生物物质既包括微观粒子,如核酸、多糖、脂质、蛋白质等生物大分子,也包括微观或宏观生物个体,如细胞、微生物等。当含量测量活动的对象是微观粒子时,需要确定指定的微观粒子的物质的量;当含量测量活动的对象是微观或宏观生物个体时,需要确定指定的微观或宏观生物个体的数量,这时的生物含量测定活动通常称为计数。
当测量对象是微观粒子时,测量结果通常以单位质量或单位体积中的物质的量表示;当测量对象是微观或宏观生物个体时,通常以单位质量或单位体积中的数量表示。测量对象亦可是由微观粒子、微观或宏观生物个体组成的复合物,当复合物仅由微观粒子组成时,通常仍采用物质的量进行描述与表示;当复合物中包括有微观或宏观生物个体时,通常采用数量进行描述与表示。
需要时,可以对微观粒子、微观或宏观生物个体的状态、功能或特征等进行限定,如“具有正确构象的蛋白质”“等电点在某一范围内的蛋白质”“能够被指定抗体识别并结合的蛋白质”“具有特定治疗效果的蛋白质”等,这时的含量测定不再是目标蛋白质的总物质的量,而是具有特定状态、功能或特征的目标蛋白质,它是目标蛋白质的一个子集,在单位上仍采用物质的量进行表示和描述。
当被测生物对象的定义不够完善,或虽然定义完善但尚无有效测量手段时,往往通过生物测量参考方法确定生物对象的含量,根据相应生物测量参考方法的规定,单位可以采用SI单位或非SI单位表示,但是不论是否采用SI单位表示,此时的测量结果都不可溯源到SI单位的定义,而是溯源到相应的生物测量参考方法。例如,对于血清中总蛋白的测定,因为无法给出“总蛋白”的清晰定义,所以通常采用参考方法测量血清总蛋白,其结果仍然以“克/升”来表示,但这并不是SI单位定义的复现。
当被测生物对象的定义不够完善,或虽然定义完善但尚无有效测量手段时,也可通过国际约定的标准物质/参考物质确定生物对象的含量,根据国际约定标准物质/参考物质的规定,单位可以采用SI单位或非SI单位表示,但是不论是否采用SI单位表示,此时的测量结果都不可溯源到SI单位的定义,而是溯源到国际约定标准物质/参考物质。
对于同一个生物对象,可能存在多个测量参考方法或国际约定标准物质/参考物质,当测量参考程序或国际约定标准物质/参考物质不同时,生物含量测定结果之间没有直接的可比性。为了避免歧义与混淆,这种情况下生物含量测定结果应当指明使用的测量参考方法或国际约定标准物质/参考物质。如“血清中α-淀粉酶的催化活性浓度为6.03微卡塔尔/升(IFCC参考方法)”“样本中人垂体促黄体生成素的浓度(WHO 80/552)为16.9IU/L(国际单位/升)”。
生物含量测定方法有很多,计量上通常使用基准方法或潜在基准方法确定生物含量,以减少系统误差与随机误差,使测量结果达到预期的不确定度水平。对于核酸、蛋白质等生物大分子,可采用同位素稀释质谱法、质量平衡法、定量核磁法等准确确定生物大分子的含量。自2005年以来,随着生物计量的发展,又提出了多个潜在生物计量基准方法,如可用于生物大分子含量测定单分子计数方法、同位素稀释-拉曼光谱法等,以及可用于核酸定量的数字PCR法(一种核酸分子绝对定量技术)等。对于微观或宏观生物个体,通常通过经过严格表征与控制的计数方法来确定其生物含量,以达到预期的不确定度水平。