GBT 44147-2024 液相色谱与原子荧光光谱联用仪性能测试方法标准立项发展报告

液相色谱与原子荧光光谱联用仪性能测试方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PerformanceTestMethodsforHighPerformanceLiquidChromatographyCoupledwithAtomicFluorescenceSpectrometrySystem摘要关键词：液相色谱；原子荧光光谱；联用仪；性能测试；国家标准；元素形态分析；仪器标准化Keywords:HighPerformanceLiquidChromatography;AtomicFluorescenceSpectrometry;HyphenatedInstrument;PerformanceTesting;NationalStandard;ElementalSpeciationAnalysis;InstrumentStandardization1引言1.1研究背景元素形态分析是当代分析化学领域的前沿研究方向之一。元素的毒性、生物可利用性及环境行为不仅取决于其总量，更与其化学形态密切相关。例如，砷的毒性因其存在形态不同而差异显著：无机砷（AsⅢ、AsⅤ）具有高毒性，一甲基砷（MMA）和二甲基砷（DMA）毒性较低，而砷甜菜碱（AsB）和砷胆碱（AsC）则被视为无毒。类似地，汞的甲基化产物——甲基汞的神经毒性远高于无机汞，而硒的有机形态（如硒代蛋氨酸）则具有重要的营养学价值。因此，仅测定元素总量已无法满足食品安全、环境风险评估及临床诊断等领域日益严格的要求，元素形态分析技术应运而生。液相色谱与原子荧光光谱联用技术（HighPerformanceLiquidChromatographycoupledwithAtomicFluorescenceSpectrometry，简称HPLC-AFS）是目前应用最为广泛的元素形态分析技术之一。该技术将高效液相色谱（HPLC）的高效分离能力与原子荧光光谱（AFS）的高灵敏度、高选择性检测优势有机结合，通过色谱柱对不同形态的化合物进行分离，再经在线消解或直接引入原子荧光光谱仪进行元素特异性检测，从而实现复杂样品基体中不同元素形态的定性和定量分析。相较于电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等联用技术，HPLC-AFS具有仪器成本低、运行维护费用少、操作简便以及针对砷、汞、硒等易形成氢化物元素的优异检测灵敏度等突出优点，因而在我国基层实验室得到了极为广泛的普及和应用。1.2标准立项的必要性尽管HPLC-AFS技术在我国已历经二十余年的发展并广泛应用于各领域，但长期以来，该仪器的性能测试方法一直缺乏统一的国家标准。这一现状带来了多重问题：（1）质量评价体系不完善。各生产企业在产品出厂检验、型式试验中采用的自有测试方法不尽相同，导致不同厂家、不同型号仪器之间的性能指标缺乏可比性。用户在进行仪器选型和采购时，往往难以基于统一的指标体系进行客观评价。（2）验收验收依据不足。用户在仪器到货验收、安装调试及周期检查过程中，因缺少公认的测试方法和判定依据，验收工作常流于形式，难以有效保障所购仪器的质量水平。（3）制约国产仪器国际化。在国际贸易和技术交流中，缺乏与国际接轨的性能测试方法标准，影响了国产HPLC-AFS仪器的国际认可度和竞争力。（4）碎片化标准的局限。当前与液相色谱仪和原子荧光光谱仪相关的现行有效国家标准和行业标准，均为针对单一仪器的性能测试方法，尚未覆盖两类仪器联用后的整体性能评价需求。联用仪并非色谱仪与光谱仪的简单叠加，其性能受到接口设计、在线消解效率、信号同步采集与数据处理等多方面因素的综合影响，需要专门的联机性能测试方法标准加以规范。因此，制定《液相色谱与原子荧光光谱联用仪性能测试方法》国家标准，对于完善我国分析仪器标准体系、规范市场秩序、促进技术进步和产业发展具有重大的现实意义和深远的历史意义。2编制原则与依据2.1标准编制原则本标准的编制遵循以下基本原则：（1）科学性。标准的技术指标设定和测试方法规定以仪器的工作原理和技术特征为基础，充分吸收国内外相关领域的研究成果和实践经验，确保标准内容的科学严谨。（2）适用性。充分考虑我国HPLC-AFS仪器产业的技术现状和发展水平，兼顾不同品牌、不同型号仪器的共性特征，确保标准规定的测试方法具有普遍的适用性和可操作性。（3）规范性。严格执行GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定，确保标准文本结构的规范性和表述的准确性。（4）先进性。