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编制说明 一、任务来源 根据国家质量监督检验检疫总局国质检量函[2014]79号文件《2016年国家计量技术法规文件制定/修订计划》，2016年5月，全国 温度计量技术委员会向 上海市计量测试技术研究院等单位下达制定《基因扩增仪（PCR仪）测温系统校准规范》任务，完成期限2017年5月。 二、制定目的和意义 基因扩增仪也称聚合酶链式反应仪（以下简称PCR仪），是一种使DNA聚合酶在指定的温度场条件下发生基因复制的仪器。随着生物技术不断发展，PCR仪的校准需求也随之呈现几何级数增长。
图1 基因扩增仪（PCR仪）测温系统 基因扩增仪测温系统（如图1）是一种外观新型，结构特殊的高精度温度计量器具，主要用作基因扩增仪温度性能校准的标准器，它作为 JJF1527-2015《聚合酶链式反应分析仪校准规范》规定的温度计量标准器，国内外技术机构已经广泛使用其开展基因扩增仪的温度校准，目前国内基因扩增仪（PCR仪）测温系统主要用户集中在各大计量技术机构，PCR仪生产厂商，各类生物实验室，医学检验所。作为PCR仪的测温标准器，这些用户对基因扩增仪测温系统的温度量值溯源需求是显而易见的，而基因扩增仪（PCR仪）测温系统本身的量值溯源问题却始终未解决，国内外尚无针对该类测温系统的校准方法。 基因扩增仪测温系统校准方法的研究与制订配合了JJF1527-2015《聚合酶链式反应仪校准规范》和YY/T1173-2010 《聚合酶链反应分析仪》等技术法规的颁布实施，更好的规范了国内基因扩增仪的使用，保障基因扩增仪温度参数评价的正确性。可以满足国内PCR仪的生产商和用户的质量保障需求；填补了国内此测温领域的技术空白；作为生物安全、医疗安全等领域计量溯源技术研究的重要一环也是《计量发展规划（2013-2020年）》的计量科技基础研究重点项目。 三、基因扩增仪（PCR仪）测温系统生产和使用情况 3.1基因扩增仪（PCR仪）（以下简称PCR仪）概述 Polymerase Chain Reaction (PCR)，中文译为聚合酶链式反应，是一种DNA的快速扩增技术，其扩增效率之高就象核裂变的“链式反应”那样。PCR技术通过两个短的称为引物的DNA小片段和一种耐热的酶的作用，可以在3个小时内把特定的DNA量提高1000万倍。 聚合酶链式反应分析仪是完成聚合酶链式反应的必备仪器，是微量核酸测量必需的主要设备之一，已经广泛普及到生物学相关的各个实验室，成为了生命科学研究、临床检验、法医检验、血液制品检验、食品微生物检验、动植物物种研究与检验等实验室的必备仪器设备之一。特别是随着定量PCR仪开发和发展，聚合酶链式反应分析仪在临床检验、检验检疫、法医鉴定、进出口商品检验等领域得到了广泛应用，在生命科学领域、食品科学领域、药物研发和生物技术产品开发领域、以及高等院校的检测分析实验室和研究机构中发挥着重要作用。 目前市场上PCR仪的种类总体来说可以分为两大类：定性基因扩增仪（图1-1）和实时荧光定量PCR仪（图1-2）。定性基因扩增仪又衍生出带梯度PCR功能的梯度PCR仪、和带原位扩增功能的原位PCR仪等等。 无论PCR仪的外形结构和功能产生如何变化，其使用宗旨还是通过热循环的温度变化控制实现DNA的变性和复制[6]。 目前，针对基因扩增仪（PCR仪）的校准规范JJF1527-2015《聚合酶链式反应分析仪校准规范》已于2015年正式颁布实施。
图1-1 基因扩增仪图1-2 实时荧光定量PCR仪 3.2基因扩增仪（PCR仪）测温系统概述 基因扩增仪（PCR仪）测温系统，是一种用于基因扩增仪（PCR仪）实时温度校准的传感系统。通常由多通道测温传感器（测温模块），数据采集模块，数据线，显示器（计算机）组成。
图1基因扩增仪（PCR仪）测温系统示意图
