JJF鲁165-2023快速核酸检测仪温度时间参数校准规范

山东省地方计量技术规范

JJF（鲁）165—2023

快速核酸检测仪温度、时间参数校准规范

CalibrationSpecificationforTemperatureandTimeParametersofRapidNucleic

AcidDetector

2023—09—05发布2023—10—01实施

山东省市场监督管理局发布

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快速核酸检测仪温度、

时间参数校准规范JJF(鲁)165—2023

CalibrationSpecificationforTemperatureand

TimeParametersofRapidNucleicAcidDetector

归口单位：山东省温湿度计量技术委员会

主要起草单位：德州市产品质量标准计量研究院

山东省计量科学研究院

参加起草单位：东营市工业产品检验与计量检定中心

中国海关科学技术研究中心

北京林电伟业电子技术有限公司

本规范委托山东省温湿度计量技术委员会负责解释

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本规范主要起草人：

刘念波（德州市产品质量标准计量研究院）

高宝坤（德州市产品质量标准计量研究院）

董锐（山东省计量科学研究院）

参加起草人：

赵忠辉（东营市工业产品检验与计量检定中心）

孔维恒（中国海关科学技术研究中心）

朱娟（北京林电伟业电子技术有限公司）

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目录

引言.........................................................................................................................................（II）

1范围...................................................................................................................................（1）

2引用文件...........................................................................................................................（1）

3术语...................................................................................................................................（1）

3.1实时荧光聚合酶链反应(PCR)技术..............................................................................（1）

3.2等温扩增技术................................................................................................................（1）

3.3温度偏差........................................................................................................................（1）

3.4平均升温速率................................................................................................................（2）

3.5平均降温速率................................................................................................................（2）

3.6平均温度过冲量............................................................................................................（2）

3.7温度波动度....................................................................................................................（2）

3.8温度持续时间相对误差................................................................................................（2）

4概述...................................................................................................................................（2）

5计量特性...........................................................................................................................（2）

6校准条件...........................................................................................................................（3）

6.1环境条件........................................................................................................................（3）

6.2测量标准及其他设备....................................................................................................（3）

7校准项目和校准方法.......................................................................................................（3）

7.1外观检查........................................................................................................................（3）

7.2校准项目........................................................................................................................（4）

7.3校准方法........................................................................................................................（4）

7.4数据处理........................................................................................................................（6）

8校准结果表达.................................................................................................................（10）

9复校时间间隔.................................................................................................................（11）

附录A温度偏差测量结果不确定度评定示例................................................................（12）

附录B校准记录参考格式................................................................................................（14）

附录C校准证书内页参考格式........................................................................................（14）

