2023年, 第44卷, 第3期　
刊出日期：2023-03-28

  

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电离辐射、标准物质与生物计量
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  生物计量研究现状及展望

  董莲华,刘亚辉,傅博强,张瑜,戴新华

  计量学报. 2023, 44(3): 317-325. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.01

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  生物计量属于计量科学中的新兴领域,主要围绕生物参考测量程序/方法、标准物质和计量溯源性开展研究,其目的是实现生物物质的特性量值和标称特性在国家和国际范围内的准确一致,并保证测量结果最终可溯源到国际单位制(SI)单位、法定计量单位或国际公认单位。通过综述生物计量的研究进展和面临挑战,提出应对措施和建议,以期为生物计量的发展提供借鉴和参考。
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  食品中志贺氏菌快速检测免疫磁分离样品前处理技术研究

  李静雯,陈尔凝,康福英,洪甜,富迎辉,杜美红

  计量学报. 2023, 44(3): 326-333. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.02

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  采用Protein A磁珠与志贺氏菌混合血清制备抗志贺氏菌多靶标免疫磁珠,建立了25mL志贺氏菌免疫磁分离体系,并通过测定代表性食品(牛奶、水果、面包)中志贺氏菌生长曲线,设计食品样品前处理可行性技术方案,与环介导等温扩增(LAMP)检测技术整合进行了食品中痕量志贺氏菌快速检测验证。结果显示:多靶标免疫磁珠能同时捕获福氏、宋内氏、鲍氏、痢疾氏等4种志贺氏菌,捕获效率为35%~94%,非特异性小于1%(金黄色葡萄球菌10%除外),1~2×10¹CFU志贺氏菌在25mL纯牛奶、25g梨/面包+25mL志贺氏菌增菌肉汤基础中,通过6h培养+免疫磁分离的策略可获得10²CFU/mL以上的志贺氏菌,将志贺氏菌检测样品前处理时间由48h缩短至8h内,并能够满足后续检测技术检出限的需求,实现了食品中志贺氏菌的快速检测。
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  生物安全柜防护性能评价用标准物质研制

  王梓权,刘思渊,甄啸啸,黄文锋,张玲,徐倩,隋志伟

  计量学报. 2023, 44(3): 334-340. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.03

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  生物安全柜的防护性能不仅影响实验结果的准确性和可靠性,而且也关系到实验人员的人身安全,因此其防护性能需要及时评价与校准。枯草芽孢杆菌作为国内外生物安全柜标准中规定的性能评价用指示菌,其芽孢标准物质的研制十分必要。通过将不同浓度的枯草芽孢杆菌芽孢添加到保护剂中,经冻干制备成干粉状标准物质,并研究标准物质的均匀性和稳定性。结果表明制备的枯草芽孢杆菌芽孢计数系列标准物质均匀性良好,在4℃下可以稳定保存24个月,3种不同浓度的标准物质标准值分别为(5.4±1.3)×10⁸CFU/mL、(5.2±1.3)×10⁶CFU/mL和(5.3±1.4)×10⁴CFU/mL,可分别用于生物安全柜人员、产品和交叉污染保护性能评价。
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  接种数量对细胞生长和药物作用的影响及细胞计数方法对比

  薛志超,曾嘉明,李永淑,赵佳威,赵洋,戴新华,龚晓云

  计量学报. 2023, 44(3): 341-349. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.04

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  以海拉细胞作为研究对象,对细胞数量差异引起的细胞生长速率变化以及对药物效果的影响展开研究。实验结果表明细胞起始数量越多,贴壁后密度越大,生长速率越快,并且药物对其生长的抑制作用越低。因此,准确地细胞计数是生物学实验的关键。该研究进一步比较了3种常用细胞计数方法:细胞计数板法、细胞计数仪法、流式细胞仪法,结果显示其线性相关系数R2分别为0.9835,0.9997和0.9960,同等条件下,细胞计数仪具有最高的准确性。此外,该研究同时也对结晶紫染色、底面积拍照、蛋白质含量估算和蛋白质内参GAPDH测量等间接方法进行评估,为生物学实验过程中的细胞数量测算提供数据参考。
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  基于平板计数的类球红细菌测量方法研究

  李龙泉,王梓权,刘思渊,周帼萍,隋志伟,张玲,甄啸啸,黄文峰,徐倩

  计量学报. 2023, 44(3): 350-355. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.05

