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| 標準物質 | |
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標準物質，是一種已經確定了具有一個或多個足夠均勻的特性值的物質或材料，作為分析測量行業中的"量具"，在校準測量儀器和裝置、評價測量分析方法、測量物質或材料特性值和考核分析人員的操作技術水平，以及在生產過程中產品的質量控制等領域起着不可或缺的作用。
標準物質定義
標準物質
從定義可以看出標準物質具有三個顯著特點:
(1)具有特性量值的準確性、均勻性、穩定性;
(2)量值具有傳遞性; [1]
(3)實物形式的計量標準。
標準物質特性
準確性、均勻性和穩定性是標準物質量值的特性和基本要求。
(1)準確性
通常標準物質證書中會同時給出標準物質的標準值和計量的不確定度，不確定度的來源包括稱量、儀器、均勻性、穩定性、不同實驗室之間以及不同方法所產生的不確定度均需計算在內。
(2)均勻性
均勻性是物質的某些特性具有相同組分或相同結構的狀態。計量方法的精密度即標準偏差可以用來衡量標準物質的均勻性，精密度受取樣量的影響，標準物質的均勻性是對給定的取樣量而言的，均勻性檢驗的最小取樣量一般都會在標準物質證書中給出。[2]
(3)穩定性
穩定性是指標準物質在指定的環境條件和時間內，其特性值保持在規定的範圍內的能力。
標準物質級別
標準物質的特性值準確度是劃分級別的依據，不同級別的標準物質對其均勻性和穩定性以及用途都有不同的要求。通常把標準物質分為一級標準物質和二級標準物質。
一級標準物質主要用於標定比它低一級的標準物質、校準高準確度的計量儀器、研究與評定標準方法;二級標準物質主要用於滿足一些一般的檢測分析需求，以及社會行業的一般要求，作為工作標準物質直接使用，用於現場方法的研究和評價，用於較低要求的日常分析測量。
標準物質分類
標準物質可以是純的或混合的氣體、液體或固體。例如，校準粘度計用的水、量熱法中作為熱容量校準物的藍寶石、化學分析校準用的溶液。標準物質和化學試劑沒有必然的聯繫。標準物質可以是高純的 化學試劑(但高純試劑不一定就是標準物質，還要看是否符合標準物質的特徵以及是否有相應的標準證書)，也可以是按照一定的比例配製的混合物(例如pH標準溶液)，甚至可以是一些天然樣品按照一定的方法製備的具有複雜成分的標準樣品(比如臨床分析中的標準物質、工業上不同品質的樣品)。
有證標準物質
有證標準物質certified reference material(CRM):附有證書的標準物質，其一種或多種特性量值用建立了溯源性的程序確定，使之可溯源到準確復現的表示該特性值的測量單位，每一種認定的特性量值都附有給定置信水平的不確定度。
有證標準物質一般成批製備，其特性量值是通過對代表整批物質的樣品進行測量而確定，並具有規定的不確定度。當物質與特製的器件結合時，例如，已知三相點的物質裝入三相點瓶、已知光密度的玻璃組裝成透射濾光片、尺寸均勻的球狀顆粒安放在顯微鏡載片上，有證標準物質的特性有時可方便和可靠地確定。上述這些器件也可以認為是有證標準物質。
所有有證標準物質均應符合中國計量規範JJF 1001-1998((通用計量術語及定義》中給出的"國家測量標準"的定義。有些標準物質和有證標準物質，由於不能和已確定的化學結構相關聯或出於其他原因，其特性不能按嚴格規定的物理和化學測量方法確定。這類物質包括某些生物物質，如疫苗，世界衛生組織已經規定了它的國際單位。
有證標準物質(CRM)是標準物質(RM)中的一個特殊類別，須附有符合一定要求的認定證書。根據以上定義，有證標準物質(CRMS)是標準物質(RMS)的子集，即，標準物質(RM)可以是有證標準物質(CRMs)，也可以是非有證標準物質。但是，標準物質(RM)這個術語常被誤用作表示非有證標準物質。
認定證書中給出的認定特性值(certifled property value)具有溯源性，因為，該值是通過建立了溯源性的嚴格測量程序測定的，所以保證了認定值溯源到準確復現的表示該值的測量單位。
認定的特性值須附有不確定度。因為沒有不確定度的測量結果不是一個完整的結果，所以認定特性值必須都附有給定置信水平下的測量不確定度。由於認定證書是有證標準物質的重要技術證明和使用者的重要信息來源，因此，可以認為它是有證標準物質的重要組成部分。為使研製(生產)認定機構與使用者之間的這種信息傳遞方式更加有效，認定者發布的信息能夠滿足使用者的要求，國際標準化組織/標準物質委員會(ISO/REMCO)制訂了有證標準物質證書的定義和有關標準物質證書的指南ISO指南31。注2是對有證標準物質的製備(生產)方式、定值測量原理和要求進行了一個簡單的陳述，關於這些方面的更具體的描述和要求可以參考相關指南。
現行的sI單位制並不能覆蓋所有分析測量。遇到這類測量溯源性問題時，就需要尋求其他解決問題的途徑。通常是要看其他國際權威機構是否定義並復現了相應的國際單位，如果沒有的話，則要使測量參考至協議的有證標準物質，特定的方法或公議測量標準。為了在全球取得測量結果的溯源性和可比性，國際計量委員會(CIPM)開展的多邊互認(MRA)也是按照這一思路進行的。
摺疊編輯本段計量作用 在分析化學中，標準物質是溯源鏈的主要組成單元。因此，它們的計量學特徵，特別是所提供特性量值的不確定度和在溯源層級中所處的位置，是分析測量質量保證關心的焦點問題。
標準物質所提供特性量值的不確定度必須已知且滿足測量需求。因此，標準物質可以按不確定度等級(越小越好，但評定必須合理)和依據不確定度報告的可靠性和驗證結果進行分級分類。