I

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引言

本规范是以JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用计量

术语及定义》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》为基础性系列规范进行编写。

本规范为首次发布。

II

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快速核酸检测仪温度、时间参数校准规范

1范围

本规范适用于基于实时荧光聚合酶链反应(PCR)技术或者等温扩增技术的快速核酸检

测仪的温度、时间参数的校准，其他类似设备也可参照本规范进行校准。

2引用文件

本规范引用了下列文件：

JJF1007-2007温度计量名词术语及定义

JJF1101-2019环境试验设备温度、湿度参数校准规范

JJF1265-2010生物计量术语及定义

JJF1527-2015聚合酶链反应分析仪校准规范

YY/T1173-2010聚合酶链反应分析仪

JJF（鲁）138-2022实时荧光定量PCR仪校准规范

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，

其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。

3术语

JJF1007-2007、JJF1265-2010界定的及以下术语适用于本规范。

3.1实时荧光聚合酶链反应(PCR)技术realtimefluorescentpolymerasechainreaction

technology

一种对特定的DNA或RNA片段在体外进行快速扩增的技术，由变性—退火—延伸三

个基本反应步骤构成，扩增的过程中荧光染料能同步整合在产物上，可以通过荧光信号的

强弱，进行实时检测。

3.2等温扩增技术isothermalamplificationtechnology

在恒定的温度下，反应过程通过添加不同活性的酶和各自特异性引物来达到核酸扩增

目的的技术。

3.3温度偏差temperaturedeviation

快速核酸检测仪达到设定温度稳定状态下，各测量点在规定时间内实测最高温度和最

低温度与设定温度的上下偏差。温度偏差包含温度上偏差和温度下偏差。

1

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3.4平均升温速率meanheatingrate

快速核酸检测仪在多个循环升温过程中，被测升温阶段单位时间上升的平均温度值。

3.5平均降温速率meancoolingrate

快速核酸检测仪在多个循环降温过程中，被测降温阶段单位时间下降的平均温度值。

3.6平均温度过冲量meantemperatureovershoot

快速核酸检测仪从基础升温至设定温度过程中，实测温度超出设定温度的平均值。

3.7温度波动度temperaturefluctuation

快速核酸检测仪达到设定温度稳定状态下，在规定的时间间隔内，工作空间任意一点

温度随时间的变化量。

3.8温度持续时间相对偏差Relativeerroroftemperatureduration

温度持续时间绝对误差与实测温度持续时间的比值，以百分比表示。

4概述

快速核酸检测仪通常是指基于实时荧光PCR技术或者等温扩增技术的便携式核酸检

测仪器，将多步骤的核酸检测方法整合到一个设备，在更短时间内完成对核酸分子的扩增。

快速核酸检测仪主要由样品载台、热循环部件、光学检测部件、控制模块、显示模块等部

分组成，根据不同的控温方式，可将快速核酸检测仪分为独立控温和非独立控温两种方式。

5计量特性

快速核酸检测仪技术要求见表1所示。

表1快速核酸检测仪温度、时间参数的技术要求

技术要求

校准项目

基于实时荧光PCR技术基于等温扩增技术

温度偏差±0.5℃

温度波动度——±0.5℃

平均升温速率≥1.5℃/s参考厂家技术要求

平均降温速率≥1.5℃/s——

平均温度过冲量≤1℃

温度持续时间相对偏差±10%

注：上述计量特性指标仅供参考，不判断合格与否。

2

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6校准条件

6.1环境条件

温度：10.0℃～40.0℃；相对湿度：不大于85%。

6.2测量标准及其他设备

快速核酸检测仪温度参数测量标准为高精度采集系统（通常为温度记录器），由精密

温度传感器、数据采集分析模块组成，应与快速核酸检测仪不同形状、结构的反应模块相

匹配并接触良好、紧密贴合。

测量标准技术指标要求见表2。校准时可选用表2所列的测量标准，也可以选用符合

要求的其他测量标准。

表2测量标准技术指标

原理

标技术要求

基于实时荧光技术测量标基于等温扩增技术测量标准器

准PCR

准器

测温范围：（0~120）℃测温范围：（0~120）℃

分辨力：不低于0.01℃分辨力：不低于0.01℃

温度参数测量标准最大允许误差：0.10℃最大允许误差：0.10℃

采样间隔不大于0.1s采样间隔不大于10s

采用温度记录器的记录时间作为快速核酸检测仪时间测量标准

时间参数测量标准分辨力：不低于0.1s

最大允许误差：1s/h

7校准项目和校准方法

7.1外观检查

校准前应采用目测方法对快速核酸检测仪进行外观检查，快速核酸检测仪外观应符合

以下要求:

7.1.1快速核酸检测仪的外形结构应完好，标识清晰，应标明设备的名称、型号、制造

商、出厂编号等。

7.1.2快速核酸检测仪装载附件表面不得有凹陷和毛刺等缺陷。快速核酸检测仪的可用

空间应能放置一个或多个检测单元。

7.1.3快速核酸检测仪电气控制系统的指示灯和仪表显示器应清晰、醒目、无影响读数的

缺陷。

3

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7.2校准项目

快速核酸检测仪校准项目见表3。

表3快速核酸检测仪校准项目

设备类型

校准项目基于实时荧光PCR技术基于等温扩增技术

温度偏差++

温度波动度-+

平均升温速率++

平均降温速率+-

平均温度过冲量++

温度持续时间准确性++

注：+表示校准项目，-表示非校准项目

7.3校准方法

7.3.1测量点位置和数量

将快速核酸检测仪测量标准放置于快速核酸检测仪中，独立控温快速核酸检测仪可逐

个对反应模块校准或同时对多个反应模块分别校准，参照图1所示。非独立控温的快速核

酸检测仪作为一个整体进行校准，以16通道快速核酸检测仪为例，测量点分布遵循均匀

分布的原则，可参照图2所示，每增加8通道可增加2个测量点。

1234

图1独立控温快速核酸检测仪测量点分布示意图

4

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图2非独立控温的快速核酸检测仪测量点分布示意图

7.3.2测量程序

根据被校准快速核酸检测仪的说明书设定控温程序，基于实时荧光PCR技术和基于等

温扩增技术的快速核酸检测仪控温程序设置可参考表4和表5。也可根据用户要求设置控

温程序。基于实时荧光PCR技术快速核酸检测仪校准装置设置采样间隔为100ms，基于等

温扩增技术快速核酸检测仪校准装置设置采样间隔为10s，启动快速核酸检测仪校准装置，

放入快速核酸检测仪中采集并记录整个循环程序温度数据。

表4基于实时荧光PCR技术快速核酸检测仪控温程序

步骤设定温度点设定温度持续时间循环次数

150℃30s1

290℃30s1

340℃30s

6

495℃30s

570℃30s1

660℃30s1

740℃30s1

表5基于等温扩增技术快速核酸检测仪控温程序

设定温区设定温度点设定温度持续时间

上温区95℃10min

中温区67℃10min

下温区58℃10min

5

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7.4数据处理

7.4.1温度偏差

基于实时荧光PCR技术快速核酸检测仪温度达到设定温度10s后开始读取测量值，读

取10s，均匀读取20组数据；基于等温扩增技术快速核酸检测仪温度达到设定温度2min

后开始读取测量值，读取5min，均匀读取30组数据，温度偏差的计算按照公式（1）（2）

分别计算：

tmaxtmaxts（1）

tmintmints（2）

式中：

温度上偏差，℃；

tmax——

温度下偏差，℃；

tmin——

tmax——各测量点规定时间内测量的最高温度，℃。

tmin——各测量点规定时间内测量的最低温度，℃。

ts——设备设定温度，℃。

7.4.2温度波动度

基于等温扩增技术快速核酸检测仪温度达到设定温度2min后开始读取测量值，读取

5min，均匀读取30组数据，各测量点最高温度与最低温度值差值的一半，冠以“±”号，

取全部测量点中变化量的最大值作为温度波动度的校准结果，计算按照公式（3）计算：

tfmax[(tjmaxtjmin)/2]（3）

式中：

tf——温度波动度，℃；

tjmax——测量点j实测最高温度，℃；

tjmin——测量点j实测最低温度，℃。

7.4.3平均升温速率

基于实时荧光PCR技术快速核算检测仪在设置控温程序（如表4所示）第3至第4步

骤循环6次的过程中，取前5次仪器从40℃升温至95℃循环时（如下图3所示），截从

（50±0.5）℃瞬时升温至（90±0.5）℃瞬时的温度曲线计算升温速率，平均升温速率的

6

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计算按照公式（4）（5）计算：

m

1(4)

VuVuj

mj1

1ntt

biai(5)

Vu

ni1hi

式中：

平均升温速率，℃/s；

Vu——

第个测量点升温速率，℃/s；

Vuj——j

升温速率，℃/s；

Vu——

n——累积循环次数，按本规范程序取前5次；

tai——（50±0.5）℃温度点第i次测量值，℃；

tbi——（90±0.5）℃温度点第i次测量值，℃；

hi——从tai到达tbi的时间，s。

m——测量点数量。

温度℃

时间s

图3实时荧光PCR技术平均升温速率步骤3-4循环取前5次

基于等温扩增技术快速核酸检测仪取从常温状态升温至95℃，截从最接近50℃瞬时

升温至最接近90℃瞬时的温度曲线计算升温速率（如下图4所示），平均升温速率的计算

按照公式（6）计算：

7

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1m(tt)

