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編制說明 一、任務來源 根據(jù)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局國質(zhì)檢量函[2014]79號文件《2016年國家計量技術法規(guī)文件制定/修訂計劃》，2016年5月，全國 溫度計量技術委員會向 上海市計量測試技術研究院等單位下達制定《基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)校準規(guī)范》任務，完成期限2017年5月。 二、制定目的和意義 基因擴增儀也稱聚合酶鏈式反應儀（以下簡稱PCR儀），是一種使DNA聚合酶在指定的溫度場條件下發(fā)生基因復制的儀器。隨著生物技術不斷發(fā)展，PCR儀的校準需求也隨之呈現(xiàn)幾何級數(shù)增長。
圖1 基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng) 基因擴增儀測溫系統(tǒng)（如圖1）是一種外觀新型，結構特殊的高精度溫度計量器具，主要用作基因擴增儀溫度性能校準的標準器，它作為 JJF1527-2015《聚合酶鏈式反應分析儀校準規(guī)范》規(guī)定的溫度計量標準器，國內(nèi)外技術機構已經(jīng)廣泛使用其開展基因擴增儀的溫度校準，目前國內(nèi)基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)主要用戶集中在各大計量技術機構，PCR儀生產(chǎn)廠商，各類生物實驗室，醫(yī)學檢驗所。作為PCR儀的測溫標準器，這些用戶對基因擴增儀測溫系統(tǒng)的溫度量值溯源需求是顯而易見的，而基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)本身的量值溯源問題卻始終未解決，國內(nèi)外尚無針對該類測溫系統(tǒng)的校準方法。 基因擴增儀測溫系統(tǒng)校準方法的研究與制訂配合了JJF1527-2015《聚合酶鏈式反應儀校準規(guī)范》和YY/T1173-2010 《聚合酶鏈反應分析儀》等技術法規(guī)的頒布實施，更好的規(guī)范了國內(nèi)基因擴增儀的使用，保障基因擴增儀溫度參數(shù)評價的正確性。可以滿足國內(nèi)PCR儀的生產(chǎn)商和用戶的質(zhì)量保障需求；填補了國內(nèi)此測溫領域的技術空白；作為生物安全、醫(yī)療安全等領域計量溯源技術研究的重要一環(huán)也是《計量發(fā)展規(guī)劃（2013-2020年）》的計量科技基礎研究重點項目。 三、基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)生產(chǎn)和使用情況 3.1基因擴增儀（PCR儀）（以下簡稱PCR儀）概述 Polymerase Chain Reaction (PCR)，中文譯為聚合酶鏈式反應，是一種DNA的快速擴增技術，其擴增效率之高就象核裂變的“鏈式反應”那樣。PCR技術通過兩個短的稱為引物的DNA小片段和一種耐熱的酶的作用，可以在3個小時內(nèi)把特定的DNA量提高1000萬倍。 聚合酶鏈式反應分析儀是完成聚合酶鏈式反應的必備儀器，是微量核酸測量必需的主要設備之一，已經(jīng)廣泛普及到生物學相關的各個實驗室，成為了生命科學研究、臨床檢驗、法醫(yī)檢驗、血液制品檢驗、食品微生物檢驗、動植物物種研究與檢驗等實驗室的必備儀器設備之一。特別是隨著定量PCR儀開發(fā)和發(fā)展，聚合酶鏈式反應分析儀在臨床檢驗、檢驗檢疫、法醫(yī)鑒定、進出口商品檢驗等領域得到了廣泛應用，在生命科學領域、食品科學領域、藥物研發(fā)和生物技術產(chǎn)品開發(fā)領域、以及高等院校的檢測分析實驗室和研究機構中發(fā)揮著重要作用。 目前市場上PCR儀的種類總體來說可以分為兩大類：定性基因擴增儀（圖1-1）和實時熒光定量PCR儀（圖1-2）。定性基因擴增儀又衍生出帶梯度PCR功能的梯度PCR儀、和帶原位擴增功能的原位PCR儀等等。 無論PCR儀的外形結構和功能產(chǎn)生如何變化，其使用宗旨還是通過熱循環(huán)的溫度變化控制實現(xiàn)DNA的變性和復制[6]。 目前，針對基因擴增儀（PCR儀）的校準規(guī)范JJF1527-2015《聚合酶鏈式反應分析儀校準規(guī)范》已于2015年正式頒布實施。
圖1-1 基因擴增儀圖1-2 實時熒光定量PCR儀 3.2基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)概述 基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)，是一種用于基因擴增儀（PCR儀）實時溫度校準的傳感系統(tǒng)。通常由多通道測溫傳感器（測溫模塊），數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)線，顯示器（計算機）組成。
