檢出限的概念及計(jì)算

1、檢出限的概念及計(jì)算檢出限的概念及計(jì)算中心實(shí)驗(yàn)室中心實(shí)驗(yàn)室檢出限的研究意義 氯霉素早期被廣泛用于動(dòng)物各種傳染性疾病治療的廣譜抗生素，后來(lái)發(fā)現(xiàn)動(dòng)物體內(nèi)殘留的該抗生素對(duì)人類健康有重大威脅。因此，一些國(guó)家和團(tuán)體對(duì)此高度重視，對(duì)氯霉素限量的要求越來(lái)越嚴(yán)格。美國(guó)對(duì)氯霉素的限量規(guī)定由最初的10 g/kg逐漸降至0.1 g/kg，歐盟對(duì)氯霉素的限量規(guī)定由最初的5 g/kg逐漸降至0.1 g/kg。 要降低氯霉素的限量需要提高分析方法靈敏性，而檢出限是考察分析方法靈敏性的一個(gè)重要參數(shù)。檢出限的定義和分類國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）:檢出限為某特定方法在給定的置信度內(nèi)可從樣品中檢出待測(cè)物質(zhì)的最小濃度或量

2、。 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）:分析方法的檢出限是指在給定概率,即P=95%,顯著性水平為5%時(shí),能夠定性檢出的最低濃度或量。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）：能夠被檢出并在被分析物濃度大于零時(shí)能以99置信度報(bào)告的最低濃度?？偨Y(jié)一下，檢出限可以概括為：某樣品中目標(biāo)分析總結(jié)一下，檢出限可以概括為：某樣品中目標(biāo)分析物能被準(zhǔn)確檢出的最小量。物能被準(zhǔn)確檢出的最小量。 檢出限的定義和分類 儀器檢出限(IDL，Instrument Detection Limit)：是指分析儀器能夠檢測(cè)的被分析物的最低量或最低濃度，這個(gè)濃度與特定的儀器能夠從背景噪音中辨別的最小響應(yīng)信號(hào)相對(duì)應(yīng)。儀器檢出限不考慮任何樣品制備步驟的影響，

3、一般以溶劑空白測(cè)定檢出限，因此，其值總是比方法檢出限低。儀器檢出限一般用于不同儀器的性能比較。 方法檢出限(MDL，Method Detection Limit)：是指在通過(guò)某一分析方法全部測(cè)定過(guò)程后(包括樣品預(yù)處理)，被分析物產(chǎn)生的信號(hào)能以99%置信度區(qū)別于空白樣品而被測(cè)定出來(lái)的最低濃度。方法的檢出限是建立分析方法中較重要的一個(gè)參數(shù)，特別是評(píng)估一個(gè)分析方法對(duì)于低濃度的樣品檢測(cè)質(zhì)量具有重要意義。 檢出限和檢測(cè)限的關(guān)系 測(cè)定下限（定量限）測(cè)定下限(RQL，Reliable Quantitation Limit)：在測(cè)定誤差能滿足預(yù)定要求的前提下，用特定方法能準(zhǔn)確地定量測(cè)定待測(cè)物質(zhì)地最小濃度或量，

4、稱為方法的測(cè)定下限。測(cè)定下限反映出分析方法能準(zhǔn)確地定量測(cè)定低濃度水平待測(cè)物質(zhì)的極限可能性。在沒(méi)有(或消除了)系統(tǒng)誤差的前提下，它受精密度要求的限制，分析方法的精密度要求越高，測(cè)定下限高于檢出限越多。美國(guó) EPA SW-846(固體廢棄物化學(xué)物理分析方法)規(guī)定4MDL為定量下限(RQL)，即4倍檢出限濃度作為測(cè)定下限，其測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差約為l0； 日本JIS規(guī)定定量測(cè)定下限為10倍MDL； IUPACl982年的一篇報(bào)告中對(duì)測(cè)定下限作了規(guī)定，以空白測(cè)量值標(biāo)準(zhǔn)偏差的10倍相對(duì)應(yīng)的濃度值作為分析方法的測(cè)定下限； 國(guó)內(nèi)一般都IUPAC采用的建議，采用10倍空白測(cè)量值標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)應(yīng)的濃度作為測(cè)定下限，

5、它的置信水平約為90。檢出限的計(jì)算1依據(jù)IUPAC定義計(jì)算11bbLksxxSksSxxcbbLL11式中：xL檢出限； 空白均值；K與置信度有關(guān)的常數(shù)；Sb1空白值標(biāo)準(zhǔn)偏差CL最低檢出濃度S低濃度時(shí)的靈敏度，即標(biāo)準(zhǔn)工作曲線在低濃度范圍內(nèi)的斜率。1bx 1bx 和sb1需通過(guò)多次測(cè)定求出，一般要測(cè)定20次；通常取k=3，此時(shí)置信區(qū)間為99.6%；由于這兩個(gè)參數(shù)由有限次測(cè)定求出，3sb1對(duì)應(yīng)的置信區(qū)間為90%。1.1儀器檢出限儀器檢出限取決于儀器噪音。以氣相色譜法測(cè)定海水中的十氯酮為例，儀器檢出限為在固定的儀器條件下，具有電子捕獲檢測(cè)器的氣相色譜儀對(duì)十氯酮的響應(yīng)靈敏度。根據(jù)IUPAC定義計(jì)算儀器