國際標準化組織(ISO)標準物質委員會編制的ISO導則33--"有證標準物質的使用"中提出的有證標準物質在計量學中的作用包括:
貯存和傳遞特性量值信息
根據定義，一種標準物質具有一個或多個準確測量的特性量值。一種有證標準物質中的特性量值一旦被確定，在有效期內它們就被貯存在這種有證標準物質中。當這種有證標準物質從一地發送到另一地使用時，它所攜帶的量值也就得到了傳遞。在規定的不確定度範圍內，有證標準物質的特性量值可以用作實驗室間比對的標準值或用於量值傳遞目的。因此，有證標準物質幫助量值在時間和空間上的實現傳遞，類似於測量儀器和材料標度的傳遞。
保證測量溯源性
實驗室應該控制並且校準或檢定一定數量的儀器以確保所開展的測量的溯源性。但在所有具體必要的環節中做到這一點是非常困難的。此項工作通過使用已建立了溯源性的有證標準物質可被大大地簡化。標準物質(基體)要求必須儘可能地近似於被測的實際樣品，以便對沖基體效應，以此來囊括測量時可能引起誤差的所有問題。當然，使用者應當對標準物質和未知樣品的測量採用相同的分析測量程序。因此，標準物質的作用與用於其他產業計量實驗室的傳遞標準的作用相同，它允許在一個規定的不確定度範圍內開展比較測量工作。有證標準物質也為確定分析測量或工藝測試測量的不確定度提供一種可行的方式。
復現國際單位
SI基本單位的復現依賴於物質和材料。當今世界的主要測量都是在國際單位制框架下進行的。2013年為止，SI確認了7個基本單位。這些基本單位的定義涉及一些物質，如:鉑一銥合金，用於製造公斤原器;銫-133，用於定義秒;水，用於定義開爾文等等。這些物質在基礎計量學中的使用與標準物質在其他類型計量中的使用是相同的。
這些材料作為SI單位所依據的定義物質具有特殊狀態。這種狀態嚴格應用來定義特定單位，因為這種單位的復現也許還涉及其他物質/材料。這種情況當涉及摩爾和千克的復現時特別符合實際。在標準物質的幫助下復現SI導出單位。
分析化學與國際單位制相聯繫，純化學物質，純度的測量，或常稱為物質的化學組成，是在分析化學範疇。除了sI對化學物質的依賴外，分析化學對SI的依賴也值得考察。2013年為止，大多數分析化學l丁作者在測量中採用SI單位(除cande-la以外的所有基本單位和許多導出單位)。但是，組份分析取決於另外一個概念，即純化合物相對於參照的其他物質和材料的化學組成存在(採用化學反應定律和化學計量法有兩層意思:一是SI單位的復現是依賴於標準物質，而成分分析又是使用sI單位;二是測量成分量時，以純物質作為標準，被測物的成分量以此為參照)。
從一種或多種考慮作為基準測量標準的純化合物出發，像物理測量一樣來為分析化學構架測量溯源層級是可行的。這樣測量標準的例子有:
①電子，其他化合物可通過電化學分析與其相聯;
②碳-12，原則上其他化合物可通過質譜、Raoult's定律測量或低密度氣體體積測量等方法與其相聯;
③高純元素或化合物，其他化合物可通過電化學法、重量法、滴定法、光譜法等與其相聯。
在上例中提及的其他化合物在許多情況下可以用作標準物質。許多物質可在基準和工作(分析)標準之間充當中間體的角色。如同應用於計量學其他分支一樣，溯源性的概念也普遍應用於分析化學中。如果測量結果的溯源性在儀器、材料量度和所用標準物質等方面都能描述得很清楚的話，化學分析測量結果的質量將會大大提高。在大多數情況下，溯源性也取決於計算時使用的相對原子質量值(以前稱"原子重量"，即原子量);分析測量工作者應記錄所用原子量的出處或來源。
定義和復現約定標度
如今，國際單位制並不能涵蓋所有的工程特性量，有些工程特性量的單位需要特別約定。為了方便地實現實際測量，一般通過標準物質建立其約定標度，並在國際建議或者標準文件上說明給定的值。全球認可的用於復現約定標度固定點的標準物質在國際上具有廣泛的一致性。這種約定標度的復現與傳遞主要依賴於復現標度固定點的標準物質和測量方法或測量過程的技術規範。在工程量的測量中，標準物質的作用不僅是復現約定的標度，而且還可以用於測量儀器校準或者用作實際樣品測量時的工作標準。約定標度的實例很多，在此僅舉幾例說明標準物質的特殊作用。
①濁度單位:在國際標準化組織制定的標準(ISO7027)中定義了濁度的單位。單位的復現依賴於。formazine標準溶液。該標準溶液的濁度是400FAU或FNU，通過稀釋這一標準溶液獲得一系列的標度固定點，以滿足不同濁度樣品的測定要求。如果所用儀器測量的是衰減光，所復現的則是formazine衰減濁度單位(FAU);若測量的是漫射光，復現的則是formazine散射濁度單位(FNU)。
②pH標度:由於單個離子的活度無法通過試驗測量得到，pH值並非一個確切的物理量。為了使測得的pH值有意義，人們通常採用一種約定的pH標度。這種標度是由被賦予準確pH值的標準溶液所定義的。通過測定消除了液接電勢的、由氫電極和銀/氯化銀電極組成的電池電動勢，並按照約定的方法計算就可以得到pH值。
各國的國家標準規範規定了製備和賦予標準溶液pH值的方法。這些標準溶液驗證過的值的不確定度在千分之幾pH單位範圍內。
③辛烷值標度:辛烷值是燃料油的重要技術指標。美國材料試驗協會(ASTM)用標準燃料油和標準測試方法定義與復現辛烷值的標度，得到了業內專業人士的認同，進而在全球範圍內被採納。按照以上標準測試方法的要求，在特定的實驗條件下，比較燃料油與已知辛烷值的AsTM標準燃料油的混合物的發爆聲，以此來確定燃料油的辛烷值。ASTM標準燃料油的辛烷值溯源到美國標準技術研究院(NIsT)的正庚烷有證標準物質(SRM 1815)和異辛烷有證標準物質(SRM 1816)。