圖1基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)示意圖
圖2基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)實物圖 JJF1527-2015聚合酶鏈式反應儀校準規(guī)范中7.2.1溫度校準標準裝置規(guī)定的基因擴增儀測溫系統(tǒng)的技術要求如下：測溫范圍（0~120）℃，測溫準確度優(yōu)于±0.10℃。 目前，基因擴增儀測溫系統(tǒng)分為有線系統(tǒng)和無線系統(tǒng)兩種。根據(jù)PCR儀的不同結構，PCR儀測溫系統(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)測溫準確度通常能達到±（0.10~0.15）℃；無線系統(tǒng)測溫準確度通常能達到±0.20℃。 3.3基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)的主要特性 3.3.1基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)特點和應用 1）通常由若干個（通常為16個）精密溫度探頭（長度為1.5cm左右）、數(shù)據(jù)采集分析模塊,測試校準軟件組成。 2）測溫準確度高，熱響應速度快； 3）傳感器結構特殊。作為基因擴增儀的標準器，針對不同構造的基因擴增儀，測溫系統(tǒng)溫度傳感器數(shù)量和結構也相應變化。 3.3.2基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)產(chǎn)品主要性能指標 基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)主要計量性能包括：測溫范圍、溫度最大允許 誤差、溫度 分辨力。 3.3.2.1基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)的測溫范圍通常覆蓋（30~100）℃，按照JJF1527-2015的技術要求為（0~120）℃。 3.3.2.2基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)的溫度最大允許誤差指基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)的多路溫度傳感器在規(guī)定的測溫范圍內(nèi)所能達到的允許誤差極限。 3.3.2.3基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)的溫度分辨力：按照JJF1527的測溫儀技術要求規(guī)定基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)的測溫 不確定度0.10，所以系統(tǒng)的溫度分辨力應不小于0.01℃。 基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)產(chǎn)品主要性能指標見表1所示 表1-2 基因擴增儀（PCR儀）的溫度校準裝置主要性能指標
四、規(guī)范制定的主要技術依據(jù)及原則 本規(guī)范依據(jù)JJF1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》編寫，包括范圍、引用文件、術語、概述、計量特性、校準條件、校準項目和校準方法、校準結果的表達等內(nèi)容。同時參考了JJF 1007-2007《溫度計量名詞術語及定義》、JJF1001-2011《通用計量術語及定義》和JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》 4.1架構 架構上按照引言、范圍、引用文獻、術語和 計量單位、概述、計量特性、通用技術要求、校準條件、校準項目和校準方法、校準結果10個部分制定《基因擴增儀測溫系統(tǒng)校準規(guī)范》。 4.2術語與計量單位的選擇 術語和計量單位、計量特性、通用技術要求與校準項目和校準方法、原則上與[1] SN/T2102.1—2008/ISO 22174:2005 食源性病原體PCR檢測技術規(guī)范第1部分：通用要求及定義。[2] JJF1527-2015聚合酶鏈反應分析儀校準規(guī)范[3]YY/T1173-2010 聚合酶鏈反應分析儀。[4] JJF1030-1998恒溫槽技術性能測試規(guī)范。保持一致。 3、計量特性確定原則 通過在統(tǒng)計分析在一定數(shù)量、具有代表性的不同型號、不同廠家生產(chǎn)的基因擴增儀測溫系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)基因擴增儀測溫系統(tǒng)在實際應用中的主要功能和性能指標，考慮其具體應用的要求，形成本規(guī)范確定的計量特性。 4、溫度校準設備選擇的原則 計量特性確定的實驗研究過程中使用了一等標準鉑電阻溫度標準裝置及配套基因擴增儀專用等溫塊。基因擴增儀測溫系統(tǒng)作為基因擴增儀的溫度量值的標準器，溯源至一等標準鉑電阻溫度計標準裝置。
