化学计量与分析科学研究所简介-仪器校准检测网

化学计量与分析科学研究所简介

中国计量科学研究院化学计量与分析科学研究所（国家标准物质研究中心）（以下简称：化学分析所）致力于建立国家量值溯源源头化学成分量测量基标准体系，保证从纯物质到十亿分之一甚至万亿分之一含量的物质能“测得准”；构建与国际等效一致的国家标准物质资源共享平台，完善国家化学测量溯源体系；开展国际合作和国际比对互认，建立具有国际竞争力的国家核心测量能力。

化学分析所下设无机化学、有机化学、食品安全计量、标准物质技术、质谱技术实验室及所综合办公室。全所高级职称技术人员51人；全所博士与硕士占比75%。

化学仪器检定校准与检测服务能力覆盖面广。截至目前，研制国家标准物质近千种，应用覆盖范围由传统领域不断向食品、环境、临床、法医、药物等重点领域扩展；保存基准试剂纯度、湿度2项国家基准和32项国家计量标准；建立了同位素稀释质谱法、库仑法、重量法、容量法、凝固点下降等基标准测量方法；开展相关计量器具、分析仪器及各类样品的检定、校准和检测工作，服务于食品安全、环境保护、大众健康与医疗、电子产品（RoHS）等领域检测量值溯源需求。

科研成果成效显著，获得广泛认可。近年来化学分析所荣获国家科学技术进步奖二等奖2项，省部级奖28项。其中：

“危害物质化学成分量测量标准物质研制与应用”项目攻克了食品安全、水质监测、环境、临床检验等四大类基体标准物质研究和制备技术，有效保证了各类基体中危害物检测结果的准确可靠；“痕量分析用试剂纯化及检测关键技术研究与应用”项目在国际上首次攻克痕量杂质靶向去除、痕量组分定向富集等关键技术，实现了高纯溶剂与样品处理材料等痕量分析用系列核心物质的自主产业化，打破了高纯试剂长期依赖进口的局面。

在原子量的准确测量方面，锑、铕、铈、铒、锌、镝、钐、钕、硒、镱、钼等十一个元素原子量的测量结果被国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）采纳，原子量测量结果成为国际新标准，达到国际领先水平。

科研成果为国家重大科技计划及突发事件提供了计量技术支撑，在应对奥运会、北京世锦赛食品安全、汶川地震水质、牛奶中三聚氰胺、等重大、突发事件中发挥了重要作用。

瞄准未来学科发展趋势、服务领域精准测量需求。在十三五及未来的十四五期间，我们将持续致力于构建化学测量国际互认核心测量能力和国家标准物质核心服务能力；加强化工行业仪器校准和标准物质研究技术深度，集中攻克食品安全、精准医疗、临床检验等领域量值溯源体系的建立等技术难题；围绕国家战略需求，重点在化学计量基础前沿、高纯物质、食品安全、环境监测、临床检验与药物、工业品及消费品等领域开展计量学研究、高准确度测量方法研究和标准物质研究，通过积极参与国际比对和国际合作，实现与国际等效一致和互认；为社会提供测量结果溯源共享服务，实现“更准确、更高效、更广泛”的测量。

国际合作与国际互认

建立全方位的国际合作模式，国际竞争力日益增强。创造与国际一流计量机构(院)的强-强合作机会，通过与BIPM、PTB、LGC、NMIJ等机构的强强联合，实现优势互补和借力发展，提升我国在标准物质前沿技术领域的研究实力；向发展中国家开展计量与标准物质技术传播，助推发展中国家计量能力提升，提升了我国主导地位和影响力，体现了中国国家计量院的贡献和担当。

与BIPM就“联合国2050 发展项目”（UN Growth Projections for 2050）签订合作协议，与BIPM、非洲计量组织（AFRIMET）、南非等国际组织和国家开展合作。目前，与BIPM合作项目“纯物质定量核磁”技术研究及“食品中真菌毒素标准物质研制”进展顺利，为应对发展中国家的“食品中真菌毒素计量能

在中日韩标准物质合作研究（ACRM）合作协议框架下，继续与日本、韩国计量院在具有全球竞争力的标准物质研发方面开展合作，促进了研究人员、科技信息、物质等方面的交流，通过共享技术和高层次人才资源，实现优势互补和借力发展。

近年来，先后承办了国际物质量咨询委员会有机、无机、物化、气体工作组会议、亚太计量规划组织气体领域研讨会议等多个国际组织会议；中日韩标准物质联合研发组织会议、以标准物质为专门主题的RM2010国际标准物质研讨会、2013/2015/2017北京BCEIA国际化学计量与标准物质专题报告会、2016/2018蛋白和肽类药物及诊断试剂研发与质控国际研讨会(PPTD)、APEC项目“谷物食品安全和自由贸易测量标准区域研讨会”等多个国际学术交流会议。

与BIPM联合主办的PPTD国际研讨会，BIPM、JCTLM、WHO等国际组织的权威专家，世界各国计量院、著名生物医药企业的30余名国际代表和国内权威专家、相关领域人员约450人参与了交流，促进了生命科学计量新领域的发展。

主办的APEC项目“谷物食品安全和自由贸易测量标准区域研讨会”，来自五大洲25个经济体的52位代表参加，重点针对谷物中真菌毒素和重金属的有关标准与计量技术展开了研讨与培训，为APEC及其他经济体尤其对发展中国家应对粮谷和食品安全，提供了互相促进和合作学习的机会，为亚太区域食品安全和自由贸易提供了技术支撑。

持续面向菲律宾、马来西亚、蒙古、泰国、越南等发展中国家开展计量与标准物质技术培训；宣传和推广我院化学计量和标准物质研制领域相关技术，扩大了我院在亚太地区的影响；通过不断拓展与发展中国家合作交流渠道，推广我国计量溯源体系。

化学计量与分析科学研究所先后有十余人被派往美、英等先进国家计量与标准物质研究机构开展合作研究；李红梅、马联弟等多位技术专家在国际组织和双、多边国际合作中承担重要工作。凝聚了一支知识结构合理、具有国际影响力和竞争力的标准物质研发团队，确保了科研工作的高质量进行。