④煤的燒結力:煤的燒結力是硬煤分級的重要技術指標，Roga測試法已在世界範圍內得到各國廣泛地採用。Roga測試方法是基於一個有確定的物理性質和化學成分的無煙煤標準物質。用規定的測試設備與程序將被測樣品與無煙煤標準物質混合、燒結，由燒結的剩餘物來計算Roga指數，從而實現煤的燒結力的量度。國際實用溫標和國際實用鹽標也是類似的約定標度。
必備條件
標準物質是以特性量值的均勻性、穩定性和準確性等特性為主要特徵的。為獲得這些基本特徵，標準物質起碼應滿足以下基本條件的要求。
材質均勻
從理論上講，如果物質的一部分(單元)的特性值與另一部分(單元)的特性值沒有顯著差異，則該物質的該特性是均勻的。但是，完全均勻的物質是不存在的，物質內部和單元之問或多或少會存在有不均勻性，在貯存過程中，也會發生層析、偏析、聚集等不均勻的傾向，因而，均勻是相對的，而不均勻是絕對的。如果物質的一部分(單元)的特性值與另一部分(單元)的特性值之間的差異不能被實驗檢測出來，或檢測出來的差異很小且相對於測量準確度要求來說是可以忽略的，則該物質的該特性就可以視為"均勻"的。均勻性就是與"物質的一種或多種特性相關的具有相同結構或組成的狀態"。由於標準物質的特殊功能和用途，因而對其均勻性具有很高的要求。然而，物質各部分之間特性量值是否存在差異，必須用實驗方法才能確定。因此，所謂均勻性是指物質各部分之間特性量值的不能用實驗方法"準確地"檢測出來。
這樣，均勻性的實際概念就包括物質本身的特性和所用的測量方法的精密度(標準偏差)和樣品的大小(實驗取樣量)等。在許多情況下，測量方法可能達到的精密度與取樣量有關，因此，標準物質的均勻性是對給定的取樣量而言。通常，標準物質證書中都要給出均勻性檢驗時的取樣量，作為使用時的最小取樣量。
影響物質均勻的因素有:物質的物理性質，如密度、粒度等，及物質成分的化學形態和結構狀況。密度不同可能引起重力偏析(化學成分的不均勻現象稱為偏聽偏析)。一般來說，固體顆粒越細越容易出現重力偏析。此外，顆粒過細時，比表面積增大，表面活性也會增大，吸濕和污染的機會也會增加。
量值穩定
標準物質在規定的時間和環境條件下，其特性量值應保持在規定的範圍以內。這種特性亦被稱之為標準物質的穩定性。
研製(生產)者要保證所提供的標準物質在一定期限內其特性量值不發生顯著改變。為得出這一期限，研製者在研製標準物質過程中必須要進行穩定性考察，量值不穩定的物質不能用來製備標準物質。中國規定一級標準物質的穩定性一般應大於1年。
影響標準物質穩定性的因素可以有:光、溫度、濕度等物理因素，還可能有溶解、分解、化合等化學因素及細菌作用等到生物因素。穩定性應該表現在:固體物質不風化、不分解、不氧化;液體物質不產生沉澱、發霉;氣體和液體物質對容器內壁不腐蝕、不吸附等等。
認定量值準確
量值準確可靠是標準物質的重要特徵之一，是指標準物質具有準確的或嚴格定義的認定值(亦稱標準值)。正是由於標準物質具有認定的參考值，參考值的準確度高且具有規定的不確定度，因而才能夠成為計量學溯源鏈的重要單元，用於測量儀器的校準或檢定、測量方法的評價或確認，以及測量審核與能力驗證等量值傳遞或溯源有關的活動。從這個意義上來說，標準物質必須在有資質的實驗室，由具有一定資質和經驗的操作人員，用準確可靠的測量方法進行定值測量。
當以某種測量方法來對標準物質進行定值測量時，認定值是對被認定特性量之值的最佳估計，認定值與真值的偏離不超過定值測量的不確定度。
附有特定的證書
有證標準物質必須帶有特定的"證書"，它是介紹標準物質特性的主要技術文件，是標準物質研製者(生產者)向使用者提供的質量保證書。證書上需註明該標準物質的認定(標準)值、認定值的不確定度、正確使用方法、運輸與貯存應注意的有關事項等。證書的編寫與內容應符合國際標準化組織/標準物質委員會(ISO/REMCO)發布的技術文件(IS0導則31:1981)和國家計量主管部門頒布的證書編寫相關規則(參見本書第三章)的要求。
可批量生產
標準物質必須有足夠的批量和儲備，以滿足測量工作對標準物質的實際需要。尤其二級(即工作級)標準物質，直接用於現場分析測量，需求量很大。對於性能比較穩定的金屬、岩石、礦石等類標準物質，一批的製備量最好能滿足現場分析測量5~lO年的使用量。
具有與被測物質相近的組成和特性
使用標準物質確定待測物質的量值時。為消除由於標準物質與待測物質兩者在基體材質和測量範圍上的不同而帶來的系統影響，研製者應選擇與待測物質性質和組成相近似的物質作為標準物質的候選物，這是研製和使用標準物質應遵循的一條原則。
在製備標準物質時，生產者有意識地選擇某些材料或人工合成一些材料，例如:採集果樹葉，模擬生物化學和環境分析中植物的基體;人工合成含有痕量元素的玻璃來作為礦物成分的基體;模擬海水、河水、酸雨作水質標準物質的基體等，這些作法都是為消除在使用標準物質進行測量時由於基體差異而產生的影響。
層級
標準物質家族
多年以來，在測量領域一直就存在一些關於有證標準物質和標準物質的層級問題的熱烈的爭論。爭論的起因源於各種標準物質的名稱。
在術語層級中，標準物質(RM)具有"較高"的地位，因為它有一個較高級的概念(可謂之'家族名')，而有證標準物質(CRMS)只是一個"從屬"的概念(只是家族中的一員)。其他具有從屬概念的例子還有:'工作標準物質(WRMS)、'校準物質(CALS)，或'基準標準物質(PRMs)'等。這種層級並不是一種價值的判斷，而僅僅是術語學上的層級。'有證，和'基準，是限定詞，標誌着標準物質(RM)的特殊組群。因此，所有有證標準物質(CMRs)都是標準物質(RMS)，但標準物質(RMS)不都是(CRMS)。
