JJF(浙) 1231-2026 自动移液工作站校准规范

　　浙 江 省 地 方 计 量 技 术 规 范

　　JJF(浙) 1231—2026

　　自动移液工作站校准规范

　　Calibration Specification for Automatic Liquid Handling Systems

　　2026 –03 – 11 发布 2026 –06 – 11 实施

　　浙 江 省 市 场 监 督 管 理 局 发 布

　　自动移液工作站校准规范

　　Calibration Specification for Automatic Liquid Handling Systems

　　归 口 单 位：浙江省市场监督管理局

　　主要起草单位：绍兴市质量技术监督检测院浙江省质量科学研究院

　　中国测试技术研究院

　　参加起草单位：产越(上海)电子科技有限公司

　　衢州市计量质量检验研究院

　　本规范委托绍兴市质量技术监督检测院负责解释

　　本规程主要起草人：

　　阮志龙(绍兴市质量技术监督检测院)

　　梅 杰(浙江省质量科学研究院)

　　骆娜琴(绍兴市质量技术监督检测院)

　　参加起草人：

　　姜展樾(中国测试技术研究院)

　　周 义 [产越(上海)电子科技有限公司]王 晟(绍兴市质量技术监督检测院)

　　占志丹(衢州市计量质量检验研究院)

　　引 言

　　JJF 1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001《通用计量术语及定义》、 JJF 1265《生物计量术语及定义》和 JJF 1059.1《测量不确定度评定与表示》 共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。

　　本规范为首次发布。

　　自动移液工作站校准规范

　　1 范围

　　本规范适用于微升级和毫升级移液量程的自动移液工作站的校准。

　　2 引用文件

　　本规范引用了下列文件：

　　JJG 646 移液器

　　JJF 1874-2020 (自动)核酸提取仪校准规范

　　GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法

　　GB/T 41812-2022 自动移液工作站性能检测通则

　　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 术语和计量单位

　　JJF 1001 、JJF 1265 界定的及以下术语和定义适用于本规范。

　　3.1 紫外线辐射强度 ultraviolet radiation intensity

　　紫外灯发出的波长为 254nm 的紫外线辐射在工作区内表面的强度。

　　[来源：GB/T 41812-2022,6.5]

　　4 概述

　　自动移液工作站(以下简称工作站)是一种自动化液体处理平台系统，可代替人工在实验操作过程中完成移液、梯度稀释、分液、合液等工作。工作站的基础技术为移液，平台设计前身是移液器，在移液器的操作基础上进行自动化升级，通过机器操作即可完成液体处理工作。基本原理是通过液体置换或空气置换，实现液体的转移。根据机械臂移动方式，可以分为自动移液工作站和半自动移液工作站;根据驱动原理，可以分为活塞式、泵驱动式等。

　　工作站一般由工作台面、机械臂、移液系统、控制系统等组成，工作站示意图见图 1 。工作台面用于放置和固定储液槽、离心管、试剂瓶、温控板等配套器具，以及温度控制模块等其他功能性模块。机械臂的 X/Y/Z 轴位置关系见图 2。移液系统包含移液头、移液吸头、驱动器、移液管路等。其中移液头分为单通道

　　头、每个通道独立控制的多通道头和一组通道共同运行的多通道头。移液头可以永久固定到仪器上或者可以更换(例如可以更换不同移液量程和通道数量的移液头)。移液吸头可以是永久固定到移液通道上或者一次性的。

　　图 1 工作站示意图

　　图 2 工作站 X/Y/Z 轴位置关系示意图注 ： 1 为 X 轴 ，2 为 Y 轴 ， 3 为 Z 轴。

　　5 计量特性

　　计量特性见表 1 和表 2 中的规定。

　　表 1 工作站校准项目及指标

　　表 2 移液示值误差、移液重复性和移液一致性计量特性指标

　　表 2 移液示值误差、移液重复性和移液一致性计量特性指标(续)

　　6 校准条件

　　6.1 环境条件

　　6.1.1 环境温度：(15～25)℃ , 且室温变化不大于1℃/h。

　　6.1.2 相对湿度：(30～80)% ，且相对湿度变化不大于10%/h。

　　6.1.3 仪器稳固放置于工作台上，周围无强烈电磁干扰和振动;