图2基因扩增仪（PCR仪）测温系统实物图 JJF1527-2015聚合酶链式反应仪校准规范中7.2.1温度校准标准装置规定的基因扩增仪测温系统的技术要求如下：测温范围（0~120）℃，测温准确度优于±0.10℃。 目前，基因扩增仪测温系统分为有线系统和无线系统两种。根据PCR仪的不同结构，PCR仪测温系统中的温度传感器数量可能是1，8，9，15，16，96等。有线系统测温准确度通常能达到±（0.10~0.15）℃；无线系统测温准确度通常能达到±0.20℃。 3.3基因扩增仪（PCR仪）测温系统的主要特性 3.3.1基因扩增仪（PCR仪）测温系统特点和应用 1）通常由若干个（通常为16个）精密温度探头（长度为1.5cm左右）、数据采集分析模块,测试校准软件组成。 2）测温准确度高，热响应速度快； 3）传感器结构特殊。作为基因扩增仪的标准器，针对不同构造的基因扩增仪，测温系统温度传感器数量和结构也相应变化。 3.3.2基因扩增仪（PCR仪）测温系统产品主要性能指标 基因扩增仪（PCR仪）测温系统主要计量性能包括：测温范围、温度最大允许 误差、温度 分辨力。 3.3.2.1基因扩增仪（PCR仪）测温系统的测温范围通常覆盖（30~100）℃，按照JJF1527-2015的技术要求为（0~120）℃。 3.3.2.2基因扩增仪（PCR仪）测温系统的温度最大允许误差指基因扩增仪（PCR仪）测温系统的多路温度传感器在规定的测温范围内所能达到的允许误差极限。 3.3.2.3基因扩增仪（PCR仪）测温系统的温度分辨力：按照JJF1527的测温仪技术要求规定基因扩增仪（PCR仪）测温系统的测温 不确定度0.10，所以系统的温度分辨力应不小于0.01℃。 基因扩增仪（PCR仪）测温系统产品主要性能指标见表1所示 表1-2 基因扩增仪（PCR仪）的温度校准装置主要性能指标
四、规范制定的主要技术依据及原则 本规范依据JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》编写，包括范围、引用文件、术语、概述、计量特性、校准条件、校准项目和校准方法、校准结果的表达等内容。同时参考了JJF 1007-2007《温度计量名词术语及定义》、JJF1001-2011《通用计量术语及定义》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》 4.1架构 架构上按照引言、范围、引用文献、术语和 计量单位、概述、计量特性、通用技术要求、校准条件、校准项目和校准方法、校准结果10个部分制定《基因扩增仪测温系统校准规范》。 4.2术语与计量单位的选择 术语和计量单位、计量特性、通用技术要求与校准项目和校准方法、原则上与[1] SN/T2102.1—2008/ISO 22174:2005 食源性病原体PCR检测技术规范第1部分：通用要求及定义。[2] JJF1527-2015聚合酶链反应分析仪校准规范[3]YY/T1173-2010 聚合酶链反应分析仪。[4] JJF1030-1998恒温槽技术性能测试规范。保持一致。 3、计量特性确定原则 通过在统计分析在一定数量、具有代表性的不同型号、不同厂家生产的基因扩增仪测温系统的实验数据，根据基因扩增仪测温系统在实际应用中的主要功能和性能指标，考虑其具体应用的要求，形成本规范确定的计量特性。 4、温度校准设备选择的原则 计量特性确定的实验研究过程中使用了一等标准铂电阻温度标准装置及配套基因扩增仪专用等温块。基因扩增仪测温系统作为基因扩增仪的温度量值的标准器，溯源至一等标准铂电阻温度计标准装置。
