質(zhì)保3年只換不修，廠(chǎng)家長(zhǎng)沙實(shí)了個(gè)驗(yàn)儀器制造有限公司

一、概述

賽默飛元素分析儀 FLASH 2000 CHNS 是一種基于改良杜馬法（Dumas Method）的全自動(dòng)元素分析系統(tǒng)，可快速測(cè)定樣品中的碳（C）、氫（H）、氮（N）和硫（S）含量。其核心原理是：樣品在高純氧氣環(huán)境下高溫燃燒，生成 CO?、H?O、NO? 和 SO? 等氣體，經(jīng)還原、凈化、分離后由熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD）檢測(cè)信號(hào)并進(jìn)行定量。

在元素分析中，**樣品回收率（Recovery Rate）**是評(píng)估分析方法準(zhǔn)確度的重要指標(biāo)。它反映了實(shí)測(cè)結(jié)果與理論含量的接近程度，能夠綜合反映儀器性能、樣品燃燒充分性及操作過(guò)程中的系統(tǒng)誤差。高回收率說(shuō)明儀器檢測(cè)準(zhǔn)確、方法可靠；而回收率偏低或偏高，則提示燃燒、氣路或校準(zhǔn)存在問(wèn)題。

本文系統(tǒng)介紹 FLASH 2000 CHNS 樣品回收率的測(cè)試方法、數(shù)據(jù)計(jì)算、影響因素與改進(jìn)措施，為實(shí)驗(yàn)室建立標(biāo)準(zhǔn)化分析流程和質(zhì)量控制體系提供依據(jù)。

二、回收率的定義與意義

1. 定義

樣品回收率是指實(shí)測(cè)元素含量與理論含量的比值，用百分?jǐn)?shù)表示：

R(%)=測(cè)定值理論值×100R(\%) = \frac{測(cè)定值}{理論值} \times 100R(%)=理論值測(cè)定值×100

其中：

• 測(cè)定值為儀器分析所得元素含量（%）；

• 理論值為標(biāo)準(zhǔn)物或已知樣品的實(shí)際含量（%）。

2. 意義

• 反映儀器準(zhǔn)確度：回收率接近 100% 表明分析結(jié)果準(zhǔn)確。

• 驗(yàn)證方法可靠性：檢驗(yàn)燃燒、還原、分離及檢測(cè)環(huán)節(jié)是否良好。

• 評(píng)估操作一致性：檢測(cè)樣品制備和稱(chēng)樣誤差的影響。

• 指導(dǎo)儀器維護(hù)：若回收率偏離正常范圍，可用于判斷需清洗或校準(zhǔn)的模塊。

一般情況下，CHNS 元素分析的理想回收率范圍為 98%–102%，超出此范圍則需排查系統(tǒng)。

三、測(cè)試原理

在 FLASH 2000 CHNS 分析中，樣品經(jīng)燃燒產(chǎn)生的氣體通過(guò)檢測(cè)器信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算其所含元素的質(zhì)量。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的信號(hào)比較，可得樣品元素含量。

Cx=Ax?AbAs?Ab×CsC_x = \frac{A_x - A_b}{A_s - A_b} \times C_sCx=As?AbAx?Ab×Cs

其中：

• CxC_xCx：樣品中元素含量；

• AxA_xAx：樣品信號(hào)峰面積；

• AsA_sAs：標(biāo)準(zhǔn)樣信號(hào)峰面積；

• AbA_bAb：空白信號(hào)峰面積；

• CsC_sCs：標(biāo)準(zhǔn)樣已知含量。

將實(shí)測(cè) CxC_xCx 與理論含量 CtC_tCt 比較即可得回收率。

R=CxCt×100%R = \frac{C_x}{C_t} \times 100\%R=CtCx×100%

四、實(shí)驗(yàn)條件

五、樣品準(zhǔn)備與測(cè)試步驟

1. 樣品準(zhǔn)備

1. 干燥處理：將樣品置于 105 ℃ 烘箱干燥 2 小時(shí)，冷卻后備用。

2. 研磨混勻：使用微粉碎機(jī)，使樣品粒度均勻（＜100 μm）。

3. 稱(chēng)量封裝：取約 2 mg 樣品置入錫杯中，用微量天平稱(chēng)量至 ±0.001 mg，壓緊封口，防止泄漏。

2. 儀器校準(zhǔn)

