Độ thu hồi phân tích môi trường phản ánh hiệu quả phương pháp thế nào?

Điểm quan trọng là độ thu hồi không nên được hiểu đơn giản là “phương pháp tốt hay xấu”. Kết quả cần được đặt trong giới hạn chấp nhận của phương pháp, loại nền mẫu và cách kiểm soát chất lượng được áp dụng.

Độ thu hồi phân tích môi trường là gì và đo điều gì?

Độ thu hồi là tỷ lệ giữa lượng chất phân tích được xác định lại và lượng chất thực tế được đưa vào hoặc có giá trị tham chiếu. Với mẫu thêm chuẩn, công thức thường được biểu diễn:

% Recovery = [(Cₛ − Cᵤ) / Cₐ] × 100

Trong đó:

·         Cₛ là nồng độ đo được trong mẫu đã thêm chuẩn

·         Cᵤ là nồng độ đo được trong mẫu chưa thêm chuẩn

·         Cₐ là lượng chất phân tích thực tế được thêm vào

Ví dụ, nếu thêm 10 µg chất phân tích vào mẫu và phần tăng thêm được xác định là 9,5 µg thì độ thu hồi là 95%. Kết quả này cho thấy phần chất được thêm vào đã được phương pháp xác định lại ở mức 95%, trong điều kiện thử nghiệm đó.

Vì vậy, độ thu hồi chủ yếu cung cấp thông tin về độ sai lệch của quy trình phân tích đối với chất và nền mẫu đang được kiểm tra. Nó có thể phản ánh tổn thất trong xử lý mẫu, hiệu suất chiết hoặc tác động của nền mẫu đến quá trình đo.

Độ thu hồi cho biết hiệu quả phương pháp qua cơ chế nào?

Độ thu hồi thấp thường cho thấy một phần chất phân tích không được thu hồi hoặc không được xác định đầy đủ sau các bước chuẩn bị và đo mẫu. Chất có thể bị giữ lại trong vật liệu, mất trong quá trình chuyển mẫu, không được chiết hết hoặc bị ảnh hưởng bởi nền mẫu.

Ngược lại, độ thu hồi cao bất thường không đồng nghĩa với phương pháp hoạt động tốt hơn. Giá trị vượt quá mức chấp nhận có thể cho thấy nhiễu nền, phản ứng tạo tín hiệu dương giả hoặc vấn đề trong quy trình định lượng.

Do đó, độ thu hồi cần được đọc theo cả ba hướng:

·         Thu hồi thấp: Có khả năng xảy ra thất thoát hoặc ức chế tín hiệu

·         Thu hồi nằm trong giới hạn: Quy trình đạt mức hiệu năng được phương pháp hoặc chương trình kiểm soát chất lượng quy định

·         Thu hồi cao: Có thể xuất hiện tăng tín hiệu hoặc ảnh hưởng nền cần được xem xét

Trong đánh giá mẫu thêm chuẩn, EPA cũng nhấn mạnh rằng kết quả thu hồi phụ thuộc vào tiêu chí QC được thiết lập cho từng phương pháp và nền mẫu, thay vì dùng một ngưỡng duy nhất cho mọi phép phân tích.

Đọc kết quả thu hồi như thế nào để biết phương pháp đang có vấn đề?

Không nên kết luận chỉ dựa vào việc giá trị thu hồi có gần 100% hay không. Cần so sánh kết quả với giới hạn chấp nhận đã được xác lập cho phương pháp, chất phân tích và nền mẫu.

Một số phương pháp có thể sử dụng khoảng 70–130% làm tiêu chí tạm thời cho mẫu kiểm soát trong trường hợp chưa có giới hạn nội bộ; tuy nhiên đây không phải là ngưỡng chung cho mọi phép phân tích môi trường. Có phương pháp hoặc chương trình QC đặt giới hạn khác, chẳng hạn 75–125% hoặc một khoảng được xây dựng riêng từ dữ liệu hiệu năng của phòng thử nghiệm.