标准物质国际互认取得新进展，国际影响力不断扩大。2010年至今，参加国际比对百余项，其中主导比对33项，在高纯物质纯度、食品中农兽药与营养功能成分、土壤中持久性有机污染物、电子电气产品中有害物质、临床诊断标志物等重点领域的测量方面与发达国家同类实验室保持了同等水平，使我国化学测量量值溯源的可靠性得到了保证。目前化学分析所共有639项检测与校准测量能力(CMCs)列入国际计量局（BIPM）关键比对互认数据库(KCDB)中，高纯物质、食品领域互认能力数量均为第一，无机溶液、有机溶液领域互认能力数量均为第二，形成国际优势。这给我们带来了更多高层次国际合作的机会：与BIPM的国际科技合作项目顺利开展，双方共同成功主导完成首个大分子国际比对，且将持续开展合作研究；应非洲区域计量组织要求，双方拟在食品安全领域开展合作研究，并联合主导系列真菌毒素的国际比对和技术培训，以实现对欠发达国家和地区食品安全领域测量能力的仪器校准技术援助。

质谱技术研究室

实验室仪器设备

质谱技术研究室现有Bruker apexTM Q 9.4T FT-ICR-MS，Thermo MAT900 HR-MS，Thermo Orbit Trip MS 等高分辨质谱仪及配套辅助设备，装备了超净样品前处理实验室及相关仪器设备。

研究方向和重点

高分辨同位素稀释质谱基准测量方法研究与应用：研究建立了四十余种有机污染物的高分辨同位素稀释质谱测量方法，开展有机痕量污染物化学测量量值溯源性基础理论研究，并应用于食品、环境、生物等多种基体标准物质的研制。

高纯物质中杂质测量技术研究：采用GCMS, LCMS等仪器设备开展高纯有机物质中痕量杂质成份的测量技术研究，构建有机成分量化学成份量量值溯源体系。

持久性有机污染物研究：建立了痕量多氯联苯、滴滴涕等有机氯污染物的同位素稀释质谱测量法，研制了鲑鱼、鱼油、土壤等基体中多氯联苯、滴滴涕等有机氯残留的标准物质。

国际比对研究：与国际计量局联合主导了第一个大分子纯物质的国际计量比对，即CCQM K115/P55.2（C肽）。正在联合主导第二个大分子纯物质的国际计量比对，即CCQM K115.b/P55.2.b（缩宫素）。

肽计量研究：肽类物质中结构类似物杂质的序列及修饰信息分析是肽计量研究的难点。为此，开发了合成肽中杂质预测软件，结合高分辨质谱获得的准确分子量信息，可极大提高杂质分析效率。

标准物质技术研究室

标准物质技术研究室下设标准物质制备组、技术服务组、市场宣传组及信息技术组。

1.跟踪国内外标准物质研究、管理及应用领域需求动态，开展国家层面的标准物质共性技术及发展规划研究，促进标准物质在我国化学测量量值溯源体系中的推广和应用。

2.开展标准物质需求分析，协助制定标准物质滚动研发计划，建立标准物质预研发机制，形成技术储备，支持标准物质的多维、多层次发展。

3.开展标准物质制备新技术研究，并承担标准物质的集中制备工作。

4.建立和维护国家标准物质实物库，实现标准物质的集中保存和管理。建立符合ISO17034要求的标准物质质量管理体系并保障其有效运行。

5.发展和应用实验室间比对、质量控制及测量结果有效性评价技术及工具。

6.通过开展标准物质对外分发、多方位的宣传、咨询、培训等技术服务工作及品牌建设，推广标准物质的应用。

食品安全计量研究室

任务与职责

研究建立国家食品与农产品溯源计量体系；建立、保存、维护食品安全领域计量基标准，开展食品安全计量领域的基础性和前沿技术研究，研制标准物质；开展量值传递和溯源工作，组织和参加国际比对、开展国内实验室能力评价等。

研究团队

研究人员19人，其中博士7人，博士后1人，硕士6人。

研究领域

研究内容与技术

◇有害残留计量技术与标准物质

◇营养成分计量技术与标准物质

◇食品添加剂计量技术与标准物质

◇无机元素及形态计量技术与标准物质

◇同位素测量与追溯技术与标准物质

◇高准确度测量和样品前处理技术

◇食品快速检测技术

◇食品基体标准物质制备技术

研究成果

食品分析标准物质：农兽药、食品添加剂、营养成分、违禁添加物等400多种纯品、溶液和基体标准物质。每年发售标准物质近10万单元。

食品分析标准物质数量图（高纯物质/溶液391种）食品分析标准物质数量图（食品基体标准物质93种）

国际比对与国际互认

主导和参加食品领域CCQM、APMP以及中日韩合作（ACRM）的国际比对。2018年已有132项国家校准与测量能力（CMC）获得国际互认（BIPM KCDB）。

Reference No.

