赛默飞元素分析仪FlashSmart 方法验证

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质保3年只换不修，厂家长沙实了个验仪器制造有限公司

一、前言

在现代分析科学中，方法验证（Method Validation） 是确保分析结果准确性、可靠性和可重复性的关键环节。对于高性能有机元素分析设备而言，方法验证不仅是实验室质量控制的重要组成部分，也是符合 ISO/IEC 17025、GLP、GMP 等国际标准的前提要求。

赛默飞 Thermo Fisher Scientific 推出的 FlashSmart 元素分析仪 是一款集自动化、高精度与多功能于一体的分析系统，可用于测定样品中的碳（C）、氢（H）、氮（N）、硫（S）及氧（O）等元素。仪器采用动态燃烧与热导检测技术，具有分析速度快、精度高、自动化程度高等特点。

在正式投入分析工作前，必须通过系统的方法验证来确认所采用的分析条件、样品处理流程和数据处理方法是否能在实验室条件下稳定地得到准确可靠的结果。

二、方法验证的目的与意义

确认方法适用性
验证所选方法能否适用于实验室分析样品的类型与浓度范围。
保证结果准确性
通过标准样与参考物质验证，确保分析结果与理论值一致。
评估精密度与重复性
验证在不同时间、人员、仪器条件下的重复性与再现性。
建立质量控制标准
为实验室日常检测、数据比对及仪器维护提供量化基准。
满足法规与体系要求
对于涉及食品安全、药品质量、环境检测等领域，方法验证是符合监管体系的重要要求。

三、FlashSmart 方法验证的基本流程

方法验证的过程包括八个阶段：

方法选择与确认；
仪器性能检查；
样品与标准物质准备；
精密度与重复性试验；
准确度与回收率试验；
线性与量程验证；
检出限（LOD）与定量限（LOQ）确定；
稳定性与耐用性测试。

所有实验应在相同环境条件下进行，并记录详细数据以供评估与审计。

四、方法确认与参数设定

1. 燃烧条件确认

在 FlashSmart 元素分析中，燃烧过程决定了样品分解的完全性。验证时应确定以下条件：

燃烧炉温度范围：950–1050°C；
氧气流量：100–120 mL/min；
载气流量（氦或氩）：90–130 mL/min；
反应管与还原管长度与填料状态；
点火时间与供氧时序。

实验室可通过标准样反复试验不同温度与流量组合，选择峰形稳定、基线平稳且结果误差最小的参数。

2. 校准方式确认

仪器校准采用标准样多点校准曲线法。常用标准物质包括：

苯甲酸（C、H 校准标准）；
尿素（N 校准标准）；
乙酰苯胺（CHN 校准标准）；

验证时需确定校准点数量（通常为 3–5 个）及浓度范围，以确保线性关系满足 R² ≥ 0.999 的要求。

3. 软件与数据处理设置

软件中需预设分析方法文件，包括积分时间、基线校正、漂移补偿与数据计算公式。验证时应检查计算结果的自动生成是否与人工计算一致。

五、仪器性能检查

在方法验证前，需确保 FlashSmart 设备性能符合标准。

漏气测试：检查燃烧系统及气路密封性，气体压力应稳定。
基线稳定性：空白测试基线漂移不超过 ±0.05 µV/min。
重复性检查：同一样品重复测试 RSD ≤ 0.2%。
校准线性度：校准曲线相关系数 R² ≥ 0.9999。
检测灵敏度：CO₂、H₂O、N₂ 峰信噪比 ≥ 3。

