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編制說(shuō)明 一、任務(wù)來(lái)源 根據(jù)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局國(guó)質(zhì)檢量函[2014]79號(hào)文件《2016年國(guó)家計(jì)量技術(shù)法規(guī)文件制定/修訂計(jì)劃》，2016年5月，全國(guó) 溫度計(jì)量技術(shù)委員會(huì)向 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院等單位下達(dá)制定《基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》任務(wù)，完成期限2017年5月。 二、制定目的和意義 基因擴(kuò)增儀也稱聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)儀（以下簡(jiǎn)稱PCR儀），是一種使DNA聚合酶在指定的溫度場(chǎng)條件下發(fā)生基因復(fù)制的儀器。隨著生物技術(shù)不斷發(fā)展，PCR儀的校準(zhǔn)需求也隨之呈現(xiàn)幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。
圖1 基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng) 基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)（如圖1）是一種外觀新型，結(jié)構(gòu)特殊的高精度溫度計(jì)量器具，主要用作基因擴(kuò)增儀溫度性能校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)器，它作為 JJF1527-2015《聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)分析儀校準(zhǔn)規(guī)范》規(guī)定的溫度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，國(guó)內(nèi)外技術(shù)機(jī)構(gòu)已經(jīng)廣泛使用其開(kāi)展基因擴(kuò)增儀的溫度校準(zhǔn)，目前國(guó)內(nèi)基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)主要用戶集中在各大計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)，PCR儀生產(chǎn)廠商，各類生物實(shí)驗(yàn)室，醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所。作為PCR儀的測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)器，這些用戶對(duì)基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)的溫度量值溯源需求是顯而易見(jiàn)的，而基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)本身的量值溯源問(wèn)題卻始終未解決，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)針對(duì)該類測(cè)溫系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法。 基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)校準(zhǔn)方法的研究與制訂配合了JJF1527-2015《聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)儀校準(zhǔn)規(guī)范》和YY/T1173-2010 《聚合酶鏈反應(yīng)分析儀》等技術(shù)法規(guī)的頒布實(shí)施，更好的規(guī)范了國(guó)內(nèi)基因擴(kuò)增儀的使用，保障基因擴(kuò)增儀溫度參數(shù)評(píng)價(jià)的正確性。可以滿足國(guó)內(nèi)PCR儀的生產(chǎn)商和用戶的質(zhì)量保障需求；填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)此測(cè)溫領(lǐng)域的技術(shù)空白；作為生物安全、醫(yī)療安全等領(lǐng)域計(jì)量溯源技術(shù)研究的重要一環(huán)也是《計(jì)量發(fā)展規(guī)劃（2013-2020年）》的計(jì)量科技基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目。 三、基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)生產(chǎn)和使用情況 3.1基因擴(kuò)增儀（PCR儀）（以下簡(jiǎn)稱PCR儀）概述 Polymerase Chain Reaction (PCR)，中文譯為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一種DNA的快速擴(kuò)增技術(shù)，其擴(kuò)增效率之高就象核裂變的“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”那樣。PCR技術(shù)通過(guò)兩個(gè)短的稱為引物的DNA小片段和一種耐熱的酶的作用，可以在3個(gè)小時(shí)內(nèi)把特定的DNA量提高1000萬(wàn)倍。 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)分析儀是完成聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的必備儀器，是微量核酸測(cè)量必需的主要設(shè)備之一，已經(jīng)廣泛普及到生物學(xué)相關(guān)的各個(gè)實(shí)驗(yàn)室，成為了生命科學(xué)研究、臨床檢驗(yàn)、法醫(yī)檢驗(yàn)、血液制品檢驗(yàn)、食品微生物檢驗(yàn)、動(dòng)植物物種研究與檢驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)室的必備儀器設(shè)備之一。