在測量領域中，基準物質(PRMs)和有證標準物質(CRMs)應該具有'較高的計量學層級，因為它載有一個或多個可溯源的量值，每個量值都附有一個相關的測量不確定度。
標準物質計量學層級
為合理地使用標準物質，根據標準物質在計量學中的作用、在溯源鏈中的位置以及標準物質特性量值的認定準確度(定值測量的不確定度大小)，人們將標準物質劃分為若干等級，如在ISO/REM(二O繪製的量值溯源體系圖中，人們將標準物質分為三個層次，基準標準物質(PRM)、有證標準物質(CRM)和標準物質(RM)。
SI單位--基準物質(純物質)PRM--有證標準物質CRM--標準物質RM--測試樣品
典型
比較典型的有國際實驗室認可合作組織(ILAC)的分類，它將標準物質的特性分為五大類:
⑴化學成分類:標準物質，純的化合物或是有代表性的基體樣品，天然的或添加(被)分析物的(如，用作農藥殘留分析的添加了殺蟲劑的動物脂肪)，以一種或多種化學或物理化學特性值表徵。
⑵生物和臨床特性類:與目錄A相似的標準物質，但以一種或多種生化或臨床特性值表徵，如酶活性。
⑶物理特性類:以一種或多種物理特性值表徵的標準物質，如熔點、粘性和密度。
⑷工程特性類:以一種或多種工程特性值表徵的標準物質，如硬度、拉伸強度和表面特性。
⑸其他特性。
這些類別又被細分為三級子類，例如，在化學成分類中，以微量錳、硅、銅、鎳和鉻含量表徵的鋁合金，列於化學成分一金屬一有色金屬一鋁合金的子類中。
在化學成分類別中，標準物質還可進一步被分為單一成分的標準物質和基體標準物質兩大類。單一成分的標準物質是純物質(元素或化合物)，或純度、濃度、熔點、熔化焓值、粘度、紫外可見光吸光率、閃點等參考值已精確確定的純物質的溶液。這類標準物質的重要用途之一是分析儀器的檢定或校準。
基體標準物質通常是感興趣的被分析物以天然狀態存在於其天然環境中的真實材料(天然基體標準物質)。所選擇的基體標準物質應與測試樣品有相似的基體。另外，基體標準物質中經精確認定的(被)分析物含量應儘量與被測樣品相近。基體標準物質最重要的用途之一就是對分析測量方法的測試和確認。與單一成分的標準物質使用情況不同，基體標準物質在分析過程之初便被引入。因此，它們用於評價整個分析過程的質量，包含樣品萃取、清洗、濃縮和最終測量等步驟。基體標準物質也可以合成的方式製備。合成基體標準物質在使用時可能會與天然基體標準物質有一些差異。
其他
按特性值的學科特點分類方法
這種分類方法是根據特性量所反應的學科特點及所應用的學科進行分類的。通常分為:·化學成分或純度標準物質，·物理(物理化學)特性標準物質，·工程技術特性標準物質，·生物化學量標準物質。
按標準物質的應用領域分類方法
此種分類方法是根據標準物質所預期的應用領域或學科進行分類。國際標準化組織標準物質委員會(IsO/REMc0)對標準物質的分類就是採用了這種方法。ISO/REMCO將標準物質分為十七大類:地質學，核材料，放射性材料，有色金屬，塑料、橡膠、塑料製品，生物、植物、食品，臨床化學，石油，有機化工產品，物理學和計量學物理化學，環境，黑色金屬，玻璃、陶瓷，生物醫學、藥物，紙，無機化工產品，技術和工程。
中國也是按照這種方法將標準物質分為十三個大類:鋼鐵成分分析標準物質，有色金屬及金屬中氣體成分分析標準物質，建材成分分析標準物質，和材料成分分析與放射性測量標準物質，高分子材料特性測量標準物質，化工產品成分分析標準物質，地質礦產成分分析標準物質，環境化學分析標準物質，臨床化學分析與藥品成分分析標準物質，食品成分分析標準物質，煤炭、石油成分分析和物理特性測量標準物質，工程技術特性測量標準物質，物理特性與化學特性測量標準物質。
定值
標準物質的定值是"對與標準物質預期用途有關的一個或多個物理、化學、生物或工程技術等方面的特性值的測定。
標準物質作為一種計量器具，具有保存、復現和傳遞量值的功能。而標準物質的特性值是否在不同的時間和空間上具有可比性和可靠性，取決於這一標準物質的定值測量是否建立了溯源性。定值測量是給標準物質賦值的過程，也是標準物質認定過程中的一個關鍵環節。標準物質定值測量程序需要更加嚴格的質量保證措施和要求(參見ISO/REMcO指南34和ISO/REMCO指南35)。
準確度/不確定度、可比性、溯源性
當應用於一系列測量結果時。術語"準確度"是隨機分量(復現性)和系統分量(正確度)的結合。在國際標準化組織/國際電工委員會第99號指南(2007)"國際計量學詞彙--基本通用的概念和相關術語"中，準確度的定義是:被測量的測得值與其真值間的一致程度。由於準確度不是一個量，不能給出有數字的量值。當測量提供較小的測量誤差時就說該測量是較準確的。另外，隨着國際上對"測量不確定度表示指南(GUM)"的廣泛認同，肯定性術語"準確度"正在被否定性、但更清楚的術語"不確定度"所取代。
不確定度的定義為:"表徵合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯繫的參數"。如果將以上定義與測量溯源性的定義聯繫起來分析其定義中的含義，可以得出以下幾點信息:分散性是測量結果的屬性，不確定度是分散性的量化;沒有不確定度的測量結果是不完整的;沒有不確定度是無法實現溯源的。
GUM中描述的程序和最新認定程序都強調了"合理地(reasonably)"這個詞。當真值以大於給定的可能性超出不確定度範圍的風險存在時，以非常小的不確定度給特性量認定是沒有意義的;另一方面，認定時僅從安全角度考慮，人為擴大不確定度範圍，也是毫無意義的。假如給出的不確定度置信水平為95%，而實際代表了99.9%，有證標準物質(CRM)的使用者就會在其不確定度計算中引入一個不合理的不確定度分量。
