标准品都有哪些类型

标准品作为实物标准,是文本标准得以落地实施的关键材料,确保各类上市产品严格遵守文本标准的要求,从而保障了产品的质量安全。每一种产品,其都对应着一种标准品,作为该类产品的质量准绳。

由此可见,标准品具有种类繁多、数量庞大的特点。在我国,标准品分为:钢铁、有色金属、建筑材料、核材料与放射性、高分子材料、化工产品、地质、环境、临床化学与医药、食品、能源、工程技术、物理学与物理化学标准品等。


钢铁标准品

1952年我国冶金行业为了统一钢铁、原材料的分析方法和建立标准品,在全国理化检验委员会的主持下,研制发布了我国第一批钢铁铁合金和铁矿石化学分析用标准品,这些标准品对统一分析方法,培训化学分析人员,提高分析质量起了重要作用。

随着冶金工业的发展和标准化工作的实施,冶金标准品作为产品质量保证的重要依据,得到了有关部门的重视并有了新的发展。八十年代初国家有关主管部门开始筹建研制我国国家标准品和一级标准品工作,颁发其有关管理办法及技术文件,促进了冶金标准品进一步发展,同时也提高了冶金标准品的研制水平和质量。

1985年,国家工作人员在法国国家试验所和法国钢铁研究所的实验室内对北京钢铁研究总院制备的某些钢铁标准品进行了对比分析。结果表明,我国鉴定的标准值与在法国的测定值具有良好的一致性。表明我国钢铁标准品的鉴定值是准确、可靠的。

截止到2020年,我国钢铁标准品达到2833种。


有色金属标准品

有色金属标准品对有色行业分析方法的发展起到重要作用。目前,纯金属和单牌号合金的块状光谱标准品仍是有色金属标准品研发的主流。铝基的光谱标准品研制近几年发展迅速,以西南铝业(集团)有限责任公司为领头军,抚顺铝厂和郑州轻金属研究院紧随其后,东北轻合金有限责任公司以及山东省冶金科学研究院的加入使纯铝铝合金及铝用辅助材料的标样研制市场生机勃勃

相比之下,同样大众产品的铜铅锌基的标样研制远不能满足市场需求,锌基和铅基合金的光谱标准品稀少,纯铜及铜合金的光谱标准品研制进展缓慢

此外,稀散金属和贵金属的光谱标准品目前是市场所急需的,这一类“镓、锗、铟、铊、金、银、铂、钯”等稀散金属和贵金属的分析,采用直读光谱分析方法最适合,具有分析速度快,消耗试样少,试样易于回收等多种优势。但由于上述基体本身就价值昂贵,再加上研制难度大,定值费用高,尽管市场急需,但仍是少有研制单位问津。


建筑材料标准品

我国建筑材料标准品的研制始于上世纪六七十年代,当时研制的标准品是在研究国家标准分析方法的同时,研制了相应的标准品,但这些标准品未经过严格审批,实际为生产管理样品或对比样。

八十年代以来,建筑材料标准品得到了很大的发展。然而,与国外先进国家和组织同类行业相比较,无论从品种、数量还是应用来看,都还存在一定的差距。物理、物理化学性能标准品和工程特性标准品则更少。近年来,新型建筑材料和可持续的绿色建筑材料飞速发展,而这些领域的标准品几乎空白。

目前,我国建筑材料标准品主要分为化学成分标准品、物理和物理化学性能标准品两种。

化学成分标准品

建筑材料化学分析标准的专业性很强,涉及的标准较多,包涵水泥、玻璃、耐火材料等产品及其原材料化学分析检验标准,所以包含的标准品种类较多。

对于水泥产品而言,化学成分标准品一般测定的特性量值有二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、三氧化硫、氧化钾、氧化钠、不溶物和烧失量等化学成分。另外还有氯离子、氟离子、游离氧化钙和水泥混合材料含量等成分。

物理和物理化学性能标准品

包括中国 ISO 标准砂、强度检验用水泥、水泥细度和比表面积、建筑材料放射性等。


核材料与放射性标准品

核材料与放射性标准品是具有一种或数种严格确定了特性值(诸如放射性活度、表面粒子发射率、能量和辐射剂量等)的物质或材料。我国的放射性标准品主要分为13类,分别是钢铁成分分析、有色金属及金属中气体成分分析、建材成分分析、高分子材料特性测量、化工产品成分分析、地质矿产成分分析标、环境化学分析、临床化学分析与药品成分分析、食品成分分析、煤炭石油成分分析和物理特性测量、核材料成分分析与放射性测量、物理特性与物理化学特性测量标准品、工程技术特性测量

该类标准品要求核纯度应足够高。因放射性核素杂质不仅影响测量结果的准确度,而且由于半衰期的不同,在进行校正时也必然引入一定的不确定度。一般来说,放射性核纯度指标应在有效使用期内符合特性量值测量不确定度的要求。通常要求放射性核素杂质总量小于放射性主核素的0.1%—0.2%。


