分析用电子天平称量指导原则

称量是药品质量分析实验过程中最常用、最基本的操作步骤。天平是称量操作中关键的仪器设备。按照结构分类，天平可分为机械天平和电子天平。分析用电子天平是为分析实验提供称量应用的、用于确定物体质量并将其以数字指示输出结果的仪器。本指导原则内容适用于药品标准中使用分析用电子天平的称量操作。药品标准中规定需“精密称定”的操作，首先应满足中国药典凡例下精确度的相关要求。在此基础上可参考本指导原则中仪器确证项下“准确度”和“重复性”性能核查的要求，选择性能合适的电子天平进行“精密称定”操作。其他药品质量分析实验中的称量操作亦可参考本指导原则的相关内容。

分析用电子天平的仪器确证

电子天平性能的稳定性和可靠性是保证称量数据可靠性的基础，也是保证分析检测数据质量的基础。分析用电子天平原则上应参照分析仪器确证指导原则（指导原则 9094）进行仪器确证，保证仪器性能。本指导原则针对部分关键性能要求进行详细阐述。

1.校准（Calibration）

为保证称量结果的计量溯源性，电子天平可参考《电子天平校准规范》（JJF1847）进行校准。电子天平可由使用者采用可溯源砝码自行校准，也可由具备校准资质的天平生产厂家或计量校准机构进行校准。校准结果应当包括测量不确定度。应根据实际使用需要并基于风险规定电子天平的校准周期；当初次安装或者改变了当前的使用状态时（如移动导致使用环境发生重大变化或任何可能对天平称量性能产生显著影响的维修或维护操作），应进行电子天平校准。

2.校正（Adjustment）

电子天平的校正是指通过给定质量值的外部或内部砝码赋予该电子天平相应示值的一系列操作。电子天平通常具备外校功能或者内校功能。外校功能是指采用外部标准砝码对天平进行校正；内校功能是指采用电子天平内置的砝码进行校正，触发方式可分为手动触发和自动触发。若通过内置砝码校正电子天平，可减少采用外部标准砝码进行日常灵敏度核查的频次，但仍应定期采用外部标准砝码进行灵敏度测试，以持续监控内置砝码的状态。具体的电子天平校正方法可参考电子天平厂家的说明书或建议的校正流程。建议在当日首次使用电子天平前执行校正操作。当实际使用过程中出现了数值漂移、异常偏差时，或在进行电子天平清洁或水平调整等操作后，需要执行电子天平的校正。

3.性能核查（Performance Check）

性能核查用于评估电子天平的随机误差和系统误差，分别包括准确度和测量精密度（重复性）测试。若测试结果未超过预先设定的可接受标准，则认为电子天平符合药品标准中精密称定操作的使用要求。应根据电子天平实际使用需要和风险评估在相邻两次校准之间进行适当频率的性能核查。

（1）准确度（Accuracy）

电子天平的准确度是指测试结果与真实值的接近程度，通常反映电子天平的系统误差。准确度主要受灵敏度、偏载误差和线性误差三个参数影响，其中灵敏度定义为电子天平的示值变化与引起该变化的载荷之比。通常偏载误差和线性误差对电子天平准确度的影响远小于灵敏度的影响，所以在实施周期校准的情况下，性能核查可以只考察灵敏度。灵敏度随称量载荷的增加近似线性增加，因此在电子天平的最大秤量附近更为显著。此外，由于在起始测量范围附近，电子天平性能主要受随机误差影响，因此使用质量低于电子天平最大秤量 5%的载荷来评估灵敏度是没有意义的。推荐使用单个砝码进行灵敏度的评估，砝码质量可为电子天平最大秤量的 5%～100%。将天平置零，砝码放置于天平称量盘上并记录示值。

按下述公式计算，如果公式成立则灵敏度满足要求：

如果砝码的相对最大允许误差（即砝码的最大允许误差除以其标称质量）不超过灵敏度限度值（0.05%）的三分之一，可直接使用其标称质量。如果无法获得砝码的相对最大允许误差，则必须使用砝码质量的校准结果进行评估，而且必须确保校准结果的不确定度与其标称质量的比值不大于限度值（0.05%）的三分之一。

（2）重复性（Repeatability）

日常使用中，待测物的净重通常远低于电子天平的最大秤量，此时电子天平性能主要受随机误差影响。可按以下方法测定重复称量时电子天平示值的标准偏差，并以此表示电子天平的重复性，用于评估随机误差。

