如何區分儀器檢出限、方法檢出限、樣品檢出限及測定下限

2020-12-11 儀器信息網

  檢出限是分析測試的重要指標,對於儀器性能的評價和方法的建立都是重要的基本參數之一。在日常檢測過程中,檢出限為具體量度指標,特別是在痕量分析中,痕量分析誤差與樣品含量相對於檢出限的倍數相關聯。檢出限的確定對於分析方法的選擇具有重要意義。對檢出限的忽視有可能導致檢測結果的不確定度增大。長期以來,各個領域的檢測人員針對檢出限概念、估算方法及在各個不同領域的應用都進行了大量的探討。像分析儀器在測定過程中存在與噪音相區別的小信號檢出問題,同時也存在著分析方法能可靠測定物質最低含量的界限問題,這兩個概念有著本質的不同。在實際應用中,儀器檢出限、方法檢出限及樣品檢出限及測定下限的概念經常混亂。

  在檢驗檢疫行業中,進出口產品的種類繁多,涉及的領域也是多種多樣,對檢測人員的要求高,為保障進出口產品質量把關服務的有效進行,合理的使用儀器分析,科學有效的評估儀器分析,都要求在儀器的檢出限等各項指標上有個清晰完整的認識。為理清在檢出限概念和層次上的認識,本文將對檢出限的概念、分類和影響因素進行詳盡的探討。

  一、檢出限的概念

  1947年,德國人Hkaiser首次提出了有關分析方法檢出限的概念,並提出檢出限和分析方法的精密度、準確度一樣,也是評價一個分析方法測試性能的重要指標。國際純粹與應用化學聯合會( IU-PAC) 於1975年正式推行使用檢出限的概念及相應

  估算方法,於1998年又發表了《分析術語綱要》對檢出限檢出,檢出限的定義為:某特定方法在給定的置信度內可從樣品中檢出待測物質的最小濃度或量,公式表示為:

  歐盟《執行關於分析方法運行和結果解釋的歐盟委員會指令》(2002/657/EC)的最新檢測限的概念 CCα 和 CCβ檢測限( >>α) 是指大於等於此濃度限,將以α誤差概率得出陽性結論。檢測能力(CCβ) 是指樣品中物質以β誤差概率能被檢測、鑑別和/或定量的最小含量。對於未建立容許限的物質,檢測能力是以1-β可信度能被檢測出來的最低濃度。如果容許限已經建立,檢測能力就是以1-β可信度能被檢測到的容許限濃度。

  二、檢出限的不同分類

  1、美國國家標準局的分類

  (1)儀器檢出限: 即相對於背景,儀器檢測的可靠最小信號。通常用信噪比(S/N) 表示,當 (S/N)≥3時,定義為儀器檢出限。

  (2)方法檢出限: 即某方法可檢測的最小濃度。通常用外推法可以求得。即在低濃度範圍內選三個濃度(C1、C2、C3) ,對每一濃度水平分別重複測定,求出各濃度水平的標準偏差 S1、S2、S3,用線性回歸法做出擬合曲線,延長該線與縱坐標相交於S0(濃度為零時空白樣品的標準偏差)。3S0則定義為方法檢出限。

  (3)樣品檢出限: 指相對於空白可檢測的樣品的最小含量。它定義為三倍空白標準偏差,即3σ空白( 或3S空白)。

  2、國內檢出限分類

  國內有研究人員劉菁和冉敬等也把檢出限分類為儀器檢出限、方法檢出限和樣品檢出限。田強兵將檢出限分為了儀器檢出限、方法檢出限和儀器的測定下限和方法的測定下限。

  三、檢出限的介紹及影響因素

  1、儀器的檢出限

  儀器檢出限是指在規定的儀器條件下,當儀器處於穩定狀態時,儀器本身存在著的噪音引起測量讀數的漂移和波動。儀器檢出限的水平可對同類儀器之間的信噪比、檢測靈敏度、信號與噪音相區別的界限及分析方法進行測量所能達到的最低限度等方面提供依據。儀器的檢出限的物理含義為:在一定的置信範圍內能與儀器噪音相區別的最小檢測信號對應的待測物質的量。通過配製一定濃度的稀溶液12份進行測量,可用下式計算:

  2、方法的檢出限

  方法的檢出限是指一個給定的分析方法在特定條件下能以合理的置信水平檢出被測物的最小濃度,它是表徵分析方法的最主要的參數之一。分析方法隨機誤差的大小不但與儀器噪聲有關,而且決定了方法全過程所帶來的誤差總和,與樣品性質、預處理過程都有關係。為了能反映分析方法在整個分析處理過程的誤差,可採用已知結果的標準物質或樣品按照分析步驟進行測量,通過分析12份已知結果的實際樣品來計算方法的檢出限,計算公式如下:

  3、樣品的檢出限

  即單個樣品的檢出限,指相對於空白可檢測的樣品的最小含量。故只有當空白含量為零時,樣品檢出限才等於方法檢出限。一方面空白含量往往不為零,由於空白含量及其波動的存在,儘管方法檢出限通過外推法可能求得很低的濃度( 或含量),實際上樣品檢出限可能要比方法檢出限大得多; 另一方面分析方法檢出限採用的是一系列標準物質,基體各不相同,因此只能是一類型樣品的平均檢出限,並非嚴格適用於單個樣品。對於單個樣品確定檢出限,必須固定樣品基體,即樣品檢出限的確定應使用樣品本身,採取標準加入法作出和方法檢出限類似的曲線,使用外推法進行計算。

  正因為如此,在實際使用中,樣品檢出限要比方法檢出限要有意義得多。當被測樣品種類變化或測定所用試劑和環境變化時,即使使用同一分析方法,樣品檢出限可能相差很大。在痕量分析時,測量結果的可靠性在很大程度上取決於空白值的大小及空白值的波動情況。設 Wt代表被測樣品的總值,Wb 代表空白值,則被測組分的含量( Wt-Wb)與檢測可靠性的關係如表1所示( 表中」σ空白」為測定分析空白時的標準偏差)。

  4、空白對檢出限的影響

  在分析化學中,空白值可分為試劑空白、接近空白與真實空白。真實空白是完全不含待測物質,其它組分與待測樣品完全相同的一種分析樣品,且按照待測樣品的全部分析程序,測定空白試樣。但在實際分析中,許多分析工作者使用試劑空白或接近空白,試劑空白:按照真實空白的加入順序和操作方法混合本實驗所需的全部試劑。接近空白: 在試劑空白中加入檢出限2倍或3倍的待測物質。由此可見,真實空白的基體較複雜,所以它的值高於試劑空白和接近空白。在分析中應儘量使用真實空白,它更體現了體系的特徵。

  5、儀器的測定下限和方法的測定下限

  檢出限只能粗略的表徵體系性能,僅是一種定性的判斷依據,通常不能用於真實分析。測定下限則是痕量或微量分析定量測定的特徵指標。儀器的測定下限表示儀器進行定量分析時所能達到的最低界限,是指在高置信度下測定物質的最低濃度或量,其計算公式同式(2)只是一般取K=6,即DD=。在高置信度下,用特定分析方法能夠準確定量測定的待測物質最小濃度或量,稱為該分析方法的測定下限。其計算公式同式(3) ,計算時一般

  四、結語

  當以檢出限作為分析方法和分析儀器比較標準時,應約定統一的檢出限計算方法$測定下限反映出分析方法能準確地定量測定低濃度水平待測物質的極限值$隨著實驗測試技術的不斷進步,痕量分析逐步成為實驗室最主要的工作。針對痕量分析方法以及一些基本應用理論的研究也愈發重要。因此,為適應檢驗測試工作實際需要,應當對檢出限的計算方法進行優化統一,從而不斷促進實驗測試技術的發展,歡迎加入儀器大講堂QQ群:290101720,入群學習更多儀器知識。