特別是隨著定量PCR儀開(kāi)發(fā)和發(fā)展，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)分析儀在臨床檢驗(yàn)、檢驗(yàn)檢疫、法醫(yī)鑒定、進(jìn)出口商品檢驗(yàn)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在生命科學(xué)領(lǐng)域、食品科學(xué)領(lǐng)域、藥物研發(fā)和生物技術(shù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)領(lǐng)域、以及高等院校的檢測(cè)分析實(shí)驗(yàn)室和研究機(jī)構(gòu)中發(fā)揮著重要作用。 目前市場(chǎng)上PCR儀的種類總體來(lái)說(shuō)可以分為兩大類：定性基因擴(kuò)增儀（圖1-1）和實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀（圖1-2）。定性基因擴(kuò)增儀又衍生出帶梯度PCR功能的梯度PCR儀、和帶原位擴(kuò)增功能的原位PCR儀等等。 無(wú)論P(yáng)CR儀的外形結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生如何變化，其使用宗旨還是通過(guò)熱循環(huán)的溫度變化控制實(shí)現(xiàn)DNA的變性和復(fù)制[6]。 目前，針對(duì)基因擴(kuò)增儀（PCR儀）的校準(zhǔn)規(guī)范JJF1527-2015《聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)分析儀校準(zhǔn)規(guī)范》已于2015年正式頒布實(shí)施。
圖1-1 基因擴(kuò)增儀圖1-2 實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀 3.2基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)概述 基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)，是一種用于基因擴(kuò)增儀（PCR儀）實(shí)時(shí)溫度校準(zhǔn)的傳感系統(tǒng)。通常由多通道測(cè)溫傳感器（測(cè)溫模塊），數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)線，顯示器（計(jì)算機(jī)）組成。
圖1基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)示意圖
圖2基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)實(shí)物圖 JJF1527-2015聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)儀校準(zhǔn)規(guī)范中7.2.1溫度校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)裝置規(guī)定的基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)的技術(shù)要求如下：測(cè)溫范圍（0~120）℃，測(cè)溫準(zhǔn)確度優(yōu)于±0.10℃。 目前，基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)分為有線系統(tǒng)和無(wú)線系統(tǒng)兩種。根據(jù)PCR儀的不同結(jié)構(gòu)，PCR儀測(cè)溫系統(tǒng)中的溫度傳感器數(shù)量可能是1，8，9，15，16，96等。有線系統(tǒng)測(cè)溫準(zhǔn)確度通常能達(dá)到±（0.10~0.15）℃；無(wú)線系統(tǒng)測(cè)溫準(zhǔn)確度通常能達(dá)到±0.20℃。 3.3基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)的主要特性 3.3.1基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)特點(diǎn)和應(yīng)用 1）通常由若干個(gè)（通常為16個(gè)）精密溫度探頭（長(zhǎng)度為1.5cm左右）、數(shù)據(jù)采集分析模塊,測(cè)試校準(zhǔn)軟件組成。 2）測(cè)溫準(zhǔn)確度高，熱響應(yīng)速度快； 3）傳感器結(jié)構(gòu)特殊。作為基因擴(kuò)增儀的標(biāo)準(zhǔn)器，針對(duì)不同構(gòu)造的基因擴(kuò)增儀，測(cè)溫系統(tǒng)溫度傳感器數(shù)量和結(jié)構(gòu)也相應(yīng)變化。 3.3.2基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)產(chǎn)品主要性能指標(biāo) 基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)主要計(jì)量性能包括：測(cè)溫范圍、溫度最大允許 誤差、溫度 分辨力。 3.3.2.1基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)的測(cè)溫范圍通常覆蓋（30~100）℃，按照J(rèn)JF1527-2015的技術(shù)要求為（0~120）℃。 3.3.2.2基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)的溫度最大允許誤差指基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)的多路溫度傳感器在規(guī)定的測(cè)溫范圍內(nèi)所能達(dá)到的允許誤差極限。 3.3.2.3基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)的溫度分辨力：按照J(rèn)JF1527的測(cè)溫儀技術(shù)要求規(guī)定基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)的測(cè)溫 不確定度0.10，所以系統(tǒng)的溫度分辨力應(yīng)不小于0.01℃。 基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)產(chǎn)品主要性能指標(biāo)見(jiàn)表1所示 表1-2 基因擴(kuò)增儀（PCR儀）的溫度校準(zhǔn)裝置主要性能指標(biāo)