使用单一砝码进行测试，砝码的标称质量通常应不大于电子天平最大秤量的5%，当该值小于 100mg 时，可使用 100mg 的砝码进行测试。将天平置零，砝码放置于天平称量盘中心位置并记录示值，重复该步骤至少 10 次。先计算示值的标准偏差，然后按下述公式计算，如果公式成立则重复性满足要求：

 

（3）最小准确称量值和最小样品量

最小准确称量值（m_min）是满足电子天平的重复性测定标准前提下，可称量的最小样品净质量。电子天平的最小准确称量值可以通过以下公式进行计算：

 

对于精密称定操作，准确度限度值RWT为 0.10%；按 95%的置信区间计算时

（k= 2），该公式可简化为：

 

应注意，最小准确称量值不应包含称量容器的皮重。电子天平的最小准确称量值（ m_min）是一个计算值，并非常量，会随着重复性测定中标准偏差（SD）的变化而变化。实际称量操作中，重复性除与仪器状态相关，还受当时的环境条件和操作人员等因素影响而波动。为了降低上述因素对精密称定操作造成的风险，实验室可以在最小准确称量值（m_min）的基础上，引入安全系数（SF），规定最小样品量（ m_snw），以提高称量结果的可靠性，表示如下：

安全系数应大于 1，建议结合实际风险制定合理的安全系数，因此实际称量的最小样品量（m_snw）应不小于电子天平的最小准确称量值（m_min）。

分析用电子天平的安装、使用和维护

为了保持良好的称量性能，保证称量结果的可靠性，电子天平应得到正确的安装、使用和维护。

1.环境要求

电子天平应放置在温度和湿度受控的房间内，应具有稳定的电源且无气流。天平不得靠近烤箱、加热炉、空调管道、设备或计算机的冷却风扇。天平的位置应远离窗户，避免阳光直射。天平附近不应有电磁辐射源，如射频发生器、电机或手持通信设备。

在某些情况下，可能无法将天平放置在最佳环境中。潜在的环境影响包括以下内容：

（1）气流  实验室里可能存在的气流影响，在通风柜中进行称量时应有应对措施；

（2）温差  实验室中温度波动过大引起的影响，或阳光直射引起温度变化造成的影响；

（3）湿度  湿度过高或过低可能引起的称量样品吸水、失水或静电等现象（称量操作时，理想的相对湿度为 40%～70%）；

（4）振动  相邻作业引起的振动；

（5）腐蚀  在天平附近使用腐蚀性材料或进行该类材料的称量；

（6）磁场  周围设备的磁场干扰；

（7）静电  湿度过低时通常会增加静电的积聚。

当电子天平放置环境存在上述可能造成影响的因素时，应评估其影响，必要时对电子天平的称量性能进行确认。

2.电子天平的安装

电子天平的性能取决于天平的安装条件，安装天平之前应查阅制造商提供的信息。电子天平应安装在坚固、水平、无磁性的称量台上，以最大限度减少振动的传播。如果使用金属称量台，则应将表面接地，以防止静电积聚。

3.电子天平的使用

根据被称量样品的最小样品量（净重）、天平的最大秤量（毛重）和称量精度的要求，选择适宜的天平；在使用天平前，应检查天平是否处于正常可用状态，确保用于指示水平的水平泡位于圆圈中央。

电子天平投入使用后一般应常处于通电状态；如果断电，重新接通电源后应先预热稳定后再使用，预热时间可根据天平精度确定或参考制造商建议，一般不少于 30 分钟；天平预热后，根据实际需要选择外部砝码校正或内置砝码校正，校正完成后即可进行称量操作；称量完毕后应及时将被称物取出，将天平置零，避免称重感应零件疲劳。

4.电子天平的维护

应保持天平清洁，必要时用软毛刷或绸布抹净或清洗剂擦净，可根据实际情况和天平制造商建议选择合适的清洗剂；如有必要，清洁前应关闭电源；使用电子天平过程中，若物品（特别是腐蚀性物质）不慎洒落应及时清洁；清洁后必须彻底干燥，以免未干燥的清洁剂滴入传感器影响天平性能。天平防风罩内不应放置与称量无关的物品，也不应放置会引起天平内外空气流动的物品（例如干燥剂等）。