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  类球红细菌是产辅酶Q10的主要微生物之一,定量检测类球红细菌活菌数对优化类球红细菌的发酵条件具有重要意义。通过对接种方式、接种量、培养基种类以及培养温度进行比较研究,对类球红细菌的平板计数法进行优化,并对优化后的平板计数法进行协同实验验证和不确定度分析。平板计数法最终优化结果为:接种方式为涂布法,接种量为50μL,培养基为营养琼脂,培养温度为32℃;该方法重复性和再现性均较好,室内重复性相对标准偏差为6.0%,室间相对标准偏差为16.4%。所优化方法的相对扩展不确定度为9.2%(k=2),适用于类球红细菌定量测量。
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  荧光法生物气溶胶监测仪性能验证及应用

  田莹,张国城,潘一廷,吴丹,刘佳琪,沈上圯,李晶晶

  计量学报. 2023, 44(3): 356-360. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.06

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  利用荧光法生物气溶胶监测仪设备分别进行总粒子计数效率、荧光粒子计数效率评价,并在实验室和实际应用场景利用多种微生物气溶胶进行验证。通过菌落计数法和显微镜观察2种传统的离线检测方法与实时在线生物气溶胶监测仪的数值比对,发现实时生物气溶胶监测技术与传统方法检测结果具有较好的一致性。同时应用生物气溶胶监测仪对不同应用场景中的生物粒子进行监测,验证了检测结果的的可靠性。
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  一种模拟游离DNA阳性质控品的制备方法及表征

  方艳,王霞,董莲华,杨靖亚

  计量学报. 2023, 44(3): 361-367. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.07

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  通过优化一种新型的机理未明确的类酶解作用体系(reaction system,RS),直接作用带有KRAS G12C,KRAS G12D,EGFR L858R和EGFR T790M突变的肿瘤细胞系SW1573,SNU-C2B和NCI-H1975,通过对RS体系作用时间及作用的细胞数量的优化,可以裂解细胞基因组DNA制备得到一种可以高度模拟人体血浆游离DNA(cfDNA)阳性质控品。经芯片电泳检测获得的模拟cfDNA片段长度集中于(166±16)BP,与正常人体血浆cfDNA大小一致;通过微滴数字PCR检测显示RS制备的DNA片段和gDNA在目标突变位点处具有一致的突变丰度。表明经RS体系制备得到的DNA片段可以作为一种cfDNA的阳性质控品。
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  PIK3CA基因突变数字PCR参考测量方法研究

  王蕾蕾,王霞,邢德纯,董莲华,杨靖亚

  计量学报. 2023, 44(3): 368-376. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.08

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  PIK3CA突变检测是实现肿瘤个体化治疗的重要预测因子。以PIK3CA为目的基因,选择E542K、E545K、H1047R三个热点突变,建立对其准确定量检测的微滴式数字聚合酶链式反应(ddPCR)方法。优化退火温度、引物探针浓度等条件,对方法特异性、线性范围、重复性等方面进行考察。结果表明,建立的ddPCR检测方法精密度好,在突变丰度(0.05~82.75)%范围内相对标准偏差值介于(0.392~14.031)%,准确性高,与重量法的相关系数达到99.91%、99.98%、99.94%;在突变丰度0.2%以上,方法的重复性可达5%以内;在突变丰度0.2%以下,重复性保持在15%以下。在20μL反应体系中3个热点突变的空白限分别为0.03%、 0.04%、0.04%,检测下限和定量下限均为0.05%。因此,所建立的PIK3CA基因E542K、E545K及H1047R位点突变的ddPCR参考测量灵敏度高,重复性好,在癌症诊断、个体化用药指导和预后方面具有良好的应用。
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  3种KRAS基因突变检测试剂盒的质量评价

  董莲华,王尚君,张雨菁,王晶

  计量学报. 2023, 44(3): 377-383. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.09

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  为了解市场上KRAS基因突变检测试剂盒的质量,指导试剂盒的选择和使用,选择了常见的3种试剂盒(随机编号A、B和C)对其进行质量评价。使用标准物质分别对试剂盒的准确度、特异性、检出限和重复性指标进行了评价。评价结果分别为:3种试剂盒的准确度均较好,对7个突变型的阳性符合率验证结果均为100%;3家实验室的特异性验证结果中,每种试剂盒都有假阳性结果检出,3种试剂盒中均不能满足7个突变型的阴性符合率为100%,阴性符合率为100%的突变型结果中,试剂盒A有6个,试剂盒B有6个,试剂盒C有3个;检出限评价结果表明,3种试剂盒对7个突变型的实际检出限与所标识的检出限(1%)不完全一致,其中3家实验室验证一致且与标识检出限相符的突变型,试剂盒A有0个,试剂盒B有3个,试剂盒C有5个;试剂盒的低水平重复性均较好(<5%)。
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  HPV16与HPV18假病毒核酸标准物质定值研究

