確測量的要求，中國計量院化學計量實驗室與國際計量局化學部聯(lián)合主導并參與了C肽純度國際計量比對，比對結(jié)果取得了等效一致。隨著糖尿病等重大疾病診斷標志物的計量技術(shù)和標準物質(zhì)的深入研究，將不斷促進國際間測量標準的統(tǒng)一，對大大提高臨床診斷的準確性、有效性，實現(xiàn)對同一病人在不同地點和不同時間的檢驗結(jié)果互認具有十分重要的作用。
　　在法庭科學領域，化學計量的引入為準確量刑、司法公正提供了更加科學的依據(jù)和手段。例如，國際互認的高準確度毒品標準物質(zhì)應用于涉毒案件中毒品凈含量的檢測和計算，降低了檢測不確定度，減少了量刑不準的概率，彰顯了司法公正。

化學計量未來機遇與挑戰(zhàn)
　　“十三五”期間，化學計量將繼續(xù)迎接新的更大機遇與挑戰(zhàn)。
　　在基礎計量研究方面，基本單位制變革，摩爾的重新定義，引領了化學計量研究的學科方向。以溯源至SI的化學計量技術(shù)和標準物質(zhì)為主線，開展物質(zhì)含量組成、活性、空間結(jié)構(gòu)等技術(shù)研究、標準數(shù)據(jù)庫以及計量學模型的構(gòu)建，將在生命科學、交叉科學領域科學研究發(fā)展中，發(fā)揮重要支撐作用。
　　在食品安全計量方面，為進一步支撐政府決策和監(jiān)管，保障食品安全質(zhì)量，提升食品安全檢測體系有效性，中國計量院化學計量實驗室將重點圍繞溯源至SI單位的標準物質(zhì)、標準方法評價、數(shù)據(jù)庫建立和檢測能力評價四個方面開展食品安全計量研究。積極響應國家“一帶一路”倡議，與國際計量局(BIPM)、“一帶一路”沿線國家或機構(gòu)開展持續(xù)深入合作，建立完善真菌毒素國際計量溯源體系；建立完善農(nóng)、獸藥殘留檢測計量溯源體系；環(huán)境污染物及非法添加物檢測計量溯源體系、重金屬及形態(tài)檢測計量溯源體系；著力提升國家食品安全計量能力，保障食品安全。
　　在臨床檢驗與藥物計量方面，不斷加大體外診斷試劑和生物藥物的計量研究，努力為重大疾病診斷標志物建立國家計量溯源源頭基準物質(zhì)，實現(xiàn)國際等效互認，并加強臨床診斷標志物標準物質(zhì)技術(shù)推廣；在生物藥物的結(jié)構(gòu)表征、標準數(shù)據(jù)庫建立等方面積極探索，為落實中國計量院與美國NIST之間的計量標準合作內(nèi)容，為生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)質(zhì)量提升，作出積極貢獻。
　　在環(huán)境監(jiān)測計量方面，面對環(huán)境保護新挑戰(zhàn)，溫室氣體、POPs、重金屬水體和土壤等高準確度標準物質(zhì)將是該領域的研究重點。而對扁平化量傳服務模式的探索，將促使化學計量成果更好地服務一線檢測實驗室，為我國《環(huán)保法》和大氣、水、土壤污染防治行動計劃的實施提供技術(shù)支撐。□中國計量院化學計量與分析科學研究所所長李紅梅

作者: yjwyj 時間: 2019-5-22 07:38
拜讀了，很好的文章啊，分享一個。

作者: GZJDSB 時間: 2019-5-22 09:38
拜讀了，很好的文章.

作者: Taleb 時間: 2019-5-22 12:58
拜讀好文章

作者: duanlededian 時間: 2019-5-22 18:09
學習了，非常感謝，受益匪淺

作者: 襄陽波波 時間: 2019-5-27 11:36
化學計量，我們實踐中接觸最多的就是標準物質(zhì)了

作者: 計量小白.. 時間: 2019-5-28 16:41
學習了，非常感謝，受益匪淺

作者: danninggewu 時間: 2019-5-30 11:20
學習了，非常感謝

作者: 李修強 時間: 2019-6-20 10:57
有型拜讀了李所長的文章，受教了。

作者: liruinan2010 時間: 2019-7-23 09:49

學習了，非常感謝，受益匪淺

作者: lingxiaoke 時間: 2019-8-11 22:45
學習了，非常感謝

作者: yunzheyunmou 時間: 2019-9-4 14:44
不好意思，評論，拿一下金幣

作者: qiaoshilei 時間: 2019-9-20 09:18
謝謝您的分享，受教努力學習

作者: 浪里小白條 時間: 2019-9-20 09:38
希望國家重視計量，大力整頓一下市場，使其規(guī)范化，標準化

作者: lkk1573 時間: 2019-11-4 13:43
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