称量规范

1.称量容器

称量容器或密闭容器需要采用与样品相容的惰性材料制成。称量容器的尺寸不得破坏称量的准确度和重复性。较小的称量容器更易得到准确的称量结果。但在实际使用过程中，会使用更大一些的称量容器，例如，样品在称量之后需要稀释的，可使用量瓶以避免转移误差。

如有必要，可在天平性能核查中将称量容器作为皮重，以评估称量容器对称量准确度和重复性的影响。

应尽量采用不易产生静电或不具磁性的称量容器，以避免容器的静电或磁性引起的称量不稳定甚至干扰电子天平内部部件的情况。

常用称量容器包括称量瓶、纸、盘和舟，或可密封容器如西林瓶和量瓶等。

2.称量操作方法

称量应在电子天平的称量范围内进行；称量中动作应轻缓，待测物应放在称量容器内称量；应戴手套后拿取称量容器，并尽可能将称量容器置于称量盘中心位置；称量过热或过冷的物品，应使待测物温度与天平室温度达到一致后再进行称量，如无法进行类似处理，则建议定义可接受的误差区间后进行快速称量。

应根据称量目的和待测物性质选择合适的称量操作方法。

（1）直接称重法：将待测物直接置于电子天平称量盘上称量物体的质量。

适用的样品：非活性且不具有粉末状表面的大块固体样品，如恒重试验中称

量瓶或坩埚的称量。

操作时注意事项：将待测物置于天平上时注意使其位于称量盘的中心。

（2）增量法：将称量容器置于电子天平称量盘上，记录读数为称量容器质量，将待测物加入称量容器中，记录读数为称量容器与待测物质量的和，扣除称量容器质量即为待测物质量；亦可将称量容器质量读数置零，加入待测物后直接读得待测物质量。

适用的样品：挥发性不大、不易吸潮、在空气中能稳定存在的固体或液体样品。

操作时注意事项：在添加样品时尽量避免称量室微环境的影响，如温湿度、静电等，避免样品洒落、污染天平。

（3）减量法：以干净适宜的称量容器装载待测物，置于电子天平称量盘上，待天平显示稳定后记录读数或使读数置零；将所需量的待测物转移到另一个合适的容器中；然后将称量容器和剩余待测物（如有）放回天平称量盘相同位置记录读数。两次读数的差值等于被转移待测物的质量。

适用的样品：乳剂或软膏等黏性液体及易挥发、易吸潮、易氧化或易与二氧化碳等反应的样品。

操作时注意事项：称量易挥发、易吸潮、易氧化或易与二氧化碳等反应的样品应使用开口较小的密闭容器，操作应迅速。

3.特殊样品的称量

（1）静电样品

干燥、细小的粉末状样品可能会带有静电，从而使粉末被称量容器或天平吸引或排斥，导致称量不准确和转移过程中的样品损失。使用塑料或硼硅玻璃制称量容器、称量环境湿度过低、操作人员穿戴服装及手套等因素均有可能产生静电。应采取适当措施减小静电对称量结果的影响，如使用内置或外置除静电装置、控制环境湿度不小于 40%或使用抗静电称量容器等。

（2）引湿样品

引湿样品容易从空气或外界环境中吸收水分，如果暴露在外，重量会逐渐增加。称量时应注意控制环境湿度并选择合适的称量容器，减少样品直接接触空气或外界环境的机会，并在称量过程中对盛有样品的容器进行快速密闭，可选择小口容器或带有气密性塞子的容器等进行称量操作。

（3）挥发样品

称量低沸点液体等易挥发样品时，应选择合适的防挥发称量容器，并在称量过程中对盛有样品的容器进行快速密闭，如选择密闭容器、小口容器或带有气密性塞子的容器等。

（4）腐蚀性样品

称量盐类、酸类等具有腐蚀性的样品时，应选用合适的耐腐蚀称量容器，称量过程中小心操作，避免样品洒落导致腐蚀天平或影响称量环境。

4.称量安全性

天平室内不宜放置与称量无关的设备与物品，如具挥发性或腐蚀性的液体与固体。无菌样品、危险样品或生物危害样品应当于保障样品不易受到外界污染及保护操作人员的环境下进行称量，操作人员应采取相应防护措施，如着防护服、佩戴口罩、防护镜、防护面罩及手套，避免吸入或皮肤接触样品。正确使用天平的防风罩，避免同时打开多个防风罩玻璃，减少气流扰动的影响。