高分子材料标准品

高分子材料标准品是指具有确定的高分子特性和组成的物质,可用于校准仪器或者评价方法的准确性。高分子材料标准品最大的特点就是分子量较大。关于分子量达到多少以上的分子才被称为高分子,并没有严格的定义,但是行业内默认的划分标准是,把相对分子量低于1000g/mol的分子称之为小分子;相对分子量介于1000-10000g/mol之间的叫做“齐聚物”或“低聚物”;相对分子量大于10000g/mol的分子称为高分子。高分子材料标准品是由千百个原子以共价键相互连接而成的,虽然它们的相对分子质量很大,但都是以简单的结构单元和重复的方式连接的,且单体种类相对较少。

该类标准品主要包括生物材料与生命科学用标准品,如蛋白质、核酸、细胞等;以及新型高分子材料用标准品,如导电聚合物、液晶聚合物、生物降解聚合物等。


化工产品标准品

化工标准品一般是指由化工类物质制备的、用准确可靠的方法测定了其一个或几个特性量值的并具有证书、被法定机关确认的物质。由于化工类物质包括的面很广,在化工生产和科研中用作化学计量量具的标准品也是多种多样的。

按物质的属性来分,化工标准品可分为:高纯标准品、有机标准品、无机标准品化工气体标准品橡胶标准品塑料标准品、油品标准品等。

按物质的技术特征来分,则可分为:化学成分标准品物理化学特性标准品工程技术特性标准品,它们一股都是有代表性的工程技术材料。

其中石油化学标准品对于评估各种工业应用中的石油、汽油或其他石化产品的理化特性至关重要。

为了规范化工产品标准品的管理,我国成立了化工标准品委员会,于2014年成立颁布了《中国化工标准品行业管理办法》。


地质标准品

地质标准品就是地壳中各种生出的矿物产品,经过权威实验室检定后,具有校准功能的物质。其主要用途在于供地质、选冶等部门用于矿石相关样品的分析方法质量评估、分析质量监控、分析仪器校准等,也可用于实验室矿石样品分析能力验证及人员考核工作。对于国内矿石分布调查、矿石生产应用等研究具有重要意义。

地质标准品:包括矾土、红柱石、硬石膏、钙长石、锑矿、文石、重晶石、玄武石、硼砂、菱镁矿、铝矿、粘土标样、辉绿岩标样、铜矿标样、白云石标样、橄榄石标样、长石标样、萤石标样、辉长岩标样、金矿标样、花岗岩标样、石墨标样、铁片、铁矿、瓷土、金伯利岩、石灰石、锰矿、钼矿、镍矿、铌矿、贵金属矿、淤泥、磷酸盐、辉岩、金红石、沙岩、沉积物、页岩、板岩、土壤、钨矿、钛矿、锌矿、锆、钽矿、云母等

原材料标准品:碳酸钙、水泥、煤、煤灰、焦炭、铜矿、焊料、玻璃、铅、锰、钼、镍、多元素氧化物、耐火材料、锆石、硅石、炉渣、矿渣、钢渣、污泥、钨粉、润滑油、催化剂等。

矿石成分分析标准品样品的主要研制方法是根据主控元素的含量,针对不同的样品选择合理的加工流程进行加工,铜铅锌矿石样品采用鄂式破碎机粗碎、多次混匀后一次装入高铝内衬、球的球磨机磨一混均匀。后分装;金矿石标准品针对其特性,增加了雷蒙磨细碎,然后再一次装入高铝内衬、球磨机磨混合均匀后分装。

主要分析方法:容量法,火焰原子吸收法,等离子体光谱法,等离子体质谱法等


环境标准品

在环境样品分析中,使用标准品进行质量检测和定性控制,环境标准物作为环境监测分析中具有准确性的基准物质,随着国家对环境保护的日益重视,环境管理监测系统的不断加强,科学技术发展迅速,使得关于环境分析检测的范围正在逐步扩大。在日常的环境分析中,环境标准物作为标准仪器,主要用于确定物质特性比量值、检验和分析测定结果、监测质量和定性控制,是一种发展新型检测技术的开端,在环境监测质量保证中具有至关重要的作用。在环境分析中,尤其是发展中国家,需要进行有效的计量监测与控制,防止空气污染。

目前我国环境标准品包括水、大气、土壤三大类,其中水质标准品发展较早,品类较为齐全。部分土壤类环境标准品高度依赖进口,如二噁英系列标准品100%依赖进口。

2023年,国家颁布了新环境污染物清单,包括四大类:一是持久性有机污染物,二是内分泌干扰物,三是抗生素,四是微塑料。新污染物具有生物毒性、环境持久性、生物累积性等特征,且现阶段尚未被有效监管。


