JJF 1821-2020聚合酶链反应分析仪温度校准装置校准规范-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 8 2 12 0 2 0聚合酶链反应分析仪温度校准装置校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rT e m p e r a t u r eC a l i b r a t i o nD e v i c e sf o rP o l y m e r a s eC h a i nR e a c t i o nA n a l y z e r s 2 0 2 0-0 1-1 7发布2 0 2 0-0 4-1 7实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布聚合酶链反应分析仪温度校准装置校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rT e m p e r a t u r eC a l i b r a t i o nD e v i c e s f o rP o l y m e r a s eC h a i nR e a c t i o nA n a l y z e r sJ J F1 8 2 12 0 2 0 归 口 单 位:全国温度计量技术委员会 主要起草单位:上海市计量测试技术研究院中国计量科学研究院 参加起草单位:辽宁省计量科学研究院江苏省计量科学研究院广东省计量科学研究院上海宏石医疗科技有限公司 本规范委托全国温度计量技术委员会负责解释J J F1 8 2 12 0 2 0本规范主要起草人:张丽萍(上海市计量测试技术研究院)金志军(中国计量科学研究院)高运华(中国计量科学研究院)参加起草人:董 亮(辽宁省计量科学研究院)王 征(江苏省计量科学研究院)梁显友(广东省计量科学研究院)秦 荣(上海宏石医疗科学仪器有限公司)J J F1 8 2 12 0 2 0目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语(1)3.1 聚合酶反应分析仪(1)4 概述(1)5 计量特性(2)5.1 温度示值(2)6 校准条件(2)6.1 环境条件(2)6.2 测量标准及其他设备(2)7 校准项目和校准方法(2)7.1 校准项目(2)7.2 校准方法(2)8 校准数据的处理(5)9 校准结果的表达(5)1 0 复校时间间隔(5)附录A 原始记录参考格式(6)附录B 校准证书内页参考格式(8)附录C 等温块结构说明(9)附录D 等温块温度均匀性和波动性的测试方法(1 1)附录E 温度示值校准不确定度评定示例(1 3)J J F1 8 2 12 0 2 0引 言 本规范依据J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则和J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示编写。本规范为首次发布。J J F1 8 2 12 0 2 0聚合酶链反应分析仪温度校准装置校准规范1 范围本规范适用于测量范围为(01 2 0)以内的聚合酶链反应分析仪温度校准装置的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J G1 6 02 0 0 7 标准铂电阻温度计J J F1 0 3 02 0 1 0 恒温槽技术性能测试规范J J F1 5 2 72 0 1 5 聚合酶链反应分析仪校准规范YY/T1 1 7 32 0 1 0 聚合酶链反应分析仪凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语3.1 聚合酶链反应分析仪 p o l y m e r a s ec h a i nr e a c t i o na n a l y z e r基于聚合酶链反应(P C R)技术原理,模拟D NA或R NA的复制过程,在模板、引物、聚合酶等存在的条件下,特异扩增已知序列,对其进行检测分析的仪器设备。也称基因扩增仪。4 概述聚合酶链反应分析仪温度校准装置由单通道或多通道测温模块、数据采集模块、数据线和显示器(计算机)等组成,其测温模块的结构能够模拟聚合酶链反应分析仪(以下简称P C R仪)样品反应管的外形结构,主要用于校准P C R仪的温度特性,其组成框图如图1所示。