  李会杰,陈桂芳,董莲华,杨佳怡,杨靖亚

  计量学报. 2023, 44(3): 384-391. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.10

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  以分别包含HPV16、HPV18 L1基因序列的假病毒为候选材料,通过数字PCR定量方法对L1基因的拷贝数浓度进行检测,同时验证了标准物质的均匀性和稳定性,研制了HPV16与HPV18假病毒核酸标准物质(NIM-RM5213和NIM-RM5214)。2种标准物质的拷贝数标准值及扩展不确定度(k=2)分别为:(1.52±0.13)×10³copies/μL,(1.29±0.12)×10³copies/μL。利用多家检测平台对2种标准物质进行定值验证,定值结果的相对标准偏差均在5%以内。该标准物质能够为HPV检测全过程的质量控制提供参考,有助于提升HPV核酸检测过程的准确性与有效性,具有广泛的应用前景。
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  IHHNV假病毒核酸标准物质定值研究

  陈桂芳,李会杰,高运华,杨佳怡,董莲华

  计量学报. 2023, 44(3): 392-400. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.11

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  传染性皮下及造血组织坏死病毒(IHHNV)感染对虾引起急性传染病,对幼虾危害尤其明显。基于Genbank收录的IHHNV基因序列(AF218266.2),制备了含IHHNV全基因组序列的假病毒标准物质(NIM-RM4062)。针对ORF1基因设计特异性引物探针,建立了IHHNV数字PCR检测方法,进行IHHNV假病毒核酸标准物质的均匀性和稳定性检验。标准物质拷贝数浓度的标准值及扩展不确定度为:(1.22±0.15)×10³copies/μL(k=2)。利用多种数字PCR平台对标准物质进行定值验证,测量的相对标准偏差(RSD)小于4%,标准物质量值在不同检测平台复现性较好。采用市售IHHNV核酸检测试剂盒进行验证,标准物质量值与荧光定量PCR试剂盒的检测结果具有较好的一致性。
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  HPV16与HPV18(E6/E7基因)RNA假病毒核酸标准物质定值研究

  李会杰,陈桂芳,高运华,杨佳怡,董莲华

  计量学报. 2023, 44(3): 401-409. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.12

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  分别以含HPV16和HPV18 E6/E7 RNA序列的假病毒为候选材料,采用一步法逆转录数字PCR方法对E6/E7 RNA进行定量检测,研制了HPV16和HPV18(E6/E7基因)RNA假病毒核酸标准物质(NIM-RM5231和NIM-RM5232)。2种标准物质的均匀性和稳定性良好,标准值及扩展不确定度(k=2)分别为:(9.7±1.8)×10²copies/μL,(5.9±1.1)×10²copies/μL。在多家实验室对2种标准物质进行定值验证,定值结果的相对标准偏差均小于10%。所研制的标准物质可为高危型HPV E6/E7 RNA的相关检测的质量控制提供参考。
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  基于毛细管凝胶电泳的寡核苷酸纯度分析方法

  王乐乐,张晓霞,刘刚

  计量学报. 2023, 44(3): 410-414. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.13

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  在寡核苷酸的化学合成过程中,会产生与全长序列相差一个(n-1)和两个核苷酸(n-2)的杂质,因为分子质量及电荷性质与主成分差异小,难以准确定量检测。毛细管凝胶电泳具有样品用量少、速度快、灵敏度高、分离效果好、自动化程度高等优势,而普遍应用于核酸的分离和分析。采用毛细管凝胶电泳对寡核苷酸纯度进行分析,能有效分离寡核苷酸全长序列与n-1的杂质,在0.03~1.00mg/L浓度范围内线性良好(R2=0.9988),检出限约为0.01mg/L(信噪比S/N>3),该方法的建立将为寡核苷酸的纯度分析与质量控制提供有力的技术支撑。
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  耐除草剂转基因大豆SHZD32-1数字PCR绝对定量方法的建立

  郑子繁,王颢潜,高佳奇,陈硕,柳方方,张秀杰,李亮

  计量学报. 2023, 44(3): 415-421. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.14