6、檢出限。根據(jù)公式要求，需要進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及計(jì)算：（1）以十氯酮定容溶劑（不含十氯酮）為空白，對(duì)該空白用色譜儀測(cè)定 20次，求20次空白信號(hào)的平均值 ；（2）計(jì)算空白信號(hào)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差sb1；（3）設(shè)定k值；（4）測(cè)定1 g/L和2 g/L十氯酮標(biāo)準(zhǔn)溶液（兩溶液濃度均低于十氯酮標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍最低濃度5 g/L，但均有明顯的響應(yīng)信號(hào) ），并根據(jù)響應(yīng)信號(hào)計(jì)算出低濃度時(shí)的靈敏度S; (5) 根據(jù)公式計(jì)算儀器檢出限。1bx 1 g/L和2 g/L十氯酮標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)應(yīng)的色譜峰高分別為654V和931 V, 根據(jù)表1中儀器空白值及標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值計(jì)算各參數(shù)值，結(jié)果見(jiàn)表2。 由表2可知，氣相色譜法測(cè)定海水中十氯酮的

7、儀器檢出限為0.041pg。1.2方法檢出限 方法檢出限取決于儀器靈敏度及方法的回收率。氣相色譜法測(cè)定海水中的十氯酮，方法檢出限為在固定的儀器條件下海水中的十氯酮經(jīng)過(guò)二氯甲烷萃取、濃硫酸凈化、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮后采用具有電子捕獲檢測(cè)器的氣相色譜儀測(cè)定時(shí)十氯酮被檢出的能力。 根據(jù)IUPAC定義及公式計(jì)算方法檢出限：（1）儀實(shí)驗(yàn)室超純水為空白，將該空白樣品（20份）進(jìn)行二氯甲烷萃取、濃硫酸凈化、濃縮定容后平行測(cè)定，計(jì)算20次空白信號(hào)平均值 ；（2）計(jì)算空白信號(hào)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差sb1；（3）設(shè)定k值；（4）向空白樣品中添加十氯酮標(biāo)準(zhǔn)品，使其濃度分別為 2 n g/L和5 n g/L，進(jìn)行樣品測(cè)定，根據(jù)對(duì)應(yīng)測(cè)試

8、結(jié)果計(jì)算低濃度含量時(shí)的靈敏度，及曲線斜率S; (5) 根據(jù)公式計(jì)算儀器檢出限。1bx 2ng/L和5ng/L十氯酮加標(biāo)樣品溶液對(duì)應(yīng)的色譜峰高分別為420V和753 V, 根據(jù)表3中儀器空白值及標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值計(jì)算各參數(shù)值，結(jié)果見(jiàn)表4。 由表4可知，氣相色譜法測(cè)定海水中十氯酮的方法檢出限為0.60ng/L。檢出限的計(jì)算2其它計(jì)算方法2.1儀器檢出限2.1.1GB/T5009.1-2003規(guī)定的方法GB/T5009.1-2003規(guī)定色譜法的檢出限D(zhuǎn)L的計(jì)算公式為： DL=S/b 式中：S儀器噪音的3倍，及儀器能辨認(rèn)的最小物質(zhì)信號(hào)， V； b標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程的斜率， V /pg。 氣相色譜法測(cè)定十氯酮時(shí)儀

9、器噪音為23.7 V，以進(jìn)樣量x（pg）為橫坐標(biāo)，以逢高y（ V ）為縱坐標(biāo)，擬合十氯酮的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=353.2x+55，b=353.2 V /pg，由公式計(jì)算出十氯酮的儀器檢出限為0.20pg。 2.1.2 JJG700-1999規(guī)定方法JJG700-1999規(guī)定氣相色譜檢出限計(jì)算公式為：D=2NW/AFC 式中：D 檢出限，g/ml； N 基線噪音，N=23.7 10-3mV; W 十氯酮進(jìn)樣量，W= 1 10-12g； A 十氯酮色譜峰面積，A=0.102mV min； FC 載氣流速， FC =1.0ml/min。 計(jì)算得儀器檢出限為0.46pg。 2.2 方法檢出限2.2.1一

10、般方法通常采用樣品加標(biāo)方式測(cè)定并計(jì)算，加標(biāo)樣品經(jīng)過(guò)前處理后進(jìn)行測(cè)定，十氯酮檢測(cè)信號(hào)為 3 倍基線噪音時(shí)的添加濃度為該方法檢出（MDL）。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線和儀器檢出限估算樣品添加濃度，該添加濃度高于儀器檢出限，在工作曲線最小點(diǎn)附近；以實(shí)驗(yàn)室純水為空白樣品，加入低濃度十氯酮標(biāo)準(zhǔn)溶液 c0(ngL) 將空白樣品和加標(biāo)樣品進(jìn)行處理后測(cè)定，獲取信號(hào)值x0(V)，xadd(V) 和基線噪音 N(V)。根據(jù)下式計(jì)算方法檢出限： MDL= 3Nc0/（xadd -x0）依據(jù)上述步驟，實(shí)驗(yàn)室測(cè)定方法檢出限為 0.84ngL。 2.2.2EPA(美國(guó)環(huán)境保護(hù)署)的方法EPA對(duì)方法檢出限的描述：能夠被檢出并在被分析物濃度大于零時(shí)以99%置信度報(bào)告的物質(zhì)的最低濃度。EPA規(guī)定方法檢出限的計(jì)算程序：n分空白樣品加入低濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，該濃度一般為估計(jì)方法檢出限的15倍，樣品經(jīng)過(guò)測(cè)定，根據(jù)平行樣品分析結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法檢出限，計(jì)算公式如下： MDL=s t（n-1，1-）式中：s加標(biāo)樣品測(cè)試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差； t自由度