使用標準物質的一個主要目的是提高不同實驗室測量結果的可比性。參考化學成分公認標準或參考可溯源到更高一級的公認標準的測量標準是在國際準則框架內或貿易夥伴間獲得可比性的有力工具。
可比性定義尚無定論，介乎於以下說法之間:"測量結果可被比較的能力，為了確定它們是相等還是不同(較大或較小)。這是通過用相同的、最好是國際公認的測量標度表示測量結果來獲得。"
及測量結果的特性，由相同材料的子樣品獲得，當結果是在相同測量標度上測得(即以相同單位表示)時，在它們的不確定度範圍內一致。
從定性意義來講，考慮分析測量結果的雙邊互認時，大多數人傾向於使用後一個定義。測量結果可比性的基礎是要實現測量的溯源性。該術語的定義如下:"通過一條具有規定不確定度的不間斷的比較鏈，使測量結果或測量標準的值能夠與規定的參考標準，通常是國家測量標準或國際測量標準聯繫起來的特性。"
有證標準物質(CRM)中提到，認定值的溯源性是該物質身份的重要要求。但是測量溯源性在很大程度上不只是一個值問題，而是建立測量結果可比性的基本前提。
對高等級有證標準物質(CRM，或稱"基準標準物質")來說，通常認定過程的定值測量不參考其他標準物質，而是直接溯源到sI單位，如千克(kg)或摩爾(moL)，或者參考描述測量方法的書面標準，即參考經系統研究並準確描述的方法。通過在分析程序中引人足夠純的元素或化合物稱重的量作為校準物，達到對國際單位千克(kg)或摩爾(moL)的直接溯源。因此，校準是認定程序的重要部分，但決不是唯一重要的部分。
純元素或化合物稱重的量達到何種程度才可以被認為充分地"準確復現表示特性值的單位"，這個問題在計量學家和分析化學家之間的討論仍在繼續。
對於使用者來說，使用有證標準物質是使其測量結果具有溯源性的最重要的工具，他們甚至可以在給二級標準物質、工作標準物質或質量控制物質(QCM)賦值的過程中，通過參照有證標準物質(CRM)向下擴展溯源比較鏈。
標準物質定值測量方法模式
認定過程所用的定值測量方法應在理論上和實踐上經檢驗確認是準確可靠的方法。在開始定值測量之前，應先研究測量方法、測量過程和樣品處理過程所固有和系統誤差和隨機誤差，如溶解、消化、分離、富集等過程中被測樣品的沾污和損失，測量過程中的基體效應等，對測量儀器要定期進行校準，選用具有可溯源的基準試劑，要有可行的質量保證體系，以保證測量結果的溯源性。
依據有證標準物質(CRM)的類型及其潛在用途，定值測量實驗室的能力以及所用測量方法的品質，可以選擇下列方法模式之一進行定值測量。
⑴基準(權威)測量方法模式在必須縮小認定值測量的不確定度時，可用一個單獨的，所謂的基準分析測量方法來進行定值測量。如果定值測量只由一個實驗室承擔，推薦使用另一個非基準方法進行誤差檢驗。
基準(絕對或權威)測量方法的系統誤差是可估計的，相對隨機誤差的水平有時可忽略不計。測量時，要求有兩個或兩個以上分析工作者獨立地進行操作，並儘可能使用不同的實驗裝置，有條件的可進行量值比對。
但是，"基準測量方法"(primary method of measurement，PMM)術語的定義和符合定義要求的測量方法的鑑定還遠遠沒有完成。
如前所述，如今，國際計量委員會/物質的量諮詢委員會(CIPM/CcQM)發布的定義如下:"基準測量方法是一種具有最高計量學品質的測量方法，其操作可以被完全地描述和理解，最終不確定度可以用sI單位表述，測量結果不依賴被測量的測量標準。
解釋性注釋:
①基準測量方法也要求在(直接)被測量對象與(間接)目標被測量對象之間建立不包含任何有意義的經驗修正因子的方程式。
②對於物質的量的測量，如果要成為基準的，必須使用一種對規定物質來說是特定的方法，以及依賴於其他物質或基體的所有參數值或修正值已知或可用近似不確定度計算。
在化學成分量測量方面，國際物質的量諮詢委員會(CCQM)認為最重要的分析測量方法有:同位素稀釋質譜測定法(IDMS);重量測定法;滴定法;冰點下降法;電量(庫侖)法。
另外，2013年提出可作為潛在基準測量方法的還有:腔衰盪光譜法(Cavity Ring Down Spectrometry)，儀器中子活化分析(INAA--Instrumental Neutron ActiVation Analysls)。
國際物質的量諮詢委員會(CCQM)還定義了新術語"基準標準物質":"基準標準物質是具有最高計量學品質，用基準測量方法確定量值的標準物質。"
使用基準(權威)測量方法進行化學成分表徵在計量學上來說是十分合理的，但是，這樣符合定義要求的測量方法的很少。使用基準測量方法時，給一個標準物質定值常由一個實驗室獨立完成。如今，符合定義要求，可用於化學成分量測量，被認為是潛在基準測量方法的有上述提到過的重量法、容量法、電量(庫侖)法、冰點下降法、同位素稀釋質譜法等。這些方法的精確度很高，系統誤差卻很低甚至趨近於零.因此能夠在有限的不確定度範圍內測量參數的值。例如，同位素稀釋質譜法能夠克服痕量元素精確測定中的許多問題。它能夠比較不同質量的同位素原子的數量比率，同時不要求定量分離樣品。從理論上說，得出的結果是直接溯源到基本單位摩爾的。以同位素標記元素或化合物標記樣品，再設法使同位素均勻，這樣就能夠用質譜法在沒有任何基體作用的情況下測定樣品中被分析物的比例。
然而，實際上對於化學成分量測量來說，大多數基準測量方法都依賴於一定的測量標準，而且它們可以使用的場合也相對較少。另外，它們相當耗時，所需成本也較高。因此，基準測量方法的使用範圍受到一定的限制。但是，如果正確地實施這些測量方法，就能夠得出質量相當高的測量結果。
