检出限的分类和计算方法
对于分析检测人员来说,我们都知道检出限是分析测试的重要指标,对于仪器性能的评价和方法的建立都是重要的基本参数之一。在日常检测过程中,检出限为具体量度指标,特别是在痕量分析中,痕量分析误差与样品含量相对于检出限的倍数相关联。检出限的确定对于分析方法的选择具有重要意义。今天我们就一起把各种“检出限“彻底搞清楚吧!
检出限是1947年由德国人Hkaiser首次提出了有关分析方法检出限的概念,并提出检出限和分析方法的精密度、准确度一样,也是评价一个分析方法测试性能的重要指标。
检出限是指某特定方法在给定的置信度内可从样品中检出待测物质的最小浓度或量。
CL=KSb/M
公式中:
CL-检出限;
M-标准曲线在低浓度范围内的斜率;
Sb-为空白标准偏差;
K—置信因子,一般取2或3。
仪器检出限:指相对于背景,仪器检测的可靠最小信号,通常用信噪比(S/N) 表示,当(S/N)≥3时,定义为仪器检出限。仪器检出限给出的定义为在规定的仪器条件下,当仪器处于稳定状态时,仪器本身存在着的噪音引起测量读数的漂移和波动。仪器检出限的水平可对同类仪器之间的信噪比、检测灵敏度、信号与噪音相区别的界限及分析方法进行测量所能达到的最低限度等方面提供依据。
方法检出限:指一个给定的分析方法在特定条件下能以合理的置信水平检出被测物的最小浓度,它是表征分析方法的最主要的参数之一。分析方法随机误差的大小不但与仪器噪声有关,而且决定了方法全过程所带来的误差总和,与样品性质、预处理过程都有关系。
样品的检出限:指相对于空白可检测的样品的最小含量,故只有当空白含量为零时,样品检出限才等于方法检出限。由于空白含量往往不为零,且不同基质的分析方法检出限不一样,实际上样品检出限往往比方法检出限大得多,故在实际应用中,样品检出限比方法检出限有意义得多。
检出限(LOD)不应与仪器最低响应值相混淆,信噪比可作为考察仪器性能的一项重要指标,但不适用于评估检出限(LOD)。检出限(LOD)可分为两个部分,方法检出限(MDL)和仪器检出限(IDL)。
用特定方法可靠地将分析物测定信号从特定基体背景中识别或区分出来时分析物的最低浓度或量,也就是说,MDL就是用该方法测定出大于相关不确定度的最低值。在确定MDL时,应考虑到所有基体干扰。目前,大多数分析均利用仪器,每种仪器对于所检测分析物的量均有一定的检出能力。该种检出能力用仪器检出限(IDL)进行表示。随着灵敏度增加,IDL降低,仪器噪音降低,IDL也降低。确定检出限方法很多,除下面所列方法外,其他方法也可被接受。

可通过分析大量的样品空白或加入最低可接受浓度的样品空白来确定LOD。独立测试的次数应不少于10次(n≥10)。计算出检测结果的标准偏差(s),LOD的计算方法详见表。
定量检测中LOD的表示方法

注:“最低可接受浓度”为在所得不确定度可接受的情况下所加入的最低浓度;
由于仪器分析过程都会有背景噪音,常用的方法就是利用已知低浓度的分析物样品与空白样品的测量信号进行比较,确定能够可靠检出的最小的浓度。典型可接受的信噪比为2:1或3:1。
(1)仪器检出限
可检测仪器的最小讯号,通常用信噪比来表示,当信号与噪声之比大于等于3时,相当于信号强度的试样浓度,定义为仪器检测下限。
(2)方法检出限
即某方法可检测的最低浓度。通常用低浓度曲线外推法可求的方法检测下限。美国EPASW-846中规定方法检出限:MDL=3.143δ(δ重复测定7次)
(3)样品检出限
即相对于空白可检测的样品最小含量。样品检测下限定义为:其信号等于测量空白溶液的信号的标准偏差的3倍时的浓度。检测下限是选择分析方法的重要因素。样品检测下限不仅与方法检测下限有关,而且与空白样品中空白含量以及空白波动情况有关。只有当空白含量为零时,样品检测下限等于方法检测下限。然而,空白含量往往不等于零,空白大小受环境对样品的污染,试剂纯度、水质纯度、容器的质地及操作等因素的影响。因此,由外推法可求得方法检测下限可能很低,但由于空白含量的存在,以及空白含量的波动,样品检测下限可能要比方法检测下限大得多。从实用中考虑,样品检测下限较为有用和切合实际。
文字:萌大叔
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