Description

CCQM-IAWG

CCQM-K75

海藻中有害重金属/Toxic metals in algae

CCQM-OAWG

CCQM-P122

猪肉中氯霉素

CCQM-IAWG

CCQM-K97

鱼肉和溶液中的砷甜菜碱成分测量

CCQM-OAWG

CCQM-K103

奶粉中三聚氰胺含量测定

CCQM-IAWG

CCQM-K108

大米粉中总砷与砷形态成分测量

APMP-TCQM

APMP.QM-P19

奶粉中三聚氰胺

APMP-TCQM

APMP.QM-P23

橙汁中苯甲酸的测定

APMP-TCQM

APMP.QM-S6

猪肉中克伦特罗

APMP-TCQM

APMP.QM-S8

酱油中苯甲酸、尼泊金甲酯、尼泊金丁酯

APMP-TCQM

APMP.QM-S10

膳食补充剂中元素分析

CCQM-IAWG

CCQM-K124

饮用水中微量元素

CCQM-IAWG

CCQM-K125

婴儿配方乳粉中元素

CCQM-IAWG

CCQM-K140

蜂蜜中碳稳定同位素丰度比

CCQM K141

牛肉中恩诺沙星、磺胺嘧啶

CCQM-K145

牛肝中营养和有害元素

CCQM K146

橄榄油中苯并芘含量测定

Project No. 23

大蒜粉中元素分析

国际比对结果

技术支撑与保障服务

服务对象：市场监管总局、国家卫生健康委员会、农业农村部、商务部、海关总署等。

奥运食品检测用标准物质研制

制定原料乳中三聚氰胺快速检测国家标准

新西兰奶粉“1080”投毒事件

2015年北京国际世界田径锦标赛食品安全保障

食药总局食品检测机构遴选评价

奶粉检测结果不一致仲裁评价

承担总局本级食品安全承检机构考核办公室任务

1酱油中氯丙醇

2食用油中苯并芘

3液态奶中硫氰酸钠

4铅、铬溶液

5奶粉中铅、铬

6茶叶中铅、铬

7红酒中色素

8大米中镉

9粉条粉丝中铝

10白酒中16种塑化剂

11液态奶中黄曲霉素

12白酒中16种塑化剂

13婴幼儿奶粉中铅

14奶粉中蛋白质

15奶粉中铜和硒

16奶粉中大肠菌群

17大蒜粉中铜和铅

国际合作

与美国NIST合作开展海藻中砷糖成分标准物质的研究

与英国LGC合作开展膳食补充剂中铬元素形态成分标准物质的研究

与国际计量局（BIPM）合作开展真菌毒素纯度标准物质的绝对定量定值技术研究与BIPM共同主导国际合作项目“Mycotoxin Metrology Capacity Building and Knowledge Transfer (MMCB&KT)”。

派4名科学家赴BIPM合作研究，建立真菌毒素测量溯源基础能力。并对巴西、阿根廷、南非、肯尼亚、泰国、突尼斯、乌拉圭、哥伦比亚等国技术人员，开展真菌毒素计量能力培训，累计42 人月。

与日本NMIJ、韩国KRISS合作开展食品基体标准物质研制

国际援助项目“Metrology – Enabling Developing Economies in Asia”（MEDEA）中，为菲律宾、越南、泰国等发展中国家提供2期共4人次，累计12人月的兽药残留质谱分析技术培训

2014-2019年部分代表性SCI论文

1.Li, X.; Ma, W.; Li, H.; Bai, Y.; Liu, H., Metal-organic frameworks as advanced sorbents in sample preparation for small organic analytes. Coordination Chemistry Reviews, 2019. 397, 1-13. IF=14.499, 1区

2.Chi Zhang, Xiaomin Li, Hongmei Li, Yanling Chen, Tingting Ma, Xiuqin Li, Yan Gao, Qinghe Zhang *, Determination of polybrominated diphenyl ethers in fish tissue using gas chromatography-isotope dilution tandem inductively coupled plasma mass spectrometry with a mass-shift mode. Analytica Chimica Acta, 1075 (2019) 38-48. IF=5.123,2区

3.Li, X.; Li, H.; Ma, W.; Guo, Z.; Li, X.; Song, S.; Tang, H.; Li, X.; Zhang, Q., Development of precise GC-EI-MS method to determine the residual fipronil and its metabolites in chicken egg. Food Chemistry, 2019, 281, 85-90. IF=4.946, 2区

4.Gao, Y.; Liang, Y.; Gao, K.; Wang, Y.; Wang, C.; Fu, J.; Wang, Y.; Jiang, G.; Jiang, Y., Levels, spatial distribution and isomer profiles of perfluoroalkyl acids in soil, groundwater and tap water around a manufactory in China. Chemosphere, 2019, 227, 305-314. IF=4,43,2区

5.Guo, Zhen; Li, Xianjiang; Li, Hongmei, Certified Reference Materials and Metrological Traceability for Mycotoxin Analysis. Journal of AOAC International, 2019. DOI: https://doi.org/10.5740/jaoacint.19-0125. IF=1.45, 4区

6.Yan Zhang, Xiu Qin Li, Hong Mei Li, Qing He Zhang, Yan Gao, Xian Jiang Li., Antibiotic residues in honey: A review on analytical methods by liquid chromatography tandem mass spectrometry, Trends in Analytical Chemistry, 110(2019) 344-356.

7.Gao Yan, Li Xiaomin, Li Xiuqin, Zhang Qinghe, Li Hongmei. Simultaneous determination of 21 trace perfluoroalkyl substances in fish by isotope dilution ultrahigh performance liquid chromatography tandem mass spectrometry, Journal of Chromatography B, 2018, 1084: 45-52

8.Gao Yan, Zhang Qinghe, Li Xiaomin, Li Xiuqin, Li Hongmei. Simultaneous determination of legacy and emerging per- and polyfluoroalkyl substances in fish by QuEChERS coupled with ultrahigh performance liquid chromatography tandem mass spectrometry, Analytical Methods, 2018, 10: 5715-5722.

9.Li, X.; Li, H.; Ma, W.; Guo, Z.; Li, X.; Li, X.; Zhang, Q., Determination of patulin in apple juice by single-drop liquid-liquid-liquid microextraction coupled with liquid chromatography-mass spectrometry. Food Chemistry, 2018, 257, 1-6.

10.Xiaomin Li, Qinghe Zhang, Ling, Chen, Jiaying Zhao, Hongmei Li，Determination of 16 phthalate esters in sesame oil by isotope dilution liquid chromatography with tandem mass spectrometry，Analytical Methods, 2018, 10, 3197-3206.

11.Shuan Liu, Xiaomin Li*, etc. Quantification of Estrogens in Infant Formula by Isotope Dilution Liquid Chromatography-tandem Mass Spectrometry avoiding Derivatization Step, Analytical Methods, 2018, 10, 3968

12.Li, Xiuqin; Zhang, Qinghe; Li, Hongmei; Li, Mengwan; Wong, Siu-kay; Lee, Foo-Wing; Kakoulides, Elias; Naujaus, Evaldas; Fernandes-Whaley, Maria; Prevoo-Franzsen, Des; Quinn, Laura; Pookrod, Preeyaporn; Konopelko, Leonid. CCQM-K103 key comparison melanine in milk powder. Metrologia, 2017, 54(1A), 08018.

13.Li, X.; Li, H.; Li, X.; Zhang, Q., Determination of trace patulin in apple-based food matrices. Food Chemistry 2017, 233, 290-301.

14.Li, X.; Ma, W.; Li, H.; Ai, W.; Bai, Y.; Liu, H., Sampling and analyte enrichment strategies for ambient mass spectrometry. Anal. Bioanal. Chem. 2017, 410 (3), 715-724.