在標準物質研製過程中，一般來說，如果可行的話，應優先選擇重量法進行化學成分的定值測量，但可惜的是這種情況並不常見。重量法應用的典型例子有重量法配製氣體混合物，使用純物質有證標準物質或被分析物的有證標準物質經量法精確配製充分分散的基體有證標準物質或校準溶液。重量法製備的有證標準物質的溯源性可以通過將稱量測量溯源到國家質量標準、稱量的成分的原子/分子量以及其純度來建立。溯源到國家質量標準在理論上來講相對容易達到.並且應當具備較好的計量學品質，但是，實際上由於未知的不穩定性、離析、吸附作用或其他未知因素，製備的混合物可能仍然會與預期的成分有較大的差異。因此，當使用重量法對標準物質進行定值測量時，通常還要選擇另外一種方法對所得的定值結果進行進一步的驗證。
⑵彼此獨立的多個方法模式
當一個或幾個機構掌握有許多各種不同可選用的分析測量方法，並且滿足下列條件時，就可只以2~4個實驗室/方法的測量結果為基礎來給標準物質定值:分析測量方法經完全確認;確認時覆蓋了與有證標準物質(CRM)候選物成分類似的樣品成分量值範圍;應用這些方法的人員受到過良好的訓練;選擇所用方法時，考慮了儘量減少不確定度的共同來源;各種方法測量結果的一致性很好。
這個模式的實施需要定值分析測量參與者具有的長期積累的豐富測量經驗、良好的技術儲備和文件化的技術經驗，以及對所涉及的測量儀器狀況的深入了解掌握來保證。
單個的實驗室可以使用獨立的測量方法表徵單一成分的純物質，如純殺蟲劑的有證標準物質或要求重量法製備需分析的溶液。這種情況下，最好使用基於不同基本原理的兩種或兩種以上經充分確認的分析測量方法，如果結果在總不確定度範圍內一致，就可以認為所使用的任一方法都沒有偏差。這時可以認為平均值是真值的可靠估計。例如，同時使用氣相色譜法、高壓液相色譜法、差示掃描量熱法為純殺蟲劑進行認定定值測量。在這種情況下，相對於有證標準物質的預期用途，所用的方法應該具有較小的測量不確定度。
實驗室間比對研究
這是一個廣泛使用的概念，是由多家實驗室對給定樣品各自獨立地開展一個或多個量的系列測量活動。有時，也被稱為"循環檢驗"、"合作研究計劃或"協作分析研究"。這種"研究"除了用作標準物質定值外，還可用作其他很多目的。
在一些分析測試的應用領域裡，實驗室間比對(合作)研究(實驗室協商一致的方法)是標準物質定值測量最常用的方法，特別是那些採用自然基體的標準物質。在採用這種方式為有證標準物質定值時，認定機構必須首先找到一組有資質的實驗室，這些實驗室在標準物質候選物類似分析材料領域有專業的測量經驗。
其次，如果可能的話，認定機構還要鼓勵這些參與實驗室間比對(合作)研究的實驗室儘可能多地採用獨立的分析方法。這些測量方法應該不僅在操作細節上有所不同，而且應該基於不同的原理。這樣做可將引起的正或負偏差的未知潛在系統誤差置於同一水平上。這樣做法的另一優點在於，當有10~18個參與實驗室時，通過技術評審可以識別測量結果中的異常值並剔除處理。
第三，在開展正式定值測量之前，認定機構最好用另一樣品開展一輪實驗室間預比對研究，以便確定所選定的實驗室的測量能力確實是在同一水平上。這裡要注意，為了得到較高質量的定值測量結果，預比對研究所用樣品基體材料與目標標準物質候選物應儘量一致。
預比對研究的測量結果用來進行比較，以驗證所得的所有結果是否在其測量不確定度內一致。如果這一輪實驗室間比對研究的測量結果分散性較大，則表明出現了較大的系統誤差，不能滿足給有證標準物質(CRM)定值的要求，就要在進行正式定值測量之前採取必要的措施消除系統誤差。
通常為了消除系統誤差，應開展所有實驗室都能參加的研討，找出誤差原因和解決辦法，並組織開展另一輪實驗室問的比對研究，直到比對研究的測量結果的一致性可以證明所選定的實驗室測量能力是在同一水平上並達到目標有證標準物質的定值測量要求時，才能以同樣的形式組織開展定值測量。
另外要注意的是，在實驗室數量足夠滿足要求的情況下，如果在第一輪實驗室比對研究中，只有個別實驗室的測量結果離群，其他實驗室的測量結果一致性很好，且能滿足目標有證標準物質的定值要求，也可將測量結果離群的實驗室剔除，在剩餘的實驗室間開展定值測量。
當參與實驗室所用不同方法的結果在它們的測量不確定度範圍內完全一致時，系統誤差的發生幾率很小。這是因為一個實驗室中系統誤差的來源跟其他的實驗室的系統誤差通常是沒有聯繫的，因而通常保留系統誤差後來計算真值的合理估計。定值測量最終結果是將各個實驗室的值作為具有同等品質的整體對待，並據此計算出測量結果的最終平均值和標準偏差。
實驗室比對定值預先假設存在一定數量的同等能力的實驗室。其所用的方法各自獨立確認。這意味着不同測量結果間的差異是純統計性的，因此可以用純統計學方法處理。儘管這種認定測量方法有時是沒有辦法的辦法，但嚴格地說，這種認定方式的結果只具有參與認定測量實驗室問的可比性。這裡即使是錯誤的值也具有明顯的權威，尤其是在依賴純統計處理方法進行決策和判斷的情況下。
參加合作研究的實驗室-應具有該標準物質定值測量的必備條件，並有一定的技術權威性。每個實驗室可以採用統一的測量方法，也可以選該實驗室確認為最為有效的方法。合作實驗室的數目或獨立定值測量組數應符合統計學的要求(當採用同一種方法時，獨立定值測量組數一般不少於8個;當採用多種方法時，一般不少於6個)。認定負責機構必須對參加比對研究合作定值的實驗室進行質量控制，制訂明確的指導原則。