1. 選擇標(biāo)準(zhǔn)物苯甲酸或乙酰苯胺；

2. 稱(chēng)取不同質(zhì)量（0.5–3 mg）建立校準(zhǔn)曲線(xiàn)；

3. 運(yùn)行空白樣 2 次確認(rèn)基線(xiàn)；

4. 校準(zhǔn)完成后保存參數(shù)。

3. 測(cè)試流程

1. 啟動(dòng)儀器并穩(wěn)定系統(tǒng)溫度與氣流；

2. 按序放入封裝樣品；

3. 每 5 個(gè)樣品插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物樣作為質(zhì)控樣；

4. 記錄各樣品峰面積及含量數(shù)據(jù)；

5. 計(jì)算樣品回收率。

六、數(shù)據(jù)處理與計(jì)算

1. 回收率計(jì)算

以苯甲酸為例：

平均回收率：

Ravg=∑RinR_{avg} = \frac{\sum R_i}{n}Ravg=n∑Ri

2. 結(jié)果判定

• 回收率在 98%–102% 范圍內(nèi)：儀器狀態(tài)良好；

• 回收率 < 98%：燃燒不完全或氧氣不足；

• 回收率 > 102%：標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)偏差或系統(tǒng)污染。

七、影響樣品回收率的主要因素

1. 燃燒效率

樣品在燃燒爐內(nèi)是否完全氧化是影響回收率的關(guān)鍵。

• 爐溫過(guò)低（＜900 ℃）：燃燒不充分，碳?xì)錂z測(cè)值偏低；

• 氧氣不足：CO?、H?O 生成不完全，導(dǎo)致低回收；

• 填料堵塞：燃燒管殘?jiān)鼤?huì)抑制氧氣擴(kuò)散。
  措施：保持 950–1000 ℃ 爐溫，氧氣流量穩(wěn)定。

2. 樣品稱(chēng)量誤差

樣品量過(guò)少或稱(chēng)量誤差超過(guò) ±0.001 mg，均會(huì)引起計(jì)算偏差。
措施：使用五位分析天平，稱(chēng)樣均勻且避免靜電吸附。

3. 校準(zhǔn)曲線(xiàn)偏移

標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)是回收率計(jì)算的基準(zhǔn)。若校準(zhǔn)樣品污染或稱(chēng)量不準(zhǔn)，將導(dǎo)致系統(tǒng)性誤差。
措施：定期重新建立校準(zhǔn)曲線(xiàn)，每周驗(yàn)證一次。

4. 氣體流量波動(dòng)

載氣或氧氣流速變化會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)信號(hào)不穩(wěn)定。
措施：使用穩(wěn)壓閥與高純氣體，定期檢查流量控制器。

5. 吸附劑與過(guò)濾器老化

當(dāng)吸附劑（Mg(ClO?)?、NaOH）飽和后，會(huì)導(dǎo)致氣體凈化不徹底，產(chǎn)生信號(hào)干擾。
措施：每運(yùn)行 200–300 次更換吸附劑。

6. 檢測(cè)器污染

檢測(cè)池內(nèi)壁附著灰塵或殘?jiān)?，?huì)影響信號(hào)強(qiáng)度。
措施：每季度清洗檢測(cè)器并重新校準(zhǔn)。

7. 樣品基質(zhì)效應(yīng)

含鹽、含金屬、含油樣品燃燒特性不同，易導(dǎo)致部分元素轉(zhuǎn)化不完全。
措施：選擇適當(dāng)封裝材料，或加入助燃劑（如 V?O?）。

八、典型測(cè)試結(jié)果與分析

以苯甲酸為標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行 10 次重復(fù)測(cè)定，結(jié)果如下：