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  基于DNA单分子绝对定量的数字PCR技术,建立了该转化体的微滴式数字PCR(ddPCR)双重(转化体特异性基因和大豆内标准基因)定量方法,内容主要包括:优化双重ddPCR引物探针浓度和退火温度,考察特异性,确定线性动力学范围以及检出限(3copies/μL)和定量限(15copies/μL)等关键参数。转基因大豆SHZD32-1已获得生产应用安全证书“农基安正字(2019)”第293号,其ddPCR定量检测方法作为一种绝对定量的计量方法,简便高效、精准度高,将为标准物质定值、定量检测及规范生物安全领域数字PCR方法建立等提供技术支撑。
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  转基因番木瓜pUC57-Papaya质粒标准分子的构建与适用性研究

  潘志文,陈伟庭,姚涓,王声斌,姜大刚

  计量学报. 2023, 44(3): 422-429. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.15

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  构建了含番木瓜2个内标准基因、4个筛选靶标及3个转化体特异性片段的质粒分子pUC57-Papaya,进行了适用性验证实验。应用普通PCR和实时荧光定量PCR对其进行互换性评估;使用质粒分子对2个样品进行转基因含量测定。结果显示:质粒分子全部9个目的片段按照设计排列,序列完全一致;全部9个基因片段普通PCR和实时荧光PCR方法均能正确扩增得到预期结果,特异性、灵敏度与基因组DNA一致;全部9个基因构建标准曲线做定量测试时,与基因组DNA标准曲线斜率无显著差异,线性相关系数均大于0.99,其中内标准基因Papain、NOS终止子、YK1601与55-1事件特异性片段的截距无差异;利用质粒分子测量2个样品的Papain、NOS终止子、YK1601与55-1事件特异性片段拷贝数,计算转基因含量,结果与基因组DNA一致;测序结果显示各片段拷贝数比值为1,质粒DNA拷贝数浓度为(2.54±0.10)×10⁶copies/μL。构建的标准质粒分子可代替基因组DNA用于定量检测,也可作为转基因番木瓜定性和定量检测用标准物质。
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  转基因玉米MZIR098定量PCR检测方法的建立

  温洪涛,杨洋,丁一佳,关海涛,苑冉,张瑞英,李凌燕,梁晋刚,王晶

  计量学报. 2023, 44(3): 430-439. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.16

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  利用转基因抗虫耐除草剂玉米MZIR098的5’端旁侧序列信息,设计引物及探针,随后通过qPCR和3D-dPCR平台,建立了玉米MZIR098的转化体特异性双重定量检测方法。经测试后显示,qPCR和3D-dPCR 两种检测方法的重复性(相对标准差)均小于25%,符合转基因检测方法相关标准,并且检出限和定量限也无显著差异。上述结果说明2种方法均可满足转基因定量检测的基本需求,可为今后准确高效地检测玉米MZIR098及其产品提供新的参考方法。
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  法庭科学STR检验的标准物质体系

  莫晓婷,马温华,张建,赵兴春

  计量学报. 2023, 44(3): 440-446. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.17

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  在法庭科学领域推进相关有证标准物质的研制和应用,对建设DNA分析的标准化体系具有重要意义。当前不断涌现新的DNA检验方法,并迅速应用于刑事案件调查,现行方法的有效性和准确性需要标准物质开展认证与验证。DNA STR(short tandem repeat)分型检验是当前法庭科学进行个体身份识别和亲缘关系判断的主要依据,有证DNA标准物质是实现不同实验室间信息资源共享,保障STR分型结果准确可比的标尺。概述了STR检验技术及其过程中使用的国内外标准品和标准物质,并对我国构建STR检验的标准物质体系提出了建议和展望。
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  胰岛素样生长因子-1的检测方法及其应用研究进展

  赵旭,金有训,王仙霞,武利庆,刘亚辉

  计量学报. 2023, 44(3): 447-456. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.18

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  胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1),是一种由70个氨基酸组成的肽类激素。临床研究发现,IGF-1与内分泌疾病、心脑血管疾病、癌症肿瘤、大脑与神经系统相关疾病、皮肤病、肝病等多种疾病都有着十分密切的联系。在新冠肺炎的研究中,IGF-1也扮演了重要角色。因此,可通过准确检测血清中IGF-1含量的变化作为相关疾病的辅助诊断指标之一。目前,临床上针对IGF-1的含量检测方法主要有基于抗原抗体特异性结合的免疫学分析方法和基于质谱技术的分析方法,这些方法具有不同的检测特性,测量准确性也不尽一致。通过对IGF-1的相关研究进展进行综述,总结IGF-1在临床检测应用中的功能作用,讨论其检测方法的特性和应用场景,为进一步提升IGF-1的检测能力提出了建议。
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  乳制品中微生物标准物质研究现状与趋势