(a)测温模块 (b)数据采集模块 (c)显示器图1 P C R仪温度校准装置组成框图1J J F1 8 2 12 0 2 05 计量特性5.1 温度示值P C R仪温度校准装置温度示值的最大允许误差为0.2 0。注:上述指标不作为合格判定依据。6 校准条件6.1 环境条件6.1.1 环境温度:(1 52 5);环境湿度:8 5%RH。6.1.2 电测设备对环境温湿度等另有要求时,应满足其相应规定。6.1.3 校准时,供P C R仪温度校准装置、恒温设备和电测设备使用的电源应分别符合相应要求。6.2 测量标准及其他设备校准时,可选用表1所示的测量标准及其他设备。表1 校准用测量标准及其他设备序号设备名称技术要求用途备注1标准铂电阻温度计准确度等级:二等及以上测量范围:(04 1 9.5 2 7)温度标准器2电测设备0.0 0 5级。配接温度标准器后,最小分辨力相当于0.0 0 1与标准铂电阻温度计配套使用可使用满足要求的其他测量标准3恒温槽及等温块恒温槽温度范围:(01 2 0)温度均匀性:0.0 1温度波动性:0.0 1/1 0m i n工作区域深度:3 0 0mm等温块温度均匀性:0.0 3温度波动度:0.0 2/1 0m i n提供恒定温场4水三相点瓶U=0.0 0 1,k=2测量标准铂电阻温度计的水三相点值7 校准项目和校准方法7.1 校准项目P C R仪温度校准装置的校准项目为温度示值。7.2 校准方法7.2.1 校准前的检查2J J F1 8 2 12 0 2 07.2.1.1 外观检查目测检查P C R仪温度校准装置应外观良好,各通道温度传感器无弯折、断裂、污染,传感器封装、引线插件接触良好。7.2.1.2 显示功能检查可在温度示值校准时进行检查。P C R仪温度校准装置各通道温度显示应符合其分辨力要求,显示数字及图像应清晰,小数点和状态显示应正确。当温度超出测温范围或传感器发生故障时,应能实时显示其相应的通道号。7.2.2 校准前的准备a)开启电测设备进行预热,预热时间至少2 0m i n或满足其使用说明书的相应要求;b)预先冻制好水三相点瓶;c)将标准铂电阻温度计放入冻制好的水三相点瓶中,测量其水三相点值。将新测得的水三相点值输入配套电测设备使用;d)按恒温槽使用说明书的要求,保证其工作区域的液面处于规定液位;e)备好图2所示的P C R仪温度校准装置校准用的全浸式专用等温块或局浸式专用等温块,并保持其内部清洁。(a)局浸式等温块 (b)全浸式等温块图2 专用等温块示意图f)将P C R仪温度校准装置的测温模块安装于专用等温块中,如图3所示。测温模块的温度传感器应无缝隙置入等温块测试孔内,保证温度传感器与等温块贴合紧密。无自重结构的测温模块需在其上方加压封条,使其与等温块接触紧密。等温块内应填充脱脂棉、泡沫塑料、真空隔热板等绝热材料,使测温模块与外部环境绝热。3J J F1 8 2 12 0 2 0(a)局浸式等温块 (b)全浸式等温块图3 测温模块在专用等温块中的安装示意图g)将安装了测温模块的等温块放置于恒温槽内,等温块的浸没深度应不低于1 8 0mm。h)将标准铂电阻温度计插入专用等温块验证孔内,插入深度应不低于1 8 0mm,其感温部分应与等温块底部保持水平。i)将P C R仪温度校准装置的测温模块与其主机相连,并开机预热,进入测量状态,预热时间至少1 0m i n。7.2.3 校准过程7.2.3.1 P C R仪温度校准装置温度示值的校准温度点一般选择在3 0、5 0、6 0、7 0、9 0和9 5这6个点上。用户有要求时,可按用户要求选择校准点。7.2.3.2 将恒温槽温度设定在被校温度点上,启动恒温槽使其工作。当恒温槽实际温度不超过设定温度的0.2 0(以二等标准铂电阻温度计示值为参考),并稳定3 0m i n以上时,分别测量标准器和P C R仪温度校准装置各通道的温度显示值,连续测量4次,并分别计算相应的平均值。测量顺序如下:标准器(t1)被校通道ts 1(a1)被校通道ts 1(a2)被校通道ts 1(an)标准器(t2)被校通道ts 2(a1)被校通道ts 2(a2)被校通道ts 2(an)标准器(t3)被校通道ts 3(a1)被校通道ts 3(a2)被校通道ts 3(an)标准器(t4)被校通道ts 4(a1)被校通道ts 4(a2)被校通道ts 4(an)在以上读数过程中,恒温槽温度变化应不超过0.0 1。7.2.3.3 以温度上升的次序,重复上述步骤,依次对3 0、5 0、6 0、7 0、9 0和9 5温度点进行校准。