计量科学与技术

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分子即时检测研究进展

费悦, 李建新, 王迪, 王志栋, 吴枭, 高运华

2023, 67(5): 3-8. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0280

摘要(721)

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PDF(114)

摘要:
分子即时检测（Point-of-care Test，POCT）是一种快速发展的核酸检验方法，主要基于等温扩增和微流控等技术，具有检验时间短、设备小、操作简单的优点，为“样本进，结果出”的检验需求提供了实现的可能，为新型冠状病毒肺炎等疫情防控和快速筛查提供了有力支撑。分子POCT诊断产品现可用于检测人乳头瘤病毒、人体免疫缺陷病毒、丙型肝炎病毒、淋球菌等病原微生物，具有检测时间短和便携化程度强等特点。但目前该技术还处于产业发展初级阶段，还需要进一步提高分子POCT产品的准确性和一致性，并完善相关质量管理办法和标准，建立标准化验证评价体系。本文综述了基于等温扩增、微流控等原理的分子POCT技术、设备和应用的最新研究进展，并对该技术未来的发展趋势进行了展望。

氟磷谱定量核磁共振法进展综述

黄挺, 吴华鑫

2023, 67(5): 9-15. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0095

摘要(424)

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PDF(85)

摘要:
定量核磁共振法(qNMR)作为一种选择性强、准确快捷的定量分析方法，广泛应用于有机化合物的纯度定值。它作为潜在基准方法，在国际计量比对中得到越来越广泛的关注与应用，而且最新的国际计量发展规划计划将其从传统的氢谱（¹H）扩展至氟谱、磷谱的技术领域。随着qNMR在代谢组学、环境分析和生理学研究等新的领域的应用，引入了天然产物、生物分子、蛋白质和代谢物等更复杂的分子和系统，使得常用的¹H-qNMR遇到很大挑战，因此基于氟（¹⁹F）和磷（³¹P）等具有核磁共振特性核的qNMR日益受到重视。与¹H-qNMR相比，氟谱和磷谱具有相近的灵敏度、更高的分辨能力，可以排除残留溶剂或水峰的干扰。介绍了¹⁹F-qNMR和³¹P-qNMR的特性优势、方法上的改进性和近年来在各领域的研究进展。在¹⁹F-qNMR和³¹P-qNMR方法学研究中，重点在具有溯源性的标准物质的研制、同轴插入内标方法、参数优化等方面。在应用领域，¹⁹F-qNMR重点集中于医药、材料、环境等领域，³¹P-qNMR集中于食品、医药、生物等领域。

头发中药物残留分析技术的研究进展

韦棋, 苏福海

2023, 67(5): 16-22, 30. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0103

摘要(214)

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PDF(25)

摘要:
与其他生物样本相比，头发检测的主要优势在于检测窗口更宽。头发分析的前处理过程要比常规基质更加繁琐，主要包括采样、清洗、水解和提取净化等。用于头发中药物分析的方法主要有免疫分析法、色谱法、气相色谱/串联质谱法（GC-MS/MS）、液相色谱/串联质谱法（LC-MS/MS）等，因其高灵敏度和高选择性，GC-MS/MS和LC-MS/MS是头发中药物分析技术常用的分析方法。头发分析可提供药物成瘾史或药物毒性的相关信息，是法庭科学领域研究的热点之一，目前头发基质标准物质的相关研究较少，主要集中在违禁药物领域。回顾了过去几十年的相关研究，介绍了头发中药物分析技术和相关标准物质的研究进展。通过查阅相关文献，从头发中药物分析技术的特点、前处理过程、分析方法、应用以及相关标准物质的研究现状五个方面，对头发中药物分析技术和相关标准物质的研究进展进行综述。

算法溯源简述

王亭亭, 崔伟群

2023, 67(5): 23-30. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0270

摘要(329)

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PDF(62)

摘要:
数字时代，融入人工智能等新一代信息技术的软件算法，是加快推进制造业进行数字化转型的关键要素之一。基于不同工业革命时期测量仪器和标准在量值传递和溯源中表现的特征，以及测量仪器中软件算法对量值准确可靠的影响，提出算法溯源理念，目的是从计量溯源的角度实现对软件算法在程序实现过程中输出量值的定量评价，从而保证软件算法输出量值的准确和可靠。同时给出了算法溯源的定义、参考标准、方法和溯源结果等的综合性描述，并就算法溯源的研究现状进行了讨论，为进一步开展算法溯源的计量技术应用奠定理论基础。

人类基因组数据质量评估研究

严维军, 赵正宜, 熊行创

2023, 67(5): 31-38. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0089

摘要(139)

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PDF(24)

摘要:
随着高通量测序技术的发展，研究人员现已具备对人类基因组测序数据进行深度分析和处理的能力，数据质量无疑成为影响数据分析结果可信度的决定性因素。因此，精确的数据质量评估成为至关重要的环节，其目的在于避免不必要的损失并确保结果的准确性。学术界和产业界都高度重视数据质量的评估，提出了大量的质量评估方法并开发了大量的工具，例如FastQC、Qualimap等软件工具，以及各类标准物质和标准参考数据，为数据质量评估提供了有力支持。然而，系统的研究各个质量评估环节的工具集以及对各类工具集的特点汇总相对较少，数据的质量评估的过程仍存在诸多问题和挑战。为评估人类基因组数据工作提供帮助，深入分析了上述问题的解决策略，并提供了一些具有实践意义的建议，以期提供参考。

计量数字化发展研究与实践进展综述

胡泊

2023, 67(5): 39-44. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0278

摘要(847)

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PDF(154)