　　6.1.4 仪器接地良好，电缆线的插接件应紧密配合。

　　注：1、6.1.1、6.1.2、6.1.3、6.1.4 中条件与制造商的产品规定不一致时，以产品规定为准。

　　2、如有特殊条件保证仪器正常工作，参考仪器设备安装要求。

　　6.2 测量标准及其他设备

　　6.2.1 二维定位校准装置

　　X/Y 轴同步测量，测量范围≥6.00mm ，测量不确定度≤0.03mm(k=2)。

　　6.2.2 电子天平

　　电子天平应符合表 3 的要求。

　　表 3 电子天平的要求

　　6.2.3 温度校准装置

　　可至少同时测量 7 组温度数据，测量范围(0～120)℃ , 最大允许误差±0. 1℃。

　　6.2.4 校准介质

　　符合 GB/T 6682 要求的蒸馏水或者去离子水，并经过脱气处理;水温与环境温度相差不大于 2℃。

　　6.2.5 温度计

　　测量范围(0～50)℃ , 最大允许误差±0. 1℃。

　　6.2.6 紫外辐射照度计

　　波长范围：(240～400)nm ，测量范围：(0.02～2000)mW/m2 ，MPE： ±8%

　　7 校准项目和校准方法

　　7.1 校准条件

　　校准前需将工作站开机预热 30min 以上，通过仪器自检，确保仪器达到正常工作状态。

　　7.2 定位误差和定位重复性

　　以工作站的机械臂初始位置(零点)作为基准点，以机械臂工作空间的极限点(X/Y 轴最大行程点)作为指令位置，或者按实际需要设置其他指令位置，控制机械臂移动到指令位置，测量指令位置与实到位置的距离，重复移动和测量10 次，根据公式(1)计算定位误差，根据公式(2)和公式(3)计算定位重复性。

　　DA = ± max (D 1 , D2 , …, Dn ) (1)

　　式中：

　　DA——定位误差，mm;

　　Dn ——第n次测量指令位置与实到位置的距离，mm;

　　DR——定位重复性，mm;

　　Di——第i次测量指令位置与实到位置的距离，mm;

　　D——n次测量指令位置与实到位置的距离的平均值，mm。

　　7.3 移液示值误差

　　随机选择一个移液通道，至少设定 3 个移液体积进行校准。移液体积应接近工作站移液量程的最小值、中间值和最大值，可参考表 3 中的校准点设定移液体积，也可按使用要求选择其他移液体积作为校准点。

　　应确保接收容器密封良好，以减少校准介质的挥发。将带盖称量杯放入电子天平中，待天平显示稳定后，按下置零键使电子天平复零。将接收容器放在工作台面适当位置，按照设定的移液体积移取校准介质后称量。每个移液体积重复测量 3 次，根据公式(4)、公式(5)和公式(7)计算不同移液量的准确性，根据公式(6)计算移液示值相对误差。

　　VA= Vs_ (4)

　　Vi (5)

　　Vi=mi ·Z·Y (7)

　　式中：

　　VA——移液量准确性，μL;

　　VS——移液体积设定值，μL;

　　V——n次测量移液体积的平均值，μL;

　　Vi——第 i 次测量的移液体积，μL;

　　EA——移液示值相对误差，%;

　　mi——第i次测量移液通道移取的校准介质的质量，mg;

　　Z——浮力修正和质量体积换算的综合系数，μL/mg ，详见附录G;

　　Y——仪器的热膨胀修正系数，详见附录H。

　　7.4 移液重复性

　　参照 7.3 ，用电子天平称量所取液体质量，每个移液体积重复测量 7 次，根据公式(8)计算移液重复性。

　　式中：

　　VR——移液重复性;

　　Vi——第i次测量的移液体积，μL;

　　V——n次测量移液体积的平均值，μL。

　　7.5 移液一致性

　　至少设定 3 个移液体积进行校准。移液体积应接近工作站移液量程的最小值、中间值和最大值，可参考表 3 中的校准点设定移液体积，也可按使用要求选择其他移液体积作为校准点。

　　参照 7.3 ，所有相同量程的移液通道依次测量。根据公式(9)公式(10)计算移液一致性。

　　注：移液通道大于8 时，随机选择不少于8 个移液通道进行测试。

　　VU= Vmax−Vmin (9)

　　式中：

　　VU——所有移液通道测量值的极差，μL;

　　Vmax——所有通道移液体积最大值，μL;

　　Vmin——所有通道移液体积最小值，μL;

　　EU——移液一致性，%;

　　VS——移液体积设定值，μL;

　　7.6 温度示值误差

　　设置温度为 37.0℃、55.0℃、65.0℃或按实际需要设置其他温度作为校准点，根据实际情况均匀选取测量点位，参考附录 C 。温度控制装置孔位数≥48 孔时，测量点位不少于 7 个;孔位数>8 孔且小于 48 孔时，测量点位不少于 5 个;孔位数≤8 孔时，测量点位不少于 3 个。用温度校准装置测定温度，在探头表面涂抹适量导热油或导热硅脂，将其固定在温度控制模块上，测量过程中确保温度探头与加热模块紧密贴合。稳定 10min 以上，待温度稳定后，读取测量点位的温度值。按照公式(11)和公式(12)计算温度示值误差。