7.2.3.4 客户要求校准其他温度点时,根据客户要求按上述方法进行校准。4J J F1 8 2 12 0 2 08 校准数据的处理按公式(1)计算P C R仪温度校准装置的示值误差:ti=ti-ts(1)式中:ti 每一校准点上,P C R仪温度校准装置第i通道的示值误差,;ti 每一校准点上,P C R仪温度校准装置第i通道4次测量的平均值,;ts 每一校准点上,标准铂电阻温度计4次测量的温度平均值,。标准铂电阻温度计温度测量值的计算按J J G1 6 02 0 0 7进行,ti的值应修约到小数点后两位。9 校准结果的表达校准结果应在校准证书或校准报告上反映。校准证书或报告应至少包括以下信息:a)标题,如“校准证书”或“校准报告”;b)实验室名称和地址;c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)客户的名称和地址;f)被校对象的描述和明确标识;g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的接收日期;h)如果与校准结果的有效性和应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;i)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;k)校准环境的描述;l)校准不确定度是校准结果的组成部分,建议在各校准项中给出;m)对校准规范的偏离的说明;n)校准证书或报告签发人的签名、职务或等效标识,以及签发日期;o)校准结果仅对被校对象有效的声明;p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。1 0 复校时间间隔P C R仪温度校准装置的复校时间间隔可根据其使用要求和环境条件等因素,由送校单位自主决定。但为了确保P C R仪温度校准装置在规定的技术性能下使用,建议复校时间间隔最长不超过1年。5J J F1 8 2 12 0 2 0附录A原始记录参考格式委托单位:记录编号:产品名称:制造单位:型号:测量范围:器号:校准地点:环境温度:环境湿度:%RH校准依据:J J F1 8 2 12 0 2 0 聚合酶链反应分析仪温度校准装置校准规范 主要计量标准器具名 称型号规格最大允许误差/准确度等级/不确定度仪器编号证书编号复检(校)日期A.1 温度示值的校准校准温度:测量次数测得值/标准铂电阻温度计通道1通道2通道3通道n1234平均值示值误差扩展不确定度U(k=2):6J J F1 8 2 12 0 2 0A.2 外观检查结果A.3 显示功能检查结果备注:标准铂电阻温度计水三相点值Rt p=。校准员:核验员:校准日期:7J J F1 8 2 12 0 2 0附录B校准证书内页参考格式B.1 温度示值的校准结果()通道号校准点扩展不确定度U(k=2)B.2 外观的检查结果B.3 显示功能的检查结果8J J F1 8 2 12 0 2 0附录C等温块结构说明C.1 等温块推荐材料:金属铝、紫铜、铝合金。C.2 等温块推荐结构设计:验证孔开孔角度1 7,深度1 1.5 mm。如图C.1与图C.2所示。单位为毫米图C.1 局浸式等温块结构与材料9J J F1 8 2 12 0 2 0单位为毫米图C.2 局浸式等温块结构与材料01J J F1 8 2 12 0 2 0附录D等温块温度均匀性和波动性的测试方法D.1 测量标准选择一套参考用多通道高精度测温系统(通道数5),温度传感器建议选用高精度热敏电阻测温探头,如图D.1所示,将其溯源至一等铂电阻温度计标准装置。校准后的参考用多通道高精度测温系统需满足在(01 2 0)温度范围内,各通道温度测量误差在0.0 1范围内。图D.1 参考用多通道高精度测温系统温度传感器结构示意图D.2 测试点及布放位置将参考用多通道高精度测温系统温度传感器布放在等温块内,至少在等温块内布放5个测试点,布放位置如图D.2(a)所示,其中4个测试点位于等温块四角的测试孔内,第5个测试点位于等温块平面中心位置附近的测试孔内。布放时,用压条压紧温度传感器,使温度传感器与等温块接触紧密。如果需要增加测试点,可根据实际情况尽可能在温度均匀性最差的地方布设测试点,如图D.2(b)所示。(a)(b)图D.2 参考用多通道高精度测温系统温度传感器布放位置示意图D.3 测试方法D.3.1 将布放了温度传感器的等温块浸没在恒温槽内,并在恒温槽中插入一等标准铂电阻温度计,等温块的浸没深度和一等标准铂电阻温度计的插入深度应保持一致,并且应大于1 8 0mm。