15.Xiu Qin Li, Qing He Zhang, Zong Yang, Hong Mei Li, Dong Feng Huang. The effects of isotope-labeled analogs on the LC-IDMS measurement by comparison of ESI responses and matrix effect of melamine, 13C3-melamine, 13C3+15N3-melamine, and 15N3-melamine. Anal. Bioanal. Chem. 2017, 409, 3233-3243.

16.Fangyuan Gao, Quanqing Zhang, Xiuqin Li, Qinghe Zhang, Ting Mao, Yong Lu, Weibing Zhang, Hongmei Li. Comparison of standard addition and conventional isotope dilution mass spectrometry for the quantification of endogenous progesterone in milk. Acred Qual Assur. 2016, 21, 395–401.

17.Fang Yuan Gao, Ling Yi Zhang, Xiu Qin Li, Wei Bing Zhang, Qing He Zhang. Study on diffusion behavior of analyte in electrospray ionization source. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2016, 30 (Suppl. 1), 1–4.

Fangyuan Gao, Lingyi Zhang, Xiuqin Li, Fenglong Jiao, Weibing Zhang, Qinghe Zhang. A Refined Model for Ionization of Small Molecules in Electrospray Mass Spectrometry. Chem. Lett. 2016, 45, 955–957.

19.Quanqing Zhang, Qinghe Zhang, Zhichao Xiong, HaoWan, Xiaoting Chen, Hongmei Li, HanfaZou. Facile preparation of mesoporous carbon–silica-coated graphene for the selective enrichment of endogenous peptides. Talanta, 2016, 146, 272–278.

20.Hai Lu, Chao Wei, Hui Fu, Xiuqin Li, Qinghe Zhang, Jun Wang. Identification of Recycled Cooking Oil and Edible Oils by Iodine Determination and Carbon Isotopic Analysis. J Am Oil Chem Soc. 2015, 92, 1549–1553.

21.Jing Wang, Xiaomin Li, Qinghe Zhang, Jinping Xiong, Hongmei Li. Determination of phthalate esters in Chinese spirits using isotope dilution gas chromatography with tandem mass spectrometry. J. Sep. Sci. 2015, 38(10), 1700-1710.

22.Kang Ma, Xiao-jia Li. Rapid and Sensitive Method for the Determination of Eight Food Additives in Red Wine by Ultra-performance. Food Analytical Methods. 2015, 8(1): 203-212.

23.Quanqing Zhang, Qinghe Zhang, Zhichao Xiong, Hao Wan, Xiaoting Chen, Hanfa Zou. Facile preparation of carbon-functionalized ordered magnetic mesoporous silica composites for highly selective enrichment of N-glycans. RSC Adv. 2015, 5, 68972-68980.

24.Xiu Qin Li, Qing He Zhang, Kang Ma, Hong Mei Li, Zhen Guo. Identification and determination of 34 water-soluble synthetic dyes in foodstuff by high performance liquid chromatography–diode array detection–ion trap time-of-flight tandem mass spectrometry. Food Chemistry. 2015, 182, 316–326.

25.Xiu Qin Li, Zong Yang, Qing He Zhang, Hong Mei Li. Evaluation of matrix effect in isotope dilution mass spectrometry based on quantitative analysis of chloramphenicol residues in milk powder. Analytica Chimica Acta. 2014, 807,75– 83.

有机化学实验室

1.人员组成 Staff

有机化学研究室是从事有机化学相关的计量科学的专业实验室，现有人员21 人，其中：博士及博士后 8人，硕士6人，学士5人，合同制人员4人；研究员5人，副研究员（高工）11人，助理研究员（工程师）3人。有机室下设有机纯物质研究组、环境化学研究组、临床化学研究组、法庭科学及药物研究组、有机检测组。

2.仪器设备

有机化学研究室目前拥有800兆赫高分辨核磁共振波谱仪（NMR）、高效液相色谱串接离子阱-飞行时间质谱（LCMS-IT-TOF）、三重四极杆气相色谱-质谱/质谱联用仪（GC-MS-MS）、三重四极杆液相色谱-质谱/质谱联用仪（LC-MS-MS）、沉降场流分离法仪、超临界流体色谱仪、流式细胞分析仪、蛋白纯化系统、凝胶成像系统、气相色谱仪、液相色谱仪、质谱仪、氨基酸分析仪、定氮仪、蛋白测定仪、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见分光光度计、荧光分光光度计等各种先进的分析测量技术手段；同时拥有全自动固相萃取仪、快速溶剂萃取仪、超临界流体萃取仪、索氏提取仪、超速离心机等样品前处理设备。

3.主要承担的业务工作

1)负责开展有机化学相关计量基标准及相关前沿技术的研究，主要包括核磁共振法基标准、凝固点下降法基标准、有机同位素稀释法基标准的基础理论和应用方法的研究。

2)建立、保存、维护有机化学计量基标准体系，开展有机相关的量值传递、国际比对、国内量值比对，计量标准考核、能力验证等工作，开展对法定技术机构与有机相关的技术指导和计量专业人才的培养工作。

3)研制有机纯物质、环境、临床、法庭科学及药物等领域检测相关的标准物质以及相关计量器具检定校准用标准物质。

4)承担有机相关的国际建议、计量技术法规、国家标准的制修订，承担与有机相关的计量器具型式评价、检定校准、产品质量监督抽查检验工作，承担各应用领域国家质检中心、国家级重点实验室等技术机构的与有机相关的量值溯源工作。

4.主要研究成果

有机化学研究室目前共研制标准物质345种，涵盖的应用领域包括：环境监测，临床化学，法庭科学，工业品及消费品等。其中纯品标准物质130种，溶液标准物质174种，复杂基体标准物质41种。研究建立计量标准12项；持续参加或主导CCQM、JCTLM及APMP的相关国际比对（148项）并取得国际等效一致，使有机相关的校准和测量能力（CMCs）被列入国际计量局（BIPM）关键数据库（KCDB）167项（纯物质：115项，基体：52项）。

5. 承担的科研项目

目前有机化学研究室主要承担的科研项目有: 国家质量基础的共性技术研究与应用专项（NQI）、国家自然科学基金项目、国家市场监管总局的质量技术监督能力提升专项、院基本科研业务费项目、与公安部及军事医科院联合承担的国家重点研发计划专项、国家计量技术法规和国家标准制修订项目等。