五、制定规范的主要内容 1范围 本规范适用于测量范围为（0～120）℃的基因扩增仪测温系统的校准，其他温度范围的分布式光纤温度计的校准可以参考本规范。 目前大部分基因扩增仪（PCR仪）测温系统可以覆盖此范围，校准机构可以根据顾客要求，参考本规范进行校准。 2 引用文件 本规范引用下列文件： GB/T 2421 1-2008《电工电子产品环境试验概述和指南》 JJF 1527-2015《聚合酶链式反应分析仪校准规范》 YY/T1173-2010《聚合酶链反应分析仪》 本规范引用了《电工电子产品环境实验概述和指南》中对电子产品环境温度和湿度的要求，采用了标准环境条件。 在标准器温度计的计算，引用了JJG160-2007《标准铂电阻温度计检定规程》中温度测量和计算的要求。 目前尚未检索到相关国家标准，国际建议，也没有比较完整和全面的行业标准、规范。 3 术语 本规范参考有关文献制定6项名词术语，未采用光纤行业中普遍使用的精度、分辨率等术语定义。 温度计量领域所使用的分辨力术语有较大区别。空间分辨力和定位误差属于长度计量领域。 4 概述 简要说明分布式光纤温度计的工作原理，并附有一张工作原理图。 5 计量特性 针对温度计量器具应具备的主要技术指标，以及基因扩增仪（PCR仪）测温系统的主要特性，考虑到计量技术机构现有技术条件，本规范确定了温度准确度、测温范围、温度分辨力3项指标。
6 校准条件 校准环境指标采用《电工电子产品环境试验概述和指南》GB／T 2421 1-2008中规定的标准环境条件，“环境温度：15℃～35℃；环境湿度：25～75 %RH” 校准设备基本采用现有计量实验室设备，温度源可以使用开口空间足够大的恒温槽并配套基因扩增仪专用等温块来模拟基因扩增仪的正常温度工况，并保持基因扩增仪测温系统传感器洁净无污染。 7 校准项目和校准方法 本规范确定的校准项目包括温度示值误差、测温范围、温度分辨力等3项指标。 7.1 温度示值误差 温度测量误差按照JJF1527-2015对基因扩增仪温度校准要求选取温度点，一般选择30℃、50℃、60℃、70℃、90℃、95℃，通过每个温度点的4次测量示值误差，取平均值，作为在该温度点处的示值误差。 7.2温度测量范围 通过上述温度示值误差的测量，可以确定满足最大允许误差要求的温度范围，即温度测量范围。 7.3温度分辨力 将恒温槽与等温块一起设定在90℃，基因扩增仪测温系统放入恒温槽中的基因扩增仪校准专用等温块，恒温30min以上，测量基因扩增仪测温系统显示稳定在90℃状态下的示值t1，记录下此时标准铂电阻温度计示值T1℃。 根据被校准基因扩增仪测温系统标称显示的温度分辨力D1，缓慢调整恒温槽的设定温度，直至被校基因扩增仪测温系统显示值稳定在（t1+D1）℃，恒温30min以上，记录下此时标准铂电阻温度计示值T2℃。 温度分辨力（率）应按=T2-T1计算 六、《基因扩增仪测温系统（PCR仪）校准规范》制定过程 2014年11月由上海市计量测试技术研究院向全国温度计量技术委员会申报，归口全国温度计量技术委员会，上海市计量测试技术研究院承担，中国计量科学技术研究院、辽宁省计量技术研究院，江苏省计量测试技术研究院，广东省计量技术研究院，上海宏石医疗科技有限公司参加起草，2016年5月项目正式启动。 2016年6月确定校准方法技术路线，同时开展相关实验，得到测试数据。 2016年11月参加2016全国温度计量技术委员在汕头举办的年会，与会专家就《基因扩增仪测温系统（PCR仪）校准规范》（草稿）进行了讨论，提出了宝贵的意见和建议。 2017年03月完成了前期所有实验，并完成初稿。专家组成员包括校准规范起草方面的专家，PCR仪器使用方面的专家，PCR仪器生产厂商的质量控制专家等。专家具有广泛的代表性。起草组向与会专家详细介绍了校准规范的起草情况，包括规范的名称，项目的设置，具体指标的设置和实验确认等情况。最后每一位专家就标准的应用和规范的具体条目给出了自己的书面建议和意见。 起草组向各路专家就规范初稿再次进行研讨，对规范的每个条目就其合理性，科学性，实用性、严谨性的进行了详细的讨论。
《基因扩增仪测温系统校准规范》制定小组
2017年4月9日
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闽公网安备 35020602000072号
