实验室加标回收率的计算方法

文摘   教育   2024-10-31 08:02   山东  

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加标回收率是实验室常用的一种质量控制技术,用于评估分析结果的准确度。它指的是在没有被测物质的样品基质或相同样品的子样中加入一定量的标准物质,按照相同的样品处理步骤进行分析,然后将测定结果扣除样品的原始测定值,所得结果与加入的标准物质理论值的比值。得到加标回收率。
加标回收率不仅是实验室内经常用以自控的一种质量控制技术,还反映了人员的操作技术水平,以及分析方法是否适合被测基体。它有助于分析人员及时地发现分析中存在的问题,确保分析数据的准确、可靠。在环境监测、食品安全、药品检验等领域中,加标回收率都是重要的质量指标之一。


加标回收率主要分为以下六种类型:


空白加标回收率:


在没有被测物质的空白样品基质中加入定量的标准物质,按样品的处理步骤进行分析,所得到的结果与理论值的比值。

主要用于评估实验条件、仪器性能、试剂质量以及操作过程等因素对测定结果的影响。通过空白加标回收率的测定,可以检查是否存在系统误差或污染,从而确保分析结果的准确性。


样品加标回收率:


取相同的两份样品,在其中一份加入定量的待测成分标准物质,然后两份同时按照相同的分析步骤进行分析。加标样品的结果减去未加标样品的结果,其差值与加入的标准物质的理论值之比即为样品的加标回收率。

主要用于评估分析方法是否适合被测基体,以及检查样品处理、分析步骤中是否存在损失或误差。通过样品加标回收率的测定,可以验证分析方法的准确性和可靠性,并帮助识别可能的问题区域。


平行加标回收率:


同时处理两份相同的样品,其中一份加入标准物质,然后分别进行测定。

通过比较两份样品的测定结果,可以评估分析方法的一致性和准确性。


重复加标回收率:


对同一份样品进行多次加标并测定,以评估分析方法的稳定性和重复性。

这种方法在需要高精确度的情况下特别有用。


基质加标回收率有时也称为“真实基质加标”):


在与实际样品具有相似基质组成的模拟样品中加入标准物质进行测定。

这种方法有助于评估基质效应对分析方法的影响,特别是在复杂基质中。


方法验证加标回收率:

需要注意的是,以上六种类型加标回收率并不是绝对的,而且在实际应用中可能会根据具体情况进行组合或调整。加标回收率的类型和具体实验设计取决于分析目标、样品特性、分析方法以及所需的准确度水平。





加标回收率的计算方法本质上是通过比较加标样品与未加标(或称为本底)样品的测定结果,以及加入的标准物质的理论量来确定的。虽然基本原理相同,但根据不同的实验设计和数据处理需求,可以有稍微不同的计算方式。以下是几种常见的计算方法:


公式方法 :


这是最直接的计算方法,使用以下公式:

加标回收率 = [(加标后测定值 - 加标前测定值) / 加标量] × 100%

其中,“加标后测定值”是加入标准物质后样品的测定结果,“加标前测定值”是原始样品的测定结果(对于空白加标回收,这个值通常是零或接近零的背景值),“加标量”是加入的标准物质的量。


校正曲线法 :


在某些情况下,特别是当分析物的浓度范围较大时,可能需要使用校正曲线来更准确地计算回收率。这通常涉及绘制一系列已知浓度的标准溶液的分析结果(通常是信号强度或峰面积)与浓度的关系图。然后,通过这条曲线来估计加标样品的实际浓度,并与加入的标准物质的理论浓度进行比较,从而计算出回收率。


差值比较法 :


这种方法是通过比较加标样品与未加标样品的差值与加入的标准物质的量之间的比例来计算回收率的。它基本上与基本公式法相似,但可能更注重于差值(即加标后测定值与加标前测定值之差)的准确性和可靠性。


统计方法 :