临床医学与医药标准品

标准品在生物制药和临床医学检验中作用较为广泛。用于评价分析检测的标准品,对于人们的生活健康、安全保障具有绝对性作用。在药品检验检测中,药品标准物是检验药品真伪鉴别、含量测定和杂质检查的基准物,在ChP(中国药典)、EP(欧洲药典)、美国药典等都具有药品标准物的基本通则,在最新版药典中规定中药材饮片、中成药以及农药残余量的分析方法,都具有其他物质不可替代的作用,还在临床卫生保健按摩、医药生产工业的飞速发展,药品标准品的应用愈来愈广泛。

临床药品对标准品的计量规定要求严格,一些药厂计量器具配备不齐全,量值不准确,造成产品质量低,因此,计量在企业生产中起到基础性的作用。

目前临床医学与医药标准品主要分为API标准品及药物杂质标准品两大类,为新药研发及仿制药一致性评价工作提供药物质量分析的有力保障。


食品标准品

近年来,由于污染或恶意添加等原因引起的食品安全事件接连爆发,以及人们对食品营养成分关注度的日益上升,世界各国均对食品安全和食品健康给予了高度重视我国也正逐步建立从"农田到餐桌"的食品安全检测监控体制。

其中,在食品检测中需要使用食品标准物进行量值测试和控制质量,国家《食品检验机构资质认定条件》这一文件中,要求食品检验机构必须配备能够开展检测工作的关于食品标准品,并且设有专人管理监护。食品监测计量是保障在食品安全领域的化学测量单位需要严格统一的一项规定,食品在加工过程中加入的添加剂需要进行必要的计量监测,来控制用量。

食品分析中所用的标准品的计量直接影响到食品安全性监测数据的可靠和准确性,目前看来,食品标准物包括蛋白质、氨基酸、无机盐和水、维生素、生物活性物质、食品添加剂等成分,在食品种类上涉及粮食制品、肉制品、甜品,其他饮料等各大领域。

同时,食品标准品也涵盖了化妆品、保健品等领域


能源标准品

能源标准品主要是指应用于能源产品进行质量检测的标准品,主要包括天然气标准品、油品标准品、电池材料、动力煤标准品等类别。

天然气标准品为气体类标准品,包括天然气水合物气体标准品、天然气标准品、天然气中含氧物质校正标准品等。

油品标准品主要包括土壤中的石油成分标准品、锻后石油焦标准品、金属添加剂标准品等。

目前随着国家对于新能源动力电池的高度关注,有关的标准品研制也在紧锣密鼓研制中,并为新能源动力电池的高性能保驾护航。其中氢中二氧化碳气体标准品等以氢为底气系列标准品的研究成功,解决了底气杂质干扰等难题,为国内氢气品质实验室检测和方法开发提供了可溯源的高准确度的参考标准,同时也为我国氢燃料汽车快速健康发展,节能减排,服务“碳达峰”“碳中和”提供了技术保障。


工程技术标准品

工程技术标准品具有一些良好的技术特性,并可以准确测量。工程技术特性标准品可以用于工程技术参数,以及特性计量器具的计量方法的评价或者产品计数参的比较计量。例如,粒度标准物、标准光敏退色纸、标准橡胶等。

其中,粒度标准品是指用于检测和校准粒度分析仪器的一种标准品。它的作用是通过与待测样品进行比较,确定待测样品的粒度分布情况,从而保证粒度分析的准确性和可靠性

粒度标准品的制备需要严格控制其粒度分布范围和粒度分布形态,以确保其粒度分布符合国际标准。常见的粒度标准品有玻璃微珠、聚苯乙烯微球、金属粉末等

在实际应用中,粒度标准品的选择应根据待测样品的性质和粒度分布范围进行。例如,对于颗粒较大的样品,应选择粒度分布范围较大的标准品进行校准。


物理学与物理化学标准品

标准品最基本的特性就是有准确的成分与物理化学特性,所以常常广泛用于物理化学检测方面的研究。在这一领域中,标准品与计量联系最为密切,标准品不仅可以作为计量标准,而且可以校准计量仪器,保证计量的准确性。

首先,标准品可以用于物理化学常数测定仪器的校准与检查,这些精密的测量仪器在设计完成后需要准确的校准才可以投入到实际使用中。而在对这些精密的检测仪器进行研发时,也是以标准品的物理化学常数以及成分的确定性进行发明与研究的。所以说现如今科研方面的进步,也离不开标准品在其中的推动作用。

其次,标准品在物理化学检测中可以作为对照品辅助研究的进行,帮助测量被研究物质是否合格,当作物理化学常熟测量实验中的常用工具。

常见的物理学与物理化学标准品有标准黏度液、镍居里点标准品、浊点标准品、闭口闪点标准品、冷滤点标准品、 热分析标准品等。


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