如果參與實驗室從本質上來說使用的都是同一測量方法來建立特性值，那麼合作比對研究定值就成為一種指定測量方法的定值方式。在這種情況下，得到的特性值依賴於方法，這一點須在相應的標準物質證書中加以說明。在許多領域，實驗室間比對合作研究定值是惟一有效的方式，特別是在一些強制控制領域內，如油漆中可溶出的有毒金屬的含量、易燃溶劑的閃點等。臨床化學中使用的許多有證標準物質是用參考方法(reference method)定值的。一種酶的催化活性可以通過評估它在指定pH、溫度和濃度條件下提高特定化學反應速度的能力得出。2013年來，歐盟逐漸認識到使用嚴格溯源到參考方法的有證標準物質(CRMS)校準常規醫療設備的重要性，並在相關法規中列入了這樣的要求。
採用實驗室間比對研究這種方式進行定值測量時，在估算最終認定值的測量不確定度方面有一定的困難。這使得一些計量學家將該方法稱為產生不可溯源的"一致值"的方法。因此，如今計量界還在做進一步的研究工作，改進適用於此種方式的統計工具。另一方面，國際上一些著名的計量學研究機構也比較了金屬合金有證標準物質(CRMS)研製領域一系列實驗室間合作定值測量的結果與採用基準測量方法、同位素稀釋質譜法(IDMS)測量的結果，比較的結果顯示這兩類方法的測量結果之間沒有本質矛盾。
①特性值的影響參數對標準物質定值測量時，必須關注特性值的影響參數。測量操作人員必須通過實驗確定各種操作條件對特性值及其不確定度的影響大小，即確定影響因素的數值，可以用數值表示或數值因子表示。例如，標準毛細管熔點儀用的熔點標準物質，其毛細管熔點及其不確定度受升溫速率的影響。定值測量時要給出不同升溫速率下的熔點及其不確定度。
②特性值的影響函數有些標準物質的特性值可能受測量環境條件的影響。影響函數就是其特性量值與影響量(溫度、濕度、壓力等因子)之間關係的數學表達式。例如:pH-A/y+N+C丁+D丁。因此，標準物質定值時必須確定其影響函數。
定值數據的統計處理
當使用高準確度的絕對測量方法或權威測量方法(現一般稱為基準測量方法)對標準物質進行定值測量時，測量數據可按如下程序處理:
對每個操作者的一組獨立測量結果，在技術上說明可疑值的產生並予剔除後，可用格拉布斯(Grubbs)法(格拉布斯檢驗I臨界值)或狄克遜(DiKon)法(狄克遜檢驗臨界值)從統計上再次剔除可疑值。
對兩個(或兩個以上)操作者測定數據的平均值和標準偏差分別檢驗是否有顯著性差異。若檢驗結果認為沒有顯著性差異，就可將兩組(或兩組以上)數據合併給出總平均值和標準偏差。若檢驗結果認為有顯著性差.異，應檢查測量方法、測量條件及操作過程，並重新進行測定。
當採用兩種以上不同原理的已知準確度的可靠測量方法進行定值測量時。測量數據處理與使用高準確度的絕對測量方法或權威測量方法大致相同。若檢驗結果認為沒有顯著性差異，可將兩個(或多個)平均值合併求出總平均值，將兩個(或多個)標準偏差的平方和除以方法個數，然後開方求出標準偏差。
多個實驗室合作定值時，各個實驗室的測量可用格拉布斯(Grubbs)法(格拉布斯檢驗臨界值)或狄克遜(Dixon)法(狄克遜檢驗臨界值)從統計上再次剔除可疑值。當數據比較分散或可疑值比較多時，應認真檢查測量方法、測量條件及操作過程。列出每個操作者測量結果:原始數據、平均值、標準偏差、測量次數，然後考察全部測量數據分布的正態性。在數據服從正態分布或近似正態分布的情況下，將每個實驗室的所測數據的平均值視為單次測量值，構成一組新的測量數據。用格拉布斯法或狄克遜法從統計上剔除可疑值，當數據比較分散或可疑值比較多時，應認真檢查每個實驗室所使用的測量方法、測量條件及操作過程。用科克倫(coch-ran)法檢查各組數據之間是否等精度，如果數據是等精度的，那麼計算出總平均值和標準偏差。在全部原始數據服從正態分布或近似正態分布的情況下，也可視其為一組新的測量數據，按格拉布斯法或狄克遜法從統計上剔除可疑值，再計算全部原始數據的總平均值和標準偏差。當數據不服從正態分布時，應檢查測量方法，找出各實驗室可能存在的系統誤差，對定值測量結果的處理應持慎重態度。
證書
成為有證標準物質的一個重要前提就是在發放的每個標準物質單元中都隨附一份證書。按照要求，證書必須包含以下三個方面的信息:·物質的描述;正確使用所必需的所有信息;建立置信度方面的信息。
有證標準物質的特性值應當可通過不間斷的校準鏈溯源到相關SI基本單位、其他公認的有證標準物質或經很好確認的標準方法。在任何情況下，標準物質的研製機構或生產機構(者)都要在有證標準物質證書的有關溯源性說明中闡述取得其特性(量)值(及其不確定度)的原理和程序。
以下是國標標準化組織(IsO)標準物質委員會(REMCO)制定的指南31(2000年版)"標準物質-證書和標籤"中要求在證書里提供的(如果適用的話)信息:認定機構的名稱和地址;文件的標題;物質的名稱;標準物質代碼和批號;物質的描術;標準物質用途;正確使用標準物質的指導;有關安全方面的信息;均勻性水平;認定值及其不確定度;溯源性;來自獨立實驗室或方法的值;測量不確定度;認定日期;·穩定性信息;其他信息;法律方面的信息;認定人員的簽名或姓名。
國家計量主管機構在相關技術法規中對有證標準物質證書與編寫內容也提出了具體的要求。其中:
⑴第一部分:證書編寫的一般要求
①證書是認定機構(或生產單位)向用戶提供用於介紹標準物質特性的技術文件。證書應概要地為用戶提供必要的信息使用戶能夠對該標準物質有一個清晰的了解。
②凡經國家計量行政部門批准發布的國家(有證)標準物質均應由認定機構編寫證書，與標物一起提供給用戶。
③證書由封面、正文和附頁組成，為確保證書真實、有效，必要時應採用防偽設計。
④證書和標籤的表述要求:文字表達應做到結構嚴謹、用詞準確、簡潔清晰，不產生歧義;所用術語、符號、代號等要統一，始終表達同一概念;按國家規定使用計量單位名稱與符號、量的名稱與符號、不確定度的名稱與符號;公式、圖表、表格、數據應準確無誤。