相關焦點

  • 檢出限、測定下限和校準曲線最低濃度點
    檢出限、測定下限和校準曲線最低濃度點是實際工作中容易混淆的幾個概念,聯繫檢測工作實際,從所述概念的計算入手,進行了區分和應用方面的探討。 檢出限的計算依分析方法不同而不同,有關資料規定的方法有數種,其計算原理都是在規定置信水平時,以樣品測定值與零濃度樣品的測定值有顯著性差異為檢出限(以L表示)。如:(1)《全球環境監測系統水檢測操作指南》規定:在給定置信水平為95%時,樣品測定值與零濃度樣品的測定值有顯著性差異即為檢出限L。
  • 檢出限、測定限、分析空白的計算和分析
    1、檢出限1檢出限為某特定分析方法在給定的置信度內可從樣品中檢出待測物質的最小濃度或最小量。所謂「檢出」是指定性檢出,即判定樣品中存有濃度高於空白的待測物質。他是分析方法的一個綜合性的重要計量參數。2檢出限的計算方法1)在《全球環境監測系統水監測操作指南》中規定:給定置信水平為95%時,樣品測定值與零濃度樣品的測定值有顯著性差異即為檢出限(D.L)。這裡的零濃度樣品是不含待測物質的樣品。
  • 檢驗方法的驗證、確認步驟及計算方法
    檢驗方法驗證的最終產物是一個經過驗證的方法—根據驗證的結果制訂的由有關領導批准的檢驗方法。五、如何詳細計算檢出限?在如何正確或準確地估算檢出限的問題上,國際分析界一直存有爭議。檢出限是評價一個分析方法及測試儀器性能的重要指標,所謂「檢出」是指定性檢出,即判定樣品中存在有濃度高於空白的待測物質。ACS(美國化學學會)對這一定義作了更簡明的概括:檢出限是一個分析方法能夠可靠地檢測出被分析物的最低濃度。
  • 實驗方法驗證的31個概念
    4.實驗室間方法確認Interlaboratory MethodValidation在兩個或多個實驗室之間實施的方法確認。實驗室依照預定條件用相同方法對相同樣品的測定,以證明特定檢測方法滿足預期的用途。
  • 土壤常規分析(分光光度法)原理/檢出限匯總
    2.2 總磷原理:經氫氧化鈉熔融,土壤樣品中的含磷礦物及有機磷化合物全部轉化為可溶性的正磷酸鹽,在酸性條件下與鉬銻抗顯色劑反應生成磷鉬藍,在波長 700nm 處測量吸光度。在一定濃度範圍內,樣品中的總磷含量與吸光度值符合朗伯-比爾定律。
  • 做方法確認不可不知的31個概念(中英文對照)
    實驗室依照預定條件用相同方法對相同樣品的測定,以證明特定檢測方法滿足預期的用途。根據物質的化學、生物或物理性質對其進行鑑定的分析方法。測定被分析物的質量或質量分數的分析方法,可用適當單位的數值表示。注2:檢出限往往分為兩種:方法檢出限和儀器檢出限(ISO/IEC指南99:2007,4.18)15方法檢出限(M
  • 實驗方法驗證的31個概念,不是每個實驗人都會
    4.實驗室間方法確認Interlaboratory MethodValidation在兩個或多個實驗室之間實施的方法確認。實驗室依照預定條件用相同方法對相同樣品的測定,以證明特定檢測方法滿足預期的用途。
  • 做方法確認,你必須知道這31個概念(中英文)
    13.線性範圍Linearity of Calibration對於分析方法而言,用線性計算模型來定義儀器響應與濃度的關係,該計算模型的應用範圍。14.檢出限Limit of Detection,LOD由給定測量程序獲得的測得的量值,其對物質中不存在某種成分的誤判概率為b,對物質中存在某種成分的誤判概率為a。
  • 檢驗方法的驗證、確認步驟及詳細計算方法
    在如何正確或準確地估算檢出限的問題上,國際分析界一直存有爭議。檢出限的特殊意義在於可以對一個給定的分析方法在低濃度水平的檢測能力進行準確地評估,而考察一個分析方法在低濃度範圍的檢測性能,可以基於不同的角度或不同的側重點,如可以從最小信號值與儀器噪音之比來考察,從方法測定空白的平均波動性來統計估算,也可以根據分析方法校準曲線的偏差特性來定量估算等等。
  • 乾貨丨檢驗方法的驗證、確認步驟及詳細計算方法