biai（6）

Vu

mi1hi

式中：

平均升温速率，℃/s；

Vu——

最接近50℃温度点第个测量点测量值，℃；

tai——i

t——最接近90℃温度点第i个测量点测量值，℃；

bi

从t到达t的时间，s。

hi——aibi

m——测量点数量。

温度

95℃

tbi

tai

室温

τhi时间

图4等温扩增技术平均升温速率截取示意图

7.4.4平均降温速率

基于实时荧光PCR技术快速核酸检测仪在设置程序步骤3-4循环过程中，仪器从95℃

降温至40℃循环一共5次（如下图5所示），截取仪器各循环从（90±0.5）℃降温至（50

±0.5）℃的温度曲线计算降温速率，平均降温速率的计算按照公式（7）（8）计算：

m

1(7)

VdVdj

mj1

1n(tt)

biai(8)

Vd

ni1di

式中：

8

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平均降温速率，；

Vd——℃/s

Vdj——第j个测量点降温速率，℃/s；

降温速率，℃/s；

Vd——

n——累积循环次数，按本规范程序取全部5次降温段；

（50±0.5）℃温度点第次测量值，℃；

tai——i

tbi——（90±0.5）℃温度点第i次测量值，℃；

di——从tbi到达tai的时间，s。

m——测量点数量。

温度℃

时间s

图5实时荧光PCR技术平均降温速率步骤3-4循环取5次

7.4.5平均温度过冲量

基于实时荧光PCR技术快速核酸检测仪在设置程序步骤3-4循环过程中，仪器从40℃

升温至设定温度95℃时，实测温度值超出设定温度的值。平均温度过冲量计算按照公式（9）

分别计算：

m

1(9)

t(tjmaxts)

mj1

式中：

t——平均温度过冲量，℃；

设定温度值，95℃；

ts——

9

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tjmax——第j个测量点6次测得的最大过冲温度值，℃；

m——测量点数量。

基于等温扩增技术快速核酸检测仪以仪器从室温升温至设定温度95℃，实测温度超出

设定温度的值。平均温度过冲量计算按照公式（10）分别计算：

m

1(10)

t(tjmaxts)

mj1

式中：

t——平均温度过冲量，℃；

设定温度值，95℃；

ts——

tjmax——第j个测量点测得的最大过冲温度值，℃；

m——测量点数量。

7.4.6温度持续时间相对误差

温度持续时间相对误差按照公式（11）计算：

sc100%(11)

