數字微量加樣器檢測校準方法的研究

胡良勇，汪朝紅

廣州市計量檢測技術研究院，廣東 廣州 510030

數字微量加樣器檢測校準方法的研究

胡良勇，汪朝紅

廣州市計量檢測技術研究院，廣東 廣州 510030

針對數字微量加樣器在幾種工作模式下的加樣準確性對生化檢驗結果影響的問題，本文采用稱重法對數字微量加樣器的普通模式、粘液模式、分液模式等工作模式下檢測校準方法、檢測校準結果處理和表達進行了研究。此研究對數字微量加樣器的使用和生產具有實際指導意義。

微量加樣器；移液器；計量校準方法；校準結果處理；生化檢驗

本文導讀 >>

課題背景：數字微量加樣器是生物、化學等分析過程中樣品采集的必備工具，由于它取樣微量，微小的誤差將會對生化分析的最終結果產生較大的影響。目前國內尚無數字微量加樣器測評的統一標準，因此，對數字微量加樣器測評方法和技術指標的規范統一是非常必要的。為此，國家質量技術檢驗檢疫總局向我院下達了《數字微量加樣器檢測校準方法的研究》的科技計劃項目（項目編號：2009QK313）。

應用要點：本檢測校準方法操作簡單、結果可靠，它的應用對數字微量加樣器的普通模式、粘液模式、分液模式和混液模式等工作模式的檢測方法和技術指標實現了規范統一，同時也達到了量值統一的目的。

同行評價：本檢測校準方法使實驗人員可利用自身實驗室的條件實現自檢測和校準，保證了數字微量加樣器準確、可靠，從而保障了生化分析結果的準確、可靠，已獲得了使用單位和生產企業的認可。

0 前言

加樣器是具有在一定量程范圍，將液體從容器內吸出并移入另一容器內的計量器具。它為一活塞式吸管，利用空氣排放原理進行工作，以活塞在活塞套內移動的距離確定移液器的容量。它廣泛用于生化分析過程中液體的取樣和加樣，是實現生化分析實驗結果的準確和可靠的先決條件。因此，它的準確與否是廣大實驗人員非常關注和重視的問題。

近年來，隨著微電子技術的發展，數字微量加樣器隨之誕生，因其有穩定的電子控制系統，加樣更精確、高效以及復現好等優點，得以廣泛應用。但是，現有的JJG646—2006《移液器》國家規程的檢定方法和技術要求，對數字微量加樣器的檢測校準已不適用。因此，必須探索和研究新的檢測校準方法，確保數字微量加樣器的準確、可靠。

數字微量加樣器根據不同需求可選擇普通模式、粘液模式、分液模式、混液模式等工作模式。

1 材料與方法

1.1 校準用設備

用于數字微量加樣器校準用的設備必須經法定技術機構檢定/校準合格且在檢定周期內。校準用主要設備見表1。

表1 校準設備

1.2 校準前準備

數字微量加樣器應在室溫為（20±5）℃，且室溫變化不得大于 1℃/h 的條件下進行校準。校準介質應符合 GB/T 6682—2008《分析實驗用水規格和試驗方法》要求的蒸餾水或去離子水，并提前24h 放入實驗室內，使其溫度與室溫溫差不得大于 2℃。被校數字微量加樣器應在校準前 4h放入實驗室內。選用與被檢數字微量加樣器相匹配的吸液嘴，在加樣器的吸引桿下端，輕輕轉動吸液嘴，以保證加樣器的密封性，并在完成幾次吸液、排液過程中應沒有掛水現象。吸液嘴不得有明顯的彎曲現象。內壁應光潔、平滑，排液后不得有殘留液體存在。

1.3 外觀檢查

用目測、觸摸或用放大鏡觀察被校數字微量加樣器，塑料外殼表面應平整、光滑，不得有明顯的縮痕、廢邊、裂紋、氣泡和變形等現象；金屬件表面鍍層應無脫落、銹蝕和起層；應有產品名稱、制造廠或商標、標稱容量、型號規格、出廠編號等標示。