⑵第二部分:證書的內容結構
①封面;
②概述;
③材料來源和製備工藝;
④認定值和不確定受;
⑤均勻性和穩定性;
⑥特性量值的測量方法;
⑦溯源性描述;
⑧正確使用說明;
⑨運輸和貯存;
⑩安全警示;
⑥附件。
⑶第三部分:證書封面內容
①許可證標誌、批准部門及標準物質編號:《標準物質製造計量器具許可證》標誌，標明批准部門，批准部門的統一編號。
②標準物質名稱:給出中、英文名稱，力求簡練，能對物質的特性準確概括。
③證書編號:應具有唯一性，"一瓶一號"。編號規則由認定機構負責制定。
④認定日期和有效期限:當該批有證標準物質還有修訂值時，最初定值日期和所有修訂日期都應給出。
⑤認定機構:認定機構是對證書提供信息的機構或組織，應使用機構全稱，還應附有完整的通訊地址，聯繫電話和傳真以及e-mail地址等。
⑷第四部分:證書正文內容
①概述:a.總體描述:對名稱進行更加詳細的解釋，例如:基體的大概組成等。b.標準物質的物理狀態和包裝容器性質的描述:例如樣品規格、顆粒大小、包裝等，須註明防腐劑。c.預期用途:表明該物質的應用領域和基本用途，使用戶足以判斷預期應用是否正確。例如:標準物質在××××領域用於校準測量儀器、確認和評價分析方法、考核人員操作水平、監控測量過程質量和技術仲裁等。
②原材料來源和製備工藝:簡要描述原材料來源、製備方法、製備程序等，必要時用流程圖表示。
③認定值和不確定度認定值和不確定度應以列表形式給出。提供的不確定度應指明來源，擴展不確定度要註明包含因子，標準不確定度要註明測量組數和重複測量次數。如需要給出未認定值、參考值或信息值，應加注釋，避免與認定值混淆。
④均勻性和穩定性檢驗簡要描述抽樣方法、抽樣數、均勻性檢驗方法和檢驗結果，給出使用的最小取樣量。簡要描述在規定的保存條件下.穩定性考查的結果，給出有效期。
⑤特性量值的測量方法明確給出定值測量方法，當被確定的特性量值較多時，應列表分別表示。當使用幾種方法對標準物質認定時，應加以說明。
當幾個實驗室或獨立的分析人員共同為標準物質定值時，應列出所使用的方法，並在附件中列出聯合定值的實驗室名稱和分析人員名單。
某些標準物質特性量值的確定取決於測量方法，證書應給出該認定值依賴於方法的明顯表示，並且在證書附件中給出所用方法的詳細內容或對方法有詳細描述的參考文獻。
⑥溯源性描述應確切說明測量程序原理、溯源途徑、溯源方法，提供有效性證據以及可溯源至的測量標準。推薦採用量值溯源圖的形式給出。
⑦正確使用說明應明確給出該標準物質的正確使用條件。例如，乾燥的確切條件;打開容器時的條件等。除非證書中有說明，標準物質不應該再做進一步處理，如研磨。對痕量元素含量定值的標準物質，應給出禁止在含這些元素的任何設備中使用的警示。
當固體標準物質需配成溶液使用時，應給出特殊的說明。對於本身不穩定標準物質，如放射性物質，除給出認定值外，還應給出適當數學表達式作為標準物質表達的一部分，以便使用時計算。
⑧運輸和貯存簡要描述該物質的運輸方法和貯存條件。
⑨安全警示涉及安全問題，例如:放射性、有毒害、有傳染性等，應對有關危險狀況加以警示，並對適當防護措施詳細說明。
標準物質使用
標準物質的特點與性質
(1)標準物質可用於校準儀器。分析儀器的校準是獲得準確的測定結果的關鍵步驟。儀器分析幾乎全是相對分析，絕對準確度無法確定，而標準物質可以校準實驗儀器。
(2)標準物質用於評價分析方法的準確度。選擇濃度水平、準確度水平。
(3)標準物質當作工作標準使用，製作標準曲線。儀器分析大多是通過工作曲線來建立物理量與被測組分濃度之間的線性關係。分析人員習慣於用自己配製的標準溶液做工作曲線。若採用標準物質做工作曲線，不但能使分析結果成立在同一基礎上，還能提高工作效率。
(4)標準物質作為質控標樣。若標準物質的分析結果與標準值一致，表明分析測定過程處於質量控制之中，從而說明未知樣品的測定結果是可靠的。
(5)標準物質還可用於分析化學質量保證工作。分析質量保證責任人可以用標準物質考核、評價化驗人員和整個分析實驗室的工作質量。具體作法是:用標準物質做質量控制圖，長期監視測量過程是否處於控制之中。
使用標準物質應注意:
(1)選用標準物質時，標準物質的基體組成與被測試樣接近。這樣可以消除基體效應引起的系統誤差。但如果沒有與被測試樣的基體組成相近的標準物質，也可以選用與被測組分含量相當的其它基體的標準物質
(2)要注意標準物質有效期。許多標準物質都規定了有效期，使用時應檢查生產日期和有效期，當然由於保存不當，而使標準物質變質，就不能再使用了。
(3)標準物質的化學成分應儘可能地與被測樣品相同
(4)標準物質一般應存放在乾燥、陰涼的環境中，用密封性好的容器貯存。具體貯存方法應嚴格按照標準物質證書上規定的執行。否則，可能由於物理、化學和生物等作用的影響，使得標準物質發生變化，引起標準物質失效。
國家標準物質信息網
國家標準物質網也稱標準物質網(gbw123)是集標準物質、標準品、對照品、分析試劑、高純物質及實驗室耗材等分析測試、試驗檢測物質信息於一體的綜合信息平台。收錄各類標準物質、對照品、高純物質、分析試劑、實驗耗材、藥典對照品等信息十餘萬種。涵蓋了中國、歐洲、美國同類物質信息。分析測試試人員之友，為試驗檢測提供計量基礎!
包裝與貯存
(1 )標準特質的包裝應滿足該標準特的用途。
(2)標準特質的最小包裝單元應貼有標準特質標籤(標籤格式見附錄5)。標準物質標籤上應附有《製造計量器具許可證》標誌。
(3) 標準物質的儲存條件應適合該標準物質的要求和有利於特性量值的穩定。一般應貯存於乾燥、陰涼、潔淨的環境中。某些有特殊貯存要求的，應有特殊的貯存措施。