项目来源

项目（课题）名称

国家质量基础的共性技术研究与应用专项（NQI）

《重点领域急需化学成分量标准物质研究》：

“环境、消费品监控污染物与限用物标准物质研制”

《重要化学成分量计量溯源关键技术与基标准研究》：

“有机纯物质中关键杂质精确计量技术研究”

《精准医疗中重大疾病体外诊断试剂及生物药物的计量基标准研究》：

“重要体外诊断试剂标准物质的研制及溯源技术评价研究”

“单抗药物质控关键参数表征与计量学溯源技术标准研究”

国家自然科学基金青年基金项目

《基于离子淌度串联质谱技术定量分析完整蛋白质的空间异构体》

《搭建血清样品中目标污染物的高准确度测量技术》

质量技术能力提升专项

《有机纯物质溶剂残留测量能力提升》

院基本业务费课题

《无差别碎裂及多维色谱质谱准确测量技术研究及标准物质研制》

《基于氢氘交换技术的肌钙蛋白等诊断标志物表面抗原表征》

《肝素类药物二糖标准物质研制与表征新技术研究》

《苯甲酸与邻苯二甲酸氢钾定量核磁溯源用基准物质定值技术的研究》

《底泥及塑料中痕量多溴二苯醚的测量技术研究及基体标准物质研制》

《复杂环境基体中持久性有机污染物标准物质应用研究》

《总氮和化学需氧量在线监测仪现场自动校准技术研究》

国家重点研发计划专项—与公安部共同承担

《公共安全风险防控与应急技术装备》：

“物证检验质量保证与量值溯源关键技术研究”

无机化学研究室

人员组成

研究室现有人员20人，包括研究员5人，副研究员和高级工程师8人，工程师6人；其中博士10人，硕士4人。

仪器设备

具有MC-ICP-MS、TIMS、GDMS、HR-ICP-MS等大型质谱仪器，库仑仪、ICP-OES、AAS、AFS、XFS、 IC等无机分析仪器，以及液相、气相、激光剥蚀系统等分离、进样配套设备，高精密度天平，以及多种样品前处理相关仪器设备和超净样品处理实验室。

任务与职责

研究、建立、保存和维护化学分析测量国家计量基准和国家计量标准，研制高纯基准物质、校准溶液标准物质，以及环境、材料、生物、消费品等领域复杂基体标准物质，提供量值传递和溯源技术服务；组织和参加国际比对，实现国际等效一致，持续扩展和提升国家计量基/标准的国际互认能力；开展高新技术和新发展领域量值溯源体系建设及方法技术的研究工作。

国家计量基/标准

建立了基准试剂纯度国家计量基准、基于同位素稀释质谱法的元素含量计量检定系统表和十四项国家计量标准，包括可见分光光度计检定装置，紫外分光光度计检定装置，旋光仪检定装置，极谱仪检定装置，发射光谱仪检定装置，原子吸收分光光度计检定装置，火焰光度计检定装置，测汞仪检定装置，离子色谱检定装置，表面热电离同位素质谱仪校准装置，电感耦合等离子体质谱校准装置，稳定同位素气体质谱校准装置和化学需氧量测定仪检定装置。

标准物质研制

研制了有证国家标准物质近三百种，特性量涉及高纯金属和化合物、校准溶液和环境、消费品、食品、生物等复杂基体样品中的多种元素、元素形态含量和同位素丰度比值等。

国际比对/国际合作研究

截至到2018年底，组织和参加CCQM国际比对、APMP区域比对六十余项，比对样品涉及食品、环境、高纯物质、材料、生物等方面，采用的测量方法包括同位素稀释质谱法、库仑法、光谱法、离子色谱法、同位素质谱法、辉光放电质谱法等；264项校准与测量能力（CMC）获得国际互认。

CCQM-K98 Pb isotope amount ratios in bronze

CCQM-K72 Purity of Zinc with respect to six defined metallic analytes Ag, Al, Cd, Cr, Ni, Tl.

CCQM-K106 Results of Mercury in cosmetic

CCQM-P111 Results of Sr in seawater

CCQM-P111 Results of Cl- in seawater

CCQM-K60: Selenomethionine in wheat flour

CCQM-P160 Isotope ratios and molar mass of highly enriched 28Si

能力验证

2011年 CNAS T0620 聚氯乙烯(PVC)中铅、汞、镉、铬含量测定

2012年 CNAS T0690白术中铜、铅、镉含量测定

2013年 CNCA-16-A09生活饮用水中铝和溶解性固体等检测

2016年 CNAS PT0038-PT-201601皮革中重金属含量的测定

2017年 CNCA-17-A05饮用水中溴酸盐、氯酸盐、阴离子合成洗涤剂的检测

获奖

2006年，国家质检总局科技兴检三等奖1项

2007年，国家质检总局科技兴检一等奖、二等奖各1项

2009年，国家质检总局科技兴检二等奖、三等奖各1项

2011年，国家科学技术进步二等奖1项，国家质检总局科技兴检二等奖、三等奖各1项

2013年，中国计量测试学会科技进步奖二等奖1项

2015年，国家科学技术进步二等奖1项，国家质检总局科技兴检一等奖1项

2017年，CAIA 二等奖1项

2018年，中国计量测试学会科技进步奖一等奖1项

化学计量与分析科学研究所科研成果

定量核磁共振技术及其应用简介

核磁共振光谱法用于研究分子结构、分子间相互作用和分子动力学，近些年开始逐渐应用于定量研究。

定量核磁共振（qNMR）是一种用于有机化合物定值的潜在基准方法，具有许多优点：它是一种直接分析法（除了结构相关杂质外，不需要对杂质进行定性和定量）；通用性强；分析时间短；不需要为被测物获取其自身的标准物质（几种具有溯源性的标准物质可以支持所有有机化合物的溯源性）；非破坏性。

定量核磁共振法的溯源性

液相色谱-固相萃取-核磁共振仪

磁体： 18.79 Tesla（1H：800MHz）/超低温探头： (H-P/C/N)