摘要:
基于已有文献，梳理计量数字化概念、国际探索、我国计量数字化发展的研究现状，总结我国计量数字化发展实践、分析面临的问题，并提出持续完善计量数字化顶层设计、建立计量数字化研发应用体系、培养计量数字化复合型人才等为我国未来计量数字化转型提供保障的建议。

甲醛-2,4-二硝基苯肼衍生物的合成与定性定量分析

王向楠, 王梅玲, 任丹华, 张艾蕊, 周彦, 王海, 程斌

2023, 67(5): 45-51. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0295

摘要(661)

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摘要:
醛酮类含氧挥发性有机物污染物的监测受到广泛关注和研究。针对基于高效液相色谱法测量甲醛时缺乏甲醛-2,4-二硝基苯腙标准物质的现状，开展了甲醛与2,4-二硝基苯肼衍生反应制备甲醛腙的合成方法研究以及产物甲醛腙的定性与定量分析研究。通过对反应时间、反应溶液酸度以及萃取次数等反应条件进行优化，获得了衍生反应的最优条件：反应时间为30 min、反应溶液pH值为2、萃取次数为6次。通过红外光谱法和气相色谱-质谱法对衍生产物进行了定性分析确认，采用高效液相色谱法对衍生产物进行了定量分析测定且评估了测量不确定度。结果表明：衍生制备的甲醛-2,4-二硝基苯腙与NIST标准谱库符合良好，且其纯度可达98%，不确定度优于1%，可作为标准物质研制的候选材料；建立的液相色谱法可以准确测量甲醛腙。该研究工作将为甲醛-2,4-二硝基苯腙等典型醛酮腙类标准物质的制备、定值及研制提供重要参考。

力传感器校准方程系数的不确定度分析

孟晨, 王昊, 吴鲲

2023, 67(5): 52-57. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0276

摘要(219)

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PDF(42)

摘要:
叠加式力标准机以其简单可靠的结构和良好的精度在工业上得到了广泛的应用。大多数叠加机由高精度力传感器和良好的机械结构组成，整个系统的输出由力值传递标准来定义，该力值传递标准由静重式力标准机校准，力标准机的校准方程通常使用多项式表达式进行表示。校准方程的阶数的选择及校准方程系数的不确定度均是影响其精度的重要因素。但在不同国家的规程规范中，并未明确规定阶数。针对力值传递中校准方程对不确定度的影响进行研究，验证了校准方程系数的不确定度和校准点数满足负相关关系。针对不同阶数的多项式函数，通过数值试验计算其残差及一次项系数不确定度，并对比测试集数据和训练集数据的预测值，最终结果显示，一阶多项式函数作为力传感器的校准方程使用是可靠的。

基于声学仿真对阻抗管校准工作的研究

赵莹, 郭鑫鑫, 郑浩锐

2023, 67(5): 58-63. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0002

摘要(182)

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PDF(24)

摘要:
阻抗管（传递函数法）吸声系数测量误差的校准采用标准试样法，管中宽带声源产生平面波的激励，通过测量两传声器响应信号的传递函数计算得到标准试样的吸声系数，计算与标准试样标准值的差值得到吸声系数的测量误差。在校准中，阻抗管的工作频率范围与标准试样证书中的校准频率范围并不一致，因此在开展阻抗管吸声系数测量误差校准前，需要确定阻抗管工作频率范围，进而确定校准的频率范围，避免造成校准结果的误判。对阻抗管中产生平面波声场的截止频率进行理论分析和仿真计算，并对两种不同管径（边长）、不同传声器间距的阻抗管的吸声系数进行仿真计算，通过仿真计算得出了阻抗管管径（边长）、传声器间距与频率范围之间的数学模型，通过该数学模型能够对阻抗管吸声系数测量误差的校准工作提供一定的指导和借鉴。

基于统计分析评估VOCs监测系统质控状态的方法研究

马云云, 柴文轩, 李红莉, 邹英杰, 解倩, 肖泱, 徐伟红

2023, 67(5): 64-71. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0063

摘要(315)

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PDF(36)

摘要:
大气中光化学前体物监测可以为研究臭氧(O₃)与细颗粒物(PM_2.5)复合污染成因机制提供数据，监测数据的质量影响到大气污染管控精准性。科学开展监测是防控中的关键，对持续改善我国空气质量具有重要意义。挥发性有机物（VOCs）是大气中参与光化学反应产生臭氧与细颗粒物污染的重要前体物，介绍了光化学监测网中的VOCs在线监测系统的构成及功能，在初步分析质控指标及误差来源的基础上，讨论了质控结果可能存在的典型的数组分布形态，探讨了通过统计分析评估监测系统质控状态的方法，以及残留与质控结果、运行时长与组分合格率间的相关性分析。建议收集大样本量的质控数据，开展更加系统细致的质控指标间的相关性分析，探寻影响监测系统质控状态及测量数据质量的因素。

体外起搏器校准装置的研制

周凤, 马雪然, 张正澍, 定翔

2023, 67(5): 72-76. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0128

摘要(205)

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PDF(31)

摘要:
体外起搏器是一种通过电刺激来治疗心律失常，实现心脏起搏的医疗设备，其关键计量参数的准确性关系到患者的生命安全，有必要定期进行校准。针对这一校准需求，研制了一种体外起搏器校准装置，实现了对体外起搏器脉冲幅度、脉冲宽度、脉冲频率、感知灵敏度、不应期等参数的校准。重点介绍了体外起搏器校准装置的工作原理与软硬件的设计方法，并对校准装置的关键参数进行了测试，结果表明其技术指标达到了体外起搏器校准需求。该校准装置具有体积小、操作方便、准确度高等优点，解决了体外起搏器缺少校准装置的关键问题，完善了量值溯源体系，有助于降低体外起搏器的临床风险。

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