五、制定規(guī)范的主要內(nèi)容 1范圍 本規(guī)范適用于測量范圍為（0～120）℃的基因擴增儀測溫系統(tǒng)的校準，其他溫度范圍的分布式光纖溫度計的校準可以參考本規(guī)范。 目前大部分基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)可以覆蓋此范圍，校準機構可以根據(jù)顧客要求，參考本規(guī)范進行校準。 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)境試驗概述和指南》 JJF 1527-2015《聚合酶鏈式反應分析儀校準規(guī)范》 YY/T1173-2010《聚合酶鏈反應分析儀》 本規(guī)范引用了《電工電子產(chǎn)品環(huán)境實驗概述和指南》中對電子產(chǎn)品環(huán)境溫度和濕度的要求，采用了標準環(huán)境條件。 在標準器溫度計的計算，引用了JJG160-2007《標準鉑電阻溫度計檢定規(guī)程》中溫度測量和計算的要求。 目前尚未檢索到相關國家標準，國際建議，也沒有比較完整和全面的行業(yè)標準、規(guī)范。 3 術語 本規(guī)范參考有關文獻制定6項名詞術語，未采用光纖行業(yè)中普遍使用的精度、分辨率等術語定義。 溫度計量領域所使用的分辨力術語有較大區(qū)別。空間分辨力和定位誤差屬于長度計量領域。 4 概述 簡要說明分布式光纖溫度計的工作原理，并附有一張工作原理圖。 5 計量特性 針對溫度計量器具應具備的主要技術指標，以及基因擴增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)的主要特性，考慮到計量技術機構現(xiàn)有技術條件，本規(guī)范確定了溫度準確度、測溫范圍、溫度分辨力3項指標。
6 校準條件 校準環(huán)境指標采用《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗概述和指南》GB／T 2421 1-2008中規(guī)定的標準環(huán)境條件，“環(huán)境溫度：15℃～35℃；環(huán)境濕度：25～75 %RH” 校準設備基本采用現(xiàn)有計量實驗室設備，溫度源可以使用開口空間足夠大的恒溫槽并配套基因擴增儀專用等溫塊來模擬基因擴增儀的正常溫度工況，并保持基因擴增儀測溫系統(tǒng)傳感器潔凈無污染。 7 校準項目和校準方法 本規(guī)范確定的校準項目包括溫度示值誤差、測溫范圍、溫度分辨力等3項指標。 7.1 溫度示值誤差 溫度測量誤差按照JJF1527-2015對基因擴增儀溫度校準要求選取溫度點，一般選擇30℃、50℃、60℃、70℃、90℃、95℃，通過每個溫度點的4次測量示值誤差，取平均值，作為在該溫度點處的示值誤差。 7.2溫度測量范圍 通過上述溫度示值誤差的測量，可以確定滿足最大允許誤差要求的溫度范圍，即溫度測量范圍。 7.3溫度分辨力 將恒溫槽與等溫塊一起設定在90℃，基因擴增儀測溫系統(tǒng)放入恒溫槽中的基因擴增儀校準專用等溫塊，恒溫30min以上，測量基因擴增儀測溫系統(tǒng)顯示穩(wěn)定在90℃狀態(tài)下的示值t1，記錄下此時標準鉑電阻溫度計示值T1℃。 根據(jù)被校準基因擴增儀測溫系統(tǒng)標稱顯示的溫度分辨力D1，緩慢調(diào)整恒溫槽的設定溫度，直至被校基因擴增儀測溫系統(tǒng)顯示值穩(wěn)定在（t1+D1）℃，恒溫30min以上，記錄下此時標準鉑電阻溫度計示值T2℃。 溫度分辨力（率）應按=T2-T1計算 六、《基因擴增儀測溫系統(tǒng)（PCR儀）校準規(guī)范》制定過程 2014年11月由上海市計量測試技術研究院向全國溫度計量技術委員會申報，歸口全國溫度計量技術委員會，上海市計量測試技術研究院承擔，中國計量科學技術研究院、遼寧省計量技術研究院，江蘇省計量測試技術研究院，廣東省計量技術研究院，上海宏石醫(yī)療科技有限公司參加起草，2016年5月項目正式啟動。 2016年6月確定校準方法技術路線，同時開展相關實驗，得到測試數(shù)據(jù)。 2016年11月參加2016全國溫度計量技術委員在汕頭舉辦的年會，與會專家就《基因擴增儀測溫系統(tǒng)（PCR儀）校準規(guī)范》（草稿）進行了討論，提出了寶貴的意見和建議。 2017年03月完成了前期所有實驗，并完成初稿。專家組成員包括校準規(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。起草組向與會專家詳細介紹了校準規(guī)范的起草情況，包括規(guī)范的名稱，項目的設置，具體指標的設置和實驗確認等情況。最后每一位專家就標準的應用和規(guī)范的具體條目給出了自己的書面建議和意見。 起草組向各路專家就規(guī)范初稿再次進行研討，對規(guī)范的每個條目就其合理性，科學性，實用性、嚴謹性的進行了詳細的討論。
《基因擴增儀測溫系統(tǒng)校準規(guī)范》制定小組
2017年4月9日
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