对于大量数据或需要更高精度的情况,可以使用统计方法来计算回收率,如线性回归分析、方差分析等。这些方法可以提供关于回收率估计的置信区间和显著性水平的信息。





实验室加标回收率的计算公式主要基于样品中添加的标准物质(加标物)的测定结果与理论添加量的比值。

下面分享几种常见的加标回收率计算公式及其应用场景:

一、最基本的公式 :

加标回收率 = [(加标试样测定值 - 试样测定值) / 加标量] × 100%


这是最常用的加标回收率计算公式,适用于大多数实验室分析场景。其中,加标试样测定值是指加入标准物质后的样品测定结果,试样测定值是指未加标的原始样品测定结果,加标量是指加入的标准物质的量。


二、以浓度值计算的公式 :

在某些情况下,加标回收率可能以浓度值进行计算。此时,公式可以表示为:


P = (c2 - c1) / c3 × 100%


其中,P为加标回收率,c1为试样浓度(即试样测定值),c2为加标试样浓度(即加标试样测定值),c3为加标量(以浓度单位表示)。需要注意的是,这里的c3并不是指标准溶液的浓度,而是指加标体积所含标准物质的量值除以试样体积(或除以试样体积与加标体积之和)所得的浓度值。


三、以样品中所含物质的量值计算的公式 :

为了避免加标体积对回收率测定结果的影响,有时也可以将公式中的各项均理解为量值进行计算。此时,公式可以表示为:


P = (m2 - m1) / m × 100%


或者


P = (c2 × V2 - c1 × V1) / (c0 × V0) × 100%


其中,m1为试样中的物质含量,m2为加标试样中的物质含量,m为加标体积中的物质含量;c1为试样浓度,c2为加标试样浓度,c0为加标用标准溶液浓度;V1为试样体积,V2为加标试样体积(V2 = V1 + V0),V0为加标体积。

四、以吸光度值计算的公式(仅限于光度法分析)

在光度法分析中,可以使用校准曲线和吸光度值来计算加标回收率。此时,公式可以表示为:


P = (Y2 - Y1) / (b × c0 × V0) × 100%


其中,Y2为加标试样的吸光度,Y1为试样的吸光度,b为校准曲线的斜率,c0为加标用标准溶液浓度,V0为加标体积。


需要注意的是,使用以吸光度值计算的公式时,应确保校准曲线的准确性和适用性,并避免超出仪器的检测范围或造成样品中其他组分的相互作用。





实例应用:

假设有一份水样,其原始浓度为c1,体积为V1。向其中加入一定体积V0、浓度为c0的标准溶液进行加标,加标后的样品浓度为c2。则加标回收率P的计算公式为:

P = [(c2 × V1 + c0 × V0) - c1 × V1] ÷ (c0 × V0) × 100%


其中,V1+V0为加标后样品的总体积。如果忽略加标体积对样品体积的影响(即V1≈V1+V0),则公式可以简化为:


P = (c2 - c1) ÷ (c0 × V0 / V1) × 100%


这是加标回收率计算公式在实际情况中的一种应用方式。





在进行加标回收率计算时,需要注意以下两个方面的事项,以确保计算结果的准确性和可靠性:


注意计算公式的应用

1. 根据实验条件和数据类型选择合适的计算公式。例如,在光度法分析中,可以使用基于吸光度值的计算公式。

2. 在计算过程中,需要注意浓度单位的换算。如果公式中的加标量为浓度单位,应明确其是指加标体积所含标准物质的量值除以试样体积(或除以试样体积与加标体积之和)所得的浓度值。


注意实验操作的细节

1. 加标操作应准确、均匀,避免标准物质在样品中分布不均导致测定结果偏差。

2. 在测定过程中,应严格按照分析方法的要求进行操作,避免引入误差。

3. 对测定结果进行仔细分析和处理,确保数据的准确性和可靠性。如果数据异常或偏差较大,应重新进行实验或检查实验过程是否存在问题。



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