c

式中：

——温度持续时间相对误差，%；

实测温度持续时间，s；

c——

设定温度持续时间，s。

s——

8校准结果表达

校准结果应在校准证书（报告）上反映，校准证书（报告）应至少包括以下信息：

a)标题：如“校准证书”；

b)实验室名称和地址；

c)进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；

d)证书或报告的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；

e)客户的名称和地址；

f)被校对象的描述和明确标识；

g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收

10

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日期；

h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；

i)对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；

j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；

k)校准环境的描述；

l)校准结果及其测量不确定度的说明；

m)对校准规范的偏离的说明；

n)校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识；

o)校准结果仅对被校对象有效的声明；

p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。

校准原始记录格式见附录B，校准证书（报告）内页格式见附录C。

9复校时间间隔

复校时间间隔建议为一年。使用特别频繁时应适当缩短。在使用过程中经过修理、更

换重要器件等的一般需要重新校准。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用

者、仪器本身质量等诸多因素所决定的，因此，用户可根据实际使用情况自主决定复校时

间间隔。

11

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附录A

温度偏差测量结果不确定度评定示例

A.1测量方法

将快速核酸检测仪及快速核酸检测仪校准装置各部件连接完好，快速核酸检测仪校准

装置置于仪器反应模块中，并确保与反应模块接触良好。按照仪器说明书或用户要求或推

荐使用的温度控制程序，并运行该程序。温度上偏差的计算按照公式（A.1）进行。

A.2数学模型

（）

tmaxtmaxtsA.1

式中：

——温度上偏差，℃；

tmax

——各测量点规定时间内测量的最高温度，℃。

tmax

——设备设定温度，℃。

ts

A.3不确定度来源

根据上述数学模型以及测量方法，其不确定度来源主要包括以下三个方面：

（1）测量重复性引入的标准不确定度分量u1；

（2）快速核酸检测仪校准装置分辨力引入的标准不确定度分量u1；

（3）快速核酸检测仪校准装置准确度引入的标准不确定度分量u2；

A.4各输入量的标准不确定度分量的评定

A.4.1重复性测量引入的不确定度分量u1

以95℃为例，对同一台仪器，在相同的测量条件下，重复测量10次，温度稳定后

读取温度测量值，3个快速核酸检测仪校准装置的重复测量数据见表A.1

表A.1温度测量结果

不同测量点温度传感器测量结果（℃）

次数

测量点12345678910

A194.9894.9095.0095.0495.1394.9995.0295.0395.0994.98

A895.2595.3295.2895.2195.1295.2595.1395.2495.1195.23

B494.9694.8595.0195.1295.1494.9394.9594.9894.9494.99

12

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合并样本标准偏差按公式（A.2）计算：

mn

2

(ykjyj)

j1k1

s（A.2）

pm(n1)

式中：

m——测量点的数量；

n——每个测量点测量次数；

ykj——第j个测量点第k次的测量值，℃；

yj——第j个测量点测量值的平均值，℃；

通过（A.2）计算出合并样本标准偏差如下：

℃

sp=0.07

因此重复测量引入的不确定度分量为：℃

u1u1=0.07

'

A.4.2快速核酸检测仪校准装置分辨力引入的不确定度u1

快速核酸检测仪校准装置的分辨力为0.01℃，分散区间半宽为0.005℃，按均匀

分布计算，k=，则'为：

3u1

'0.005

u1℃0.003℃

3

'

由于重复测量引入的标准不确定度分量u1大于分辨力引入的标准不确定度分量u1，两

者具有一定的相关性，因此在不确定度计算时不考虑由读数分辨力引入的标准不确定度分

'

量u1。

A.4.3快速核酸检测仪校准装置准确度引入的标准不确定度分量u2；

快速核酸检测仪校准装置的最大允许误差±0.10℃，按均匀分布计算，则u2为：

0.1

u2℃0.058℃

3

A.5合成标准不确定度

uc

22

ucu1u2=0.09℃

A.6扩展不确定度U

取k2，则：Ukuc=0.18℃

13

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附录B

校准记录参考格式

B.1基于实时荧光PCR技术快速核酸检测仪校准原始记录参考格式

证书编号：XXXXXX-XXXX

基本信息

委托单位名称：委托单位地址：

制造厂商：仪器名称：

规格型号：出厂编号：

校准依据：

环境温度：℃环境湿度：%RH

校准员：核验员：

标准器信息

计量标准（器）名称

计量标准器溯源单位及证书号有效期至

测量范围准确度等级

一、温度偏差

设定温度点：℃

测量点

（℃）（℃）（℃）

次数A1A8B4.......

1

2

3

......

最大值

最小值

上偏差（℃）下偏差（℃）

扩展不确定度℃

二、平均升温速率、平均降温速率、平均温度过冲量

测量点A1

（50±0.5）℃

（90±0.5）℃

升温时间（s）

升温速率（℃/s）

5次平均升温速

率（℃/s）

14

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测量点A8

（50±0.5）℃

（90±0.5）℃

升温时间（s）

升温速率（℃/s）

5次平均升温速

率（℃/s）

测量点B4

（50±0.5）℃

（90±0.5）℃

升温时间（s）

升温速率（℃/s）

5次平均升温速

率（℃/s）

测量点A1

（90±0.5）℃

（50±0.5）℃

降温时间（s）

降温速率（℃/s）

5次平均降速率

（℃/s）

测量点A8

（90±0.5）℃

（50±0.5）℃

降温时间（s）

降温速率（℃/s）

5次平均降速率

（℃/s）

测量点B4

（90±0.5）℃

（50±0.5）℃

降温时间（s）

降温速率（℃/s）

5次平均降速率

（℃/s）

15

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测量点A1A8B4.......

过冲量（℃）

平均温度过冲量（℃）

平均升温速率（℃/s）

50℃→90℃

平均降温速率（℃/s）

90℃→50℃

三、温度持续时间相对误差

设定温度持续时间(s)

实测温度持