积极参考国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）及发达国家相关标准的先进经验和技术指标，瞄准国际先进水平，推动我国仪器质量水平的整体提升。（5）协调性。标准内容与我国现行有效的液相色谱仪、原子荧光光谱仪相关标准和计量检定规程保持协调一致，避免技术要求的矛盾和冲突。2.2编制依据本标准编制过程中主要参考了以下文件和标准：-GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》-GB/T13966《分析仪器术语》-GB/T26792《高效液相色谱仪》-GB/T32212《液相色谱-原子荧光光谱联用仪》-JJG705《液相色谱仪检定规程》-JJG939《原子荧光光度计检定规程》-相关国际标准和国外先进标准2.3工作过程2022年，全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会分析仪器分技术委员会（TC124/SC6）组织成立标准起草工作组。工作组在系统调研国内外相关技术标准和文献资料的基础上，广泛征集了仪器生产企业、检测机构、科研院所和高等院校等各方面的意见，经过多轮研讨、试验验证和意见处理，最终形成标准送审稿。2024年6月29日，国家市场监督管理总局（国家标准化管理委员会）正式发布GB/T44147-2024，自2025年1月1日起实施。3主要技术内容3.1标准适用范围本标准规定了液相色谱与原子荧光光谱联用仪性能测试方法的术语和定义、测试条件、测试方法及测试报告等要求，适用于以氢化物发生（或蒸气发生）为接口的液相色谱与原子荧光光谱联用仪的性能测试和评价。该类型的联用仪广泛应用于砷、汞、硒、锑、铋、锡、铅等可形成氢化物或挥发性组分的元素的形态分析。3.2主要技术指标标准围绕HPLC-AFS联用仪的核心性能特征，建立了系统的性能指标体系和相应的测试方法。主要技术指标包括：（1）基线稳定性。反映仪器在规定时间内基线漂移和噪声水平的指标，是评价仪器整体性能的基础性参数。基线稳定性直接影响分析的精度和检出限。（2）最小检出限。指仪器在规定的测试条件下所能检测到的最小浓度或最小量，是衡量仪器灵敏度的关键指标。标准针对不同典型元素（如砷、汞等）分别规定了测试方法。（3）精密度。包括重复性（同一实验室、同一操作者、同一仪器在短时间内重复测定的RSD）和再现性（不同实验室或不同操作者之间的RSD），用于评价测试结果的随机误差水平。（4）线性范围。指仪器响应值与被测物质浓度呈线性关系的浓度范围，以线性回归相关系数不低于规定值为判定依据，反映仪器的定量分析能力。（5）分离度。评价液相色谱分离效能的指标，反映联用仪对相邻形态组分色谱峰的分离能力，通常以相邻色谱峰的分离度R不小于某一限值为判定标准。（6）Retentiontime（保留时间）重复性。反映色谱分离系统稳定性的参数，以连续多次进样色谱峰保留时间的相对标准偏差（RSD）表示。3.3测试条件与方法标准对测试环境、试剂、标准溶液及仪器条件等方面作出了明确规定：测试环境条件包括环境温度控制在15℃～30℃范围内、相对湿度不大于80%、电源电压为（220±22）V且频率为（50±0.5）Hz等要求，同时要求仪器周围无强烈机械振动和电磁干扰。试剂与标准溶液规定了所用化学试剂的纯度要求（一般为分析纯及以上）、实验用水应符合GB/T6682中二级水的要求，以及标准储备液和标准工作溶液的配制方法。仪器条件要求按照仪器说明书设定液相色谱和原子荧光光谱仪的工作参数，确保仪器处于最佳工作状态，并对仪器的预热稳定时间作出规定。测试方法采用统一的标准测试溶液，依据规定的操作规程依次测定基线稳定性、最小检出限、精密度、线性范围和分离度等指标，并规定每项指标的测定次数和数据计算方法。3.4测试报告标准要求测试报告至少应包含以下信息：测试的基本情况（包括测试日期、测试地点、测试人员）、被测仪器的基本信息（型号、编号、生产厂商等）、测试条件的详细描述、各项指标的测试结果及数据汇总、测试结论等，并规定了报告格式要求。4主要起草单位介绍本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会分析仪器分技术委员会（TC124/SC6）提出并归口，由中国仪器仪表行业协会组织，联合北京海光仪器有限公司、聚光科技（杭州）股份有限公司、北京普析通用仪器有限责任公司、中国计量科学研究院、中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所等多家单位共同起草。其中，北京海光仪器有限公司（以下简称“海光公司”）作为标准的牵头起草单位之一，在本标准的研制过程中发挥了核心作用，特此详细介绍。