Ví dụ, nếu một phép thử cho kết quả 92%, 96% và 101% qua các lần kiểm tra, các giá trị này không chỉ cho thấy mức thu hồi tương đối gần lượng chuẩn thêm mà còn cần được xem xét về độ ổn định giữa các lần chạy.

Ngược lại, nếu kết quả giảm xuống 45%, vấn đề cần được xem xét không đơn thuần là “thu hồi thấp”, mà phải truy tìm bước gây thất thoát hoặc ảnh hưởng tín hiệu. Khi giá trị vượt rất cao, cần kiểm tra khả năng nhiễu nền, sai lệch định lượng hoặc vấn đề trong quá trình chuẩn bị mẫu.

Vì sao độ thu hồi của mẫu môi trường có thể bị lệch?

Nền mẫu là một trong những nguyên nhân quan trọng khiến độ thu hồi thay đổi. Mẫu môi trường có thể chứa nhiều thành phần đồng tồn tại như chất hữu cơ, khoáng chất, ion, dầu hoặc các chất gây nhiễu. Những thành phần này có thể tác động lên quá trình xử lý mẫu hoặc phản hồi của thiết bị.

Độ thu hồi cũng có thể bị ảnh hưởng bởi chính quy trình chuẩn bị mẫu. Các bước chiết, phân hủy, lọc, làm sạch, cô đặc và chuyển mẫu đều có thể tạo ra cơ hội để chất phân tích bị mất. Vì vậy, cùng một phương pháp nhưng hai loại nền như nước và đất có thể cho kết quả thu hồi khác nhau.

Một điểm cần phân biệt là độ thu hồi của mẫu thêm chuẩn có thể phản ánh ảnh hưởng của nền mẫu, trong khi một mẫu chuẩn hoặc mẫu kiểm soát phòng thí nghiệm có thể được dùng để đánh giá hiệu năng của quy trình trong nền sạch hơn. EPA mô tả matrix spike là công cụ giúp đánh giá tác động của nền mẫu lên quá trình chuẩn bị và đo mẫu.

Độ thu hồi nên được đánh giá cùng chỉ tiêu nào?

Độ thu hồi không nên được sử dụng đơn độc để kết luận toàn bộ hiệu năng của phương pháp. Một phương pháp có thể đạt thu hồi trong giới hạn nhưng vẫn cần kiểm tra thêm độ chụm, độ tuyến tính, giới hạn định lượng hoặc các yêu cầu QC khác tùy phương pháp.

Đặc biệt, độ thu hồi và độ chụm trả lời hai câu hỏi khác nhau. Thu hồi tập trung vào mức độ kết quả nằm gần lượng thực tế hoặc lượng chuẩn được thêm, còn độ chụm phản ánh mức độ nhất quán giữa các phép đo lặp lại.

Khi đánh giá mẫu môi trường, nên xem xét đồng thời:

·         Độ thu hồi: Có xác định lại được lượng chất theo mức chấp nhận không

·         Độ chụm: Kết quả có lặp lại ổn định không

·         Ảnh hưởng nền: Nền mẫu có làm thay đổi tín hiệu hoặc hiệu suất xử lý không

·         Tiêu chí QC của phương pháp: Kết quả có nằm trong giới hạn đã thiết lập không

·         Điều kiện áp dụng: Nồng độ mẫu, loại nền và quy trình xử lý có phù hợp với phạm vi thẩm định không

Như vậy, độ thu hồi phân tích môi trường phản ánh khả năng của toàn bộ quy trình xác định lại chất phân tích trong điều kiện thử nghiệm, chứ không chỉ phản ánh riêng độ nhạy của thiết bị. Thu hồi lệch khỏi giới hạn cho phép là tín hiệu cần điều tra về thất thoát, ảnh hưởng nền hoặc sai lệch trong quy trình; còn mức chấp nhận cụ thể phải lấy theo phương pháp và hệ thống QC áp dụng, không nên áp một con số chung cho mọi phép thử.