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編制說明 一、任務(wù)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(shù)法規(guī)文件制定/修訂計劃》，2016年5月，全國 溫度計量技術(shù)委員會向 上海市計量測試技術(shù)研究院等單位下達(dá)制定《基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(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(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)幾何級數(shù)增長。
圖1 基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng) 基因擴(kuò)增儀測溫系統(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)定的溫度計量標(biāo)準(zhǔn)器，國內(nèi)外技術(shù)機(jī)構(gòu)已經(jīng)廣泛使用其開展基因擴(kuò)增儀的溫度校準(zhǔn)，目前國內(nèi)基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)主要用戶集中在各大計量技術(shù)機(jī)構(gòu)，PCR儀生產(chǎn)廠商，各類生物實驗室，醫(yī)學(xué)檢驗所。作為PCR儀的測溫標(biāo)準(zhǔn)器，這些用戶對基因擴(kuò)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(kuò)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(zhǔn)方法。 基因擴(kuò)增儀測溫系統(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)的頒布實施，更好的規(guī)范了國內(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(bǔ)了國內(nèi)此測溫領(lǐng)域的技術(shù)空白；作為生物安全、醫(yī)療安全等領(lǐng)域計量溯源技術(shù)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(chǔ)研究重點項目。 三、基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(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?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)的各個實驗室，成為了生命科學(xué)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(shè)備之一。特別是隨著定量PCR儀開發(fā)和發(fā)展，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)分析儀在臨床檢驗、檢驗檢疫、法醫(yī)鑒定、進(jìn)出口商品檢驗等領(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)品開發(fā)領(lǐng)域、以及高等院校的檢測分析實驗室和研究機(jī)構(gòu)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(kuò)增儀（圖1-1）和實時熒光定量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熱循環(huán)的溫度變化控制實現(xiàn)DNA的變性和復(fù)制[6]。 目前，針對基因擴(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年正式頒布實施。
圖1-1 基因擴(kuò)增儀圖1-2 實時熒光定量PCR儀 3.2基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)概述 基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)，是一種用于基因擴(kuò)增儀（PCR儀）實時溫度校準(zhǔn)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(jī)）組成。
圖1基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)示意圖
圖2基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)實物圖 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)增儀測溫系統(tǒng)的技術(shù)要求如下：測溫范圍（0~120）℃，測溫準(zhǔn)確度優(yōu)于±0.10℃。 目前，基因擴(kuò)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(jié)構(gòu)，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(zhǔn)確度通常能達(dá)到±（0.10~0.15）℃；無線系統(tǒng)測溫準(zhǔn)確度通常能達(dá)到±0.20℃。 3.3基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)的主要特性 3.3.1基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)特點和應(yīng)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(zhǔn)軟件組成。 2）測溫準(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，針對不同構(gòu)造的基因擴(kuò)增儀，測溫系統(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）測溫系統(tǒng)產(chǎn)品主要性能指標(biāo) 基因擴(kuò)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(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)的測溫范圍通常覆蓋（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）測溫系統(tǒng)的溫度最大允許誤差指基因擴(kuò)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(dá)到的允許誤差極限。 3.3.2.3基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)的溫度分辨力：按照J(rèn)JF1527的測溫儀技術(shù)要求規(guī)定基因擴(kuò)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(yīng)不小于0.01℃。 基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)產(chǎn)品主要性能指標(biāo)見表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《國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》編寫，包括范圍、引用文件、術(shù)語、概述、計量特性、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法、校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)等內(nèi)容。同時參考了JJF 1007-2007《溫度計量名詞術(shù)語及定義》、JJF1001-2011《通用計量術(shù)語及定義》和JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》 4.1架構(gòu) 架構(gòu)上按照引言、范圍、引用文獻(xiàn)、術(shù)語和 計量單位、概述、計量特性、通用技術(shù)要求、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法、校準(zhǔn)結(jié)果10個部分制定《基因擴(kuò)增儀測溫系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》。 4.2術(shù)語與計量單位的選擇 術(shù)語和計量單位、計量特性、通用技術(shù)要求與校準(zhǔn)項目和校準(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(kuò)增儀測溫系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)基因擴(kuò)增儀測溫系統(tǒng)在實際應(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)范確定的計量特性。 4、溫度校準(zhǔn)設(shè)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(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)范適用于測量范圍為（0～120）℃的基因擴(kuò)增儀測溫系統(tǒng)的校準(zhǔn)，其他溫度范圍的分布式光纖溫度計的校準(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(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件。 在標(biāo)準(zhǔn)器溫度計的計算，引用了JJG160-2007《標(biāo)準(zhǔn)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(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，國際建議，也沒有比較完整和全面的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。 3 術(shù)語 本規(guī)范參考有關(guān)文獻(xiàn)制定6項名詞術(shù)語，未采用光纖行業(yè)中普遍使用的精度、分辨率等術(shù)語定義。 溫度計量領(lǐng)域所使用的分辨力術(shù)語有較大區(qū)別。空間分辨力和定位誤差屬于長度計量領(lǐng)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(yīng)具備的主要技術(shù)指標(biāo)，以及基因擴(kuò)增儀（PCR儀）測溫系統(tǒng)的主要特性，考慮到計量技術(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、測溫范圍、溫度分辨力3項指標(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)有計量實驗室設(shè)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(kuò)增儀專用等溫塊來模擬基因擴(kuò)增儀的正常溫度工況，并保持基因擴(kuò)增儀測溫系統(tǒng)傳感器潔凈無污染。 7 校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法 本規(guī)范確定的校準(zhǔn)項目包括溫度示值誤差、測溫范圍、溫度分辨力等3項指標(biāo)。 7.1 溫度示值誤差 溫度測量誤差按照J(rèn)JF1527-2015對基因擴(kuò)增儀溫度校準(zhǔn)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(shè)定在90℃，基因擴(kuò)增儀測溫系統(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，測量基因擴(kuò)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(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計示值T1℃。 根據(jù)被校準(zhǔn)基因擴(kuò)增儀測溫系統(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，直至被校基因擴(kuò)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(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計示值T2℃。 溫度分辨力（率）應(yīng)按=T2-T1計算 六、《基因擴(kuò)增儀測溫系統(tǒng)（PCR儀）校準(zhǔn)規(guī)范》制定過程 2014年11月由上海市計量測試技術(shù)研究院向全國溫度計量技術(shù)委員會申報，歸口全國溫度計量技術(shù)委員會，上海市計量測試技術(shù)研究院承擔(dān)，中國計量科學(xué)技術(shù)研究院、遼寧省計量技術(shù)研究院，江蘇省計量測試技術(shù)研究院，廣東省計量技術(shù)研究院，上海宏石醫(yī)療科技有限公司參加起草，2016年5月項目正式啟動。 2016年6月確定校準(zhǔn)方法技術(shù)路線，同時開展相關(guān)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(shù)委員在汕頭舉辦的年會，與會專家就《基因擴(kuò)增儀測溫系統(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(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，項目的設(shè)置，具體指標(biāo)的設(shè)置和實驗確認(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面建議和意見。 起草組向各路專家就規(guī)范初稿再次進(jìn)行研討，對規(guī)范的每個條目就其合理性，科學(xué)性，實用性、嚴(yán)謹(jǐn)性的進(jìn)行了詳細(xì)的討論。
《基因擴(kuò)增儀測溫系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》制定小組
2017年4月9日
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