1.4 密合性校準

用一只裝滿清水的透明廣口試劑瓶，瓶塞上分別有3個孔，將真空表、測試玻璃管及抽氣設備（可選用注射器）分別安裝在瓶塞上（見圖1）。

圖1 密合性檢驗裝置

將已安裝吸液嘴的待檢數字微量加樣器連接在浸入液體5cm的測試玻璃管上端，啟動抽氣設備，使真空表指針指示在0.04MPa，達到平衡后，持續5s，此時測試玻璃管下端不得有氣泡產生。

1.5 普通模式容量校準

普通模式是數字微量加樣器準確吸入設定體積液體量，排液（或推液）時排出全部液體，并過量推出少量空氣。

（1）將數字微量加樣器的工作模式選定為普通模式，并將其容量調至被校點。

（2）將稱量杯放入電子天平中，待天平顯示穩定后，按下清零鍵使電子天平復零。

（3）垂直地握住加樣器，將吸液嘴浸入裝有蒸餾水的容器內，并保持在液面下2～3mm處，按下吸液體按鈕，等待1～2s后離開液面，擦干吸液嘴外的液體（此時不能碰到流液口，以免吸液嘴內的液體被帶走）。

（4）從電子天平中取出稱量杯，將吸液嘴流液口靠在稱量杯內壁并與其成45°角，按下排液按鈕，然后將吸液嘴沿著稱量杯的內壁向上移開。

（5）將稱量杯放入天平稱盤上，記錄此時天平顯示出的示值，同時測量并記錄此時容器內蒸餾水的溫度。

（6）按上述操作步驟重復做6次，并記錄每次的測量結果。

1.6 粘液模式容量校準

粘液模式是數字微量加樣器吸入液體量大于設定體積，準確計量推出體積，剩余的過量吸入液體另外排空。

（1）改變數字微量加樣器的工作模式為粘液模式。

（2）依次執行1.5的（2）～（6）條操作。然后將加樣器中的殘余蒸餾水排出。

（3）重復執行1.6的（2）條操作6次，并記錄每次的測量結果。

1.7 分液模式容量校準

分液模式是數字微量加樣器一次吸入全部液體，準確計量每次分配體積，完成全部分配次數后，排空少量殘余液體。

（1）改變數字微量加樣器的工作模式為分液模式。

（2）選用一個新的稱量杯，放入電子電平中，待天平顯示穩定后，按下清零鍵使電子天平復零。

（3）從電子天平中取出稱量杯，將吸液嘴流液口靠在稱量杯內壁并與其成45°角，按下排液按鈕，然后將吸液嘴沿著稱量杯的內壁向上移開。再將稱量杯放入天平稱盤上，記錄此時天平顯示出的示值，同時測量并記錄此時容器內蒸餾水的溫度。

（4）重復執行1.7的（3）條操作6次，并記錄每次的測量結果。

2 校準結果的處理和表達

2.1 實際容量計算

將上述各種模式下所測得的質量值、溫度值和空氣密度值分別按公式(1)計算，求得被檢數字微量加樣器在標準溫度20℃時的實際容量值。

式中:V20為標準溫度20℃時的加樣器的實際容量（mL）；

m為被檢加樣器所排出的蒸餾水表觀質量（g）；

βB為砝碼密度，取8.00 g/cm3；

βA為校準時實驗室內的空氣密度，取0.0012 g/cm3；

βW為蒸餾水在 ℃時的密度( g/cm3)；

β為被檢加樣器的體脹系數，取4.5×10-4/℃；

t為校準時蒸餾水的溫度℃。

為簡便計算過程，也可將式(1)化為形式：

K(t)值可在不同溫度下的K(t)值表中直接查找。這樣根據測定值m和校準時蒸餾水的溫度所對應的K(t)值，即可求出被檢加樣器在標準溫度20℃時的實際容量值。

2.2 容量相對誤差計算

式中：V為標稱容量（μL）；

2.3 容量重復性計算

n為校準次數；

Vi為單次測量值 ；

2.4 校準結果的表達

檢測校準結果用校準證書來表達。校準證書由封面和檢測校準項目及校準數據組成，信息來源于原始記錄。證書至少包括以下內容：標題，如“校準證書”、檢測校準實驗室名稱及地址和考核授權機構及法律效力或批準授權的校準/檢測實驗室機構標示及互認狀況。證書的唯一性標識（如證書編號）及頁碼標識、被檢測校準單位的名稱和地址、被校儀器名稱描述和明確標識（如型號、產品編號等）、校準證書的有效日期、檢測校準所依據的技術規范（包括名稱和代號）、檢測校準所用測量標準器具及其溯源性和有效性說明、檢測校準環境的描述、檢測校準數據的處理結果及其測量結果的不確定度的表達、校準證書校準員及核驗員和批準人的簽名等內容。