超低温探头的使用大大提高了检测灵敏度，缩短了分析时间，结合LC-SPE-NMR可用于复杂化合物中杂质的结构测定。

1H-NMR of the impurity in avermectin （0.3mg/ scan:64）

内标回收校正-液相色谱-定量核磁共振法

优点：

准确：即使主成分与杂质的核磁谱峰完全重叠、液相色谱峰部分重叠，也能准确定量。低成本：仅使用普通溶剂作为流动相。完善了定量核磁法：克服了高度结构类似物的干扰。

应用

有机标准物质的结构确证和准确定量研究；有机大分子定量研究（肽,蛋白）；标准物质的溯源性研究；LC-SPE-NMR分离富集测量技术。

国际比对和规范

CCQM-K55.c Purity of valine(缬氨酸纯度)

CCQM-P150 Data acquisition and process in qNMR method

CCQM-P150b Data acquisition and process in qNMR method

制定国家核磁计量校准规范

发表论文

1.Zhang, W.; Huang T.; Li, H.; Song D., Purity Measurement of Human C-Peptide by High Performance Liquid Chromatography and Quantitative Nuclear Magnetic Resonance (采用高效液相色谱法和定量核磁共振法对人C肽的纯度测定). International Journal of Peptide Research and Therapeutics 2018, 24, 391-396

2.Ma R.; Huang T.; Zhang W.; Li N.; Quan C.; Li H.; Su P.; Yang Y., High performance liquid chromatography - Quantitative nuclear magnetic resonance - High performance liquid chromatography for purity measurement of human insulin (对人胰岛素进行纯度测定的高效液相色谱-定量核磁共振-高效液相色谱法). Journal of Liquid Chromatography & Related Technologies, 2018, 41(4), 170-179.

3.Zhang, W.; Huang, T.; Li, H.; Dai, X.; Quan, C.; He, Y., Determination of avermectins by the internal standard recovery correction - high performance liquid chromatography - quantitative Nuclear Magnetic Resonance method (采用内标回收校正-高效液相色谱-定量核磁共振法对阿维菌素的测定). Talanta 2017, 172, 78-85.

4.Huang T.; Zhang W.; Dai X.; Li N.; Huang L.; Quan C.; Li H.; Yang Y. High Performance Liquid Chromatography - Quantitative Nuclear Magnetic Resonance (HPLC-qNMR) with Two-Signal Suppression Method for Purity Assessment of Avermectin B1a (对阿维菌素B1a进行纯度定值的带有双信号抑制方法的高效液相色谱-定量核磁共振法(HPLC-qNMR)). Analytical Methods. 2016, 8, 4482-4486

5.Huang T.; Zhang W.; Dai X.; Zhang X.; Quan C.; Li H.; Yang Y. Precise measurement for the purity of amino acid and peptide using quantitative nuclear magnetic resonance (采用定量核磁共振法对氨基酸和肽的的精确纯度测定), Talanta, 2014, 125, 94-101

法庭科学及药物领域

1.研究目标

研究、建立国家法庭科学领域及药物成分化学测量溯源体系，开展复杂基体中毒品检测方法及相关药物成分表征和检测方法的研究，研制法庭科学及相关药物有效成分标准物质，承担相关国际比对、能力验证、CMC申报等工作。

2.研究内容及成果

1）法庭科学领域

毒品滥用是一个全球性的社会问题，对于滥用毒品的检测是法庭科学领域的一项重要工作。中国计量科学研究院于2009年同公安部物证鉴定中心签署了合作备忘录，开始进行法庭科学毒品计量的研究。2018年同上海市刑事技术科学院和上海有机所签署了三方协议，共同进行法庭科学特种化学品的开发及标准物质的研制。

截止2018年底，计量院完成了49种毒品标准物质的研制，研制的17种国家一级标准物质完全覆盖了鸦片类、安他非明类、苯二氮卓类、氯胺酮类和可卡因类毒品中最急需最常用的品种。其中13种已经通过了CMC。

2012年，中国计量科学研究院参加了亚太研究比对“人毛发中滥用药物的检测”，取得了很好的结果。

2）药物领域

单抗类药物年销售额约占生物药总额的50%。单抗药物主要以静脉注射给药为主，几十纳米到几十微米的聚集体杂质都会影响到单抗药物的安全、有效性。由于聚集体杂质折射率小、粒径范围宽、浓度低，现有方法受限于灵敏度、分辨率或定量能力，只能监控这类杂质的“冰山一角”，尤其不适于单抗药物中亚微米聚集体杂质检测，导致各国药典中的检测方法标准空白，受到行业内广泛关注。各国药典目前仅对10微米以上的杂质分析和控制提出了要求，10微米以下1微米以上的测不准，1微米以下的则存在定量分析空白。我们在国家质量基础专项课题中通过改造商业仪器，在1微米以下实现了杂质的高灵敏、高分辨与定量。未来希望与已建立的1微米以上聚集体分析仪器平台配合，开展100纳米至100微米的蛋白类药物聚集体杂质全量程测量。很多生物制品的粒径范围都在这个区间，潜在的安全性、有效性评价需求不少。

3.承担项目

1）国家重点研发项目 “物证鉴定中相关毒物检测量值溯源技术研究”2018-2021

2）国家基础性工作专项“化学毒物标定及量值溯源技术储备库构建”2015-2019

3）国家质量基础的共性技术研究与应用专项（NQI）“单抗药物质控关键参数表征与计量学溯源技术标准研究”

4）院基本业务费项目“肝素类药物二糖标准物质研制与表征新技术研究”

临床化学领域

研究目标

研究、建立国家临床化学领域相关测量溯源体系，在临床化学领域开展高准确度测量方法和相关的标准物质研究。承担临床化学相关的国际比对、能力验证、CMC申报工作。目前主要的研究方向有：

1．代谢物类成分同位素稀释质谱准确测量方法和相关标准物质的研究

2．激素类成分同位素稀释质谱准确测量方法和相关标准物质的研究

3．心脑血管疾病与肾病诊断标志物同位素稀释质谱准确测量方法和相关标准物质的研究

4．基于氢氘交换的蛋白质抗原表位研究

取得的成果

高准确度测量方法的研究与建立：

1.建立了血清中胆固醇、甘油三酯、尿素、尿酸、肌酐、葡萄糖测量同位素稀释质谱准确测量方法

2.建立了血清中孕酮、17β-雌二醇、17α-羟孕酮、睾酮测量同位素稀释质谱准确测量方法

3.建立了血清中同型半胱氨酸同位素稀释质谱准确测量方法

4.建立了血清中肌钙蛋白I、血清中C-反应蛋白、血清中C肽同位素稀释质谱准确测量方法

5.建立了肿瘤标志物癌胚抗原、甲胎蛋白和人绒毛促性腺素同位素稀释质谱准确测量方法

参加或主导的国际比对

1. 主导及联合主导国际比对：

与国际计量局（BIPM）联合主导 C肽国际比对CCQM K115/P55.2;

