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了解检出限这一重要指标

2020-07-10 11:48270全球化工设备网

检出限是评价一个分析方法及测试仪器性能的重要指标,所谓“检出”是指定性检出,即判定样品中存在有浓度高于空白的待测物质。ACS(美国化学学会)对这一定义作了更简明的概括:检出限是一个分析方法,能够可靠地检测出被分析物的最低浓度。

 

检测限(limit of detection, LOD)定义:

在样品中能检出的被测组分的最低浓度(量)称为检测限,即产生信号(峰高)为基线噪音标准差k倍时的样品浓度,一般为信噪比(S/N)2:1或3:1时的浓度,对其测定的准确度和精密度没有确定的要求。目前,一般将检测限定义为信噪比(S/N)3:1时的浓度。

 

计算公式:

D=3N/S (1)

式中:N——噪音; S——检测器灵敏度;D——检测限

 

灵敏度的计算公式为:

S=I/Q (2)

式中:S——灵敏度;I——信号响应值;Q——进样量

 

将式(1)和式(2)合并,得到下式:

D=3N×Q/I (3)

式中:Q——进样量;N——噪音;I——信号响应值。

 

I/N即为该进样量下的信噪比(S/N),该信噪比可通过工作站对图谱进行自动分析获得,一般的色谱或质谱工作站都可进行信噪比分析计算。这样检测限的计算方法就变得非常方便了。

 

计算方法:

实际计算时,检出限有2种表示方法:一种是进样瓶中样品检测限,一种是针对原始样品的方法检出限。

 

1)对第一种检测限,只要知道进样量和信噪比即可计算。如进样瓶中样品浓度为1 mg/L,在此浓度下的信噪比为300(由工作站分析获得),则其检测限为:D =(3×1 mg L-1)/300 = 0.01 mg/L。也可用绝对进样量表示,若进样体积为10 ul,则其检测限为:D = 3×(1 mgL-1×10 ul)/300 = 0.1 ng。

 

2)对第二种表示方法,需同时考虑原始样品的取样量和提取样品的定容体积。仍按前述样品计算,若取样量为5克,最后定容体积为5 mL,则方法检测限为:D = 0.01 mgL-1×5 mL/5 g = 0.01 mg/kg。即当原始样品中待检物质的浓度为0.01mg/kg时,若取样量为5g,样品经前处理后定容体积为5mL时,进样瓶中样品的浓度可达0.01mg/L(假定回收率为100%),此时,在其它给定的分析条件下,能产生3倍噪声强度的信号。在实际检测工作中,第二种表示方法更为常见。

 

注意事项

由式(3)可见,信噪比的大小直接关系到检测限的大小。信噪比计算方法的不同,其比值大小有很大不同,这与计算信噪比时基线噪声峰值的定义方式有关,一般有三种不同的定义:

①峰/峰(peak to peak)信噪比,用某一段基线噪声的平均高度;

②峰/半峰(half peak to peak)信噪比, 用某一段基线噪声平均高度的1/2;

③均方根(RMS)信噪比,用某一段基线噪声的均方根值计算。

 

除此之外,信噪比的计算结果还和所取噪声的位置有很大关系,取信号哪一侧基线的噪声,取多长一段基线上的噪声,计算结果都很不完全相同,有时相差甚远。一般多取样品峰两侧的噪声峰值计算。

不同实验室定量检测限不同

定量检测限对实验室有重要意义,在日常工作中、特定条件下,有关的标准方法已经推荐各实验室能达到的最低检测水平为实际的定量检测限。不同的实验室虽然使用相同的分析步骤,相同型号的分析仪器,分析的样品基本相同,但所得的方法检测限是不同的。因此,实际定量检测限在不同实验室也会是不相同的。

 

美国的水与废水标准分析方法认为,实际定量检测限一般为方法检测限的5倍,它是具有可信度的、实用的、日常工作可达到的检测限。用定量检测限报告的数据是可靠的。

来源:网络

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