3 討論

數字微量加樣器是生物、化學等分析過程中樣品采集的必備工具，由于它取樣微量，“差之毫厘，繆之千里”，微小的誤差對取樣總量的影響非常大，同時微小的樣品誤差對生化分析的最終結果影響很大，對定性分析結果影響尤為重要，可能是陰性和陽性的差別。目前國內尚無數字微量加樣器校準的標準方法和技術要求。盡管生產數字微量加樣器的廠家較多，功能也大致相同，有些數字微量加樣器出廠時也自帶校準功能，但只是對普通移液模式的校準。計量部門目前對數字微量加樣器的檢測也是參照機械式微量加樣器規程，這樣無法對數字微量加樣器及其多種工作模式進行完整的檢定。因此，對數字微量加樣器校準方法的研究以及性能測評方法的制訂是非常必要的，以保證數字微量加樣器的定量準確性，達到各種檢測和分析的準確、可靠，同時也為了達到量值統一的目的。

隨著微電子控制技術的高速發展和客戶對微量加樣器的不同需求，精度更高、復現性和重復性更好的數字微量加樣器代替手動機械式微量加樣器是時代的必然選擇。這就要求我們更深入地研究數字微量加樣器的測評標準及校準方法。

本校準方法與其他方法相比，操作簡單、結果可靠，實驗人員可利用自身實驗室的條件實現自校準。利用本檢測和校準方法，我院對部分在用的和廣州某企業生產的100多支數字微量加樣器進行了檢測校準。對其中容量相對誤差或容量重復性相差較大的數字微量加樣器進行了調修或作報廢處理。從而保證了數字微量加樣器準確、可靠，已獲得了使用單位和生產企業的認可。

[1]JJF646-2006《移液器》,中華人民共和國計量檢定規程[S].北京:中國計量出版社,2006.

[2]JJF1001-1998,通用計量術語及定義[S].北京:中國計量出版社,1998.

[3]JJF1071-2000,國家計量校準規范編寫規則[S].北京:中國計量出版社,2000.

[4]GB/T 6682-2008,分析實驗室用水規格和試驗方法[S].北京:中國標準出版社,2008.

[5]JJF1059-2008,測量不確定度評定與表示[S].

[6]JJF 1094-2002,測量儀器特性評定[S].

[7]GB/T 15481-2000,檢測與校準實驗室能力的通用要求[S].

[8]胡良勇.血液凈化裝置檢測校準方法的研究[J].中國醫療設備,2009,(12):53-57.

[9]李中培.應用光電比色法校準微量移液器[J].醫療裝備,2001,(1):29.

The Study of the Testing and Calibration Method of Digital Pipette

HU Liang-yong, WANG Chao-hong Guangzhou Institute of Measuring and Testing Technology, Guangzhou Guangdong 510030, China

R446

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.03.004

1674-1633(2011)03-0010-03

2010-08-26

2011-01-05

國家質量檢驗檢疫總局科技計劃項目（2009QK313）；廣東省質量技術監督局地方標準制定計劃項目(〔2010〕354-26)。

本文作者：胡良勇，高級工程師，擔任廣州市計量檢測技術研究院生命醫學與光學研究所所長，全國臨床醫學計量技術委員會委員等職務。

作者郵箱：huliangyong2008@126.com

Abstract:The accuracy of the digital pipette with multi-working modes will directly affect the biochemical testing result, so calibrating the digital pipette at regular intervals is an urgent need. This paper uses the gravimetric methods to calibrate the digital pipette in the several working modes, such as PIPETTE, RPIPET and STEPPER, and studies how to process the measurement data and express the measurement results. It has practically guiding significance for the digital pipette's use and production.

Key words:digital pipette; pipettor; calibration method; processing of measurement result; biochemical testing