主导中日韩甲胎蛋白比对；

CCQM K115 与国际计量局联合主导C肽国际比对

2.参加国际比对：

CCQM-K6血清中胆固醇测量；

CCQM-K11.1和CCQM-K11.2血清中葡萄糖测量；

CCQM-K12.1 血清中肌酐测量；

CCQM-K63a ,b 血清中孕酮和氢化可的松比对；

CCQM-K80 血清中肌酐标准物质量值比对；

JCTLM RELA2010人血清中尿素；

3.中日韩标准物质共同评价：参加中日韩C反应蛋白、中日韩血清中尿酸、肌酐标准物质共同评价、血清中激素标准物质共同评价;

CCQM-K80血清中肌酐标准物质量值比对结果图

CCQM-K63a血清中氢化可的松比对结果图

CCQM-K63b血清中孕酮比对结果图

标准物质及校准测量能力（CMC）：

研制激素类、氨基酸、心脑血管蛋白（C反应蛋白、肌钙蛋白、瘦素）及甲胎蛋白等纯度标准物质19种，研制血清中激素类（氢化可的松、孕酮、17α-羟孕酮）、人血清中电解质成份等基体标准物质9种。

形成校准测量能力 CCQM：3项，JCTLM：参考方法2项。

承担的项目

1.NQI课题“重要体外诊断试剂标准物质的研制及溯源技术评价研究”

2.自然科学基金青年项目“基于离子淌度串联质谱技术定量分析蛋白质的空间异构体”；

3.院基本业务费项目“无差别碎裂及多维色谱质谱准确测量技术研究及标准物质研制”

4.院基本业务费重点领域项目“基于氢氘交换技术的肌钙蛋白等诊断标志物表面抗原表征”

环境分析领域

研究目标

研究、建立国家环境监测领域相关化学成分量测量溯源体系，开展环境检测相关标准物质、测量方法、国际比对等研究工作。

研究内容

水质检测用标准物质的研制

1)水质检测用标准物质的研制

根据中国饮用水卫生标准，开展挥发性卤代烃、酚系物、硝基苯类、氯苯类、苯系物、持久性有机污染物等校准用溶液标准物质的研制。

2)消费品中有机污染物测量方法和标准物质研究

根据RoHS指令、玩具指令和REACH制度，开展玩具、电子电气产品、纺织品等消费品中有机污染物测量方法和标准物质研究。

3）土壤、底泥样品、环境生物样品中有机污染物测量方法和标准物质研究

根据中国环境监测计划，开展土壤、底泥样品、环境生物样品中多环芳烃、有机氯农药、多氯联苯、多溴二苯醚、全氟化合物等有机污染物标准物质和测量方法研究。

3.主要成果

1)标准物质：

研制标准物质200多种：有机氯农药、卤代烃、多氯联苯、多环芳烃、多溴联苯醚等。

有机氯系列溶液标准物质

氯苯类系列溶液标准物质

2）校准测量能力（CMC）的国际互认：

目前，环境分析领域150多项校准和测量能力（CMC）通过国际互认（MRA）。包括多氯联苯、多环芳烃、多溴二苯醚等。

3）国际比对：

近五年，参加和组织了6项国际比对，包括：CCQM-K95.1 茶叶中多环芳烃测定；CCQM-K102 沉积物中多溴二苯醚测定；CCQM-K126 地表水中卡马西平测定；CCQM-K131 乙腈中多环芳烃测定；CCQM-K133 聚氯乙烯中邻苯二甲酸酯测定。

4.承担项目

目前，承担着科技部、国家自然基金委和院基本业务费等四个项目。

1）承担国家重点研发计划项目国家质量基础的共性技术研究与应用专项（NQI）《环境、消费品监控污染物与限用物标准物质研制》，重点研究：

① 底泥、环境生物等基质中持久性有机污染物测量方法和标准物质；

② 消费品中偶氮苯、邻苯二甲酸酯等标准物质和测量方法。

2）国家自然科学基金青年基金项目：《搭建血清样品中目标污染物的高准确度测量技术》

4）院基本业务费项目：

①《底泥及塑料中痕量多溴二苯醚的测量技术研究及基体标准物质研制》；

② 《复杂环境基体中持久性有机污染物标准物质应用研究》。

有机纯物质研究领域

研究目标

开展有机高纯物质定值方法的研究及其相应标准物质的研制，主导和参加有机纯物质相关的国际比对，承担能力验证、CMC申报等工作。

主要成果

研制了高纯溶剂、糖类、酚类、硝基苯类、维生素类、黄体酮、皮质醇等47种有机纯度标准物质，获授权专利14项（1项PCT国际专利），负责制定标准/规范10余项,发表论文120余篇。获国家科技进步二等奖1项、省部级奖11项。

国际比对

CCQM-K148.a 双酚A纯度测定、CCQM-K78苯丙氨酸等四种氨基酸溶液测定、CCQM-P150 定量核磁法

标准物质及校准测量能力

研制了高纯溶剂、糖类、酚类、硝基苯类、维生素类、黄体酮、皮质醇等高纯有机标准物质，校准和测量能力（CMCs）有机纯物质国际互认数178项。

目前承担课题

NQI课题：“有机纯物质中关键杂质精确计量技术研究”；

院基本业务费项目：“苯甲酸与邻苯二甲酸氢钾定量核磁溯源用基准物质定值技术的研究”。

元素形态分析计量标准研究

近年来持续开展了元素形态分析方法研究及标准物质研制，目前已建立了砷、汞、硒、锡、铬、铅、溴等多种元素的形态分析权威测量方法，研制了包括不同价态砷、硒、有机砷、汞和锡元素形态溶液和食品、环境、临床基体元素形态标准物质19种。自2005年起组织和参加了元素形态分析的国际或区域比对13项，均获得等效一致，18项砷、硒和汞形态校准与测量能力（CMCs）进入国际计量局关键比对数据库中。为元素形态分析的量值溯源和传递提供了计量技术保障。后续将进一步开展环境、生物样品、食品和消费品中硒、汞、铬、锡元素形态标准物质研究和金属、金属氧化物纳米材料及其相应离子的形态分析和量值溯源方法研究。

标准物质编号 CRM No.