四、規(guī)范制定的主要技術(shù)依據(jù)及原則 本規(guī)范依據(jù)JJF1071-2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》編寫，包括范圍、引用文件、術(shù)語(yǔ)、概述、計(jì)量特性、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法、校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)等內(nèi)容。同時(shí)參考了JJF 1007-2007《溫度計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)及定義》、JJF1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》和JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》 4.1架構(gòu) 架構(gòu)上按照引言、范圍、引用文獻(xiàn)、術(shù)語(yǔ)和 計(jì)量單位、概述、計(jì)量特性、通用技術(shù)要求、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法、校準(zhǔn)結(jié)果10個(gè)部分制定《基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》。 4.2術(shù)語(yǔ)與計(jì)量單位的選擇 術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位、計(jì)量特性、通用技術(shù)要求與校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法、原則上與[1] SN/T2102.1—2008/ISO 22174:2005 食源性病原體PCR檢測(cè)技術(shù)規(guī)范第1部分：通用要求及定義。[2] JJF1527-2015聚合酶鏈反應(yīng)分析儀校準(zhǔn)規(guī)范[3]YY/T1173-2010 聚合酶鏈反應(yīng)分析儀。[4] JJF1030-1998恒溫槽技術(shù)性能測(cè)試規(guī)范。保持一致。 3、計(jì)量特性確定原則 通過(guò)在統(tǒng)計(jì)分析在一定數(shù)量、具有代表性的不同型號(hào)、不同廠家生產(chǎn)的基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的主要功能和性能指標(biāo)，考慮其具體應(yīng)用的要求，形成本規(guī)范確定的計(jì)量特性。 4、溫度校準(zhǔn)設(shè)備選擇的原則 計(jì)量特性確定的實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中使用了一等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度標(biāo)準(zhǔn)裝置及配套基因擴(kuò)增儀專用等溫塊。基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)作為基因擴(kuò)增儀的溫度量值的標(biāo)準(zhǔn)器，溯源至一等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置。
五、制定規(guī)范的主要內(nèi)容 1范圍 本規(guī)范適用于測(cè)量范圍為（0～120）℃的基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)的校準(zhǔn)，其他溫度范圍的分布式光纖溫度計(jì)的校準(zhǔn)可以參考本規(guī)范。 目前大部分基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)可以覆蓋此范圍，校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)可以根據(jù)顧客要求，參考本規(guī)范進(jìn)行校準(zhǔn)。 2 引用文件 本規(guī)范引用下列文件： GB/T 2421 1-2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)概述和指南》 JJF 1527-2015《聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)分析儀校準(zhǔn)規(guī)范》 YY/T1173-2010《聚合酶鏈反應(yīng)分析儀》 本規(guī)范引用了《電工電子產(chǎn)品環(huán)境實(shí)驗(yàn)概述和指南》中對(duì)電子產(chǎn)品環(huán)境溫度和濕度的要求，采用了標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件。 在標(biāo)準(zhǔn)器溫度計(jì)的計(jì)算，引用了JJG160-2007《標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)檢定規(guī)程》中溫度測(cè)量和計(jì)算的要求。 目前尚未檢索到相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際建議，也沒(méi)有比較完整和全面的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。 3 術(shù)語(yǔ) 本規(guī)范參考有關(guān)文獻(xiàn)制定6項(xiàng)名詞術(shù)語(yǔ)，未采用光纖行業(yè)中普遍使用的精度、分辨率等術(shù)語(yǔ)定義。 溫度計(jì)量領(lǐng)域所使用的分辨力術(shù)語(yǔ)有較大區(qū)別?？臻g分辨力和定位誤差屬于長(zhǎng)度計(jì)量領(lǐng)域。 4 概述 簡(jiǎn)要說(shuō)明分布式光纖溫度計(jì)的工作原理，并附有一張工作原理圖。 5 計(jì)量特性 針對(duì)溫度計(jì)量器具應(yīng)具備的主要技術(shù)指標(biāo)，以及基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測(cè)溫系統(tǒng)的主要特性，考慮到計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)現(xiàn)有技術(shù)條件，本規(guī)范確定了溫度準(zhǔn)確度、測(cè)溫范圍、溫度分辨力3項(xiàng)指標(biāo)。