通过这些性能检查可确保设备状态处于最佳运行条件，为后续验证提供基础。

六、样品与标准物质准备

1. 样品选取

应选择具有代表性、含量稳定的样品。若研究对象为食品或土壤，应分别取典型样品进行验证。

2. 标准物质

采用具有国家或国际认证的标准参考物质（CRM），如 NIST、GBW 等标准样。

3. 称量与封装

使用 0.001 mg 精度的天平称样，称量范围一般为 1–3 mg。样品应封装于锡杯或镍杯中，封口严密。

4. 样品数量

每个验证项目至少分析 6–10 次，以确保统计可靠性。

七、精密度与重复性验证

1. 短期重复性（Repeatability）

在同一操作员、同一仪器、同一日内对同一样品进行至少 6 次分析，计算相对标准偏差（RSD%）。

$RSD(%)=SDMean×100RSD(\%) = \frac{SD}{Mean} \times 100$

标准要求：

碳、氢、氮的 RSD ≤ 0.2%；
硫、氧的 RSD ≤ 0.3%。

2. 长期再现性（Reproducibility）

由不同操作者在不同日期、相同方法下重复分析同一样品，验证结果差异是否在允许范围内。

若结果偏差超过 ±0.3%，应检查燃烧条件、氧气流量及校准状态。

八、准确度与回收率验证

准确度验证用于评估分析结果与理论值的一致程度。

1. 使用标准样对比法

以含量已知的标准样进行分析，计算回收率：

$回收率(%)=测得值理论值×100回收率(\%) = \frac{测得值}{理论值} \times 100$

要求：

回收率范围 98–102%；
若超出范围，应重新校准或优化方法。

2. 加标回收试验

在未知样中加入一定量标准物质，通过测得含量与添加量的对比验证准确性。

加标水平可取样品原始含量的 50%、100% 与 150%，结果回收率应在 95–105% 之间。

九、线性与量程验证

验证仪器响应与元素含量之间的线性关系。

选用 3–5 种不同含量的标准样；
绘制信号峰面积与理论含量关系图；
计算线性回归方程与相关系数（R²）。

结果要求：

相关系数 R² ≥ 0.999；
残差分布均匀，无系统性偏差。

同时确定方法的量程范围（Range），即在该范围内结果准确可靠的浓度区间。

十、检出限（LOD）与定量限（LOQ）确定

1. 检出限（LOD）

在低浓度样品连续测定中，信号与噪声比（S/N）= 3 时的浓度即为检出限。

FlashSmart 通常可实现：

碳、氢、氮：0.01 mg；
硫、氧：0.02 mg。

2. 定量限（LOQ）

在 S/N = 10 时的浓度定义为定量限。此时数据具有良好重复性。

确定 LOD 与 LOQ 后，应在方法文档中注明其计算方式与适用条件。

十一、稳定性与耐用性验证

稳定性验证旨在考察方法在不同条件下是否保持一致性能。

时间稳定性：连续运行 50 次样品后，检查基线与结果偏差，RSD ≤ 0.2%。
温度稳定性：在不同环境温度（20–25°C）下运行，结果变化不超过 ±0.1%。
气体压力稳定性：氧气流量波动 ±5% 时，结果变化不超过 ±0.2%。
耗材影响：更换燃烧管或还原剂后进行对比测试，验证结果一致性。

通过这些试验，确保方法具有长期可靠性与操作稳健性。

十二、方法验证的统计分析

所有验证数据应通过统计方法进行评估：

计算平均值（Mean）与标准偏差（SD）；
绘制控制图与散点图；
进行方差分析（ANOVA） 判断差异显著性；
线性回归分析 检查响应函数的可靠性；
计算置信区间（Confidence Interval） 评估结果可信度。

实验室可利用 Excel、Origin 或统计软件自动计算，确保数据处理符合统计原则。

十三、验证报告编制

方法验证完成后，应形成正式书面报告，报告应包含以下部分：

方法概述：分析原理、适用范围、检测元素；
实验条件：仪器型号、模块类型、燃烧条件、气体流量等；
验证内容与结果：精密度、准确度、线性、检出限、回收率；
统计分析：结果汇总、RSD、相关系数、置信区间；
偏差说明：异常数据处理与解释；
结论与方法确认：判定该方法是否符合实验室应用要求；
签字与审核：操作人员、审核人、批准人签名及日期。

报告需归档保存，不得随意修改或删除。

十四、方法验证实例（示例数据）

以 CHN 模式分析苯甲酸为例：

项目	理论值 (%)	实测平均值 (%)	RSD (%)	回收率 (%)
C	68.85	68.87	0.08	100.03
H	4.96	4.94	0.10	99.60
N	0	0	—	—

相关系数（R²）= 0.9999；基线漂移 ≤ 0.03 µV/min；回收率范围 98.5–101.2%。

结论：方法的精密度、准确度、线性均满足要求，可作为正式分析方法使用。

十五、方法验证的维护与再确认

周期性再验证
当仪器更换关键部件、分析环境变化或使用新标准物质时，应重新进行部分或全部验证。
日常质量控制样
在常规分析中，定期检测 QC 样，以验证方法持续稳定。
文档更新
若方法参数或计算公式有调整，应更新验证报告及操作规程，并重新批准。

十六、常见问题与改进措施

问题	原因	解决措施
结果偏高或偏低	燃烧不完全或气流异常	检查氧气流量与炉温
校准线性差	标准样配比错误或吸湿	重新制备标准样
重复性差	样品封装不严或进样不稳定	改善封装与进样速度
回收率低	样品含水或燃烧残留	进行预干燥处理
基线漂移	检测器污染或气体不纯	清洁检测器、更换气体