标准物质名称 CRM Name

GBW(E)080971,GBW(E)080972

水中三甲基铅成分分析标准物质

GBW08666 - GBW08671

亚砷酸根、砷酸根、一甲基砷、二甲基砷、砷甜菜碱和砷胆碱分析溶液标准物质

GBW08675, GBW(E)081524

甲基汞、乙基汞溶液标准物质

GBW10029

鱼肉中总汞与甲基汞成分分析标准物质

GBW08710- GBW08712

三丁基锡、二丁基锡和三苯基锡分析溶液标准物质

GBW09115

冻干人尿中砷形态成分标准物质

GBW10032-GBW10034, GBW10087, GBW10088

亚硒酸根、硒酸根、硒代蛋氨酸、硒代胱氨酸和甲基-硒代半胱氨酸分析溶液标准物质

GBW 10068

牡蛎中无机元素及有机锡形态标准物质

GBW(E) 082204

砷形态混合溶液标准物质

GBW 08308

湖底沉积物中甲基汞及无机元素标准物质

GBW(E) 083364

甲基汞溶液标准物质（低浓度）

高纯金属纯度全分析

研究团队基础理论扎实、实验经验丰富，实验室配备了辉光放电质谱仪、高分辨电感耦合等离子体质谱仪、电流库仑滴定国家基准装置、原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪、氧氮氢分析仪和碳硫分析仪等各种金属、非金属元素分析测试仪器。主要研究工作包括高纯金属、合金、无机化合物的化学成份分析，无机材料成分标准物质的研制。

辉光放电质谱（GD-MS）相对灵敏度因子的校正

GD-MS测量不同基体金属标准物质的结果比较

辉光放电质谱（GD-MS）直接测量无机化合物

第二阴极铜柱法直接测量稀土氧化物中杂质含量

高纯金属纯度标准物质

标准物质CRM

GBW02142高纯铜

High purity copper

GBW02143高纯硅

High purity silicon

高纯金

High purity gold

高纯银

High purity silver

纯度值Value %

99.9996

99.9995

99.9997

不确定度U %

0.0002

0.0003

0.0002

分析杂质元素

impurities

同位素计量技术研究

同位素计量技术研究团队现有7名成员，其中博士6人。配备了Neptune Plus和Isoprobe多接收电感耦合等离子体质谱仪，Isoprobe-T热电离质谱仪，Element II高分辨电感耦合等离子体质谱仪，PE 300D四极杆电感耦合等离子体质谱仪， MAT253气体同位素质谱；213nm和193nm激光剥蚀系统等大型质谱仪及配套设备，以及样品前处理超净实验室。

研究工作主要包括：研究建立高准确度同位素测量溯源技术，研制同位素计量基标准，建立和不断完善同位素计量溯源体系，持续提高计量院在同位素计量中的科技创新和服务国家需求的能力。

目前已建立了十多种元素的同位素丰度校正质谱测量方法，制订JJF1508-2015《同位素丰度测量基准方法》，研制了硅、铜、铁、锌、硒、钼、镉、钐、钕、镱等元素近60种同位素基/标准物质；制定了TIMS、IRMS、ICP-MS三项质谱仪国家计量校准规范，并建立了相应的计量标准。制定了JJF1267-2010《同位素稀释质谱基准方法》，研制了铅、镉、汞等浓缩同位素稀释剂标准物质；自1988年，采用校正质谱法先后测量了锑、硒、镱等11种元素的同位素组成绝对值及原子量，测量值均已被国际纯粹与应用化学联合会的同位素丰度与原子量委员会确定为国际新标准和最佳测量。先后获得国家自然科学二等奖、国家科技进步二、三等奖，国家分析测试协会一等奖，国家质检总局科技兴检一等奖。

基于建立的分析方法及计量标准，开展相关质谱仪校准与测试，承担各种样品的同位素分析测量，为社会提供相关计量技术服务。

化学计量与分析科学研究所计量基标准

湿度基准

我国的湿度基准是重量法湿度计。重量法湿度计是利用干燥剂（五氧化二磷）吸收被测气体中的水蒸气，通过测量干燥剂吸湿前后的重量变化计算出水蒸气的质量，同时测出脱水后的干气的体积和密度，从而测量被测气体中水蒸气的含量。

重量法给出的量值是质量混合比r，其定义式为：（mg/g）

其中mv为水蒸气的质量，V和ρ分别脱水后的干气的体积和密度。通过相应的关系式，混合比可以换算成其它湿度单位。湿度基准的测量范围（混合比）为0.20 mg/g ~15 mg/g（相应的露点温度测量范围-30℃~ +20℃），混合比的最大不确定度为0.31%（k =3）。

基准试剂纯度国家基准

基准试剂纯度国家基准装置是通过恒电流精密库仑法测定容量分析用基准试剂纯度的基准装置。库仑法是根据法拉第电解定律，通过对质量、时间、电流等基本物理量的准确测定和借助物质的摩尔质量、法拉第常数等基本常数对化学试剂的纯度进行测量，可直接溯源至SI单位，而不需要其它标准物质进行比较，因而具有最高的计量学特性，属于基准方法。

化学所无机化学研究室自70年代末开始研究库仑法和测量装置，1986年获批基准试剂纯度国家基准。利用该库仑系统，研制了11种化学试剂纯度基准物质，构建了国家化学成分量溯源链的源头，应用于氧化还原、酸碱、沉淀和络合滴定等各类分析工作。经多次技术改造，目前该系统的测量不确定度已达到0.004%，在统一我国化学分析量值方面起着重要作用。自1998年起组织和参加了多项CCQM纯物质测量比对，均获得优异成绩，9项恒电流库仑测量能力(CMC)获得国际互认。

由基准试剂纯度国家基准装置定值的基准物质

The PRMs certified with National Primary Standard for Primary Chemical Purity instrument

PRMs

Type

National CRM No.

Sodium Carbonate

Na2CO3

Basimetric standard

GBW06101e

Ethylenediamine Tetra-

Acetic Acid Disodium Salt

Na2 EDTA