D.3.2 根据实际工作的需要设定恒温槽的控制温度,并启动恒温槽使其工作。D.3.3 当恒温槽实际温度不超过设定温度的0.2 0时(以一等标准铂电阻温度计示值为参考),使等温块在恒温槽内继续稳定6 0m i n以上,然后按以下测量顺序分别读取一等标准铂电阻温度计和参考用多通道高精度测温系统各通道的温度显示值tri(an)(i表示第i次读数,n为参考 用 多 通 道 高 精度 测 温 系 统 通道 号),连 续 测 量4次。整个读数过程中由一等标准铂电阻温度计监控恒温槽温度,其4次读数的最大差值应0.0 1。测量顺序如下:11J J F1 8 2 12 0 2 0标准器(t1)被校通道tr 1(a1)被校通道tr 1(a2)被校通道tr 1(an)标准器(t2)被校通道tr 2(a1)被校通道tr 2(a2)被校通道tr 2(an)标准器(t3)被校通道tr 3(a1)被校通道tr 3(a2)被校通道tr 3(an)标准器(t4)被校通道tr 4(a1)被校通道tr 4(a2)被校通道tr 4(an)D.3.4 分别计算每一次测量中各测试点上测得的各实际温度值之间的最大差值,即:tr 1=m a xtr 1(a1),tr 1(a2),tr 1(an)-m i ntr 1(a1),tr 1(a2),tr 1(an)tr 2=m a xtr 2(a1),tr 2(a2),tr 2(an)-m i ntr 2(a1),tr 2(a2),tr 2(an)tr 3=m a xtr 3(a1),tr 3(a2),tr 3(an)-m i ntr 3(a1),tr 3(a2),tr 3(an)tr 4=m a xtr 4(a1),tr 4(a2),tr 4(an)-m i ntr 4(a1),tr 4(a2),tr 4(an)取上述4个值的算术平均值即为等温块的温度均匀性。D.3.5 在步骤D.3.4后,以6 0次/1 0m i n的温度采样频率采集1 0m i n内的参考用多通道高精度测温系统各通道的温度显示值,分别计算各通道的6 0次温度示值之间的最大差值,取其中的最大值即为等温块的温度波动性。21J J F1 8 2 12 0 2 0附录E温度示值校准不确定度评定示例E.1 校准信息采用二等标准铂电阻温度计、1 5 9 4测温电桥 准确度:41 0-6(4 p p m)、深井恒温槽和专用等温块作测量标准及配套设备,按规定方法对温度范围为(01 0 5)的聚合酶链反应分析仪温度校准装置进行校准,校准温度点为9 5。E.2 测量模型ti=ti-ts(E.1)式中:ti 每一校准点上,P C R仪温度校准装置第i通道的示值误差,;ti 每一校准点上,P C R仪温度校准装置第i通道4次测量的平均值,;ts 每一校准点上,标准铂电阻温度计4次测量的温度平均值,。E.3 标准不确定度来源E.3.1 输入量ti导致的标准不确定度u(ti)由5个分量构成。E.3.1.1 由被校P C R仪温度校准装置重复性引入的标准不确定度分量u(ti1);E.3.1.2 由被校P C R仪温度校准装置温度显示分辨力引入的标准不确定度分量u(ti2);E.3.1.3 由恒温槽和等温块提供温场不均匀性引入的标准不确定度分量u(ti3);E.3.1.4 由被校P C R仪温度校准装置测温模块温度传感器与等温块接触不紧密引入的标准不确定度分量u(ti4);E.3.1.5 由等温块插入恒温槽深度引入的标准不确定度分量u(ti5);E.3.2 输入量ts导致的标准不确定度u(ts)由5个分量构成。E.3.2.1 由标准铂电阻温度计量值溯源引入的标准不确定度分量u(ts 1);E.3.2.2 由电测设备测量误差引入的标准不确定度分量u(ts 2);E.3.2.3 由测量电流引起的标准铂电阻温度计自热效应引入的标准不确定度分量u(ts 3);E.3.2.4 由标准铂电阻温度计稳定性引入的标准不确定度分量u(ts 4);E.3.2.5 由标准铂电阻温度计示值和等温块测试孔内部实际温度的偏差引入的标准不确定度分量u(ts 5)。E.4 标准不确定度的评定E.4.1 u(ti)的评定E.4.1.1 u(ti1)的评定在重复性条件下,对被校P C R仪温度校准装置的1号通道进行1 0次测量,测得的P C R仪温度校准装置温度显示值分别为:9 4.8 5,9 4.8 5,9 4.8 6,9 4.8 6,31J J F1 8 2 12 0 2 09 4.8 5,9 4.8 5,9 4.8 5,9 4.8 5,9 4.8 5,9 4.8 5。