회수율 측정은 시료 전처리 단계에서 발생하는 분석물 손실을 수치로 확인하고 메서드 신뢰도를 뒷받침하는 근거다. 스파이크 시점 설계와 절대·상대 회수 구분, 농도별 허용 기준 설정을 통해 손실 원인을 추적한다. 이 글은 실무자가 회수율을 산출·판정하고 허용 범위를 근거 있게 설정하는 절차를 5단계로 다룬다.
목차
회수율 측정이 필요한 이유와 손실 지점
시료 전처리는 추출, 여과, 원심분리, 농축, 재용해 등 여러 단계를 거치며, 각 단계마다 분석물이 흡착·휘발·불완전 추출로 손실될 수 있다. 회수율 측정은 이 손실을 하나의 수치로 요약해 메서드가 참값에 얼마나 근접하는지를 보여 준다.
분석물은 시료 채취, 보관, 전처리 전·중·후, 측정 단계 어디에서든 손실될 수 있다. 전체 추출 회수율은 낮은 회수를 감지하지만 손실이 어느 지점에서 일어나는지는 알려 주지 않는다.
따라서 회수율은 단순한 합격/불합격 판정을 넘어 전처리 조건 최적화의 출발점이 된다. 손실 지점을 좁히려면 단계별로 스파이크 시점을 달리한 실험 설계가 필요하다.
스파이크 회수 실험 설계와 회수율 측정 방법
가장 기본적인 방법은 알려진 양의 표준물질을 시료에 첨가(스파이크)한 뒤 전처리와 분석을 거쳐 검출된 양을 첨가량과 비교하는 것이다. 회수율(%)은 (측정값 − 비스파이크 시료값) ÷ 첨가량 × 100으로 산출한다.
스파이크를 전처리 이전에 넣으면 절차 전체의 손실을, 최종 추출물에 넣으면 매트릭스·기기 영향을 반영한다. 두 시점을 나눠 측정하면 절대 회수(전 과정)와 상대 회수(매트릭스 보정 후)를 구분할 수 있다.
회수율 측정은 최소 3개 농도 수준에서 각 3회 반복하는 방식이 일반적이다. 저·중·고 농도를 포함해야 농도 의존적 손실을 놓치지 않는다.
매트릭스 효과와 절차 손실을 분리하는 회수율 측정
검출된 신호 저하가 전처리 손실 때문인지 이온화 억제 같은 매트릭스 효과 때문인지 구분하지 못하면 엉뚱한 곳을 최적화하게 된다. 전체 추출 회수율 계산만으로는 손실 원인을 특정할 수 없다.
이를 분리하려면 (1) 순수 표준용액, (2) 전처리 후 매트릭스에 스파이크한 시료, (3) 전처리 전 스파이크한 시료의 세 가지를 비교한다. (3)/(2)는 절차 손실을, (2)/(1)은 매트릭스 효과를 근사한다.
이 접근은 흡착 손실이 큰 극성 화합물이나 휘발성 성분에서 특히 유용하다. 회수율 측정을 원인별로 쪼개면 여과재 교체, 재용해 용매 변경 같은 구체적 개선안으로 이어진다.
농도별 허용 기준 설정과 판정
허용 기준은 단일 값이 아니라 분석물 농도에 따라 달라진다. AOAC 지침은 농도 구간별로 회수 허용 범위를 제시하는데, 예를 들어 100 ppm 수준은 90~107%, 10 ppm 수준은 80~110%처럼 저농도로 갈수록 범위가 넓어진다.
ICH Q2(R2) 관점에서는 정확도를 스파이크 회수율로 표현하며, 함량 시험은 규격의 80~120%, 관련물질 시험은 불순물 한도의 50~150% 구간에서 회수를 확인하는 방식이 언급된다. 잔류농약 등 분야에 따라 60~120%까지 허용되기도 한다.
판정에는 회수율 평균과 함께 반복 측정의 RSD(정밀도)를 함께 본다. 평균이 범위 안이어도 RSD가 크면 전처리 재현성 문제로 보고 원인을 추적한다.
관련해서 재현성과 회수율, 측정 신뢰도를 증명하는 지표 글도 참고할 만하다.
정리 — 회수율 측정 체크포인트
회수율 측정은 전처리 손실을 정량화하고 허용 기준으로 메서드 신뢰도를 뒷받침하는 절차다. 스파이크 시점을 나눠 절대·상대 회수를 구분하고, 최소 3농도·3반복으로 데이터를 확보한다.
허용 기준은 농도 구간과 분석 목적(함량·관련물질·잔류물)에 맞춰 근거 있게 설정하고, 평균과 RSD를 함께 판정한다. 기준을 벗어나면 매트릭스 효과와 절차 손실을 분리해 원인을 좁힌다.
체크포인트는 다음과 같다. 비스파이크 공시료를 반드시 함께 측정했는가, 스파이크 시점을 문서화했는가, 농도별 허용 범위의 출처를 명시했는가, RSD로 재현성까지 확인했는가. 이 네 가지를 점검하면 회수율 데이터가 QA·QC 근거로 설득력을 갖는다.