6 校準(zhǔn)條件 校準(zhǔn)環(huán)境指標(biāo)采用《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)概述和指南》GB／T 2421 1-2008中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件，“環(huán)境溫度：15℃～35℃；環(huán)境濕度：25～75 %RH” 校準(zhǔn)設(shè)備基本采用現(xiàn)有計(jì)量實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，溫度源可以使用開(kāi)口空間足夠大的恒溫槽并配套基因擴(kuò)增儀專用等溫塊來(lái)模擬基因擴(kuò)增儀的正常溫度工況，并保持基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)傳感器潔凈無(wú)污染。 7 校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法 本規(guī)范確定的校準(zhǔn)項(xiàng)目包括溫度示值誤差、測(cè)溫范圍、溫度分辨力等3項(xiàng)指標(biāo)。 7.1 溫度示值誤差 溫度測(cè)量誤差按照J(rèn)JF1527-2015對(duì)基因擴(kuò)增儀溫度校準(zhǔn)要求選取溫度點(diǎn)，一般選擇30℃、50℃、60℃、70℃、90℃、95℃，通過(guò)每個(gè)溫度點(diǎn)的4次測(cè)量示值誤差，取平均值，作為在該溫度點(diǎn)處的示值誤差。 7.2溫度測(cè)量范圍 通過(guò)上述溫度示值誤差的測(cè)量，可以確定滿足最大允許誤差要求的溫度范圍，即溫度測(cè)量范圍。 7.3溫度分辨力 將恒溫槽與等溫塊一起設(shè)定在90℃，基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)放入恒溫槽中的基因擴(kuò)增儀校準(zhǔn)專用等溫塊，恒溫30min以上，測(cè)量基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)顯示穩(wěn)定在90℃狀態(tài)下的示值t1，記錄下此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)示值T1℃。 根據(jù)被校準(zhǔn)基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)標(biāo)稱顯示的溫度分辨力D1，緩慢調(diào)整恒溫槽的設(shè)定溫度，直至被?；驍U(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)顯示值穩(wěn)定在（t1+D1）℃，恒溫30min以上，記錄下此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)示值T2℃。 溫度分辨力（率）應(yīng)按=T2-T1計(jì)算 六、《基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)（PCR儀）校準(zhǔn)規(guī)范》制定過(guò)程 2014年11月由上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院向全國(guó)溫度計(jì)量技術(shù)委員會(huì)申報(bào)，歸口全國(guó)溫度計(jì)量技術(shù)委員會(huì)，上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院承擔(dān)，中國(guó)計(jì)量科學(xué)技術(shù)研究院、遼寧省計(jì)量技術(shù)研究院，江蘇省計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院，廣東省計(jì)量技術(shù)研究院，上海宏石醫(yī)療科技有限公司參加起草，2016年5月項(xiàng)目正式啟動(dòng)。 2016年6月確定校準(zhǔn)方法技術(shù)路線，同時(shí)開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)，得到測(cè)試數(shù)據(jù)。 2016年11月參加2016全國(guó)溫度計(jì)量技術(shù)委員在汕頭舉辦的年會(huì)，與會(huì)專家就《基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)（PCR儀）校準(zhǔn)規(guī)范》（草稿）進(jìn)行了討論，提出了寶貴的意見(jiàn)和建議。 2017年03月完成了前期所有實(shí)驗(yàn)，并完成初稿。專家組成員包括校準(zhǔn)規(guī)范起草方面的專家，PCR儀器使用方面的專家，PCR儀器生產(chǎn)廠商的質(zhì)量控制專家等。專家具有廣泛的代表性。起草組向與會(huì)專家詳細(xì)介紹了校準(zhǔn)規(guī)范的起草情況，包括規(guī)范的名稱，項(xiàng)目的設(shè)置，具體指標(biāo)的設(shè)置和實(shí)驗(yàn)確認(rèn)等情況。最后每一位專家就標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和規(guī)范的具體條目給出了自己的書(shū)面建議和意見(jiàn)。 起草組向各路專家就規(guī)范初稿再次進(jìn)行研討，對(duì)規(guī)范的每個(gè)條目就其合理性，科學(xué)性，實(shí)用性、嚴(yán)謹(jǐn)性的進(jìn)行了詳細(xì)的討論。
《基因擴(kuò)增儀測(cè)溫系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》制定小組
2017年4月9日
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