　　TA=Ts − (11)

　　Ti (12)

　　式中：

　　TA——温度示值误差，℃;

　　Ts ——温控工作区域内设定温度值，℃;

　　T——所有温度测量值的平均值，℃;

　　Ti——第i个温度测定值，℃。

　　7.7 温度均匀度

　　设置温度为 65℃或按使用要求设置其他温度，根据实际情况均匀选取测量点位，参考附录 C ，按照公式(13)计算温度均匀度。

　　TU=Tmax−Tmin (13)

　　式中：

　　TU——温度均匀度，℃;

　　Tmax——所有测温点温度测量值的最大值，℃;

　　Tmin——所有测温点温度测量值的最小值，℃。

　　7.8 温度波动度

　　设置温度为 65℃或按使用要求选择其他温度，参考 7.6 的布点要求均匀选取测量点位。待仪器温度稳定后(稳定 10min 以上)采集一次温度，之后每隔 1min

　　采集一次温度值，共采集 10 组温度。用 10min 之内所有测量点温度测定值的平均值极差的一半表示温度的波动度。根据公式(14)计算温度波动度。

　　TW (14)

　　式中：

　　TW——温度波动度，℃;

　　Tmax——所有测量点温度测定值平均值的最大值，℃;

　　Tmin——所有测量点温度测定值平均值的最小值，℃。

　　7.9 紫外线辐射强度

　　在工作台面上，沿工作台面两内侧壁中心连线设置辐射强度测量点，测量点之间的距离不超过 300mm ，与侧壁最小距离为 150mm 。打开洁净台的紫外灯，从一侧起依次在测量点进行洁净台紫外灯的辐射强度测量。

　　8 校准结果表达

　　经校准后的工作站，出具校准证书，校准证书应符合 JJF 1071 中 5.12 的要求，校准原始记录格式参见附录 A ，校准证书(内页)格式参见附录 B。

　　校准结果应在校准证书上反映，校准证书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) 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(若有);

　　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。

　　9 复校时间间隔

　　送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔，建议不超过 1 年。如果对仪器的检测数据有怀疑或者更换主要配件及修理后建议对仪器重新校准。

　　附录 A

　　自动移液工作站校准原始记录(推荐)格式样式

　　附录 B

　　校准证书内页(推荐)格式样式

　　校准员： 核验员：

　　附录 C

　　温度测量点位分布图

　　96 孔温度控制模块测量点位分布参考图 C. 1 ，48 孔温度控制模块测量点位分布参考图 C.2 ，32 孔温度控制模块测量点位分布参考图 C.3 ， 16孔温度控制模块测量点位分布参考图 C.4，8 孔温度控制模块测量点位分布参考图C.5 ，4 孔温度控制模块测量点位分布参考图 C.6。

　　图 C. 1 96 孔温度控制模块测量点位分布图

　　图 C.2 48 孔温度控制模块测量点位分布图

　　图 C.3 32 孔温度控制模块测量点位分布图

　　图 C.5 8 孔温度控制模块测量点位分布图

　　图 C.4

　　图 C.6

　　16 孔温度控制模块测量点位分布图

　　4 孔温度控制模块测量点位分布图

　　附录 D

　　定位误差校准结果的不确定度评定示例

　　D.1 测量模型

　　DA=±max (D 1 , D2 , …, Dn (D. 1)

　　式中：

　　DA——定位误差，mm;

　　Dn——第n次测量指令位置与实到位置的距离，mm;

　　D.2 不确定度来源

　　定位误差校准结果的不确定度来源主要为：

　　a)测量重复性引入的不确定度

　　b)定位测量装置引入的不确定度

　　D.3 标准不确定度分量的评定

　　D.3.1 测量重复性引入的标准不确定度μ()

　　以自动移液工作站的机械臂初始位置(零点)作为基准点，以机械臂工作空间的极限点作为指令位置，或者按实际需要设置其他指令位置，控制机械臂移动到指令位置，测量指令位置与实到位置的距离，重复移动和测量 10 次，结果见表 D.1，计算试验标准偏差 s。

　　表 D.1 重复性引入的不确定度

　　根据测量结果计算：

　　μ ()=s=0.005mm (D.3)

　　D.3.2 定位测量装置引入的标准不确定度μ(Ds)

　　位置测量装置引入的不确定度按装置的测量不确定度计算。

　　D.4 标准不确定度分量汇总表

　　表 D.2 标准不确定度分量汇总表

　　D.5 合成标准不确定度

　　合成标准不确定度为

　　u DA= u2 +u2 Ds=0.02mm (D.5)