则该通道测量值的实验标准偏差为:s=1 0i=1ti1-ti1()1 0-1=0.0 0 42()实际测量中以4次测量的平均值作为测得值,则标准不确定度为:u(ti1)=s/4=0.0 0 21()E.4.1.2 u(ti2)的评定被校P C R仪温度校准装置温度显示分辨力为0.0 1,则区间半宽=0.0 0 5;服从均匀分布,则k=3。则标准不确定度为:u(ti2)=0.0 0 5/3=0.0 0 29()E.4.1.3 u(ti3)的评定按附录D.2和D.3推荐的方法,测得恒温槽内配套专用等温块提供的温场均匀性在9 5时最大可以达到0.0 3,服从均匀分布,则标准不确定度为:u(ti3)=0.0 3/3=0.0 1 73()E.4.1.4 u(ti4)的评定被校P C R仪温度校准装置测温模块温度传感器与等温块接触不紧密引入的温度偏差为0.0 1,则区间半宽=0.0 0 5;服从均匀分布,则k=3。则标准不确定度为:u(ti4)=0.0 0 5/3=0.0 0 29()E.4.1.5 u(ti5)的评定由等温块插入恒温槽深度引入的垂直温度均匀性为0.0 0 5,则区间半宽=0.0 0 25;服从均匀分布,则k=3。则标准不确定度为:u(ti5)=0.0 0 25/3=0.0 0 14()E.4.2 u(ts)的评定E.4.2.1 u(ts 1)的评定标准铂电阻温度计在9 5时,U=0.0 0 5,k=2,则标准不确定度为:u(ts 1)=0.0 0 5/2=0.0 0 25()E.4.2.2 u(ts 2)的评定标准铂电阻温度计是以电阻比的形式计算实际温度的,在9 5时标准铂电阻温度计的标称值为3 4.5,校准时使用的1 5 9 4测温电桥的准确度为41 0-6(4p p m),按均匀分布估计,k=3,则由测温电桥引入的标准不确定度为:u(ts 2)=2W9 5-1()41 0-6dW/dt()9 5/3=0.0 0 04()E.4.2.3 u(ts 3)的评定41J J F1 8 2 12 0 2 0校准时,标准铂电阻温度计插在9 5的恒温槽内,由于温度较高,且恒温槽工作介质受到搅拌而流动较快,标准铂电阻因其工作电流产生的热量与恒温槽工作介质迅速达到热平衡,故自热影响可以忽略不计,则标准不确定度为:u(ts 3)=0()。E.4.2.4 u(ts 4)的评定由于标准铂电阻温度计的W9 5可根据标准铂电阻温度计检定证书中获得,引起温度的不确定度可以用周期稳定性来评估,其值为0.0 1 4,按均匀分布估计,k=3,则标准不确定度为:u(ts 4)=0.0 1 4/3=0.0 0 81()。E.4.2.5 u(ts 5)的评定标准铂电阻温度计示值和等温块测试孔内部实际温度的偏差可以评估为0.0 1,则区间半宽=0.0 1/2=0.0 0 5();服从均匀分布,k=3,则标准不确定度为:u(ts 5)=0.0 0 5/3=0.0 0 29()E.5 合成标准不确定度的评定标准不确定度汇总见表E.1。表E.1 标准不确定度汇总表标准不确定度不确定度来源分布标准不确定度/u(ti)u(ti1)被校装置重复性正态0.0 0 21u(ti2)被校装置分辨力均匀0.0 0 29u(ti3)温场不均匀性均匀0.0 1 73u(ti4)被校装置测温模块温度传感器与等温块接触不紧密均匀0.0 0 29u(ti5)等温块插入恒温槽深度均匀0.0 0 14u(ts)u(ts 1)标准铂电阻量值传递正态0.0 0 25u(ts 2)电测设备误差均匀0.0 0 04u(ts 3)自热效应均匀0.0 0 00u(ts 4)标准铂电阻温度计稳定性均匀0.0 0 81u(ts 5)标准铂电阻温度计示值和等温块测试孔内部实际温度的偏差均匀0.0 0 29E.5.1 合成标准不确定度的计算上述各不确定度分量间不相关,所以合成标准不确定度可按下式计算:c1=titi=151J J F1 8 2 12 0 2 0c2=tits=-1uc(ti)=c1u(ti)2+c2u(ts)2=0.0 2 0()E.6 温度示值校准的扩展不确定度的计算取k=2,则温度示值校准的扩展不确定度U=kuc(ti)=0.0 4()E.7 不确定度的报告聚合酶链反应分析仪温度校准装置温度示值测量结果不确定度为:U=0.0 4,k=261J J F1 8 2 12 0 2 0