参考物质在体外诊断产品量值溯源中的应用

熊超平，2021年于南京财经大学食品科学与工程专业硕士研究生毕业，主要研究方向为粮食中真菌毒素和重金属检测，具有丰富的液质联用质谱仪和电感耦合等离子质谱仪检测经验。现就职于迈克生物参考系统中心，从事产品量值溯源和小分子代谢物、离子相关参考方法研究。

杨涛，2008年于四川大学分析化学专业硕士研究生毕业。现任迈克生物股份有限公司参考系统中心主管，主要负责参考方法的管理、ISO17025+ISO15195质量体系管理、参考测量实验室认可管理以及其他标准化研究的管理工作，2021年被评为成都高新工匠。本人主导公司加入IFCC甲功标准化会员、JCTLM会员和IRMM标物定值会员。组织公司人员完成CNAS研究课题1项和国家重点课题1项。以第一作者身份发表SCI论文1篇，参与作者发表SCI论文1篇，参与作者发表核心期刊3篇，参与编写专著1部。

参考物质是具有足够均匀和稳定的特定特性的物质，其特性被证实适用于测量中或标称特性检查中的预期用途[1]，参考物质在各个领域中都有其很重要的作用，在体外诊断领域，其作用尤其重要。

一、参考物质在量值溯源中的作用

通过体外诊断领域量值溯源指导文件ISO17511[2]溯源链（图1）可看出，参考物质是维持溯源链不间断的一环，没有参考物质连接，溯源链就不完整，参考物质在量值溯源与传递过程中起着重要作用。根据不同类别，将分别介绍参考物质的作用。

图1. ISO17511：2020溯源链

1. 第一种溯源体系，具有完整的溯源链，能够溯源至SI单位。通常会利用一级参考测量程序（p.2）将有证一级参考物质（m.1）配制成一级校准品（m.2）作为校准品来校准参考测量程序（p.3），建立可靠的溯源体系将量值传递到溯源链的下一级。例如，在肌酐产品量值溯源时，将有证一级参考物质SRM914a配制成一级校准品去校准参考测量程序，过程中可以用有证二级参考物质作为正确度控制品，验证参考测量体系的正确性，通过测定多例血清样本来进行量值传递。

2. 第二种溯源体系，具有参考测量程序（p.3），但无有证一级参考物质（m.1）和一级校准品（m.2），可溯源至SI单位，比如酶类催化活性浓度的溯源体系。

对于这类溯源体系，无校准品校准参考测量程序，但参考测量程序可基于国际明确商定的测量程序溯源至SI单位，可使用有证二级参考物质/正确度控制品作为质控品，验证参考测量的正确性，建立可靠的溯源体系进行量值传递给溯源链的下一级。

3. 第三种溯源体系，与第一种溯源体系的溯源链相同，有完整的溯源链，但通常是测定待测物的肽片段和表位，而不是整个分子结构，可溯源至SI单位，目前只有少数项目实现了这个过程，比如糖化血红蛋白，可直接购买一级校准品（m.2）实现参考测量程序的校准。

4. 第四种溯源体系，有国际赋值方案和国际通用校准品，无一级参考物质、一级校准品和参考测量程序，不能溯源到SI单位。通常制造商使用国际通用校准品来校准制造商选定的常规测量程序实现量值溯源。

5. 第五种溯源体系，有国际一致化方案和一致化参考物质，无国际赋值方案、一级参考物质、一级校准品和参考测量程序，不能溯源到SI单位，目前该溯源体系还未常规运行，处于研究阶段，需要多个机构一起实施才能实现，该体系运行时，主要使用的是样本盘（即多例临床样本）达到溯源结果的一致化。

6. 第六种溯源体系，溯源至制造商内部任意参考物质，无一级参考物质、一级校准品、参考测量程序、国际赋值方案和国际一致化方案，不能溯源至SI单位。对于这类溯源，制造商需要研发内部的企业参考品，通过适合的定值方式，给企业参考品定值，然后进行量值传递。

从上述描述可以看出，前3种情况可以溯源至SI单位，后3种不能溯源至SI单位的系统。一般最高层次的参考测量程序和参考物质由相关的机构研发和推荐（比如计量机构、检验机构、相关的制造商等），有溯源需求的制造商可以根据实际情况采用溯源链中的层级，比如可以选择建立参考测量程序，也可以选择制备二级参考物质（有互换性）。目前，对于不能溯源至SI单位的系统，制造商采取较多的溯源方案是第四种和第六种，第五种方案目前比较难实现。

参考物质作为具有足够均匀和稳定特性的物质，在溯源链中，是不可缺少的一部分，在不同的层级中，有着其不同的作用，参考物质可以是纯品，可以是纯品配制而成的，也可以是血清型或其他基质物质，具有校准和评价测量系统两个主要功能，但在同一系统中不可以同时用作校准物质和正确性质控物质。从上述6类溯源过程可以看出，参考物质在量值溯源过程中起重要作用，因此，迫切需要大量的参考物质来支撑量值溯源体系的构建。