　　D.6 扩展不确定度

　　取包含因子k=2 ，扩展不确定度为

　　U(DA)=2uDA=0.04mm (D.6)

　　附录 E

　　移液示值误差校准结果的不确定度评定示例

　　E.1 测量模型

　　EA (E. 1)

　　Vi=mi ∙Z∙Y (E.2)

　　式中：

　　EA——移液示值误差，%;

　　Vs ——移液体积设定值，μL;

　　V——n次测量移液体积的平均值，μL;

　　Vi——第i次测量的移液体积，μL;

　　mi——第i次测量的移液通道移取的蒸馏水或去离子水的质量，mg;

　　Z——浮力修正和质量体积换算的综合系数，μL/mg;

　　Y——仪器的热膨胀修正系数。

　　将公式 E.2 代入到公式 E.1 中，得到公式 E.3。

　　E.2 合成标准不确定度计算公式

　　依据不确定度传播律，当各输入量间不相关时，有：

　　u= Σ c2 (xi)u2 (xi) (E.4)

　　则

　　uc= c2 miu2 mi+c2 Zu2 Z+c2 Yu2 Y) (E.5)

　　E.3 不确定度来源

　　移液示值误差校准结果的不确定度来源主要为：输入量 mi 、Z 和 Y 引入的标准不确定度u mi 、u Z和u Y 。

　　以上是单次测量时的不确定度来源，在实际校准时，采用三次测量结果的平均值，因此还包括测量重复性引入的标准不确定度u 。

　　E.4 标准不确定度分量的评定

　　E.4.1 输入量mi 引入的标准不确定度

　　选定一个移液通道，设定移液体积为 25μL 。根据天平的检定证书，在称量值为

　　0g≤m≤50g 时，天平的最大允许误差为±0.0005g ，天平重复性为 0.001g ，天平分辨力为0.00001g ，因此由天平称量引入的不确定度为：

　　E.4.2 温度计引入的标准不确定度

　　输入量 Z 和 Y 的不确定度来源主要是温度计引入的，使用的温度计的最大允许误差为± 0. 1℃ , 因此由温度测量引入的不确定度为：

　　E.4.3 测量重复性引入的标准不确定度

　　3 次重复测量引入的标准不确定度采用极差法按照不确定度 A 类评定方法进行评定。

　　表 E.1 重复性引入的不确定度

　　urel()=0.50%

　　E.4.4 灵敏系数的计算

　　其中：

　　将附录 G 中 Z 值与温度 T 在[15.0ºC,25.0ºC]进行线性拟合，附录 H 中 Y 值与温度 T在[15.0ºC,25.0ºC]进行线性拟合：

　　E.5 标准不确定度一览表

　　标准不确定度一览表见表 E.2。

　　表 E.2 标准不确定度一览表

　　E.6 合成标准不确定度

　　uc= c2 miu2 mi+c2 Tu2 T+c2 u2 )= 1.5%

　　E.7 扩展不确定度

　　取包含因子k=2 ，则扩展不确定度 U 为：

　　U=k∙uc=2×1.5%=3.0%

　　附录 F

　　温度示值误差校准结果的不确定度评定示例

　　F.1 测量模型

　　TA=Ts − (F. 1)

　　式中：

　　TA——温度示值误差，℃;

　　Ts——温控工作区域内设定温度值，℃;

　　T——所有温度测量值的平均值，℃;

　　F.2 不确定度来源

　　温度示值误差校准结果的不确定度来源主要为：

　　a)测量重复性引入的不确定度

　　b)温度测量装置引入的不确定度

　　F.3 标准不确定度分量的评定

　　F.3.1 测量重复性引入的标准不确定度μ()

　　设定温度为 37.0℃、55.0℃、65.0℃ , 每个温度测量点分别读取 7 个探头的温度数据，计算试验标准偏差 s 和测量重复性引入的标准不确定度μ(T) ，结果见表 F.1。

　　表 F.1 重复性引入的不确定度

　　根据测量结果计算：

　　s (F.2)

　　(F.3)

　　结果见表 F.2。

　　F.3.2 温度测量装置引入的标准不确定度μ(Vs)

　　温度测量装置引入的不确定度按装置的测量不确定度计算。

　　F.4 标准不确定度分量汇总表

　　表 F.2 标准不确定度分量汇总表

　　F.5 合成标准不确定度

　　合成标准不确定度为

　　F.6 扩展不确定度

　　取包含因子k=2 ，扩展不确定度为

　　U(TA)=2uTA (F.6)

　　表 F.3 合成标准不确定度和扩展不确定度

　　附录 G

　　Z 值表

　　(表中空气密度ρA=0.0012g/cm³)

　　附录 H

　　Y 值表

　　(表中β=2.4×10-4/℃)

　　JJF(浙) 1231-2026