北京海光仪器有限公司创建于1988年，是隶属于中国机械工业集团有限公司（国机集团）的高新技术企业，是中国最早从事原子荧光光谱仪研发和产业化的专业厂商之一，在原子荧光光谱分析技术领域拥有三十余年深厚的技术积淀和丰富的实践经验。公司总部位于北京市中关村科技园区，是国内分析仪器行业重点骨干企业和北京市“专精特新”中小企业。在技术创新方面，海光公司自1988年成功研制出中国第一台台式原子荧光光谱仪以来，始终引领着我国原子荧光光谱技术的发展方向。公司先后承担了多项国家科技支撑计划、国家重点研发计划及北京市科技计划项目，在原子荧光光谱仪微型化、智能化及联用技术等方面取得了一系列具有自主知识产权的核心技术成果。公司主导产品包括液相色谱-原子荧光光谱联用仪、形态分析仪、直接进样测汞仪、原子荧光光度计等多种类型，广泛应用于食品安全、环境监测、地质冶金、临床医学和科学研究等领域。其中，海光公司研发的液相色谱-原子荧光光谱联用仪在砷、汞、硒等元素的形态分析方面达到了国际先进水平，产品不仅在国内市场占据领先地位，还行销海外多个国家和地区。在标准化工作方面，海光公司作为全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会分析仪器分技术委员会（TC124/SC6）的委员单位和中国仪器仪表行业协会分析仪器分会副理事长单位，长期以来积极参与国家和行业标准的制修订工作。公司曾主持或参与制修订了GB/T32212—2015《液相色谱-原子荧光光谱联用仪》、GB/T21191—2007《原子荧光光谱仪》等多项国家标准和行业标准。在本标准研制过程中，海光公司充分发挥其在原子荧光光谱联用技术领域的深厚技术积累和丰富应用经验，牵头完成了标准草案的起草工作。公司拥有一支由分析化学、光学工程、精密机械、电子技术和软件开发等多学科专业人才组成的技术团队，其中多人长期参与全国分析仪器标准化技术委员会等工作，在仪器性能评价和标准试验验证等方面积累了丰富经验。依托公司先进的研发测试平台和完备的仪器性能试验条件，海光公司组织开展了系统的标准验证试验，对标准规定的各项测试方法的科学性、可行性和复现性进行了全面验证，为标准技术内容的最终确定提供了翔实的实验数据支撑。此外，海光公司建有覆盖全国的技术服务和售后支持网络，长期为环境监测、食品安全、检验检疫等领域的大量用户提供仪器操作培训、方法开发和维护维修等服务，对用户在实际使用中关心的仪器性能和测试方法有着深入的理解。这些来自市场一线的需求信息和技术反馈为本标准条款的制定提供了宝贵的实践依据，使得标准的技术要求更加贴近实际应用需求。5标准实施的意义与展望5.1实施意义GB/T44147-2024《液相色谱与原子荧光光谱联用仪性能测试方法》的发布实施，对我国分析仪器行业和相关应用领域具有深远影响，其意义主要体现在以下几个方面：（1）填补标准空白，完善标准体系。该标准填补了我国在液相色谱与原子荧光光谱联用仪整机性能测试方法方面的标准空白，与已有的液相色谱仪、原子荧光光谱仪等单机标准形成互补，构建起从单品到联用系统的完整标准链条，进一步完善了我国分析仪器标准体系。（2）规范市场秩序，保障公平竞争。标准为各类HPLC-AFS仪器的性能评测提供了统一的依据和方法，使不同企业生产的不同型号仪器在相同的尺度下进行性能比较成为可能，有助于营造公平有序的市场竞争环境，促进仪器产品质量的全面提升。（3）维护用户权益，降低采购风险。用户在仪器选型、采购验收和定期核查过程中，可依据本标准对仪器性能进行全面、客观的评估，有效避免因性能指标不透明而导致的采购风险和后续使用中的争议。（4）促进国际贸易，推动国产仪器“走出去”。规范的性能测试方法有助于增强国产HPLC-AFS仪器在国际市场上的信誉和竞争力，为国产仪器参与国际竞争、开拓海外市场创造有利条件。（5）支撑监管需求，保障公共安全。在食品安全、饮用水安全、环境监测等关系国计民生的重点领域，HPLC-AFS仪器是开展元素形态分析的主力装备。统一的性能测试标准有助于保障检测数据的准确性和可比性，为政府监管提供更加坚实的技术支撑。5.2未来展望展望未来，随着元素形态分析需求的不断增长和仪器技术的持续进步，HPLC-AFS联用仪的性能测试标准化工作也将不断深化和完善。一方面，随着近年来液相色谱-电感耦合等离子体质谱（LC-ICP-MS）等性能更加优异的联用技术在高端分析领域的应用日益增多，其标准化需求也将逐步显现。不同类型联用技术的测试方法标准可相互借鉴，协同发展。另一方面，人工智能和大数据技术的引入正在推动分析仪器向智能化方向快速发展，自动调谐、智能诊断、远程运维等功能逐渐成为仪器的重要组成部分。未来标准可能需