平均回收率：

• 碳：99.98%

• 氫：100.06%

結(jié)果表明：系統(tǒng)燃燒充分、檢測(cè)穩(wěn)定，儀器性能良好。

九、回收率數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析方法

1. 標(biāo)準(zhǔn)差（SD）

SD=∑(Xi?Xˉ)2n?1SD = \sqrt{\frac{\sum (X_i - \bar{X})^2}{n-1}}SD=n?1∑(Xi?Xˉ)2

1. 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）

RSD=SDXˉ×100%RSD = \frac{SD}{\bar{X}} \times 100\%RSD=XˉSD×100%

RSD ≤ 1% 表示重復(fù)性良好。

1. 置信區(qū)間
   以 95% 置信水平評(píng)價(jià)結(jié)果穩(wěn)定性：

Xˉ±t0.05,n?1×SDn\bar{X} \pm t_{0.05,n-1} \times \frac{SD}{\sqrt{n}}Xˉ±t0.05,n?1×nSD

1. 趨勢(shì)圖監(jiān)控
   繪制月度標(biāo)準(zhǔn)樣回收率趨勢(shì)圖，若連續(xù) 3 次結(jié)果超出控制限 ±2%，需重新校準(zhǔn)系統(tǒng)。

十、低回收率原因分析與解決措施

十一、提高樣品回收率的關(guān)鍵措施

1. 優(yōu)化燃燒條件

• 維持燃燒區(qū) 950–1000 ℃；

• 氧氣流量充足，避免燃燒不完全。

2. 保持氣路潔凈

• 定期更換過(guò)濾器與吸附劑；

• 保證氦氣、氧氣純度。

3. 使用高純標(biāo)準(zhǔn)物

• 含量穩(wěn)定、易燃燒完全；

• 避免含雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物。

4. 嚴(yán)格樣品稱(chēng)量與封裝

• 控制稱(chēng)樣偏差 ≤ ±0.001 mg；

• 封裝緊密防止泄漏。

5. 定期驗(yàn)證校準(zhǔn)曲線(xiàn)

• 每周校準(zhǔn)一次；

• 校準(zhǔn)后運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)樣驗(yàn)證結(jié)果。

6. 維護(hù)與記錄

• 建立回收率監(jiān)控表；

• 每次偏差記錄原因與處理措施。

十二、質(zhì)量控制與回收率評(píng)估體系

1. 標(biāo)準(zhǔn)樣質(zhì)控法
   每批樣品前后測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣，計(jì)算回收率；若偏離 ±2%，需重新分析。

2. 重復(fù)性樣測(cè)試
   同一樣品測(cè)定 2 次，偏差 ≤ 1% 表示可接受。

3. 空白與對(duì)照監(jiān)控
   空白峰信號(hào)接近零，確保系統(tǒng)無(wú)污染。

4. 記錄追溯
   所有回收率數(shù)據(jù)應(yīng)形成日志，作為質(zhì)量考核依據(jù)。

示例質(zhì)控記錄表：

十三、典型案例分析

案例 1：回收率偏低（95%）

• 原因：燃燒管石英棉堵塞，氧氣不足；

• 措施：更換燃燒管并通氧氣 20 分鐘；重新測(cè)試后回收率恢復(fù)至 99.8%。

案例 2：回收率偏高（104%）

• 原因：基線(xiàn)校正錯(cuò)誤，空白信號(hào)未扣除；

• 措施：重新運(yùn)行空白樣并修正數(shù)據(jù)。

案例 3：回收率波動(dòng)大

• 原因：樣品封裝松動(dòng)、稱(chēng)樣偏差；

• 措施：重新封裝并稱(chēng)樣，結(jié)果恢復(fù)穩(wěn)定。

十四、周期性驗(yàn)證與趨勢(shì)分析

實(shí)驗(yàn)室應(yīng)建立回收率長(zhǎng)期監(jiān)控系統(tǒng)：

1. 每周記錄標(biāo)準(zhǔn)樣回收率；

2. 每月繪制控制圖，設(shè)定 ±2% 警戒線(xiàn)；

3. 若連續(xù) 3 次偏離警戒范圍，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)；

4. 每季度進(jìn)行性能復(fù)核并存檔。