  刘思渊,柏赵莹,王梓权,王蒙,陆琳,李浩,王成龙,常海艳,周帼萍,张伟,隋志伟

  计量学报. 2023, 44(3): 457-463. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.19

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  乳制品中微生物标准物质是发展微生物计量技术,建立微生物检测标准,完善乳及乳制品质量监管体系的重要工具,具有广阔的需求及应用前景。介绍了乳制品中微生物标准物质的主要特性,保持微生物活性的主要制备技术,以及特性量值、标称特性的测量技术;此外,对乳制品中微生物标准物质发展和应用现状进行了综述,并在分析该领域研究面临的主要问题的基础上,对标准物质需求与趋势进行了展望,旨在为后续微生物标准物质研究提供一定的参考与借鉴。
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  食源性病原微生物核酸标准物质研制进展

  陈天奇,齐鑫,王敏,李凯,樊丽,李亮

  计量学报. 2023, 44(3): 464-471. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.20

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  食源性致病微生物污染是世界性食品安全问题,为保障食品安全,必须重视食品卫生中的微生物检验。核酸分子作为最常用的微生物检测对象,其需要标准物质进行量值溯源,提供计量依据。核酸标准物质是保证核酸检测法结果准确性和一致性的实物标准。为了提高微生物检测结果质量控制水平、保证检测结果的准确性和公正性,对常见食源性病原微生物核酸标准物质的研制进行了综述,以促进其在食品安全检测中的应用,为推动核酸标准物质领域的发展提供参考。
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  数字PCR法在食品检测标准物质研制中的应用

  范宏博,蔡永洪,李月玥,黄满英,张力玲,马婷婷,胡松青,胡良勇

  计量学报. 2023, 44(3): 472-478. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.21

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  食品检测标准物质是保证食品检测量值溯源性、互认性和准确性的测量标准,其研制需要精准的定值方法。数字PCR法是灵敏、准确和抗基质干扰强的核酸绝对定量方法,已在医疗诊断、转基因检测和动物疫病检测等众多领域广泛应用。对数字PCR法进行介绍,综述其在转基因食品检测、动植物源性分析和食源性致病菌检测标准物质研制中的研究进展,以期为食品检测核酸标准物质的研制提供参考。
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  人类糖化血红蛋白HbA1c标准物质的研究及展望

  李晶晶,赵海波,梁亮,范培蕾,赵雨佳,武利庆,翟睿

  计量学报. 2023, 44(3): 479-487. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.22

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  糖化血红蛋白(glycated hemoglobin A1c, HbA1c)标准物质作为测量结果溯源性的基础,是量值传递的直接载体,在临床检验结果质量保证方面发挥重要作用,对建立国家HbA1c参考测量系统和实现临床检验标准化具有重要意义。通过对人类糖化血红蛋白HbA1c国内外标准物质的制备过程、定值方法、报告单位、不确定度等进行简要综述,为我国糖化血红蛋白HbA1c标准化工作的推进提供借鉴和参考。
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  核酸分析工作组——有效推进核酸测量结果准确一致与可溯源

  杨佳怡,牛春艳,高运华,董莲华

  计量学报. 2023, 44(3): 488-494. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.03.23

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  核酸测量在生物安全、医疗健康、食品安全、环境监测等多个领域具有重要应用,因此核酸测量结果的准确和可靠至关重要。核酸计量是关于核酸测量及其应用的学科,是研究核酸计量单位统一和量值准确可靠的生物计量分支。综述了国际化学和生物计量咨询委员会(Consultative Committee for Amount of Substance Metrology in Chemistry and Biology,CCQM)核酸分析工作组(Nucleic Acid Analysis Working Group, NAWG)在提高核酸分析测量结果准确、可靠和可比方面所做的工作。NAWG是一个致力于提高核酸测量结果可比性的国际组织,其主要工作是为核酸测量能力的维持与发展提供支持。近20年来,NAWG成员开展了一系列研究工作,为不同领域的核酸测量结果的准确、一致和可溯源提供了支持。