    在如何正確或準確地估算檢出限的問題上,國際分析界一直存有爭議。檢出限的特殊意義在於可以對一個給定的分析方法在低濃度水平的檢測能力進行準確地評估,而考察一個分析方法在低濃度範圍的檢測性能,可以基於不同的角度或不同的側重點,如可以從最小信號值與儀器噪音之比來考察,從方法測定空白的平均波動性來統計估算,也可以根據分析方法校準曲線的偏差特性來定量估算等等。
  • 擴項流程---方法驗證作業指導書
    以環境檢測為例:一、確認檢測樣品類型:水質類、氣類、土壤類、固體廢棄物類、生物和生物體類、其他類,確保實驗室工作條件滿足標準要求;二、校準曲線驗證:選取市售有證的標準物質,配製不少於6個待測元素濃度點(
  • 聚光ICP-5000 測定土壤中10 種金屬元素
    本文採用硝酸+氫氟酸+高氯酸消解土壤樣品,採用ICP-5000 全譜直讀原子發射光譜儀測定標準土壤樣品中的硼、鋇、鎘、鈷、鉻、銅、鎳、鍶等10 種金屬元素,通過計算方法檢出限、回收率和精密度來考察ICP-5000 測定實際樣品的分析性能。結果表明ICP-5000 可用於土壤樣品中多種金屬元素的同時分析檢測。
  • 藥品的分析方法驗證如何做?
    專屬性試驗要求證明能與可能共存的物質或結構相似化合物區分,需確證含被分析物的供試品呈正反應,而不含被測成分的陰性對照呈負反應,結構相似或組分中的有關化合物也應呈負反應。雜質檢查雜質檢查應確保可檢出被分析物中雜質的含量,在雜質可獲得的情況下,可向供試品中加入一定量的雜質,證明雜質與共存物質能得到分離和檢出,並具適當的準確度與精密度。
  • GC法測定固定汙染源廢氣中氯苯類化合物
    所有氯苯類的儀器檢出限小於0.04 ug/ml,實際測試信噪比均大於3,標準中汙染源及無組織廢氣檢出限要求都在0.2-0.4 ug/ml之間,滿足標準要求。2019年12月發布的HJ1079-2019《固定汙染源汙染源中氯苯類的氣相色譜檢測方法及檢出限要求,並將於2020年6月30日實施。與被替代標準HJ/T39-1999和HJ/T66-2001相比,新標準檢測的氯苯種類由3種增加至10種,檢出限降低。
  • 氣相分子吸收光譜儀的計量校準方法
    建立一種科學合理且可操作性強的氣相分子吸收光譜儀校準方法。從儀器的工作原理及結構入手,對該類儀器提出了檢出限、線性相關係數、定量重複性等性能評價參數。利用國家相關標準物質對其檢出限的測量不確定度進行了評定,統一了校準方法,有力地保證了測量數據的準確性、溯源性。
  • 眾志成城,抗擊疫情,口罩中環氧乙烷殘留的測定!
    GB/T 16886.7-2015《醫療器械生物學評價 第7部分:環氧乙烷滅菌殘留量》是國內目前測定EO最新的國家標準,參照上述標準,我公司使用氣相色譜(GC)進行了環氧乙烷殘留量測定實驗,旨在提供全面、高效、精準的解決方案。
  • 水質 二氧化氯和亞氯酸鹽的測定 連續滴定碘量法
    【中國環保在線 行業標準】為貫徹《中華人民共和國環境保護法》和《中華人民共和國水汙染防治法》,保護環境,保障人體健康,規範廢水中二氧化氯和亞氯酸鹽的測定方法,環保部於近日規定了測定紡織染整工業廢水中二氧化氯和亞氯酸鹽的連續滴定碘量法。自2016年8月1日起,該標準將正式實施。
  • 淺析ICP-MS在測定水中汞的應用
    摘要:水質安全檢測在環境安全監測中佔有重要的一環,然而,電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)技術由於其低檢出限、多元素同時分析等優點被廣泛應用於水質檢測中。據此,ICP-MS法在水中總汞測定的探究顯得非常重要。本文對ICP-MS在測定水中汞中的應用進行了簡要分析。
  • 熱敏紙中雙酚A的測定
    1 材料與方法 1.1 材料與儀器 1.1.1 儀器與器材 島津LC-20A高效液相色譜儀(日本島津公司):配二 1.1.3 標準品 雙酚A (Biaphenol  A):100mg/L,上海安譜科學儀器有限公司。 1.2 實驗方法 1.2.1 標準品配製 取雙酚A標準溶液1mL至100mL棕色容量瓶中,用乙腈定容至刻度,製成濃度為1mg/L的標準儲備液。