二、参考物质研究现状

在体外诊断领域，参考物质市场主要依赖进口，国内参考物质数量和溯源性无法满足企业和研究机构应用需求。我国的参考物质研究起步较晚，1955年我国成立中国计量科学研究院，根据国际计量科学前沿，开展计量基准、计量标准和参考物质的国际量值比对，实现国际等效。1987年，国家计量局制订了我国的《标准物质管理办法》，随后制定了一系列规范性文件，为我国参考物质的研究提供了技术支持和规范要求。2004年国家标准物质资源共享平台成立，在线可查询、购买近万种国家有证参考物质[3]。但除了国家级标准物质专业研究机构以外，民营标准物质生产企业只有寥寥数家[4]。一些制造商常常与国家标准物质研究机构（如中国计量科学研究院、北京航天总医院、卫健委临床检验中心、广东省中医院等）合作进行联合赋值，也多为二级参考物质的研制。

在体外诊断领域，由于检测样本基质的复杂性，导致对参考物质的要求也比较高，特别是二级参考物质，要求其基质应与临床样本基质相同或接近，因基质的复杂性，那么二级参考物质的互换性、均匀性和稳定性要达到要求，是需要深入研究和较高技术才能做到，这些都为参考物质的研制带来巨大挑战。那么对于参考物质应用方来说，由于要保证检测的正确性或溯源的有效性，参考物质良好的性能尤其重要。

三、参考物质应用现状

体外诊断产品要实现量值溯源，根据是否溯源到SI单位，有以下几种溯源方式，可以溯源到SI单位的：（1）建立参考测量程序，实现SI单位溯源；（2）直接使用有互换性的二级参考物质，实现SI单位溯源；不能溯源到SI单位的：①使用国际通用校准品；②通过一致化方案；③通过企业参考品。

在实际过程中，制造商根据自身的资源条件，选择溯源方式，最可靠的溯源方式是通过参考测量程序溯源到SI单位，但目前有参考测量程序的项目不多且运行成本较高，最便利的方式是通过有互换性的参考物质实现溯源，成本较低，目前有参考物质的项目比较多，如果参考物质的互换性和定值方式不成问题，该溯源方式比较好实现。以肌酐项目为例，肌酐有参考测量程序和二级参考物质，通过肌酐参考测量程序和试剂盒方法评价肌酐二级参考物质的互换性（如图2），分别比较肌酐溯源到参考测量程序（如图3）和二级参考物质（如图4）的情况，结果如下。

图2. 肌酐参考物质互换性评价结果，蓝色标记点为参考物质

通过肌酐参考测量程序和试剂盒方法分别检测相同的多例临床样本（至少20例），图2结果显示，该参考物质与临床样本有相同的反应趋势，结果在95%置信区间内，说明该肌酐参考物质在参考测量程序和试剂盒方法间有互换性，那么进一步表明该二级参考物质可以作为校准品进行量值的传递。

图3. 肌酐参考测量程序和常规试剂盒方法检测结果比较

从图3中可见，肌酐参考测量程序和试剂盒方法间相关性很好，将肌酐产品溯源到参考测量程序后，肌酐参考测量程序和试剂盒方法检测相同多例临床样本，进行线性回归，斜率接近1.000，这说明肌酐产品溯源到参考测量程序，结果是准确可靠的。

图4. 肌酐参考物质通道和商品校准品通道检测结果比较

从图4中可见，将肌酐产品溯源到有互换性的二级参考物质后，肌酐参考物质校准通道和商品校准品校准通道同时检测多例临床样本，进行线性回归，斜率接近1.000，说明肌酐产品溯源到二级参考物质（有互换性），结果是准确可靠的，但前提是所用的二级参考物质有互换性，且二级参考物质的其他性能（稳定性、均匀性等）也能满足要求，才能确保产品溯源的有效性，这需要各方努力才能保证。

四、总结与分析

量值溯源是临床检验结果互认的基础，实现量值溯源的主要技术手段是利用参考测量程序和参考物质，对于利用二级参考物质进行量值溯源的体系，其互换性是保证最终结果可比的关键环节，也是二级参考物质用于量值传递的技术基础，相信通过大家的共同努力，一定可以解决当前的一些问题。

参考文献

[1] JJF 1001-2011, 通用计量术语及定义[S].

[2] ISO17511: 2020, In vitro diagnostic medical devices-Requirements for establishing metrological

traceability of values assigned to calibrators, trueness control materials and human samples.

[3] 杨立凤, 黄海娟. 国内外标准物质发展现状与趋势展望[Online]. https://www.instrument.com.cn/

news/20210811/588224.shtml. (2023.02.27访问)

[4] 卢晓华, 薄梦, 吴雪, 等. 标准物质领域发展现状及趋势[J]. 化学试剂, 2022(010):044.